TH17細胞平衡及免疫微環境在過敏性哮喘發病中的作用

王 莉 王小軍

哮喘(asthma)也被稱為支氣管哮喘是一種氣道慢性炎癥性疾病，因其發病可由多種細胞以及細胞成分所引起，所以至今為止尚不能對病因做出明確解釋[1-2]。流行病學研究顯示，過敏是哮喘發病的獨立危險因素。在多種細胞因子以及細胞下所引發的呼吸道變態反應性疾病被稱為過敏性哮喘(allergic asthma)，該病的患病人群正隨時間推移而不斷增長[3-6]。多種細胞及細胞因子、組分所協同影響下的氣道慢性炎性病變是哮喘根本原因，哮喘的本質是氣道慢性炎性病變，由多種細胞及組分、細胞因子共同參與，其中CD4+T淋巴細胞免疫調節失衡是其重要免疫學機制[7-8]。調節性T細胞(regulatory T cell, Treg)和輔助性T細胞(helper T cells)會在抗原激活CD4+T淋巴細胞時，以不同的條件分化而出[9]。而輔助性T細胞1型(Th1)/輔助性T細胞2型(Th2)細胞失衡也往往被認為是引發哮喘的重要因素，然而現在已有更多的報告顯示，在引發過敏性哮喘的過程中輔助性T細胞17(Th17)連同其分泌的細胞因子也扮演著重要角色，因此僅僅依靠Th1/Th2平衡理論來判斷哮喘的發病原理已經不再準確了。有報道通過研究表明哮喘的成因與Th17細胞和調節性T細胞及其代表性細胞因子IL-17、IL-10有著極其重要的聯系，且在功能上兩者相互拮抗，所以提出哮喘的病發機制中Th17、Treg細胞的免疫失衡在其中有重要的影響[10-11]。 本文旨在探討TH17及其相關細胞因子表達水平在過敏性哮喘發病中的作用。

資料與方法

一、一般資料

選擇2016年6月至2018年8月我院收治的符合過敏性哮喘診斷標準的患者60例以及符合非過敏性哮喘診斷標準的患者60例。將120例哮喘患者依據吸入物變應原篩查特異性IgE以及外周血總免疫球蛋白E水平分成過敏性哮喘組60例以及非過敏性哮喘組60例。此外選取同期入院體檢的48例健康人作為對照組。過敏性哮喘組60例，男性18例，女性42例；平均年齡(35.15±10.38)歲；酗酒6例；平均FEV1%(%)79.49±18.86。非過敏性哮喘組60例，男性22例，女性38例，平均年齡(40.61±15.46)歲；酗酒5例，平均FEV1%(%)77.81±20.43； 對照組48例， 男性20例，女性28例；平均年齡(38.39±11.69)歲；酗酒3例。三組受試者在性別、年齡、酗酒以及FEV1%上均無顯著差異(P>0.05)。

入組標準：①25歲至55歲的哮喘患者；②符合由中華醫學會呼吸病學分會哮喘學組制定的“支氣管哮喘防治指南”中過敏性哮喘以及非過敏性哮喘的患者[12]；③非急性發作期患者；④患者非急性發作超過6周。排除標準：①吸煙者；②間質性肺疾病患者；③伴支氣管擴張者；④伴重要臟器(如心、肝、腎等)疾病患者。本項目已經獲得醫院醫學倫理委員會批準，且受試者均已簽署書面知情同意書。

二、檢測方法

采用流式細胞學檢測法對三組受試者外周血中Th17、Treg以及Th2的比例進行測定；采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA法)對三組受試者血漿以及誘導痰中細胞因子IL-17A、IL-10、IL-4、IL-5以及IL-18的濃度水平進行測定；細胞分類通過瑞吉氏染色法進行染色，記錄三組受試者誘導痰中中性粒細胞以及嗜酸粒細胞的數目。

三、統計學方法

結 果

一、受試者外周血中Th17、Treg、Th2比例

過敏性哮喘組Th17比例高于對照組(P<0.05)；過敏性哮喘組Treg比例低于對照組(P<0.05)；過敏性哮喘組Th17比例低于非過敏性哮喘組(P<0.05)；三組間Th2比例無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 受試者外周血中Th17、Treg 、Th2比例(%)

二、受試者血IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18

過敏性哮喘組IL-17A、IL-4以及IL-5水平高于對照組(P<0.05)；過敏性哮喘組IL-10及IL-18水平低于對照組(P<0.05)，過敏性哮喘組IL-17A水平低于非過敏性哮喘組(P<0.05)；過敏性哮喘組IL-4水平高于非過敏性哮喘組(P<0.05)，過敏性哮喘組IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18水平均高于對照組，見表2。

三、受試者誘導痰中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18

過敏性哮喘組IL-17A以及IL-18水平低于非過敏性哮喘組(P<0.05)；過敏性哮喘組IL-4水平高于非過敏性哮喘組(P<0.05)；兩組間IL-5、IL-10水平無統計學意義(P>0.05)，見表3。

