輔助性T細胞及相關細胞因子與炎癥性腸病的關系

陳丹綜述，朱若凱審校

(1、江西省職業病防治研究院，江西 南昌 330006；2、南昌大學醫學院，江西 南昌 330006)

IBD是胃腸道最為嚴重的疾病之一，在我國近年來其發病有逐年增高趨勢[1，2]。IBD病因和發病機制尚不十分清楚，目前認為其可能的發病機制是：環境因素作用于遺傳易感者，在腸道菌叢（或者目前尚未明確的特異性微生物）的參與下，啟動了腸道免疫及非免疫系統，最終導致免疫反應和炎癥過程[3-5]。研究已證實輔助性T細胞（Th）及相關細胞因子直接或間接地參與了IBD的腸道免疫調節，致使腸道黏膜的炎癥反應加重或減輕，加速疾病的進展或緩解[6]。Th細胞是指具有輔助功能的T細胞，表達CD4分子，它主要有4個亞型：Th1、Th2、Th17和Treg，它們之間的失衡參與了IBD的發生與發展，CD的發病與Th1和Th17細胞有關，而 UC 則與 Th2細胞緊密關聯[6，7]。

1 Th1、Th2細胞亞群及其失衡在IBD中的作用

1.1 Th1細胞 Th1細胞是最早發現的Th細胞亞群之一。由巨噬細胞分泌的IL-12刺激抗原呈遞細胞分泌干擾素-γ(IFN-γ)，作用于初始CD4+T細胞的信號傳導及轉錄激活因子-1(STAT-1)，后者轉移至細胞核內再激活特異性轉錄因子T-bet，促使Th0向Th1分化。Th1細胞可分泌IFN-γ、TNF-α和IL-2等促炎細胞因子參與機體的炎癥免疫反應。Th1是產生IFN-γ的主要細胞．Muratov等[8]發現IBD患者炎癥緩解期血漿及腸黏膜組織中的IFN-γ含量均比炎癥活動期明顯降低。敲除IFN-γ基因或應用IFN-γ單克隆抗體中和IFN-γ后，則腹瀉癥狀減輕，腸道病變好轉，病組織學評分明顯改善，IFN-γmRNA表達明顯減少，提示Th1免疫在IBD的發病中起重要作用[9]。

TNF-α以自分泌和旁分泌的方式在炎癥性腸病的腸黏膜局部發揮主要作用，其中腸道菌群產生的脂多糖可以直接活化位于腸黏膜固有層中的巨噬細胞，促使其增生并且釋放TNF-α。TNF-α可誘導結腸上皮細胞大量凋亡，參與黏膜固有層炎性反應和上皮細胞脫落，從而增加腸道上皮細胞通透性，導致炎癥的發生。有學者發現，在活動期潰瘍性結腸炎患者中，其TNF-α的升高與病變范圍和病變嚴重程度有關[10]。張欣等[11]也發現炎癥性腸病患者血清TNF-α水平明顯升高，且其水平的變化與病情活動度具有緊密的關系。

IL-2主要由Th1細胞產生，為T細胞生長因子，增強NK細胞和巨噬細胞的殺傷活性。腸黏膜IL-2水平與IBD炎癥程度一致，IBD患者的淋巴細胞處于激活狀態，且隨著病情加重，患者血清中IL-2受體逐漸升高[12]。IL-2是重要的促炎性細胞因子，干擾IL-2信號傳遞可有效地阻止自身免疫的發生[12]。臨床試驗證實，用抗IL-2受體抗體治療難治性UC，可使患者臨床癥狀、內鏡表現、免疫組化檢查結果及生活質量明顯改善，提示IL-2在UC進展中起促進作用[13]。

1.2 Th2細胞 Th2細胞也是較早發現的Th細胞亞群之一。抗原呈遞細胞分泌IL-4作用于原始Th細胞表面受體后激活STAT-6，后者轉移至細胞核內激活特異性轉錄激活因子GATA-3，通過下游基因表達使Th0細胞向Th2分化。Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 和 IL-13 等炎性因子， 形成Th2型黏膜炎癥。

IL-10是由Th2細胞產生的典型抗炎細胞因子和具有免疫抑制作用的細胞因子，是拮抗Th1細胞的關鍵性細胞因子，對Th1細胞具有直接抑制作用。IL-10可抑制 IL-2、TNF-α及IFN-γ產生，阻止炎癥的發生。IL-10可以保護對IBD有抑制作用的淋巴細胞，并可抑制由其介導的宿主自身免疫反應，同時具有重要的抗癌作用。敲除IL-10基因易使動物發生自身免疫性疾病，包括由Th1細胞介導的類似于CD的結腸炎[14]。

