Tfh細胞和Tfr細胞的免疫平衡在自身免疫性疾病中的研究進展

李珂穎，郝振華

(新鄉醫學院三全學院，河南 新鄉 453000)

初始CD4+T細胞在不同類型的轉錄因子及細胞因子的調控下可以分化為多種輔助性T細胞(helper T cell，Th細胞)亞群和調節性T細胞(regulatory T cell，Treg細胞)亞群，參與不同的免疫應答反應[1]。近年來，新發現了兩類CD4+T細胞亞群，分別為濾泡輔助性T細胞(follicular helper T cells，Tfh細胞)和濾泡調節性T細胞(follicular regulatory T cells，Tfr細胞)，均定位于淋巴濾泡中。Tfh細胞主要為B細胞的活化增殖、高親和力抗體的產生、免疫球蛋白類型的轉變以及生發中心(germinal center，GC)的形成提供幫助，是機體適應性免疫的重要組成部分[2]。Tfr細胞作為Tfh細胞對應的調節性細胞，雖然具有Tfh細胞的表型特征，但對B細胞的功能及GC的形成具有負向調節作用，避免自身反應性抗體的大量產生[3]。Tfh細胞和Tfr細胞的相互作用對于維持免疫激活與免疫耐受間的平衡必不可少，如果這種平衡被打破，將會增強自身免疫反應的發展，最終導致機體免疫系統紊亂，引發自身免疫性疾病。現就Tfh細胞和Tfr細胞的免疫平衡在自身免疫性疾病中的研究進展予以綜述。

1 Tfh細胞

1.1Tfh細胞的分化 Tfh細胞最早被發現于人類扁桃體中，被定義為一類存在于人二級淋巴組織B細胞區中的CD4+T細胞亞群[4]。在白細胞介素(interleukin，IL)-21、IL-6等細胞因子的刺激下，初始CD4+T細胞與抗原呈遞細胞相互作用，受誘導性協同共刺激分子(inducible costimulatory molecule，ICOS)及程序性細胞死亡受體1(programmed cell death1，PD-1)等信號分子的調控，活化成為CD4+CXC趨化因子受體5陽性[chemokine(C-X-C motif) receptor 5,CXCR5+]ICOS+PD-1+Tfh細胞[5]。目前認為調控初始T細胞發育成Tfh細胞的核心轉錄因子為B細胞淋巴瘤/白血病-6(B-cell lymphoma/leakemia-6，Bcl-6)，Bcl-6缺陷會導致Tfh細胞的發育異常，并破壞GC的免疫應答[6]。Bcl-6作為一種序列特異性轉錄抑制因子，一方面能夠直接上調Tfh細胞表面CXCR5、PD-1等分子的表達，促進Tfh細胞的分化；另一方面Bcl-6與編碼T盒子轉錄因子和視黃酸相關孤兒受體γt的Tbx21和RORc啟動子結合，通過抑制 IL-7受體/信號轉導及轉錄激活因子5通路來干擾其他Th細胞(如Th1、Th17細胞)表達，幫助Tfh細胞的增殖分化[7-8]。

1.2Tfh細胞的功能 Tfh細胞生成后，其中一些細胞進一步上調CXCR5和轉錄因子Bcl-6的表達，促使Tfh細胞向GC遷移；GC分為兩個不同的區域：亮區和暗區，GC-B細胞在暗區中經歷增殖和體細胞過度突變，然后遷移到亮區；在亮區中，GC-B細胞通過表面免疫球蛋白捕獲抗原并呈現，同時與同源的GC-Tfh細胞相互作用，而GC-Tfh細胞根據主要組織相容性復合體Ⅱ類抗原肽水平識別高親和力GC-B細胞，并幫助高親和力GC-B細胞克隆增殖、分化成為長壽漿細胞或記憶B細胞[9]。

