先天淋巴細胞在動脈粥樣硬化中的研究進展

熊家瑞，黎明江

(武漢大學人民醫院心內科，武漢 430060)

心腦血管疾病嚴重危害人類健康，是世界范圍內發病率和致死率最高的疾病。全球疾病負擔研究報告顯示，2017年心腦血管疾病造成死亡人數為1 780 萬，位于慢性非傳染疾病造成死亡人數首位[1]。動脈粥樣硬化是引起心腦血管疾病最主要的原因，以血管壁慢性炎癥為特征，血液中的氧化低密度脂蛋白沉積于動脈內膜，常聚集各類免疫細胞、內皮細胞和平滑肌細胞，產生大量的促炎介質，導致纖維脂肪斑塊的形成，最終導致動脈管壁變硬、失去彈性和管腔縮小。先天淋巴細胞(innate lymphoid cells，ILCs)是新近發現的一類數量較少的免疫細胞家族。從2008年至今，ILCs的發現和相關研究改變了人們對免疫調節的認識，以及免疫系統維持組織的動態平衡的機制。ILCs參與免疫、代謝、組織發育和重塑，在一定程度上引起了固有免疫和特異性免疫[2]。其中，1型ILC(ILC1s)細胞對細胞內病原體如病毒和腫瘤起反應；2型ILC(ILC2s)細胞對細胞外寄生蟲和過敏原起反應；3型ILC(ILC3s)對抗細菌、真菌等細胞外微生物。實驗研究表明，ILCs可能參與動脈粥樣硬化的發生過程[2]。因此，深入了解ILCs在動脈粥樣硬化中的作用和分子機制可為心腦血管疾病提供新的潛在干預靶點。現就 ILCs 在動脈粥樣硬化中的作用及機制予以綜述。

1 ILCs概述

ILCs從共同ILCs前體發展而來，而共同ILCs前體可分化為自然殺傷細胞(natural killer cell，NK細胞)前體或共同輔助淋巴細胞前體，NK細胞前體分化為NK細胞，共同輔助淋巴細胞前體分化為淋巴組織誘導祖細胞和ILCs前體。淋巴組織誘導祖細胞分化為淋巴組織誘導細胞，ILCs前體分化為ILC1s、ILC2s和ILC3s。

ILCs表現出與CD4 T細胞相似的亞分裂，與T細胞不同的是，ILCs產生細胞因子的激活并不取決于抗原識別(ILCs不表達T細胞抗原受體)，而是通過整合髓系或上皮細胞產生的細胞因子信號來誘導[3]。ILCs在次級淋巴器官和循環中分布相對較少，大多數富集于黏膜和屏障部位，包括皮膚、腸道、肺、脂肪以及黏膜相關淋巴組織[4]。對小鼠的研究表明，ILCs主要是組織駐留淋巴細胞，分布于黏膜組織，通過從血液中募集ILCs祖細胞發育而來，并在接受微環境中的細胞因子刺激后，通過分泌細胞因子及其他介質來發揮免疫監視與調節作用[5]。

2013年提出的ILCs的命名法將這些細胞分為3組，每組包含1個、2個或3個子集[6]。每組中的子集可以產生共同細胞因子，并且子集細胞的發育和功能依賴于相同的轉錄因子。第1組ILCs包含NK細胞和ILC1s，均高水平分泌γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ)，以及發育和功能依賴于轉錄因子T-bet(T-box expressed in T cells)。第2組僅有一個子集，為ILC2s，ILC2s的發育和功能依賴于轉錄因子GATA 結合蛋白3和視黃酸受體相關孤兒受體α[7]，并可以產生白細胞介素(interleukin,IL)5和IL-13。第3組ILCs包括ILC3s和淋巴組織誘導細胞，這兩種細胞都依賴于轉錄因子視黃酸受體相關孤兒受體γt，并且可以產生IL-17和IL-22。

