Th1/Th2平衡在CARAS中的免疫學機制及診療新靶點

楊 艷 薛 征

CARAS是指同時發生過敏性鼻炎和哮喘的一種Ⅰ型變態反應，是一種疾病同時出現在上呼吸道和下呼吸道的病理狀態。過敏性鼻炎與哮喘在發生、發展過程中具有非常緊密的聯系，前者由T細胞、肥大細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞等介導，其釋放的細胞因子、趨化因子和炎性介質可引發整個呼吸系統的炎性反應，進而加速后者的發生、發展。成年人中，40%的哮喘患者患有過敏性鼻炎，而在過敏性鼻炎患者中，高達80%的患者患有哮喘[1]。在我國兒童中，同時患有過敏性鼻炎和哮喘的比例達35.01%，國外患兒此項比例為31.59%，證明過敏性鼻炎為哮喘的高危因素，且先于哮喘發生[2]。目前臨床上主要使用抗組胺藥、減充血劑緩解過敏性鼻炎癥狀，使用支氣管擴張劑、白三烯受體拮抗劑、M3毒蕈堿受體、皮質類固醇等治療哮喘[3]。單純治療哮喘或鼻炎對于CARAS患者療效不顯，尋求CARAS診療新靶點成為亟待解決的課題。近年來研究證明，CARAS可能是由各種炎性細胞因子介導的Th2胞過度免疫反應引起,調整Th1/Th2平衡可能是一種潛在且有效的治療策略。本文就Th1/Th2平衡在CARAS中的作用做一綜述。

一、Th1/Th2 失衡是CARAS的主要機制之一

根據分泌不同的細胞因子，將CD4+T細胞分為Th1和Th2兩種類型，Th1主要分泌白介素2(interleukin 2，IL-2)、干擾素γ(interferon γ，IFN-γ)、腫瘤壞死因子β(tumor necrosis factor β，TNF-β)等，促進細胞毒性T淋巴細胞的活化以及和局部炎癥有關的細胞免疫[4]。而Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13等，刺激B細胞增殖并產生免疫球蛋白，與體液免疫有關[5]。

1.Th1/Th2與過敏性鼻炎：一般來說，鼻炎患者受到抗原刺激后，抗原遞呈細胞在鼻黏膜中攝取過敏原，從而激活特異性T細胞，同時，上皮細胞通過非抗原途徑(如蛋白酶)的活性導致上皮細胞因子的釋放，如胸腺基質淋巴細胞生成素、IL-25、IL-33并最終引導細胞對Th2細胞的反應。Chen等[6]研究發現，與正常組比較，過敏性鼻炎模型小鼠IL-4、IL-5、IL-13顯著升高，而 IFN-γ水平顯著降低，存在Th1/Th2失衡。李巧玉等[7]運用布地奈德鼻噴霧劑對患者進行治療，患者鼻炎癥狀明顯緩解，細胞因子 IL-4水平明顯降低、IFN-γ水平明顯升高，通過調整Th1/Th2平衡來治療過敏性鼻炎。

2.Th1/Th2與哮喘：隨著循環IgE水平和嗜酸性炎癥的增加，哮喘被認為是經典的Th2占主導的反應。哮喘發生率逐年上升與環境變化密切相關。據報道，PM2.5(直徑<2.5μm的顆粒物)是哮喘最重要的環境因素之一。Zhou等[8]研究發現，感受PM2.5刺激的哮喘小鼠，IL-4顯著升高，而IFN-γ顯著降低，表明PM2.5是通過使Th1/Th2平衡向Th2極化來引發及加劇哮喘的。余小河等[9]對尚不能診斷為哮喘的嬰幼兒喘息進行研究發現，無論是首次或多次出現喘息的嬰幼兒IL-4、IL-5、IL-13因子水平均較正常嬰幼兒顯著升高，表現為Th2占優勢的Th1/Th2失衡。孟魯斯特納是白三烯調節劑，對哮喘患者使用孟魯司特治療，1周后可見IL-4、IL-5、IL-6水平明顯降低，TFN-γ和IL-10水平顯著升高，可知孟魯斯特納通過調節Th1/Th2平衡從而治療支氣管哮喘[10]。

3.Th1/Th2與CARAS：正常生理情況下，Th1與Th2及其分泌的因子處于平衡狀態，兩者一旦發生失衡便成為發生CARAS的重要因素。Wei等[11]研究發現，在過敏性鼻炎合并哮喘的小鼠模型中，鼻腔灌洗液、支氣管肺泡灌洗液、外周血中的IL-4水平較空白組明顯升高，而IFN-γ的水平則顯著降低。這表明，在過敏性鼻炎合并哮喘中，Th1/Th2處于一個失衡的狀態，且Th2過強而Th1過弱。郝現偉等[12]研究發現，用脾氨肽聯合糖皮質激素治療CARAS患者，IL-4、IL-5降低程度及IFN-γ升高程度較單純使用糖皮質激素明顯，脾氨肽作為免疫增強劑可促進Th1/Th2細胞向平衡水平轉化。

