Th17細胞及其相關細胞因子在白塞病發病機制中的研究進展

綜訴

Th17細胞及其相關細胞因子在白塞病發病機制中的研究進展

申艷, 管劍龍

(復旦大學附屬華東醫院 免疫風濕科, 上海, 200040)

關鍵詞:Th17細胞; 細胞因子; 白塞病; 機制

白塞病(BD)是一種慢性、累及多系統的疾病，臨床上以口腔潰瘍、生殖器潰瘍、葡萄膜炎和皮膚損害等反復發作為主要特征，亦可累及胃腸道、關節、心血管、腎臟及神經等多個系統。BD是一種系統性血管炎，發病機制至今仍不清楚，可能是遺傳、免疫因素、感染和炎癥介質等多種因素作用的結果。2005年發現產生白細胞介素(IL)的Th17細胞以來，作為輔助性T細胞的新亞群，Th17細胞受到了廣泛的關注，并成為免疫學研究的熱點之一[1]。Th17細胞在自身免疫病、感染性疾病以及移植排斥反應中發揮非常重要的作用，近年來，Th17細胞在BD中的研究報道逐漸增多，現就Th17細胞及其在白塞病中的作用進行綜述。

1Th17細胞的分化及其調控

初始CD4+T細胞能夠在不同細胞因子作用下分化為功能不同的輔助性T細胞(Th)和調節性T細胞(Treg)。效應CD4+T細胞即Th細胞按其功能分為Th1和Th2兩個亞型。Th1細胞表達主要包括γ干擾素(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)及IL-2等細胞因子，主要介導細胞免疫反應。Th2細胞表達主要包括IL-4、IL-10及IL-13等細胞因子，主要增強B細胞介導的體液免疫應答。Th17細胞是由初始CD4+T細胞在轉化生長因子β(TGF-β)和IL-6共同作用下分化的[2]。Th17細胞分化與Th1和Th2細胞的獨立分化過程不同，主要是通過激活轉錄因子維甲酸受體相關孤兒受體γt(RORγt)誘導初始T細胞分化為而來。在IL-6和低濃度TGF-β的條件下，IL-6通過Jak-Stat信號通路活化轉錄因子STAT3，STAT3通過抑制轉錄因子T-bet(Th1特異轉錄因子)和Foxp3(Treg細胞特異轉錄因子)表達從而抑制Th1細胞和Treg的分化。此時，STAT3可介導Th17細胞特異轉錄因子RORγt的表達，并促進初始CD4+T細胞向Th17細胞方向分化。高濃度的TGF-β又上調Foxp3表達促進iTreg的產生，同時抑制Th17細胞分化。IL-27屬IL-12家族，主要由抗原提呈細胞表達。IL-27通過誘導形成STAT1/STAT3異源二聚體抑制RORγt的表達，從而抑制Th17細胞分化[3]。

Th17細胞分化形成后通過自分泌形成及表達IL-21, 從而促進Th17細胞增殖[4]。IL-23也屬于IL-12家族，主要由樹突狀細胞(DC)產生。IL-23與IL-23受體(IL-23R)作用后誘導IL-22表達，同時也可進一步上調IL-23R表達，維持Th17細胞的穩定和增殖[5]。此外，IL-1對Th17細胞分化也起促進作用。近期研究[6]表明, IL-35能夠上調Foxp3表達進一步抑制Th17細胞分化。

2Th17細胞產生的細胞因子及其生物學功能

Th17細胞可產生IL-17(又稱IL-17A)、IL-17F、IL-21、IL-22、TNF-α、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)以及趨化因子受體CCR6(CCI-20受體)，其中IL-17A和IL-17F是其主要效應分子。這些細胞因子可與上皮細胞、內皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞等受體細胞上的相應受體結合，通過信號轉導活化特定轉錄因子，啟動相關靶基因轉錄，引發IL-6、IL-8、GM-CSF、單核細胞趨化蛋白1(MCP-1又稱CCL2)、粒細胞趨化蛋白2 (GCP-2)、人β防御素2(hBD2)、巨噬細胞炎癥蛋白3(MIP3又稱CCL20)以及基質金屬蛋白酶(MMPs)等表達，進而招募中性粒細胞、DC、T細胞至炎癥部位，發揮抗病原微生物及修復損傷組織等作用[7]。

