Treg/Th17 細(xì)胞平衡在變應(yīng)性鼻炎的表現(xiàn)及機(jī)制

張菁華，向希雄

(湖北中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院，湖北 武漢)

0 引言

變應(yīng)性鼻炎是最常見的過敏性疾病，是機(jī)體接觸變應(yīng)原后主要由IgE 介導(dǎo)的鼻粘膜非感染性炎性疾病。變態(tài)反應(yīng)的本質(zhì)是環(huán)境變應(yīng)原刺激機(jī)體產(chǎn)生過量的IgE 而特異性變應(yīng)原介導(dǎo)的IgE 與受體結(jié)合導(dǎo)致炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，從而發(fā)生過敏癥狀。由于AR 的患病率高，已成為國際關(guān)注的全球性疾病。

一直以來認(rèn)為Th1/Th2 免疫失衡是變應(yīng)性鼻炎發(fā)病機(jī)制中的主要環(huán)節(jié)，Th1 細(xì)胞主要分泌γ-干擾素(IFN-γ)、白細(xì)胞介素-2(IL-2)和腫瘤壞死因子- β(TNF-β)介導(dǎo)抗感染的細(xì)胞免疫；而 Th2 細(xì)胞主要分泌 IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 及IL-13 等因子介導(dǎo)體液免疫。傳統(tǒng)研究認(rèn)為變應(yīng)性鼻炎患者以Th2 類亞群優(yōu)勢表達(dá)，Th2 類細(xì)胞因子在變應(yīng)性鼻炎患者鼻黏膜細(xì)胞炎癥反應(yīng)維持中起著重要作用，其變態(tài)反應(yīng)機(jī)制就是嗜酸性粒細(xì)胞聚集于氣道上皮，釋放出長效的炎性介質(zhì)，杯狀細(xì)胞分泌黏液，導(dǎo)致組織損傷和引起氣道重塑，從而影響了氣道的功能。因此治療上也是基于扭轉(zhuǎn)Th2 向Th1 應(yīng)答轉(zhuǎn)化。有研究[1]表明，在某些小鼠模型中過度表達(dá)的Th1 應(yīng)答反而不能夠減輕氣道炎癥。所以單純的糾正Th1/Th2 平衡，并不能控制變應(yīng)性鼻炎，而是應(yīng)該尋找抑制炎癥發(fā)生的機(jī)制。

