CD4+T細(xì)胞的分化調(diào)節(jié)及其在再生障礙性貧血中作用的研究進(jìn)展

張珊，宋新龍，王愛迪，謝東杰，張樂，劉寶山

再生障礙性貧血（aplastic anemia，AA）簡稱再障，是一種由多病因所致的骨髓衰竭性疾病，以造血細(xì)胞增生降低和外周血全血細(xì)胞減少為重要特征，臨床以貧血、出血、感染為主要表現(xiàn)。我國的再障發(fā)病率為7.4/106，明顯高于歐美國家（2/106～2.7/106）［1］。目前，多數(shù)研究認(rèn)為T細(xì)胞亞群及細(xì)胞因子的異常活化、功能亢進(jìn)造成的骨髓細(xì)胞損傷在再障的發(fā)病機(jī)制中占主要地位［2-4］。其中CD4+T細(xì)胞亞群表現(xiàn)為Th1/Th2、Treg/Th17細(xì)胞亞群比例失衡、相關(guān)細(xì)胞因子異常分泌等。本綜述旨在闡述CD4+T細(xì)胞中Th1、Th2、Th17及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）亞群的分化調(diào)節(jié)機(jī)制及其在再障發(fā)病中的作用和治療策略，積極尋找促進(jìn)各細(xì)胞亞群之間平衡的條件，為再障發(fā)病機(jī)制研究及治療提供思路。

1 Th1和Th2細(xì)胞

1.1 Th1、Th2細(xì)胞亞群分化與調(diào)控 Th1和Th2由Th0細(xì)胞分化而來，受不同抗原信號刺激后分泌不同的細(xì)胞因子。Th1細(xì)胞主要分泌白細(xì)胞介素（IL）-2、干擾素（IFN）-γ；Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-6、IL-10、IL-13等。其中，IFN-γ、IL-4分別是Th1、Th2細(xì)胞的特征性細(xì)胞因子，而T-bet和GATA3分別是Th1、Th2的標(biāo)志性轉(zhuǎn)錄因子。JAK/STAT信號通路、細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子3個環(huán)節(jié)構(gòu)成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，共同調(diào)控Th1/Th2的分化。IFN-γ在調(diào)控Th1細(xì)胞分化中最具有特征性，自然殺傷細(xì)胞（NK）產(chǎn)生的IFN-γ或巨噬細(xì)胞等專職抗原提呈細(xì)胞（APC）產(chǎn)生的IL-27可激活STAT1，STAT1與T細(xì)胞抗原受體（TCR）信號誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子共同誘導(dǎo)激活T-bet，促進(jìn)Th1細(xì)胞分化發(fā)育。而IL-4可活化STAT6，與TCR誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后可活化GATA3，促進(jìn)Th2發(fā)育成熟。在生理?xiàng)l件下，Th1和Th2細(xì)胞維持動態(tài)平衡。

1.2 Th1、Th2細(xì)胞相關(guān)因子的致病作用 最近研究結(jié)果顯示，再障患者長期處于免疫紊亂狀態(tài)，其外周血中IL-2、IFN-γ等多種與自身免疫相關(guān)聯(lián)的炎性因子升高［5］。CD34主要表達(dá)于造血干/祖細(xì)胞，作為篩選、計(jì)數(shù)造血干細(xì)胞標(biāo)志物已廣泛應(yīng)用于臨床。Fas和FasL是兩個促凋亡基因，在促進(jìn)骨髓細(xì)胞凋亡中起重要作用。IFN-γ可直接誘發(fā)造血干細(xì)胞的凋亡，Liu 等［6］研究發(fā)現(xiàn)，初診再障患者 CD34+、CD33+、CD14+、GlycoA+細(xì)胞表達(dá)Fas抗原高于健康組及疾病緩解組，其中CD34+細(xì)胞是免疫攻擊的主要目標(biāo)。趙馨等［7］研究發(fā)現(xiàn)，慢病毒轉(zhuǎn)染IFN-γ片段至小鼠骨髓單個核細(xì)胞后，小數(shù)造血集落生成數(shù)量顯著減少，并且集落形成能力下降。另有研究表明，免疫調(diào)節(jié)因子基因多態(tài)性與再障的發(fā)病具有相關(guān)性，IFN-γ單核苷酸多態(tài)性-874A/T、IL-6-174c/G、TNF-α-308G/A、TGFb1-509C/T在再障患者中的表達(dá)頻率高于正常人［8］。IL-2是免疫調(diào)節(jié)過程中T淋巴細(xì)胞活化和增殖的重要因子。研究顯示，CD4+T細(xì)胞分泌的內(nèi)源性IL-2對啟動由自身反應(yīng)性細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫具有重要作用，而CD8+T細(xì)胞可通過穿孔素、Fas/FasL通路等多種途徑損傷再障患者的骨髓造血細(xì)胞［9］。

