維生素A與川崎病的研究進展

溫艷芳，李廷玉*

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，重慶 401122）

川崎病（Kawasaki disease，KD）的病理特點是全身性血管炎癥反應(yīng)，病理過程具有明顯的自限性。目前病因尚不明確，認為與感染因素及免疫相關(guān)，大量研究表明是一種或多種可能的病原體侵入人體，與抗原提呈細胞結(jié)合后，激活機體的免疫細胞，進而觸發(fā)免疫系統(tǒng)活化，產(chǎn)生大量的炎癥因子，包括細胞因子、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、細胞粘附分子等，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞腫脹、破裂，形成血管炎性病變及動脈瘤[1]。多個研究發(fā)現(xiàn)，T細胞的過度活化及亞群失衡貫穿于KD的整個病程。維生素A是人體重要的微量營養(yǎng)素，有研究表明，維生素A參與了人體生長發(fā)育的各個階段（包括胚胎期），除了維持上皮組織細胞的完整性、協(xié)助血紅蛋白生成、縮短暗適應(yīng)恢復(fù)時間等外，還對免疫功能有重要影響，促進腸道歸巢T細胞，影響Th17細胞和Treg細胞分化[2-3]，當(dāng)體內(nèi)維生素A貯備下降影響機體生理功能時，首先影響免疫系統(tǒng)和內(nèi)皮細胞的完整性。為了探討維生素A與KD的關(guān)系，探尋特異性作用于KD的新靶點，以下就維生素A、KD與免疫的關(guān)系及相關(guān)進展做一簡要綜述。

1 維生素A的生物學(xué)活性

人體自身并沒有合成維生素A的能力，食物是其來源，從動植物中攝取的維生素A在腸道被吸收，然后在小腸的樹突狀細胞中經(jīng)過多種脫氫酶的作用，最終被氧化成視黃酸（Retinoic acid，RA）。RA的活化形式有全反式視黃酸（All-trans retinoic acid，atRA）和9-順式視黃酸（9-cis-RA）兩種。RA通過與維甲酸核受體（Retinoic acid receptors，RARs），或類視黃醇受體（Retinoid X receptors，RXRs）結(jié)合，主要通過調(diào)控靶基因的方式參與免疫調(diào)節(jié)[4]。另外有研究指出，RARs除了作為轉(zhuǎn)錄因子，還具有非基因組功能，維生素A也可通過調(diào)控蛋白翻譯影響細胞功能[5]。大量資料表明，維生素A通過對T細胞、單核-巨噬細胞、樹突狀細胞的影響，使得機體免疫系統(tǒng)處于平衡，從而施展抗感染的能力。因此，維生素A被認為在維持免疫穩(wěn)態(tài)中不可或缺。

2 維生素A與KD的免疫反應(yīng)

2.1 KD與Th17/Treg細胞

Park等[6]認為輔助性T細胞亞群是免疫反應(yīng)和炎癥性疾病的關(guān)鍵因素，并在體內(nèi)外實驗中發(fā)現(xiàn)了一類特殊的輔助性T細胞亞群--Th17細胞，其與Thl細胞和Th2細胞完全不同，因特異性表達高濃度、強促炎效果的IL-17而得名，除此之外，還表達IL-22、IL-6等炎性介質(zhì)。IL-17通過觸發(fā)趨化因子及粒細胞產(chǎn)生的集落刺激因子，趨化炎癥細胞集中于病變部位，介導(dǎo)炎癥發(fā)生。IL-17還可以觸發(fā)中性粒細胞擴增，也可以通過促使IL-6、前列腺素E2的分泌增多，使得內(nèi)皮細胞腫脹、受損，或者協(xié)同其他炎癥因子如IL-1β、TNF-α等致使炎癥自我持續(xù)放大甚至失控，加劇炎癥病變[7]，介導(dǎo)機體自我破壞。綜上所述，Th17細胞可以通過調(diào)節(jié)趨化因子梯度使炎性細胞進入感染組織，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，也可以發(fā)揮對細胞外病原體的宿主防御，在組織修復(fù)、自身免疫病等發(fā)生發(fā)展中居于主導(dǎo)地位[8]。

