CD4+T細胞在哮喘中的作用

林 群(綜述)，朱 玲(審校)

(1.福建三明職業技術學院護理系，福建三明365000;2.福建醫科大學免疫學系，福州350004)

哮喘是由多種細胞(如嗜酸粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞、中性粒細胞、呼吸道上皮細胞等)和細胞組分參與的呼吸道慢性炎癥性疾患［1］。Th1/Th2細胞免疫功能失衡在哮喘發病機制中扮演重要角色，近年來，隨著免疫學的發展，人們對CD4+T細胞在哮喘中的作用有了進一步的認識。

1 CD4+T細胞的作用

哮喘的發病機制十分復雜，至今尚未完全闡明，其中T淋巴細胞中CD4+輔助性 T細胞(helper T lymphocyte，Th)亞群的免疫調節失衡及其炎性細胞因子在哮喘的發生、發展中起重要作用。Mosman等［2］最早認識到Th1和Th2的存在，Th1參與細胞免疫應答，Th2參與體液免疫應答。目前認為，當初始的CD4+T細胞受到抗原和細胞因子刺激后至少能選擇性地分化為四個不同的亞型，即Th1、Th2、Th17和誘導型調節性T細胞［3］。初始CD4+T細胞在白細胞介 素 12(interleukin-12，IL-12)和 干擾 素 γ(interferon-γ，IFN-γ)的誘導下分化為 Th1 細胞，產生IFN-γ，參與細胞免疫應答;在IL-4的誘導下分化為Th2，分泌 IL-4、IL-5和IL-13，參與體液免疫應答;在轉化生長因子 β(transforming growth factor-β，TGF-β)單獨誘導下分化為調節性T細胞，分泌TGF-β并表達Foxp3(叉狀頭/翅膀狀螺旋轉錄因子)，參與免疫調節;在TGF-β和IL-6的共同誘導下分化為Th17，分泌IL-17和IL-6，參與炎性反應和自身免疫性疾病。

2 Th1/Th2平衡理論

過去的幾十年，認為Th1和Th2在哮喘中具有重要作用。這兩種輔助T細胞由初始CD4+T細胞分化產生，Th1細胞主要產生IL-12，而Th2細胞主要產生IL-4。樹突狀細胞產生IL-12導致轉錄因子T-bet上調和 IFN-γ 的表達，IFN-γ 可阻斷 IL-4的生成，由此，產生Th1極化反應。相反，信號轉導及轉錄激活因子6(signal transducers and activators of transcription-6，STAT-6)與胞質中的IL-4受體結合，通過Tyk2、Jak1和Jak3的磷酸化作用導致STAT-6二聚化并易位到胞核，激發GATA-3的表達，產生Th2極化反應，并釋放 IL-4、IL-5、IL-9、IL-13等細胞因子［4，5］。Th2細胞分泌的 IL-4能幫助 B淋巴細胞產生IgE［6］;分泌IL-4/IL-13誘導巨噬細胞的活化［7］;分泌 IL-5 募集嗜酸粒細胞［8］，分泌 IL-9 激活肥大細胞［9-11］，嗜酸粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞都與呼吸道慢性炎癥有關。因此，一直以來Th1/Th2平衡理論作為哮喘發病機制的核心。然而，進一步的研究發現，Th1細胞是前炎性細胞，其促炎癥作用超過了抗炎作用，與Th1相關的炎性反應并不下調哮喘。而在Th2細胞介導的免疫反應性疾病中，哮喘的發病率也并未增高。說明單純的Th1/Th2平衡理論不足以解釋哮喘的發病機制。

3 CD4+CD25+調節性T細胞

CD4+CD25+調節性T細胞來自于胸腺，定位于外周免疫器官，占外周血CD4+T細胞的5%～10%。它可控制自身免疫性疾病和移植物排斥反應，并可能在控制支氣管哮喘和過敏性疾病的發病中起作用。CD4+CD25+調節性T細胞持續表達IL-2受體α鏈，細胞毒性T細胞相關抗原-4，糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子受體家族關聯性基因和轉錄調節基因——Foxp3。Foxp3特異地高表達于CD4+CD25+調節性T細胞上，介導CD4+CD25+調節性T細胞在胸腺的發育、外周的表達及功能的維持，可反映CD4+CD25+調節性T細胞活性水平。

CD4+CD25+調節性T細胞在哮喘發病中非常活躍，已引起眾多學者關注。研究發現，TGF-β能誘導Foxp3表達，促進CD4+CD25+調節性T細胞增殖，從而抑制呼吸道嗜酸粒細胞浸潤為主的炎癥，降低呼吸道變態反應［12］。Picca等［13］發現，Foxp3 功能缺陷引起CD4+CD25+調節性T細胞丟失，發生廣泛的自身免疫反應。研究表明，體內CD4+CD25+調節性T細胞通過細胞接觸和分泌IL-10、TGF-β發揮功能，IL-10和TGF-β抑制巨噬細胞和炎性細胞因子的產生，介導機體對過敏原耐受的形成，抑制Th2反應，下調哮喘呼吸道炎癥，最終起到抑制哮喘發展的作用。同時，TGF-β是啟動CD4+CD25+調節性T細胞在體內擴增的重要分子，它調節CD4+T細胞Foxp3的表達，促進CD4+CD25-調節性T細胞表達Foxp3轉化成CD4+CD25+調節性 T 細胞［14］。