1.3 Th1、Th2細(xì)胞與再障治療 作為免疫應(yīng)答重要一環(huán)節(jié)，Th1細(xì)胞數(shù)量及功能異常與再障發(fā)病機(jī)制有著密切關(guān)系，這也是再障區(qū)別于其他全血細(xì)胞減少癥的標(biāo)志之一。丁婧等［10］采用流式細(xì)胞儀檢測發(fā)現(xiàn)，再障患者外周血IL-2、IFN-γ均高于正常對照組，而IL-4、IL-10則無明顯差異。另外，Th1與Th2細(xì)胞比例失衡的程度與疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)，與健康對照組及輕型再障患者組相比，重型再障患者血漿T-bet mRNA及Th1細(xì)胞比例顯著增高，GATA-3 mRNA與Th2細(xì)胞比例明顯降低［11］。誘導(dǎo)殺傷細(xì)胞（cytokine induced killer cells，CIK）可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，包括多種造血生長因子，能夠促進(jìn)再障小鼠骨髓單個核細(xì)胞在體外擴(kuò)增。CIK聯(lián)合環(huán)孢素治療能更好地下調(diào)IFN-γ水平及恢復(fù)CD4+T細(xì)胞正常比例，使接受治療小鼠存活率達(dá)90%［12］。因此，Th1/Th2失衡及平衡恢復(fù)與再障的發(fā)生及造血功能的改善存在重要的聯(lián)系。

2 Th17和Treg細(xì)胞

2.1 Th17、Treg細(xì)胞的分化調(diào)控 Th17和Treg細(xì)胞在分化發(fā)育中密切相關(guān)，在功能上相互拮抗。初始T細(xì)胞在IL-6、TGF-β的共同作用下向Th17分化，介導(dǎo)免疫應(yīng)答反應(yīng)；而在TGF-β的單獨(dú)作用下向Treg分化，介導(dǎo)免疫耐受，二者的協(xié)調(diào)平衡是維持機(jī)體正常免疫功能的必要環(huán)節(jié)［13］。轉(zhuǎn)錄激活因子STAT和Smad信號通路是調(diào)節(jié)Th17和Treg細(xì)胞分化的主要信號通路。IL-6、IL-21和IL-23均可通過JAK-STAT通路激活STAT3，促進(jìn)Th17細(xì)胞分化。TGF-β在Treg細(xì)胞分化和增殖過程中發(fā)揮著不可替代的作用［14］。TGF-β對于維持外周淋巴組織Treg細(xì)胞數(shù)量是必不可少的，同時TGF-β能增強(qiáng)初始T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Treg細(xì)胞的能力[15]。作為TGF-β的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)器，Smad蛋白尤其是Smad3可顯著提高TGF-β活性[16]。

2.2 Th17、Treg相關(guān)細(xì)胞因子的致病作用 Th17細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-17、IL-21、IL-22、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞刺激因子（GM-CSF）、IL-6、TNF等細(xì)胞因子發(fā)揮促炎癥反應(yīng)、誘導(dǎo)自身免疫性疾病的發(fā)生。其中，IL-17是Th17細(xì)胞分泌的主要效應(yīng)因子，IL-17可直接抑制造血細(xì)胞集落的形成，從而抑制造血祖細(xì)胞的增殖、加速其凋亡［17］；其次，有研究證實(shí)IL-17可通過調(diào)節(jié)樹突細(xì)胞的功能促進(jìn)Th1細(xì)胞的應(yīng)答［18］。IL-21協(xié)同IL-15可明顯增強(qiáng)CD8+CD28+細(xì)胞毒性反應(yīng)，并促進(jìn)造血破壞因子IFN-γ的產(chǎn)生；體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IL-21不僅可以抑制Foxp3的表達(dá)，而且促進(jìn)CD4+T細(xì)胞中IL-17的表達(dá)［19］。更重要的是，T細(xì)胞在再障患者骨髓中的高度激活狀態(tài)也與IL-21相關(guān)［20］。傳統(tǒng)認(rèn)為TNF-α是一種重要的造血負(fù)調(diào)控因子，TNF-α過度表達(dá)不僅能直接抑制造血細(xì)胞的增殖和分化，而且可啟動細(xì)胞內(nèi)死亡途徑，從而誘導(dǎo)造血細(xì)胞的死亡，導(dǎo)致骨髓造血功能衰竭［21］，其機(jī)制與IFN-γ誘導(dǎo)凋亡相似。Xiao等［22］通過研究小鼠骨髓衰竭模型發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TNF-α途徑失活（敲除TNFR1和TNFR2基因），造血干/祖細(xì)胞死亡率可降低30%～40%，而敲除Fas能下降5%～10%。