Treg細胞是由Sakaguehi S等[9]發(fā)現(xiàn)的與Th17細胞功能相反的T細胞亞群，來源于胸腺，具有免疫抑制和免疫應(yīng)答低下[10]功能，被認為是免疫系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。其增生能力較低，以分泌IL-10為主[11]，此外，還表達多種共同刺激分子，如：CTLA-4、黏附分子TGF-β、CCR6、CCR7和GITR等[12]，通過細胞間的直接接觸抑制、刺激抑制性細胞因子的產(chǎn)生、干擾抗原提呈細胞的抗原能力等方式，實現(xiàn)對潛在炎癥反應(yīng)的負調(diào)節(jié)，限制機體免疫反應(yīng)，降低對機體自身器官的免疫性損傷，以及對感染性病原體和腫瘤作出反應(yīng)，從而使得機體的免疫系統(tǒng)處于相對平衡狀態(tài)，達到其抗炎和維持自身免疫耐受的目的。Treg細胞的功能特性貫穿于自身免疫性疾病的病理生理中，其活性越強，對自身炎癥反應(yīng)的抑制作用越強，發(fā)病幾率越低；反過來，其活性越弱，可以起到免疫監(jiān)視作用。

目前認為KD是一種免疫介導(dǎo)的血管炎，大量實驗表明本病在急性期有顯著的系統(tǒng)性免疫激活，在KD的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色[1]。有研究表明在KD急性期存在Th17/Treg細胞失衡，Th17細胞的數(shù)量明顯增多，活性遞增，異常產(chǎn)生的IL-17等細胞因子在KD急性期炎性反應(yīng)中發(fā)揮著重要功能。也有研究認為，在KD的急性期，Treg細胞數(shù)目及比例顯著下降，Treg細胞的不足使其對炎癥反應(yīng)的抑制減弱，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)活化增強，內(nèi)皮細胞損傷加重，從而引起血管的損傷[13-14]。因此，Treg細胞抑制炎癥反應(yīng)的強弱有賴于由其數(shù)目多少及所占比例。不合并CAL的KD患兒使用IVIG治療后可以引起Treg細胞的表達增加，IVIG不敏感與高水平的IL-17相關(guān)[15]。

2.2 維生素A與Th17/Treg細胞

T細胞的分化發(fā)育由譜系特異性轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)。同樣的，Thl7細胞具有獨立的分化和發(fā)育調(diào)節(jié)機制，其特異性的轉(zhuǎn)錄因子為孤兒核受體（Orphan nuclear receptor）RORγt[6]，在分化成熟的Thl7細胞中高度表達。RORγt是核激素受體超家族成員，Yang等[16]發(fā)現(xiàn)Th17細胞也高度表達RORa，同屬于孤兒核受體家族的RORa可與RORγt協(xié)同，促進Thl7細胞的分化發(fā)育和功能的發(fā)揮。多項研究表明，F(xiàn)oxp3特異性高表達于Treg細胞，F(xiàn)oxp3的mRNA及其轉(zhuǎn)錄翻譯的蛋白質(zhì)特異性作用于Treg細胞，使得Treg細胞在未激活的體外實驗中發(fā)展更快[17]。劉榮軍和儲以微[18]在小鼠中的實驗證實，無論是Foxp3基因突變還是Foxp3基因剔除，均可導(dǎo)致Treg細胞明顯減少，進而使得免疫系統(tǒng)活化。因此，F(xiàn)oxp3蛋白的表達水平及穩(wěn)定性是Treg細胞的發(fā)生，發(fā)育以及發(fā)揮生物學(xué)活性的重要因素，是誘導(dǎo)和維持免疫耐受及免疫抑制功能的關(guān)鍵[19]。初始T細胞可分化為一種特殊的中間形態(tài)，它可同時表達RORγt和Foxp3，既可以向Th17細胞分化，也可以向Treg細胞過度，究竟是向Th17還是Treg方向發(fā)展取決于外周血中的不同類別的細胞因子。