四、受試者誘導痰中中性粒細胞、嗜酸粒細胞比例比較

過敏性哮喘組60例患者中性粒細胞比例(25.18±3.16)%，嗜酸粒細胞比例(3.27±2.16)%。非過敏性哮喘組60例中性粒細胞比例(35.86±9.63)%，嗜酸粒細胞比例(1.76±0.96)%；對照組48例健康人群，中性粒細胞比例(4.79±2.88)%，嗜酸粒細胞比例(1.19±0.58)%。過敏性哮喘組中性粒細胞和嗜酸粒細胞比例均高于對照組(P<0.05)，過敏性哮喘組中性粒細胞比例低于非過敏性哮喘組，且差異存在統計學意義(P<0.05)；過敏性哮喘組嗜酸粒細胞比例高于非過敏性哮喘組，且差異存在統計學意義(P<0.05)。

討 論

過敏性哮喘是一種慢性氣道炎癥，由許多類型的細胞(T淋巴細胞、嗜酸性粒細胞以及肥大細胞等)共同參與[13]。在易感者中此種炎癥可引起反復發作的喘息、氣促、胸悶和/或咳嗽等癥狀，好發于夜間或/和凌晨，氣道對各種刺激因子的敏感性增加[14]。國內外哮喘患者的人數以及死亡率呈現逐年增加的趨勢，據統計哮喘已經成為一種嚴重威脅群眾身體健康甚至生命的慢性疾病，全世界的患病人數高達一億患者。國內整體人群哮喘的患病率為1%左右，我國兒童哮喘的患病率高達3%。相關報道已經證實CD4+T細胞亞群是能夠引發哮喘病的決定性因素之一，其中包括了Th1、Th2、Th17、Treg等，細胞會對哮喘的病因構成影響[15]。

表2 受試者血漿IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18(ng/L)

表3 受試者誘導痰中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18(ng/L)

我國專家通過試驗證明哮喘組的Th17以及Treg細胞比例較正常組差異有統計學意義[16-18]，這與本研究過敏性哮喘組外周血中Th17比例高于對照組，Treg比例低于對照組，且差異存在統計學意義(P<0.05)的結論相一致。一些相關的報道中提到體內與體外的條件差異會對T細胞的分化構成影響，比如在一些共生菌的影響下T細胞在體內會傾向于Th17，而在體外則傾向于Treg細胞。不同分化階段的Treg細胞為部分體內共生菌維持黏膜的耐受性[19]，但是在體內有炎癥或者抵抗力降低時反而誘導對Th17的分化[20]。由此可以推斷細胞微環境中Th17、Treg的比例失衡，在過敏性哮喘的病發原理中占據了重要的一環。

此外，本文結果表明，過敏性哮喘組與對照組以及非過敏性哮喘組血漿中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18水平均存在顯著差異(P<0.05)。活化的Th17能夠促進炎性病變局部具有生物活性的IL-17A、IL-4、IL-5等細胞因子的釋放，內皮細胞活化后會分泌IL-18等趨化因子。相關試驗證明Treg細胞通過分泌IL-10可以對氣道高反應性和氣道炎癥進行控制[21-23]。也有研究表明對于IL-17依賴性過敏性哮喘患者血漿中的IL-10比例無法進行有效的控制[24]。有報道通過研究表明哮喘的成因與Th17細胞和調節性T細胞及其代表性細胞因子IL-17、IL-10有著極其重要的聯系，且在功能上兩者相互拮抗，綜上所述，多種細胞因子對初始CD4+T淋巴細胞形成刺激，促進初始CD4+T淋巴細胞分化或增殖為Th17細胞，比例失衡的Th17細胞最終參與過敏性哮喘的發生與發展。

本文結果表明，過敏性哮喘組與對照組、非過敏性哮喘組誘導痰中中性粒細胞、嗜酸粒細胞比例均存在顯著差異。已有研究證實，難治性哮喘、重癥哮喘、以及哮喘的持續狀態等與中性粒細胞性氣道炎性病變關系密切。過敏性哮喘患者常伴隨嗜酸粒細胞浸潤為主的氣道炎性病變；非過敏性哮喘常伴隨Th17介導的中性粒細胞浸潤為主的氣道炎性病變，且IL-17A以及IL-18水平增加[25-26]。由此可以推斷Th17的與哮喘類型密切相關。

過敏性哮喘組與對照組、非過敏性哮喘組外周血中Th2比例無顯著差異。在Th2與IL-17A的共同作用下，中性粒細胞以及嗜酸粒細胞聚集于氣道中，進而引起氣道反應性增加，然而僅僅憑借Th2的免疫應答無法引起氣道反應性增加，由此可以推斷，Th2的免疫應答無法獨立導致哮喘的發生。然而Th17能夠在不依靠Th2免疫應答的時候對氣道的重構進行誘導[27]，由此可以推斷Th17可能獨立導致哮喘的發生。綜上所述，過敏性哮喘患者的Th2比例及IL-4水平升高，氣道炎性病變以嗜酸粒細胞為主[28-30]。結果表明，Th17在過敏性哮喘以及非過敏性哮喘患者中的比例均增加，而Th2只在過敏性哮喘患者中比例增加。故而得出結論，相較于Th2而言，Th17的細胞失衡在哮喘的致病機理中的作用更為重要。

綜上所述，過敏性哮喘的病因及嚴重程度可能是由于Th17細胞的比例失衡導致細胞微環境發生變化所影響的，這對傳統的哮喘免疫學機制產生了重大影響，也為更加深入的對哮喘的免疫學機制進行研究提供了嶄新的方向。