Treg細(xì)胞具有免疫抑制性和無反應(yīng)性，主要表現(xiàn)在抑制CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞的增殖及細(xì)胞因子的產(chǎn)生，而對IL-2、特異性抗原、抗原遞呈細(xì)胞刺激呈無反應(yīng)狀態(tài)。Treg的抑制作用主要通過細(xì)胞間接觸及分泌抑制性細(xì)胞因子（TGF-β、IL-10等）完成［23］。再障患者骨髓及外周血細(xì)胞常表現(xiàn)為Treg細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)降低，有研究認(rèn)為這是由大量Th1細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)炎癥環(huán)境改變引起［24］。另外，再障患者Treg細(xì)胞不能有效地抑制效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，進(jìn)而導(dǎo)致骨髓破壞［25］。Treg細(xì)胞缺乏、免疫功能缺陷減弱對自身抗原免疫反應(yīng)有抑制作用，使機(jī)體對自身骨髓產(chǎn)生免疫應(yīng)答，最終導(dǎo)致造血干細(xì)胞受到免疫損傷，抑制造血功能。

2.3 Th17、Treg細(xì)胞與再障治療 多數(shù)研究已認(rèn)識到Th17及Treg與再障治療效應(yīng)相關(guān)。Yu等［26］通過檢測細(xì)胞因子在再障治療前后的變化發(fā)現(xiàn)，再障初診患者IL-17、IL-21、IFN-γ、TNF-α表達(dá)明顯高于對照組，經(jīng)免疫抑制劑治療后上述細(xì)胞因子明顯低于治療前。王娜等［27］發(fā)現(xiàn)再障患者血紅蛋白與Th17細(xì)胞及血清IL-17表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與Treg細(xì)胞表達(dá)呈正相關(guān)。Sutton團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，初診Treg細(xì)胞水平偏高的再障患者經(jīng)免疫抑制治療后多為完全緩解，而初診Treg細(xì)胞水平偏低者則多為部分緩解［28］。這表明Th17及Treg細(xì)胞不僅與療效相關(guān)，與疾病嚴(yán)重程度也密切相關(guān)，檢測患者Th17、Treg細(xì)胞水平可更好地判斷疾病的預(yù)后。Kordasti等［29］發(fā)現(xiàn)再障患者Treg具有IL-2敏感性及體外增殖性，提出了采用低劑量IL-2增殖自體Treg的新型療法。此外，許多動物實(shí)驗(yàn)通過應(yīng)用Th17抗體、回輸Treg細(xì)胞治療免疫性疾病如系統(tǒng)系紅斑狼瘡、風(fēng)濕病等取得了療效，這些方法也可成為再障治療的新思路，但發(fā)現(xiàn)其中混雜的效應(yīng)T細(xì)胞易導(dǎo)致移植物抗宿主病［30］，諸如此類問題有待于進(jìn)一步解決。

3 Th1、Th2、Th17及Treg細(xì)胞的可塑性

CD4+T細(xì)胞具有極強(qiáng)的可塑性，各亞群細(xì)胞之間可相互“轉(zhuǎn)化”。Mazzoni等［31］發(fā)現(xiàn)，在TGF-β缺乏的環(huán)境中Th17接受IL-23刺激后，IL-17表達(dá)水平迅速下降而IFN-γ表達(dá)水平增多，呈現(xiàn)類Th1基因形態(tài)，但這類由Th17轉(zhuǎn)變成的非典型Th1并不同于經(jīng)典的Th1細(xì)胞。而在最近一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3+T-bet-GATA3+Treg、Foxp3+T-bet+GATA3-Treg之間在某種特定條件下（如IL-4刺激）可相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)Treg同時缺失T-bet、GATA3基因時，將誘發(fā)嚴(yán)重的自身免疫性疾病［32］。因此，CD4+T細(xì)胞之間并不是彼此相互獨(dú)立的，各亞群細(xì)胞之間的聯(lián)系有望成為再障患者CD4+T細(xì)胞恢復(fù)平衡的突破點(diǎn)。

4 結(jié)語與展望

綜上所述，T細(xì)胞免疫亢進(jìn)、細(xì)胞因子分泌異常是再障發(fā)病的重要原因，應(yīng)用免疫抑制劑治療后可極大地緩解臨床癥狀。但目前存在的問題是：（1）對CD4+T細(xì)胞各個亞群的研究還不太深入，各亞群與再障的關(guān)系停留在亞群比例的異常、數(shù)量改變，對CD4+T細(xì)胞各亞群遷移、重塑及各個亞群之間的關(guān)系的探索還需進(jìn)一步深入。（2）細(xì)胞因子相互作用構(gòu)成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，而且細(xì)胞因子作用機(jī)制交叉增加了研究的難度。（3）CD4+T細(xì)胞各亞群之間存在轉(zhuǎn)化，可否利用“轉(zhuǎn)化”作為調(diào)控各亞群平衡的契機(jī)還有待于進(jìn)一步研究。隨著現(xiàn)代免疫學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，必將更清晰地認(rèn)識CD4+T細(xì)胞對再障作用的機(jī)制，為臨床治療提供新的治療點(diǎn)。