1 Th17 細(xì)胞分化發(fā)育和功能發(fā)揮的調(diào)節(jié)因子

在2005 年P(guān)ark 教授在對兩種自身免疫性疾病的動物模型EAE 和CIA 的研究過程中發(fā)現(xiàn)一類新的T 淋巴細(xì)胞亞群-Th17 細(xì)胞，以其特異性效應(yīng)因子IL-17 命名[2]。Th17 具有Th1 和Th2 不同的分化途徑，受主要轉(zhuǎn)錄因子維甲酸孤兒核受體(Retinoid-related orphan receptor subfamily,ROR)Υt 調(diào)節(jié)，對炎癥發(fā)展起關(guān)鍵作用。研究也表示如果CD4+分化異常會導(dǎo)致免疫調(diào)節(jié)異常，臨床表現(xiàn)為一系列的自身免疫性內(nèi)分泌病變及變態(tài)反應(yīng)，那么說明Th17 及CD4+T 細(xì)胞對自身免疫疾病及變態(tài)反應(yīng)性疾病起重要的調(diào)節(jié)作用。Th17 細(xì)胞不僅由IL-17 細(xì)胞產(chǎn)生，而且多種細(xì)胞也可產(chǎn)生，如胸腺細(xì)胞、上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞，人類IL-17 為155 個氨基酸組成的同型二聚體，定位于染色體2q31，受體基因定位于第22 對染色體，其受體分布廣泛，在腸上皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、肌細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞及脾、腎、肺、肝等的多種細(xì)胞和組織中不同程度表達(dá)[3]。Th17 細(xì)胞的分化發(fā)育和功能發(fā)揮受多種細(xì)胞因子的調(diào)控。IFN-Υ 和IL-4 分別為Th1 和Th2 細(xì)胞分泌的特征因子，有研究表明[4]IFN-Υ 和IL-4 對Th17 細(xì)胞的分化起抑制作用，也就是說Th1 細(xì)胞和Th2 細(xì)胞對Th17 分化起負(fù)反饋。TGF-β 可以誘導(dǎo)初始T 細(xì)胞向Th17 分化，實(shí)驗(yàn)研究[5]發(fā)現(xiàn)TGF-β 缺乏的小鼠中Th17 細(xì)胞數(shù)量減少，相反TGF-β過表達(dá)的小鼠中Th17 細(xì)胞數(shù)量增多。在免疫應(yīng)答中，抗原提呈細(xì)胞如樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生的IL-6 協(xié)同TGF-β 抑制Treg 細(xì)胞分化，而誘導(dǎo)Th17 細(xì)胞分化，在機(jī)體無炎癥或免疫穩(wěn)定情況下，TGF-β 抑制效應(yīng)T 細(xì)胞生成，促進(jìn)Foxp3+Treg 細(xì)胞分化，維持自身穩(wěn)態(tài)；在感染及炎性細(xì)胞浸潤時，激活的固有免疫系統(tǒng)產(chǎn)生IL-6 促進(jìn)Th17 細(xì)胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，并抑制TGF-β細(xì)胞介導(dǎo)Treg 細(xì)胞的生成。Kom 等研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子IL-21聯(lián)合TGF-β 可通過激活STAT3 途徑增加RORγt 的表達(dá)，使初始CD4+T 細(xì)胞產(chǎn)生IL-17，從而促進(jìn)初始CD4+T 細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，而體內(nèi)IL-21 受體缺陷CD4+T 細(xì)胞介導(dǎo)的Th17細(xì)胞反應(yīng)會受損[6]。IL-23 是IL-12 的家族成員，在Th12 細(xì)胞活化中起著重要作用，IL-23 的缺乏雖然不影響Th17 細(xì)胞的正常產(chǎn)生，卻使其不能擴(kuò)展或存活[7]。因此，IL-23 的缺乏不是Th17 細(xì)胞分化的必需因子，確實(shí)Th17 細(xì)胞存活、繁殖的重要因子。在誘導(dǎo)Th17 細(xì)胞分化的過程中，細(xì)胞因子IL-6、IL-21 和IL-23 在不同階段起作用，首先是IL-6 上調(diào)IL-21，然后IL-6 和IL-21 上調(diào)IL-23 受體，最后由IL-23 上調(diào)Th17的效應(yīng)功能和增加致病性[8]。Th17 細(xì)胞亞群所分泌產(chǎn)生的細(xì)胞因子中最重要的是IL-17,IL-17 是一種具有強(qiáng)大的招募中性粒細(xì)胞的前炎性細(xì)胞因子，能夠促進(jìn)多種細(xì)胞釋放炎性因子，促進(jìn)細(xì)胞增殖及抑制部分腫瘤生長等多種生物學(xué)作用。