二、生物學標志物及其作用靶點探討

CARAS這一診斷名，是從最開始的“聯合氣道疾病”、“同一氣道，同一疾病”等演變過來的[6]。隨著研究者們對CARAS流行病學、病理生理學和臨床研究的加深，與Th1/Th2相關的全身或免疫治療日益成為研究新熱點，使得CARAS的治療方法更加系統有效。

1. TGF-β1：TGF-β1是屬于新發現的調節細胞生長、分化和免疫過程的家族。許多細胞表面都有TGF-β受體,如成纖維細胞、造血細胞、T細胞、B細胞等。活化的TGF-β復合物可以與相應的TGF-β受體結合，刺激受體誘導信號級聯，從而調節細胞分化、生長和免疫反應的不同靶基因的表達[13]。TGF-β1是TGF-β的一種異構體，在調節免疫系統方面起著關鍵作用。近年來越來越多的研究表明，TGF-β1可能在過敏性鼻炎合并哮喘病的病理生理學中發揮復雜作用。Wei等[11]用卵清蛋白建立小鼠CARAS模型，其中4組分別用孟魯司特鈉、地塞米松、布地奈德、TFG-β1中和抗體，另設正常組和空白組。結果顯示，相對于地塞米松、孟魯司特鈉和布地奈德，TGF-β1中和抗體在很大程度上抑制了IL-4的分泌，逆轉了IFN-γ的減少,更好地調整了Th1/Th2失衡，同時發現TFG-β1中和抗體能顯著下調TGF-β1，且能抑制蛋白 Smad2/3表達和Smad2/3途徑磷酸化，這些結果表明，TGF-β1中和抗體在CARAS中的治療作用是基于下調TGF-β1和抑制氣道中的Smad2/3信號。

2.HGMB1-TLR4：HGMB1是一種親近DNA結合蛋白。研究表明，HGMB1參與了先天和適應性免疫反應，可能引起鼻黏膜和下氣道的炎癥，如過敏性鼻炎、哮喘、慢性阻塞性肺炎等[14]。TLRs屬于一大類模式識別受體，可識別和結合多種病原體相關分子，觸發一系列信號通路，從而誘導炎性介質的釋放，啟動免疫反應，被稱為免疫系統的“守門人”。HMGB1被鑒定為炎性細胞因子以及TLR4的配體，通過TLR4釋放 TNF-α、IL-8、IL-9等參與炎性反應[15]。最近，Yuan等[16]報道了HMGB1-TLR4軸在過敏性鼻炎中的作用，他們認為下調HMGB1-TLR4可能是過敏性鼻炎的一種有前景的治療手段。然而，HMGB1-TLR4在CARAS中的發病機制及作用前景尚不清楚。Tang等[17]對CARAS的小鼠模型進行研究，結果顯示：①模型組CARAS小鼠細胞因子IL-4、IL-5和IL-13水平較空白組明顯增高，同時，TLR拮抗劑(TAK-242)組可顯著降低IL-4、IL-5和IL-13的表達，這再一次驗證了在CRARS中，Th2是屬于過表達的狀態，而TAK-242可下調Th2的過度偏移；②與空白組比較，模型小鼠的HMGB1、TLR4、Myd88和p65在鼻黏膜、肺中的表達明顯增加，MyD88為TLR4-髓鞘分化初級反應基因88，P65為核因子組成成分之一，表明HMGB-TLR4軸已經激活；③TAK-242組，小鼠上氣道癥狀包括噴嚏和擦鼻以及鼻腔灌洗液中Th2細胞因子的水平、下氣道肺泡灌洗液中Th2細胞中嗜酸性粒細胞的數量均見顯著下降。這些結果表明HMGB1/TLR4軸可能是CARAS治療的潛在靶點。

3.TSLP-DC-OX40L：TSLP是幾種上皮源性細胞因子之一，可促進2型免疫應答，它在過敏性疾病——過敏性鼻炎及哮喘中起著決定性作用[18]。近年來，“特異性游行”假說越來越流行，其主要內容是：患有一種特應性疾病的人更有可能患上第2種疾病，過敏性鼻炎可能是游行的起點，TSLP是游行的關鍵分子[19]。OX40屬于腫瘤壞死因子受體超家族，主要在活化的CD4+T和 CD8+T淋巴細胞上表達。它的配體OX40L，可誘導性地表達于巨噬細胞、B淋巴細胞、DC等專職的抗原遞呈細胞及朗格漢斯細胞等，同時也表達于T淋巴細胞[20]。