IL-6是一種多功能的單鏈糖蛋白細胞因子，主要由單核巨噬細胞和Th2細胞產生，通過由IL-6受體(IL-6R)和信號轉導蛋白gp130組成的復合受體起作用。IL-6可通過STAT-3途徑誘導細胞間黏附分子(ICAM)的極化表達，后者是在IBD患者中性粒細胞和上皮細胞間相互作用中起重要作用的黏附顆粒。因此認為IL-6在慢性腸道炎癥反應中起促進作用。王少鑫等[15]研究結果顯示UC活動期患者血清TNF-α、IL-6水平明顯高于正常對照組和UC緩解組(P＜0.05)，且與結腸炎嚴重程度呈正相關。Yan等[16]發現IL-6可增強葡聚糖硫酸鈉（DSS）結腸炎小鼠的血小板活化及自發性血小板-白細胞聚集，提示IL-6可能是增加IBD患者血栓形成的重要介質。Takac等[17]報道，活動期UC和CD患者的血清IL-6水平較正常對照組明顯升高，并與炎性反應分級呈正相關，治療后隨病情緩解，IL-6濃度下降，表明IL-6在UC的發病中發揮促炎作用，并可用于疾病監測和療效觀察。

1.3 Th1/Th2調節失衡 Th1和Th2細胞之間單獨和相互作用調節機體的免疫平衡，維持機體內環境的相對穩定。已知Th1細胞的優勢細胞因子主要是 IL-12、IFN-γ，Th2細胞的優勢細胞因子是IL-4、IL-5、IL-13。 現已證實，IL-12 及 Th1 細胞的優勢細胞因子IFN-γ均能促進CD4+T細胞向Th1細胞極化而抑制向Th2細胞極化，而Th2細胞的優勢細胞因子IL-4能促進CD4+T細胞向Th2細胞極化而抑制向Th1細胞極化，調節機體的免疫平衡。Th1/Th2亞群的免疫調節失衡與自身免疫性疾病、多種炎癥性疾病的發生有關，特別是在IBD的發生發展中具有重要作用。

夏盛隆等[18]采用Real-time PCR法檢測CD患者腸組織中T-bet和GATA-3 mRNA相對表達量，結果顯示CD組腸組織中T-bet mRNA相對表達量顯著高于對照組 （P＜0.05），T-bet/GATA-3比值顯著增高(P＜0.05)；活動期CD T-bet mRNA相對表達量顯著高于緩解期（P＜0.05），活動期CD T-bet/GATA-3 比值顯著增高（P＜0.05），提示 Th1/Th2 細胞失衡與CD密切相關，且可能與疾病活動程度相關。張少華[19]采用流式細胞術(FCM)檢測UC患者和對照組人員外周血單核細胞(PBMC)中Th1、Th2細胞的數量及Th1/Th2比值，結果顯示UC患者IFN-γ+Th1細胞的數量高于對照組、Th1/Th2比值高于對照組（P＜0.05），提示Th1/Th2比例失調可能參與了UC患者的免疫學發病機制。以上研究均證實Th1/Th2比例失調可能參與了IBD的發病。但單純的Th1/Th2失衡在解釋IBD的免疫機制方面仍存在局限性，尤其在Th17/Treg軸被發現之后。

2 Th17/Treg及其失衡在IBD中的作用

2.1 Th17 Th17細胞是新近發現的Th細胞亞群之一。它的命名源于可以分泌細胞因子IL-17。Th17細胞活化后主要分泌IL-17、IL-21、IL-22等細胞因子參與機體的炎癥免疫反應。IL-17細胞因子家族 包括六個成員 ，IL-17A，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17E和IL-17F，是體內外的強效促炎細胞因子。IL-17A可以誘導促炎性細胞因子（比如IL-6 and TNF），趨化因子（KC，MCP-1 and MIP-2）和調節組織滲透和破壞的基質金屬蛋白酶的表達。Jiang等[20]研究發現，活動期IBD患者腸黏膜Th17細胞及其分泌的細胞因子表達增加，可能與影響疾病活動度和黏膜損傷程度呈正相關。高楠等[21]研究發現IBD患者外周血Th17細胞比率顯著高于對照組，活動期顯著高于緩解期，UC組顯著高于CD組，以上均提示Th17細胞參與了IBD的發病過程。

IL-21是白介素2的家族成員，可由TH17細胞分泌。IL-21在調節T細胞分化和功能上發揮了多重作用，加強CD4+和CD8+T cells的克隆表達，誘導 IL-12R，IL-18R，IFN-γ，IL-2Rɑ 和 Th1 相關轉錄因子在活動性記憶T細胞的表達。IL-21也與Th2調節的免疫反應有關，它在抑制原始TH細胞分化成產IFN-γ型TH1細胞上發揮作用。Mao等[22]研究發現大鼠病變腸黏膜中IL-21表達上調，表明IL-21參與了結腸炎發生過程。Yeste等[23]的研究發現，IL-21 可通過激活 STAT3、RORγt、AhR 等轉錄因子，促進黏膜T細胞分化并分泌IL-22，從而抑制黏膜炎癥。因此，IL-21既參與了腸道炎癥和黏膜損傷的過程，又發揮保護腸道的作用，其具體機制仍有待研究。