2 NK細胞、ILC1s與動脈粥樣硬化

第1組ILCs的特征在于能夠產生IFN-γ，包含兩種主要類型：常規NK細胞(common natural killer cell,cNK細胞)和ILC1s。目前已有兩組主要cNK細胞得到經鑒，一類為主要存在于血液中，具有低表達CD56和高細胞毒性。另一類主要存在于人類次級淋巴組織如淋巴結、扁桃體、脾，高表達CD56，具有低細胞毒性，并且能在IL-18、IL-12或IL-15等細胞因子的刺激下產生大量高水平的IFN-γ[8]。非cNK細胞，也稱為ILC1s，是一類非NK細胞前體發育而來的組織駐留NK樣細胞，通常在血液或淋巴器官中不存在，多分布于非淋巴器官中如小腸、皮膚、肝、肺等黏膜屏障部位[9]。ILC1s具有非細胞毒性或弱細胞毒性，但能夠產生幾種反映Th1細胞的炎癥細胞因子。NK細胞和ILC1s的區別是發育過程是否有轉錄因子Eomes的參與，NK細胞的發育需要依賴轉錄因子Eomes，而ILC1s的發育不需要依賴Eomes[10]。雖然轉錄因子Eomes的表達通常用作NK細胞的標志物，但是也可以在少量的ILC1s上表達，因此,在人類及小鼠中均未發現可以區分NK細胞及ILC1s細胞的單一標志物。

NK細胞和ILC1s類似于Th1細胞，與細胞免疫應答相關，并表達轉錄因子T-bet，分泌IFN-γ。但是Th1細胞是人類動脈粥樣硬化斑塊中最豐富的T細胞亞型，所產生的IFN-γ可以發揮多種致動脈粥樣硬化作用[11]。動脈粥樣硬化是一種Th1驅動的炎癥性疾病，缺乏T-bet、IFN-γ或IL-12的小鼠動脈斑塊均減少[12-14]。然而，這些研究常被用于Th1細胞免疫致動脈粥樣硬化作用的證據。目前仍不清楚ILC1s(或其他先天來源的IFN-γ)對缺乏T-bet、IFN-γ 或IL-12的小鼠動脈斑塊形成的影響程度，有待于進一步研究。已有研究表明，NK細胞可能在動脈粥樣硬化中起作用，用抗Asialo-GM1抗體(NK細胞抑制劑)耗竭NK細胞，而不減少自然殺傷T細胞等其他淋巴細胞的數量，可減少ApoE-/-(載脂蛋白ApoE缺陷)小鼠的動脈粥樣硬化[15]。向ApoE-/-小鼠移入來自野生型小鼠的NK細胞后，斑塊體積增加，由此可證實NK細胞具有促動脈粥樣硬化的作用。此外，該研究還表明，NK細胞通過依賴細胞毒性分子穿孔素和顆粒酶B的機制加速動脈粥樣硬化發展和壞死核心的擴張，而與IFN-γ的產生無關。但是NK細胞在動脈粥樣硬化斑塊中的數量僅占病變中所有白細胞的一小部分，因此采用耗竭NK細胞的藥物來治療心血管疾病可能是有益的，但還需進一步的基礎研究。

有研究探討ILC1s細胞在動脈粥樣硬化中的作用發現，與用抗IL-15R單克隆抗體耗竭cNK細胞的ApoE-/-Rag1-/-小鼠相比，用抗小鼠NK1.1單克隆抗體消耗ILC1+和cNK細胞后，動脈粥樣硬化損害明顯減輕[16]。通過將ApoE-/-Toll樣受體4正常表達小鼠脾臟中的ILC1s細胞過繼轉移到抗小鼠NK1.1單克隆抗體處理的ApoE-/-Rag1-/-小鼠體內，可加重動脈粥樣硬化。然而，ApoE-/-Toll樣受體4缺陷小鼠脾中的ILC1s細胞過繼轉移到抗小鼠NK1.1單克隆抗體處理的ApoE-/-Rag1-/-小鼠體內，卻未能出現動脈粥樣硬化損害加重，提示ILC1s細胞的促動脈粥樣硬化作用依賴于Toll樣受體4。此外，氧化型低密度脂蛋白可以誘導ApoE-/-ILC1s細胞 IFN-γ表達增加與BACH2(CNC同源類似物2)表達降低有關[17]。總之，ILC1s細胞依賴于Toll樣受體4的作用或BACH2的表達，增加促炎癥細胞因子的水平而加重動脈粥樣硬化。