Akbari等［15］發現，暴露于吸入性抗原后的小鼠支氣管淋巴結中出現可分泌IL-10的樹突狀細胞，這種樹突狀細胞可誘導CD4+CD25+調節性T細胞的發展，這一過程需要可誘導性的T細胞協同刺激因子ICOS/ICOS-配體旁路參與。這種CD4+CD25+調節性T細胞可產生IL-10并對小鼠哮喘模型具有很強的抑制能力，將這種抗原特異性CD4+CD25+調節性T細胞轉入致敏小鼠可有效減輕呼吸道炎癥，阻止呼吸道高反應的形成。同樣用高分泌 TGF-β的T細胞也可非常有效地減輕呼吸道炎癥和呼吸道高反應性，而阻斷成熟T細胞的TGF-β分泌可加重呼吸道炎癥和呼吸道高反應性，提示CD4+CD25+調節性T細胞可以通過IL-10、TGF-β 減輕哮喘的呼吸道炎性反應［16］。

對于由Th2細胞所介導的呼吸道變應性炎癥，CD4+CD25+調節性T細胞也發揮強大的抑制作用，CD4+CD25+調節性T細胞通過抑制Th2類細胞因子，如IL-4、IL-5、IL-13的產生進而緩解呼吸道變應性炎癥。故CD4+CD25+調節性T細胞通過調節Th1/Th2平衡，抑制抗原引起Th2細胞的分化而強化Th1細胞的活性，從而達到預防和治療過敏性疾病。CD4+CD25+調節性T細胞不但可以抑制Th1細胞，還可抑制Th2細胞應答，并且對后者的作用更強［17］。如果移除CD4+CD25+調節性T細胞，則可以增強效應性CD4+T細胞的Th1向Th2極化，從而強化效應細胞的免疫應答［18，19］。

4 Th17細胞

近來，有研究報告從萊姆病患者的炎癥關節中分離出的CD4+T細胞包含一個產生IL-17的 CD4+效應T細胞亞群。該亞群區別于那些產生IL-4或IFN-γ 的 CD4+T細胞［20］。這些產生 IL-17的CD4+T細胞被稱為Th17細胞或Th IL-17細胞［21-23］。

現在已發現TGF-β和IL-6是Th17細胞分化的啟動所必需的［24-26］。Voldhoen等發現在CD4+CD25+調節性T細胞存在的條件下被活化的初始T細胞IFN-γ和 IL-4的表達被抑制，但是卻表達大量的IL-17。而TGF-β是 CD4+CD25+調節性T細胞在胸腺外適應存活并發揮功能所必需的，這提示TGF-β可能在Th17分化的啟動中有重要作用。在脂多糖活化的樹突狀細胞、CD4+CD25+調節性T細胞和初始CD4+T細胞的培養過程中用抗體阻斷TGF-β的作用確定了TGF-β是啟動Th17分化發育的關鍵作用因子。在無抗原遞呈細胞的培養體系中發現Th17的分化可以由TGF-β和IL-6兩者獨立地重新啟動，IL-1β和腫瘤壞死因子α可以增強由TGF-β和IL-6引發的Th17反應，但是卻無法取代它們中的任何一個。成熟的Th17細胞在抗原刺激下或在IL-23與IL-1、IL-18協同作用下表達大量IL-6，從而形成正反饋循環促進自身的分化發育。除了分化，CD4+CD25+調節性T細胞和Th17在生物學作用方面也相互作用。一方面，在 TGF-β轉基因小鼠中能檢測到TGF-β的過表達和CD4+CD25+調節性T細胞分化增多;另一方面，如果用TGF-β和IL-6同時免疫接種在髓鞘少突膠質糖蛋白轉基因小鼠，可加重實驗性自身免疫性腦脊髓炎［25］。而如果用髓鞘少突膠質糖蛋白免疫IL-6基因剔除小鼠，在其體內能檢測到大量CD4+CD25+調節性T細胞和低水平Th17，同時實驗性自身免疫性腦脊髓炎緩解;耗竭其體內CD4+CD25+調節性T細胞后用髓鞘少突膠質糖蛋白再次接種免疫，可檢測到Th17應答反應增強且實驗性自身免疫性腦脊髓炎加重。因此，CD4+CD25+調節性T細胞和Th17的分化相互抑制并且功能負性調節。正常情況下，TGF-β誘導初始 CD4+T細胞分化為CD4+CD25+調節性T細胞;當伴有感染或炎癥時，IL-6和TGF-β共同啟動初始CD4+T細胞向 Th17分化。研究已經證實［27］，當 STAT-1、STAT-6 和 T-bet缺失時，機體內的CD4+T細胞能夠高水平地向Th17細胞亞群分化，誘導產生大量的IL-17等細胞因子，從而誘導以Th17為主的慢性炎癥應答。

5 結語

哮喘的發病機制極為復雜，許多細胞參與了哮喘的呼吸道炎性反應，無數細胞因子在細胞與細胞之間架起了相互作用的立交橋，有眾多炎性介質介導效應細胞的生理和生化反應。相信隨著研究的深入，能更好地理解CD4+T細胞各亞群在哮喘中的地位與作用方式，從而為哮喘的防治開辟新的道路。

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