2 Tfr細胞

2.1Tfr細胞的分化 Tfr細胞是Treg細胞的一個子集，與Tfh細胞擁有共同的表型特征，但同時表達叉頭狀轉錄因子p3(forkhead transcription factor p3，Foxp3)、細胞毒淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic Flymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)等[9-10]。Tfr細胞的分化過程與Tfh細胞類似，是一個多步驟、多因子參與的過程。在分化早期，PD-1和其他細胞因子受體與相應的配體結合，啟動Treg細胞向Tfr細胞的分化信號，該信號誘導轉錄因子Bcl-6及CXCR5的表達，使得Tfr細胞初步活化并在B細胞的幫助下進一步發育和擴展；B細胞聚集的淋巴濾泡及GC中大量表達血清CXC趨化因子配體13，趨化早期分化的Tfr細胞通過CXC趨化因子配體13-CXCR5軸進入GC區域；在GC中，Tfr細胞通過表達淋巴細胞活化信號分子結合蛋白與GC-B細胞及Tfh細胞的粘連，最終分化為功能成熟的Tfr細胞[9,11-12]。

2.2Tfr細胞的功能 Tfr細胞獨特的表型特點使其在功能上具有Tfh細胞和Treg細胞的雙重特性。Tfr細胞表面表達的CXCR5使Tfr細胞定位于GC，并進一步借助Foxp3、CTLA-4發揮負向調控作用，抑制B細胞的增殖分化以及GC的反應；在Treg細胞特異性CTLA-4剔除的小鼠中雖然有大量Tfr細胞存在，但Tfr細胞功能受到限制，不能發揮抑制Tfh細胞功能和調節GC形成的作用，因此推測CTLA-4依賴性抑制是Tfr細胞控制體液免疫的主要機制[10]。

3 Tfh細胞和Tfr細胞的免疫平衡

Tfh細胞和Tfr細胞在功能上相互制約，維持機體自身免疫反應的穩定進行。正常生理狀態下，Tfh細胞遷移至GC后協同B細胞作用于自身抗體的產生，而Tfr細胞作為Tfh細胞對應的Treg細胞，通過多種機制發揮抑制功能，防止自身免疫反應的失控；一方面，Tfr細胞通過降低Tfh細胞分泌IL-4和IL-21 的能力及減少B細胞表面GL7分子和B7-1分子的表達，達到抑制Tfh細胞和B細胞功能的目的[13]；另一方面，Tfr細胞通過CTLA-4等共抑制受體、IL-10、轉化生長因子-β等抑制性細胞因子的分泌以及顆粒酶釋放的細胞毒性作用抑制GC反應[10,14-15]。但在致病因素的影響下，Tfh細胞過度活化產生大量IL-21，IL-21大量積累抑制Tfr細胞的負向調控功能，并進一步促進Tfh細胞的分化，形成惡性循環，造成Tfh細胞和Tfr細胞免疫平衡的持續破壞以及GC-B細胞功能異常[16]。Tfh/Tfr細胞的免疫失衡使得自身抗體的產生失控，自身免疫耐受性喪失，免疫系統無法進行“自我”與“非我”的分辨，導致機體攻擊自身正常的組織，最終引發自身免疫性疾病。因此，Tfh細胞和Tfr細胞之間的免疫平衡對于維持機體正常的免疫功能至關重要。

4 Tfh/Tfr細胞平衡與自身免疫性疾病

4.1Tfh/Tfr細胞平衡與類風濕關節炎(rheumatic arthritis，RA) RA是由于免疫復合物沉積在滑膜組織上引起的一類自身免疫性疾病，其形成機制與B細胞和漿細胞過度激活而產生大量免疫球蛋白和類風濕因子有關。對膠原誘導的關節炎小鼠靜脈注射免疫球蛋白后，小鼠GC內的Tfr細胞增加，Tfh細胞和自身反應性B細胞數量下降，癥狀減輕[17]。T細胞與B細胞的相互作用在RA的調節中起重要作用，提示Tfh細胞與Tfr細胞可能協同B細胞參與RA的發病過程。臨床研究顯示，RA患者體內循環中的CD4+CXCR5+Foxp3-Tfh細胞增加，CD4+CXCR5+Foxp3+Tfr細胞減少，Tfh/Tfr細胞的平衡被破壞；隨著RA患者病情的緩解，循環中的Tfr細胞增多并與類風濕因子呈負相關，增加的Tfr細胞可以抑制RA患者自身免疫反應，從而穩定病情[18-20]。因此推測，調節Tfh細胞與Tfr細胞的免疫平衡在RA的臨床治療中可能有效。Tfh細胞和Tfr細胞的免疫平衡依靠細胞因子微環境的調節，在RA患者外周血中可以檢測到IL-6和IL-21的表達上調，IL-6可激活信號轉導及轉錄激活因子3，增強IL-21的表達，而IL-21的高表達能夠抑制Tfr細胞的表達和功能，增強Tfh細胞的分化[20-22]。因此，IL-6、IL-21等細胞因子可能作為Tfh細胞和Tfr細胞免疫平衡的新型調節器，成為RA治療的新靶點。