Benson MJ等[20]發(fā)現(xiàn)，維生素A可以誘導(dǎo)原始T細胞分化為Treg細胞，在分化過程中起到關(guān)鍵作用，在含有多種炎癥刺激因子的培養(yǎng)基中加入RA，結(jié)果提示RA在促進Treg細胞表面Foxp3表達的同時，還可以上調(diào)針對Treg細胞的腸道歸巢受體，誘導(dǎo)其歸巢，從而使得初始T細胞的分化發(fā)生傾斜。RA也可以通過與RARα結(jié)合，抑制初始T細胞向Th17細胞的分化。也有研究指出[21]，Th17細胞的表達受RA濃度的雙重影響，即低濃度RA對Th17細胞起正調(diào)節(jié)作用，高濃度的RA抑制Th17細胞表達。然而，Cha HR等[22]發(fā)現(xiàn)Th17細胞對腸道炎癥既有致病作用，又有保護作用，RA通過對Th17細胞的調(diào)控達到免疫自穩(wěn)，RA缺乏可以改變腸道菌群，使得小腸固有層中的Th17細胞的表達明顯減少。在CD4+Foxp3-分化為CD4+Foxp3+的體外實驗中，已經(jīng)證實了RA可以促進CD4+Foxp3+的分化[23]。也有研究認為，在分化過程中，除了RA發(fā)揮重要作用，TGF-β和IL-2協(xié)同作用不可忽視[24]。用缺乏維生素A的食物喂養(yǎng)小鼠會損害樹突細胞產(chǎn)生RA的能力，降低歸腸受體的誘導(dǎo)以及Treg細胞的形成[25]。

所以，樹突狀細胞產(chǎn)生的RA通過影響特異性的轉(zhuǎn)錄因子表達及某些細胞因子的分泌，下調(diào)Th17細胞表達，促進Treg細胞的分化，進而對Th17/Treg細胞的數(shù)目及比例進行調(diào)節(jié)，使得維持機體免疫穩(wěn)態(tài)[26]。

3 維生素A與KD的臨床研究進展

目前僅一個項目對維生素A與KD的關(guān)系進行了研究。王軍等[27]對60例0～4歲KD患兒檢測維生素A的含量，研究顯示所有KD患兒維生素A水平均低于對照組。Kusworini Handono等[28]對系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者進行維生素A檢測，發(fā)現(xiàn)也存在維生素A缺乏的現(xiàn)象，進一步研究證實，維生素A干預(yù)可以引起Th17/Treg細胞數(shù)量發(fā)生變化，使得Th17細胞減少，Treg細胞增多。由此，可以推測維生素A可能是自身免疫性疾病的保護因素之一，但對于維生素A與KD患兒Th17/Treg細胞水平變化暫無相關(guān)報道。

KD主要累及中等大小動脈，以冠狀動脈最為常見也最嚴重，常發(fā)生于5歲以下嬰幼兒，成人及3個月以下嬰兒發(fā)生率較少。發(fā)病率有逐年增長趨勢[29]，據(jù)統(tǒng)計，15%～25%未治療KD患兒可能會并發(fā)冠狀動脈瘤或冠狀動脈擴張，由此導(dǎo)致心臟缺血或猝死。KD的冠狀動脈病變（Coronary artery lesion，CAL）所致的心臟病變已成為小兒最常見的后天心臟病。CAL是決定KD預(yù)后的關(guān)鍵。