2 Treg 細(xì)胞分化發(fā)育及作用發(fā)揮

Treg 細(xì)胞首次報道以來即受到廣大關(guān)注，調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞在誘導(dǎo)和維持外周免疫耐受具有重要作用，是最重要的調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞之一。Treg 細(xì)胞主要來源于胸腺，約占正常人外周血的CD4+T 細(xì)胞的5%-10%，叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子(Forkhead box protein-3,Foxp3)是Treg 細(xì)胞的特異性標(biāo)志，在調(diào)控其分化發(fā)育及功能起重要作用。Treg 細(xì)胞具有無反應(yīng)性及免疫抑制性兩大功能特征，無反應(yīng)性是指它們對IL-2、特異性抗原、抗原提呈細(xì)胞的刺激呈無反應(yīng)性狀態(tài)也不分泌IL-2，免疫抑制性表現(xiàn)在經(jīng) TCR 介導(dǎo)的信號刺激活化以后能夠抑制 CD4+ T 淋巴細(xì)胞和CD8+T 細(xì)胞的活化增殖及細(xì)胞因子的分泌。Treg 細(xì)胞的分化發(fā)育及功能發(fā)揮也受細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)。TGF-β 誘導(dǎo)初始T 細(xì)胞分化為Treg 細(xì)胞，是調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的分化及功能維持的關(guān)鍵因子，IL-6 加入可以阻斷這一途徑。Foxp3 的缺乏也會導(dǎo)致CD4+CD25+Treg 細(xì)胞的缺乏，IL-2 聯(lián)合TGF-β誘導(dǎo)T 細(xì)胞并表達(dá)Foxp3[9],Foxp3 表達(dá)量對Treg 細(xì)胞的抑制功效以及細(xì)胞增殖均有決定性作用[10]。前述已經(jīng)提到TGF-β參與Th17 及Treg 細(xì)胞分化，F(xiàn)oxp3 和RORγt 也存在負(fù)相關(guān)，在促炎細(xì)胞因子和低溶度的TGF-β 的條件下，RORγt 的表達(dá)上調(diào)，F(xiàn)oxp3 表達(dá)和功能受到抑制，并且Treg 細(xì)胞能夠在炎癥信號如IL-1β、IL-6、IL-21、IL-23 的情況下轉(zhuǎn)化為Th17 細(xì)胞[11]。IL-10 由單核吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、1 型調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞、Th1 和 Th2 細(xì)胞產(chǎn)生，它在 T 細(xì)胞的反應(yīng)中作為細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的抑制劑[12]。IL-10 是抑制性的細(xì)胞因子，它能抑制IgE 同時提高 IgG4 的產(chǎn)生。IL-10 通過以上方式來發(fā)揮其在AR 中的免疫抑制作用，減少炎癥對組織的損傷，鄧俊松等人[13]通過共培養(yǎng)體系和由TransWell-PCF 構(gòu)建的分隔培養(yǎng)體系對Treg 細(xì)胞和效應(yīng)性T 細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)和隔離培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)在共培養(yǎng)和隔離培養(yǎng)同時證明的細(xì)胞因子體制中，以IL-10 對效應(yīng)性T 細(xì)胞的抑制作用占主導(dǎo)，通過IL-10 對效應(yīng)性T 細(xì)胞的抑制強(qiáng)度高于通過TGF-β。Collison 等[14]發(fā)現(xiàn)了又一個抑制性的細(xì)胞因子 IL-35，它是 IL-2 家族的新成員，IL-35 由Treg 細(xì)胞分泌，它主要的功能是抑制效應(yīng)T 細(xì)胞的活性。雖然 IL-35 與 IL-12 細(xì)胞因子家族其他成員有相同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和配體，但在其產(chǎn)生和生物學(xué)特性方面有所不同。IL-35 不同于其他家族成員由多種抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生，它僅由Treg 細(xì)胞分泌；實(shí)驗(yàn)研究表明，IL-35 能夠促進(jìn) Th1 和Treg 細(xì)胞的增殖，另一方面又能抑制 Th17 細(xì)胞的分化，從而發(fā)揮其免疫抑制的作用[15]。耿珊珊[16]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VD 缺乏與Treg/Th17 失衡存在一定相關(guān)性，VD 影響T 細(xì)胞增殖、成熟的同時，還可使IL-17的生成減少，可促進(jìn)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)并增強(qiáng)其免疫耐受功能，因VD 的代謝酶和免疫系統(tǒng)的細(xì)胞VDR 的表達(dá)被發(fā)現(xiàn)，VD 作為免疫系統(tǒng)的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子越來越被認(rèn)可。