4.2Tfh/Tfr細胞平衡與系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一種以T淋巴細胞失衡及B細胞過度增生為特點的自身免疫性炎癥性結締組織病。Roquin是一類新型的環指型泛素連接酶，Roquin缺陷的小鼠會表現出SLE的癥狀，研究發現，Roquin介導的磷脂酰肌醇-3-激酶/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路通過抑制Tfh細胞或Th17細胞的活化以及Treg細胞的特異性來阻止自身免疫反應，缺乏Roquin的Treg細胞會下調CD25分子的表達，從而獲得Tfr細胞表型，抑制GC反應，提示導致SLE癥狀出現的根本原因可能與Tfh細胞和Tfr細胞的分化相關[23]。利用sanroque狼瘡小鼠模型，Simpson等[24]發現，Tfh細胞增多會伴隨病理性GC的形成，導致高親和力的抗雙鏈DNA抗體產生，最終會引發靶器官炎癥。同時，在狼瘡小鼠中還發現，Tfr細胞缺失會引起抗雙鏈DNA免疫球蛋白A抗體效價顯著增加[25]。由此推測，Tfh細胞與Tfr細胞介導的免疫失衡可能是SLE潛在的發病機制。在SLE患者中存在Tfh細胞增多、Tfr細胞減少的情況，且經過治療后，Tfh/Tfr細胞的比率顯著降低[26]。這些證據顯示，Tfh/Tfr細胞比率可能作為評估SLE疾病活動性的新指標。但也有研究指出，SLE患者體內循環的Tfr細胞和Tfr/Tfh細胞比率均增加，且Tfr細胞與自身抗體和疾病嚴重程度呈正相關[27]。以往的研究主要集中于Tfh細胞在SLE發病中的作用，但隨著Tfr細胞的發現以及對Tfr細胞功能的不斷深入研究，對SLE的研究不能再局限于Tfh細胞，從Tfh/Tfr細胞的免疫平衡角度入手，將更有利于早日闡明SLE的發病機制，從而找到更為精確的治療靶點。

4.3Tfh/Tfr細胞平衡與重癥肌無力(myasthenia gravis，MG) MG是一種典型的乙酰膽堿受體抗體介導的自身免疫性疾病，患者胸腺常表現為濾泡增生或胸腺瘤。通過共聚焦顯微鏡，Zhang等[28]觀察到，在MG患者的胸腺中，Tfh細胞和B細胞共同定位在異位GC內，并且發現Tfh細胞的頻率增強、B細胞和自身抗體滴度增加；體外研究進一步顯示，Tfh細胞通過效應細胞因子IL-21誘導自身抗體的分泌。以上研究結果表明，胸腺內Tfh細胞和B細胞的相互作用在胸腺異位GC的形成和抗乙酰膽堿受體抗體的產生中起關鍵作用，這種相互作用可能觸發MG。有研究發現，與健康對照受試者相比，MG患者體內循環Tfh細胞的增加伴隨循環血漿的擴張，并與臨床嚴重程度和疾病形式相關，且Tfr細胞比例下降，對MG患者進行免疫治療后，患者病情好轉的同時伴隨自身免疫調節因子及Tfr/Tfh細胞比值不同程度的回升[29]。在對動物模型的干預治療中發現，全反式視黃酸改變了實驗性自身免疫性MG動物Th細胞的分布，導致Th1/Th17/Tfh細胞類型減少，Th2/Treg/Tfr細胞類型增加，從而減輕了病情的嚴重程度[30]。因此，T淋巴細胞亞群平衡的調節可能是MG治療藥物的作用機制，以Tfh/Tfr細胞為靶點設計新型藥物可能有助于MG的治療。