3 ILC2s與動脈粥樣硬化

ILC2s定義是一類依賴于轉錄因子GATA結合蛋白3和視黃酸受體相關孤兒受體α的調節，并且可以產生IL-5和IL-13的組織居留細胞[18-19]。當上皮細胞受到損傷或炎癥反應刺激時可產生IL-33、IL-25 和胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)，從而激活ILC2s[20]。研究者用IL-33處理小鼠后動脈粥樣硬化斑塊體積減小，相反注射可溶性ST2(一種中和IL-33的誘餌受體)能夠使動脈粥樣硬化體積增加，而用IL-33與IL-5阻斷抗體共同處理后則未出現動脈粥樣硬化斑塊體積減小[21]。總之，IL-33可通過誘導IL-5和氧化型低密度脂蛋白抗體的產生抑制動脈粥樣硬化的發展。同樣有研究證明，用IL-25治療ApoE-/-小鼠可減輕動脈粥樣硬化，IL-25可提高ILC2s細胞數量以及血漿和脾臟中IL-5水平，并伴隨血漿中抗磷酸膽堿天然IgM抗體水平的升高[21]。而在IL-5缺陷型小鼠中使用IL-25導致擴增的ILC2s群體，但不刺激抗磷酸膽堿天然IgM抗體的產生，表明IL-5不是ILC2s擴增所必需的，而是下游產生的抗磷酸膽堿天然IgM抗體[22]。在另一項研究中，用TSLP注射ApoE-/-小鼠可減少斑塊形成，并與巨噬細胞浸潤減少和調節性T細胞增加有關，另外，注射TSLP可顯著提高抗磷酸膽堿天然IgM抗體[23]。總之，IL-33/IL-25/TSLP-ILC2s-IL-5-IgM軸可抑制病變的發展。

ILC2s和Th2細胞產生的另一個關鍵細胞因子是IL-13。有研究表明，IL-13能增加斑塊膠原沉積和減少內皮血管細胞黏附分子-1依賴的單核細胞募集，有利于更加穩定的斑塊形成，降低斑塊巨噬細胞水平[24]。而巨噬細胞因活化狀態不同，在動脈粥樣硬化中作用也不同，與IFN-γ-活化的(M1)巨噬細胞相比，由IL-13活化的(M2)巨噬細胞能增加氧化型低密度脂蛋白清除率。而IL-13可以通過誘導活化的(M2)巨噬細胞表達保護血管免于動脈粥樣硬化并有利于更加穩定的斑塊形成。另外，ILC2s在調節脂肪組織的動態平衡、促進白色脂肪組織的“褐變”和限制肥胖方面也具有重要意義[25-26]。

總之，ILC2s的激活與降低動脈粥樣硬化斑塊的形成有關，而缺乏ILC2s效應細胞因子的小鼠則表現為動脈粥樣硬化增加。大多數研究支持Th2細胞免疫反應具有抗動脈粥樣硬化的作用，但目前尚不清楚ILC2s在抗動脈粥樣硬化中的具體作用。綜上所述，目前有3種抑制動脈粥樣硬化的機制：①調節脂質穩態；②調節巨噬細胞活化；③IL-33/IL-25/TSLP-IL-2-IL-5-IgM軸。