3 Th17/Treg 免疫失衡與變應(yīng)性鼻炎的關(guān)系

變應(yīng)性鼻炎的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，近些年研究認(rèn)為Th17/Treg 免疫失衡是導(dǎo)致其發(fā)生的重要原因即變異性鼻炎患者體內(nèi)存在Th17 細(xì)胞的過度激活及Treg 細(xì)胞的表達(dá)減少甚至缺失。Liu Y等人在變應(yīng)性鼻炎的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)血清中IL-17 的含量大幅上升，分泌的細(xì)胞因子IL-17 具有強(qiáng)大的募集中性粒細(xì)胞的作用。符濤[17]觀察者外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值較高，Treg 細(xì)胞的比例較低，說明變應(yīng)性鼻炎體內(nèi)存在Th17 細(xì)胞的異常激活及Treg 細(xì)胞的減少，證實(shí)Th17/Treg 細(xì)胞的免疫失衡參與變應(yīng)性鼻炎的發(fā)生。隨著病情發(fā)展出現(xiàn)的鼻部癥狀如鼻塞，頭暈等也直接與外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值及Treg 細(xì)胞的水平直接相關(guān)，其中IL-4、IL-6、IL-12、IL-31 含量較高，說明變應(yīng)性鼻炎患者存在顯著的全身炎癥反應(yīng)。胡玲俐[18]對30例塵螨變應(yīng)原皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)(skin prick test,SPT)陽性的AR 患兒于健康組患兒對照，發(fā)現(xiàn)變應(yīng)性鼻炎患兒外周血中CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞、CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞比例均有下降，Treg 細(xì)胞及Foxp3 的低表達(dá)甚至缺陷可能會減弱個體對免疫的抑制作用。張成等人[19]實(shí)驗(yàn)組Foxp3 mRNA、TGF-β 表達(dá)量均明顯低于對照組；RORCmRNA、IL-17 表達(dá)量均高于對照組，因此推測Treg 細(xì)胞、Th17 可以作為變應(yīng)性鼻炎免疫治療的新靶點(diǎn)。劉莉等人[20]觀察中重度組和輕度組變應(yīng)性鼻炎患者Foxp3mRNA 及血清 TGF-β 表達(dá)水平明顯低于對照組(P＜0.05)RORCmRNA 和血清IL-17 表達(dá)水平明顯高于對照組(P＜0.05)，且隨病情嚴(yán)重程度加重，F(xiàn)oxp3mRNA 及血清TGF-β 表達(dá)水平明顯降低(P＜0.05)，而RORCmRNA 及血清TGF-β 表達(dá)水平明顯升高(P＜0.05)；Huang 等[21]通過檢測14 例AR 患者和6 例健康人血液中Th17、Treg 百分率和IL-17、TGF-β1 水平，發(fā)現(xiàn)AR組Th17 細(xì)胞百分率和IL-17 水平顯著高于對照組，而Treg 細(xì)胞百分率和TGF-β1 水平顯著低于對照組；黃雪琨等[22]收集24例AR 患者和16 例健康志愿者，分別為AR 組和對照組，檢測其外周血中Th17 和Treg 細(xì)胞比例及血清中IL-17、TGF-β1 水平，發(fā)現(xiàn)AR 組外周血中Th17 細(xì)胞百分率、IL-17 水平明顯高于對照組，而Treg 細(xì)胞百分率、TGF-β1 水平明顯低于對照組，說明AR 的發(fā)生與Th17 細(xì)胞與Treg 細(xì)胞免疫失衡相關(guān)。由此可知，Treg/Th17 細(xì)胞失衡可能在AR 發(fā)病中占有重要的作用。

4 展望

由Th1/Th2 細(xì)胞擴(kuò)展到Th1/Th2/Thl7/Treg 細(xì)胞模式使對AR 的發(fā)生發(fā)展機(jī)制有了更深入和更全面的了解。Th2 細(xì)胞分泌IL-4、IL-5 等介導(dǎo)體液免疫與Th17 細(xì)胞在AR 或是變應(yīng)性疾病中是如何共同發(fā)揮協(xié)調(diào)作用尚不得而知。Treg 細(xì)胞上游影響細(xì)胞因子研究尚少。對于Treg/Th17 細(xì)胞的分子學(xué)機(jī)制研究仍需要不斷深入以便對其AR 治療提高新的靶點(diǎn)和方法。