4.4Tfh/Tfr細胞平衡與1型糖尿病(diabetes mellitus type 1，T1DM) T1DM是一類由多種免疫細胞參與的針對胰島β細胞的自身免疫性疾病。研究發現，在初發的T1DM患者外周血中，Tfh細胞比例較正常對照者顯著升高，同時觀察到B細胞數量增多及血清中自身抗體水平升高，表明Tfh細胞的過度活化引起B細胞功能的紊亂可能是T1DM的發病機制之一[31]。Xu等[32]研究發現，隨著T1DM的進展，患者體內Tfr細胞比例顯著下降，且Tfr細胞與T1DM患者胰島功能呈顯著正相關，與胰島自身抗體的滴度呈顯著負相關；此外，與健康對照者相比，T1DM患者體內的Tfr細胞對T細胞及B細胞功能的抑制能力顯著降低，提示Tfr細胞參與T1DM的發生和進展，且Tfr細胞功能的損失可能是T1DM發生的主要機制；而T1DM患者在接受利妥昔單抗治療后，CXCR5+PD-1+Tfr細胞頻率降低，CXCR5+ICOS+Tfr細胞頻率升高。因此推測，PD-1與Tfr細胞功能相關。PD-1在Tfh細胞和Tfr細胞的表面表達，在感染治愈疫苗免疫的小鼠中發現，PD-1的缺失導致Tfr細胞的頻率和數量顯著減少，同時促進了Tfh細胞的增殖；進一步機制研究發現，PD-1信號對T細胞的調控依賴于細胞因子(如IL-10、γ干擾素、單核細胞趨化蛋白1等)[33]。因此，控制PD-1的表達從而調控Tfh細胞與Tfr細胞之間的功能可能是預防和治療T1DM的新方向。

4.5Tfh/Tfr細胞平衡與干燥綜合征(sjogren syndrome，SS) SS是一個主要累及以唾液腺和淚腺為主的外分泌腺體的慢性炎癥性自身免疫性疾病，常伴有大量自身抗體的產生。SS的發病及病情嚴重程度與Tfh細胞和Tfr細胞有密切聯系。Fu等[34]研究發現，Tfr細胞缺陷的小鼠GC免疫應答增強，針對唾液腺抗原的自身抗體增加，加速了原發性SS的發病進程。臨床資料顯示，SS患者中也存在著Tfh/Tfr細胞的比率失調，提示Tfh/Tfr細胞的比率是SS診斷的一個強有力的預測因子[35]。有研究在SS患者唇腺組織中發現，CXCR5以及IL-21的表達增加，且與組織中細胞凋亡數呈正相關[36]，提示Tfh細胞可能以影響組織細胞凋亡的方式參與SS的發病。目前SS尚無根治的方法，深入研究Tfh/Tfr細胞平衡及其分子機制可能為SS的治療提供新思路。

5 小 結

Tfh細胞和Tfr細胞是兩類獨特的CD4+T細胞亞群，兩者通過直接的相互作用以及間接調控細胞因子分泌的方式，幫助B細胞的發育以及GC反應的正常進行，從而產生高親和力的抗體，抵御病原體的入侵。而異常的Tfh/Tfr細胞比率導致自身免疫耐受性的喪失和自身抗體過量的產生，引起機體免疫平衡紊亂，最終促進自身免疫性疾病發展。因此，從Tfh細胞和Tfr細胞之間的免疫平衡入手，開發設計出一種新的治療方法可能有效防止自身免疫性疾病的發生和發展。但目前關于Tfh/Tfr細胞失衡的生物學作用及分子機制尚不明確，進一步了解Tfh細胞和Tfr細胞的免疫平衡在疾病發展中的作用將有利于闡明自身免疫性疾病的發病機制，為自身免疫性疾病的治療提供新的靶點。