4 ILC3s與動脈粥樣硬化

目前有兩個公認的ILC3s亞群，淋巴組織誘導細胞和ILC3s[27]，這兩類細胞都需要視黃酸受體相關孤兒受體γt作為發育和功能的關鍵調節因子，可被IL-23、IL-1β及IL-2刺激激活，產生IL-17或IL-22。ILC3s存在于黏膜組織和皮膚中，盡管占ILCs 的比例不到5%，卻是IL-17和IL-22的主要來源，所分泌的IL-17和IL-22在黏膜免疫防御中起關鍵作用；另外ILC3s還通過分泌相關細胞因子來調節感染和疾病的免疫力[28]。在人類中，急性冠狀動脈綜合征患者IL-17低水平與死亡和心肌梗死風險增加有關[29]。有研究表明采用IL-17治療后，可減少血管細胞黏附分子-1的表達和血管T細胞浸潤，進而抑制動脈粥樣硬化病變的加重，但使用IL-17阻斷抗體注射后則會使動脈粥樣硬化斑塊的體積增大[30-31]。另一項研究表明，與對照組(ApoE-/-)相比，ApoE-/-IL-17A-/-小鼠動脈粥樣硬化斑塊的形成明顯加快，脾臟CD4+T細胞增加，IFN-γ增多，IL-5 生成減少，血管平滑肌細胞數量和Ⅰ型膠原的產生減少[32]。提示IL-17通過調節CD4+T細胞數量，產生IFN-γ和降低IL-5的表達加快動脈粥樣硬化的早期進展和增加動脈硬化粥樣斑塊的穩定性。然而，其他研究表明，IL-17對動脈粥樣硬化的形成有抑制作用。例如在ApoE-/-小鼠中，IL-17或IL-17受體的表達基因缺失則會導致動脈粥樣硬化斑塊體積的減小[33]。IL-17通過促進血管內單核細胞/巨噬細胞的聚集，加重內皮細胞的炎癥反應，促進動脈粥樣硬化斑塊的形成[34]。IL-22作用于非造血細胞(如上皮細胞)，通過增加防御素的產生來促進屏障功能和限制微生物入侵，但也與炎癥性皮膚病如銀屑病有關[35]。先前有研究報道，急性冠狀動脈綜合征患者頸動脈斑塊中IL-22表達水平升高[36]。有研究表明與對照組(ApoE-/-)相比，ApoE-/-IL-22-/-小鼠的動脈粥樣硬化斑塊體積減小，膠原沉積減少[37]。這是由于血管平滑肌細胞中IL-22受體表達的激活以及免疫細胞通過釋放IL-22，刺激血管平滑肌細胞脫分化為合成表現型，有利于血管修復。這種反應有助于斑塊的生長，使血管平滑肌細胞遷移到內膜，但也可能在維持斑塊穩定性方面發揮作用。總之，ILC3s相關細胞因子對動脈粥樣硬化影響的研究結果并不一致。此外，因為ILC3s常分布于黏膜組織和皮膚中，使得ILC3s在動脈粥樣硬化中的作用也備受質疑。

5 小 結

目前炎癥和脂質沉積是已知的致動脈粥樣硬化的兩大因素，雖然他汀類降脂藥物的使用極大改善了心腦血管疾病的發病率和致死率，但人們仍希望通過抗炎治療進一步降低心腦血管疾病的發病率。目前已有CANTOS研究證明，卡納單克隆抗體通過中和IL-1β，降低IL-6水平，在不降低血脂的情況下來抑制炎癥，可以降低心肌梗死后心血管事件的發生率[38]。最新的CIRT研究表明，低劑量甲氨蝶呤未能有效降低臨床癥狀穩定且心血管疾病發生風險高的動脈粥樣硬化患者的心血管事件發生率，也不能降低IL-6或高敏C反應蛋白的水平[39]。抗炎藥物降低心血管事件風險的作用可能取決于靶向通路，因此有待于了解更多的炎癥因子反應通路與動脈粥樣硬化的關系。

總之，未來的研究需要證明ILC2s在抗動脈粥樣硬化中究竟能發揮多大程度的作用。ILC1s產生細胞因子與動脈粥樣硬化的進展有關，促進了動脈粥樣硬化形成。ILC3s相關的細胞因子大多與動脈粥樣硬化有關，但是否具有相關性仍存在爭議，還需進一步研究。通過了解ILCs以及相關細胞因子對動脈粥樣斑塊的作用機制，有助于更深層次了解動脈粥樣硬化的病理機制，提高對免疫系統與動脈粥樣硬化之間關系的理解，發現新的心血管疾病的預測指標，為新治療觀點的提出和研發治療動脈粥樣硬化的藥物提供了思路。