IL-25(也稱IL-17E)是IL-17家族的成員，它與IL-17B共用同一個受體IL-17Rh1(也叫IL-17RB)，而且它的結合能力更高。IL-25可以可通過啟動Th2型免疫應答，同時抑制Th1/Th17型免疫反應，而發揮炎癥調節功能[24，25]。由TNBS或惡唑酮誘導的小鼠實驗性結腸炎，給予IL-25后可以防止腸道粘膜炎癥。Su J等[26]研究結果證明，與對照組相比，活動性IBD病人血清和炎癥粘膜中的IL-25顯著減少。在IBD中，IL-25在炎癥粘膜和血清中的水平分別與內窺鏡檢查的疾病活動性和CRP呈負相關。IL-25顯著的抑制IBD病人CD4+T細胞產生 TNF，IFN-γ，和 IL-17A，但是卻促進 IL-10的分泌。因此，IL-25是腸道粘膜炎癥反應的一個負調控因子，可能成為人類IBD的潛在治療劑。

2.2 Treg部分CD4+T淋巴細胞可高表達IL-2受體的α鏈(CD25)分子，細胞質中表達Foxp3轉錄因子，稱為調節性T細胞。Treg細胞是一類不同于Th細胞的具有免疫調節功能的相對獨立的T細胞亞群。Treg可誘導宿主通過細胞-細胞間直接接觸和釋放上調表達IL-10、TGF-β等細胞因子抑制自身反應性T細胞的增殖活化，下調Th1的功能，維持自身免疫耐受。研究表明Treg細胞數量的減少或功能失調是導致IBD發病的主要因素[12，27]。Treg在維持機體內環境穩定中起重要作用，它可通過抑制CD4+T細胞和CD8+T細胞的活化與增殖，實現對免疫系統的負調節來誘導自身免疫耐受和抑制自身免疫性疾病的發生。Treg還可通過分泌抑炎細胞因子（IL-10和TGF-β）抑制機體的炎癥免疫反應。Foxp3是CD4+CD25+Treg相對較特異性的標志物.Foxp3屬于foxhead家族成員的轉錄因子，組成性表達于機體的CD4+CD25+Treg，對Treg細胞的發育和功能起關鍵作用。TGF-β在Treg細胞和Thl7細胞的分化過程中扮演關鍵角色。初始CD4+T細胞周圍TGF-β濃度較低且存在IL-6時，TGF-β能促使初始CD4+T細胞分化為Th17細胞，同時抑制Foxp3+Treg細胞的產生；而TGF-β濃度較高時，可抑制ROR-γt表達，阻止初始CD4+T細胞分化為Thl7細胞，甚至可能促使Foxp3+Treg細胞的生成[28]。由此可見，TGF-β為聯系Treg/Th17細胞平衡的紐帶，但該平衡同時亦受IL-6等其他因素的調節。

CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞在IBD的發生、發展中起負調控作用。王軼等[29]以流式細胞技術檢測CD和UC患者外周血中CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞比例，結果顯示CD組和UC組的細胞比例顯著低于正常對照組(P＜0.05)，并分別與簡化CDAI評分和CAI評分呈負相關(P＜0.05)。Eastaff-leung等[30]發現，CD患者腸黏膜Foxp3 mRNA表達較正常人升高約100倍，UC患者甚至達1000倍，但TGF-βmRNA表達僅在UC患者腸黏膜中升高，在CD患者腸黏膜中無明顯升高。

2.3 Th17/Treg轉化平衡 Th17和Treg是CD4+T細胞的亞型，Th17可介導慢性炎癥和自身免疫性疾病的發生，Treg具有抑制自身免疫的功能。在動物模型中TGF-β誘導幼稚T淋巴細胞轉化為Treg，抑制自身免疫。在IL-6存在的情況下，TGF-β則促進幼稚T淋巴細胞分化為Th17細胞，分泌前炎癥因子IL-17，促進自身免疫和炎癥的發生，說明兩者存在相互轉化的關系[13]。相關研究發現IBD患者外周血Th17細胞增加且Treg細胞減少，Th17/Treg比值明顯增高，進一步說明Th17/Treg轉化平衡是維持腸道免疫穩態的重要因素，并可能是導致IBD的原因[31-33]。0gino等[34]給予重癥聯合免疫缺陷(SCID)小鼠體內注射Treg細胞后，通過產生大量TGF-β而降低Th17細胞的反應，從而緩解實驗性結腸炎的癥狀。Chao等[35]的研究發現，CD患者外周血中Treg細胞比率及其mRNA水平的表達明顯下降，Treg/Thl7的比率也明顯下降，并且在兩年的隨訪中發現，Treg/Thl7比率在基線下的有更高的復發傾向。

3 問題和展望

炎癥性腸病的確切發病機制仍不清楚，其中粘膜免疫功能紊亂起著重要作用。Th細胞及其相關細胞因子以不同的途徑參與了IBD的發生、發展和持續過程。目前針對細胞因子的研究已取得一定進展，研發出了多種治療IBD的藥物。新的細胞亞群Th17/Treg在IBD中的重要作用對傳統Th1/Th2發病模式提出了質疑，深入探討各細胞亞群之間的免疫平衡及其影響因素仍是亟待解決的問題?？傊?，研究Th細胞及其細胞因子在IBD發生發展中的作用和機制，將為IBD的治療提供新的方法。