3Th17細胞分泌及調節相關的細胞因子與白塞病

BD的發病機制仍然未明。作為一種自身炎癥性疾病，固有免疫應答起非常重要的作用。BD也是一種Th17細胞介導的疾病，相關細胞因子如IL-1、TNF-α和IL-6表達均明顯升高。越來越多的研究報道顯示Th17在BD致病機制中發揮重要作用。

BD患者Th17細胞數量變化：對于Th17細胞數量變化在BD中的研究報道相對較少，且研究報道不一。Kim等[8]研究發現，活動性BD患者中Th17/Th1細胞比例明顯高于健康對照組，特別是對于有毛囊炎或者是葡萄膜炎的BD患者這種升高更為顯著。Ferrante等[9]對白塞腸病患者的研究發現，炎癥部位的反應主要為Th1細胞反應而并非Th17細胞。由于Th17細胞和Treg 細胞似乎有著共同的發展途徑和顯著的可塑性，白塞病中Th17/Treg細胞比例失調，可能是由于相互之間的轉化，具體機制有待進一步研究[10]。

IL-17/IL-23與BD的相關性: Th17細胞可以產生多種細胞因子，其中最主要的是IL-17。IL-23作為IL-12家族中的重要一員, 在Th17細胞的數量擴增和維持過程以及之后其介導的免疫應答中起著不可或缺的作用[11]。Hamzaoui等[12]最先報道了BD患者IL-17水平變化，在這項回顧性研究中發現，IL-17在BD患者中明顯升高，同時發現IL-10、IL-6、IFN-γ及IL-12也明顯升高。Kim等[8]對活動性BD患者外周血單個核細胞分析發現, Th17/Th1比例明顯升高，特別是合并有毛囊樣皮疹或葡萄膜炎的患者其比例更高。Chi等[13]對中國人群BD患者研究檢測外周血及淚液中IL-17A、IL-23的mRNA水平和蛋白水平，發現2者不僅在外周血中明顯升高，在BD活動性葡萄膜炎患者淚液中也明顯升高，并且與BD活動性相關。這些結果表明IL-23可能是通過促進IL-17的產生從而在BD活動性葡萄膜炎中發揮重要作用。中國內的另外一項研究[14]發現, rs17375018GG基因型在BD中明顯升高, G是風險等位基因，其最接近的多態性基因是IL-23R。土耳其和日本的研究[10-15]也報道了IL-17及IL-23在BD中明顯升高且與疾病活動及轉歸相關。近年來，全基因組關聯研究(GWAS)發現IL-23R-IL12RB2和IL-10為BD患者的敏感基因位點[16]。韓國人群中對于腸BD患者的研究發現IL-17A、IL-23R及 STAT4單核苷酸基因多態性與疾病活動相關[17]。以上研究報道均說明IL17/IL23軸在BD中的重要致病作用。相比之下，Ferrante等[9]對BD胃腸道累及患者作為研究對象，腸道活檢發現IL-23、IL-17mRNA及STAT-3水平與強直性脊柱炎(AS)及克隆氏病(CD)無顯著差異，研究認為這類患者為Th1細胞介導的免疫反應，而非Th17細胞，提示腸BD的發病機制可能與其他類型BD不同，具體機制還有待進一步研究。