TSLP是一種強有力的DC激活劑，OX40L是TSLP誘導的DC表面標志物，TSLP激活的DC上調OX40L，然后在T細胞上與OX40相互作用，導致幼稚T細胞向Th2途徑極化[21]。Murakami-Satsutani等[22]認為在Th2免疫反應中，TSLP通過誘導OX40L在DC上發揮關鍵作用，TSLP-DC-OX40L軸可能是與特應性疾病相關的炎癥級聯反應的主要途徑。CpG寡脫氧核苷酸(CpG-ODNs)是一種合成的單鏈DNA，具有免疫刺激特性。Li等[23]所在實驗組，長期致力于對CpG-ODNs在CARAS中治療前景的研究,發現在鼻腔內使用CpG-ODNs，可改善CARAS模型中下氣道免疫因子結果，從而緩解CARAS相關癥狀。最近，該實驗組對CpG-ODNs在CARAS中發揮作用的具體機制進行了深入的探索[24]：①經CpG-ODNs治療的CARAS小鼠，與模型小鼠比較，IL-4、IL-5和IL-13的mRNA水平、下氣道和鼻腔內TSLP mRNA、蛋白質水平降低，與使用布地奈德治療組療效相當，聯合布地奈德使用時，以上效果更顯著，同時還可明顯升高IFN-γ，證實CARAS小鼠中誘導了強烈的Th2反應，鼻內CpG-ODNs和BUD協同治療，抑制了Th2產生的細胞因子，同時提高Th1相關細胞因子水平，從而調節CARAS模型中Th1/Th2穩態；②CARAS小鼠鼻腔和肺中的TSLP、DC及CX40L水平較空白組升高，經CpG-ODNs聯合布地奈德治療后，以上因子水平顯著下調。綜合上述結果可證明調節TSLP-DC-OX40L軸至少能部分緩解CARAS小鼠的病情。

4.間充質干細胞：MSCs是來源于早期中胚層的多能細胞，可分化為脂肪、骨、軟骨、上皮細胞和內皮細胞。其免疫調節作用近年來廣受關注。研究者認為，MSCs治療是治療過敏性氣道炎性疾病的一種很有前途的候選藥物[25]。動物實驗研究表明，氣管內給與MSCs可以減輕OVA致敏小鼠哮喘模型肺組織的氣道炎癥，改善氣道重塑，緩解氣道高反應，而這一機制可能與MSCs恢復Th1/Th2細胞平衡有關[26]。在過敏性鼻炎小鼠模型中，證實即使沒有任何刺激，MSCs也能產生Treg細胞，提高Th1細胞的反應性，減少TH2細胞因子分泌，降低 IL-4、IL-5和IL-13mRNA水平[27]。MSCs 在哮喘及過敏性鼻炎中具有可期的治療前景，因此認為MSCs可能在CARAS治療中發揮良好作用。

5.維生素D：維生素D既影響先天免疫，也影響適應性免疫。T細胞、B細胞、樹突狀細胞、單核細胞和巨噬細胞等均受1,25(OH)2D3的調控[28]。在過敏性鼻炎患者中發現，1,25(OH)2D3水平與變應性鼻炎Th1/Th2平衡有關，1,25(OH)2D3缺乏與過敏之間存在顯著的相互關系。維生素D在哮喘中的研究發現，維生素D缺乏會引起氣道炎癥,維生素D補充劑可降低持續性哮喘患者血清IL-17A水平，提高血清IL-10水平,從而緩解哮喘癥狀[29]。

三、展 望

CARAS是一類具有氣道高反應性的慢性炎癥性疾病。目前臨床上對于CARAS的治療主要局限于抗組胺藥物、白三烯受體拮抗劑、吸入性糖皮質激素等，目的在于緩解其臨床癥狀，沒有特異性地作用于潛在的作用機制，再加上存在一定的不良反應，因而沒有很好地起到阻止疾病發展的作用。越來越多的研究者認為全身治療或免疫治療才是治療CARAS的金鑰匙。大量證據闡明，Th1/Th2平衡是影響CARAS的關鍵因素，與Th1/Th2相關的作用軸、細胞因子、受體，如TGF-β1、HGMB1-TLR4、TSLP-DC-OX40L等可能成為新的診療靶點，間充質干細胞、維生素D可能可成為CARAS的輔助治療劑。未來在CARAS的基礎研究時，也許可以考慮這樣幾個問題：(1)在利用小鼠進行造模的時候，除了OVA致敏，是否可以選用敏感性更高的，諸如屋塵螨等。(2)對目前已經摸索過但未得到明確的最終結論的細胞因子或作用機制，是否應該進行深入的探討。(3)對于目前已經明確證實有效的細胞因子或作用機制，是否應該進行成果轉化，研發出相應的治療藥物。