Korematsu S等研究[30]表明，KD患兒MMP-9、組織基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子-1（TIMP-1）、MMP-9/TIMP-1均明顯增高，MMP-9可導(dǎo)致細胞外基質(zhì)蛋白破壞及基底膜成分缺失，通透性顯著增加，有利于大量炎性介質(zhì)及細胞向深層擴散，內(nèi)皮細胞遭到破壞，從而促進CAL的演變。也有數(shù)據(jù)表明[31]，KD急性期伴有CAL的患兒MMP-9水平較未出現(xiàn)CAL的顯著升高，提示MMP-9異常激活可能參與了CAL，但也不排除是CAL引發(fā)的MMP-9表達增強，TIMP-1可能對冠狀動脈有保護作用。被激活的單核細胞是分泌MMP-9 、TIMP-1的主要細胞之一，除此之外，還可分泌多種炎性細胞因子，包括：TNF-α、IL-1、IL-6等，單核細胞也可分化為巨噬細胞發(fā)揮吞噬功能。Njar VC[32]等認為atRA具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，atRA能直接激活單核細胞核內(nèi)維甲酸受體與 MMP-9、TIMP-1的啟動子或增強子結(jié)合，抑制MMP-9的轉(zhuǎn)錄而增強TIMP-1的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致酶蛋白水平發(fā)生改變，通過抑制單核細胞炎性細胞因子的分泌，并阻止單核細胞的分化，達到抗炎及減輕內(nèi)皮損傷的目的。楊世偉等[33]對KD患兒急性期外周血單核細胞進行體外培養(yǎng)，采用不同濃度的atRA干預(yù)后，得出結(jié)論，atRA通過影響外周血單核細胞表達MMP-9和TIMP-1，使得MMP-9分泌減少，TIMP-1表達增多，且這種變化隨著atRA 濃度增加而更加顯著。

4 結(jié)束與展望

國內(nèi)外研究均認為維生素A可以誘導(dǎo)Treg細胞而拮抗Th17細胞的分化，Th17細胞與Treg細胞在分化發(fā)育和功能發(fā)揮上均呈現(xiàn)反向趨勢。在KD急性期靜脈注射免疫球蛋白（IVIG）降低KD冠狀動脈并發(fā)癥的發(fā)生率已被證實。研究表明[34]，Treg和Th17細胞分化主要取決于特異性的轉(zhuǎn)錄因子RORγt和Foxp3，但TGF-β的參與也很重要，高水平的TGF-β增強Treg細胞表達，維持免疫的耐受；而低濃度時則誘導(dǎo)Thl7細胞表達，介導(dǎo)炎癥、引發(fā)自身免疫性疾病。大劑量的IVIG對免疫有負反饋調(diào)節(jié)作用，有研究認為[11]，Treg細胞通過識別外源性免疫球蛋白G重鏈恒定區(qū)（Fc）得以擴增，IVIG對于Treg細胞克隆激活、KD恢復(fù)起著直接作用。有研究認為[15]，川崎病的免疫反應(yīng)類似于其他自身免疫性疾病，IL-17A在IVIG不敏感患者中水平更高，持續(xù)時間更長，拮抗IL-17A可能是川崎病特別是IVIG不敏感的另一個靶點。

同樣的，TGF-β、IVIG協(xié)同維生素A通過上調(diào)Treg細胞的表達，控制炎癥反應(yīng)，減輕血管的免疫性損傷，無疑是一個好的策略。未來研究可以通過在體外建立模型，給予相關(guān)因素干預(yù)，調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞平衡，從而實現(xiàn)對疾病的預(yù)防和治療。對Th17/Treg細胞平衡調(diào)控的深入研究，有望為KD患者傳遞新的福音。也有研究指出，MMP-9及TIMP-1分別分布在粒細胞和血小板[31]，抑制粒細胞活性和維持血小板活性有可能防止冠狀動脈瘤的發(fā)生。此外，atRA通過減少炎性細胞分泌的MMP-9，從而減輕冠脈損害，未來有希望作為一種MMPs抑制劑，發(fā)展為KD冠狀動脈損傷的預(yù)防及治療新靶點。

實際上，atRA治療疾病已在臨床上開展，并成功用于急性早幼粒細胞白血病、皮膚癌、卡波西氏肉瘤、皮膚T細胞淋巴瘤、痤瘡和銀屑病。然而，它的實用性卻受到了限制，究其原因是獲得性耐atRA，關(guān)鍵耐藥機制是全反式維甲酸被誘導(dǎo)分解，有研究認為維甲酸代謝阻斷劑能夠克服這種限制[32]。此外，維生素A和RAR激動劑也成功運用于一些自身免疫性疾病的模型[35-37]。Iwata M等發(fā)現(xiàn)[23]，1nm的RA是誘導(dǎo)T細胞腸道歸巢的最佳濃度。但維生素A的不同活性形式對于免疫功能及冠狀動脈的影響還有待進一步的實驗及臨床研究。

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