IL-6/TGF-β與BD的相關性: IL-6在協同TGF-β共同誘導促進Thl7分化方面發揮關鍵作用。TGF-β是初始CD4+T細胞分化成Th17的始動因素。只有在IL-6與TGF-β共同作用下，并且發揮協同作用才能大量誘導Th17細胞分化[18]。BD動物實驗研究[19]發現，使用小干擾RNA(siRNA)下調IL-6表達可以抑制Th17細胞分化，從而BD小鼠炎癥癥狀得到緩解。中國學者于1992年首次報道[20]神經BD(NBD)患者腦脊液中檢測到IL-6明顯升高，且與疾病轉歸相關。土耳其和日本BD人群研究也同樣發現IL-6在NBD中的重要作用[21-22]。另一方面，IL-6及TGF-β基因研究發現與BD相關。利用PCR技術的可變數目串聯重復序列(VNTR)多態性分析發現, IL-6的3′未翻譯區有4個不同大小區域，Bowcock等[23]將其命名為IL-6 VNTR A、B、C和D。Chang等[24]研究發現, IL-6 VNTR在BD患者組與正常對照組明顯差異，主要的危險位點位于BC基因型和C等位基因。土耳其研究者對97例BD患者細胞因子基因多態性分析發現，TGF-β1與疾病的易感性相關。葡萄膜炎動物模型研究[25]發現，利用IL-6受體抑制劑MR16-1, 明顯抑制Th17細胞活性，導致IL-17分泌水平下降，葡萄膜炎癥狀緩解，進一步驗證了BD中IL-6是通過Th-17途徑發揮重要致病作用。妥珠單抗(tocilizumab)作為IL-6受體抑制劑，可能成為治療NBD的新方法[26]。

IL-21與BD的相關性: IL-21主要由活化的CD4+T細胞、NKT細胞和Th17細胞產生，其受體屬I型細胞因子受體家族成員之一。Th17細胞分泌的IL-21通過自分泌環路，促進STAT-3和RORγt表達和Th17細胞的增殖，是Th17細胞生物學效應放大的主要機制[27]。Geri等[28]通過NBD患者外周血、腦脊液及腦部血管等研究發現, IL-21能夠顯著抑制Treg和促進Th17細胞分化。同時發現患者腦脊液中IL-21和IL-17分泌增加。進一步的體外實驗研究發現IL-21能夠誘導初始CD4+T細胞分化為Th17細胞和Th1細胞，封閉IL-21受體可抑制Th17細胞分化，從而認為IL-21有可能作為治療BD疾病的新靶點。

4針對Th17細胞的治療藥物對BD患者作用

鑒于Th17細胞在BD炎癥反應中的重要作用，針對Th17治療的相關研究也越來越多。英夫利昔(infliximab)是一種TNF-α抑制劑，Sagita等[29]通過對BD眼部損害患者的淚液標本發現，英夫利昔可明顯抑制IFN-γ、IL-2、TNF-α、IL-6和IL-17的表達，其可能是通過對Th17細胞因子的影響發揮作用。另一項針對干擾素α(IFN-α)的研究[30]發現, IFN -α能夠使p-STAT2表達上調，促進IL-10表達并抑制IL-17分泌。環孢素A作為一種治療眼部BD患者的有效的免疫抑制劑，研究[31]發現環孢素A可抑制IL-17及IFN-γ的表達。以上研究結果顯示許多藥物發揮重要的治療作用均是通過抑制Th17/IL-17軸，從另一方面也說明Th17細胞在BD中的重要致病機制。

5結語和展望

近年來有關Th1、Th17及Treg研究結果對BD發病機制的研究提供了新的見解。Th17細胞是不同于Thl和Th2的一種新型的CD4+T細胞，可以調節和控制免疫應答，在BD發病機制中的調節機制逐漸明朗，但與BD臨床表型的相關性仍亟待進一步探索，針對Th17細胞的藥物研發將更具有臨床價值。

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通信作者:管劍龍, Email: guanjianlong@medmail.com.cn

基金項目:上海衛生系統第二批重要疾病聯合攻關項目(重點項目)(2014ZYJB0010)

收稿日期:2014-12-16

中圖分類號:R 597

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2015)11-190-03

DOI:10.7619/jcmp.201511071