李紅巖,牟兆新,侯振江
(1.滄州醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校醫(yī)學(xué)技術(shù)系,河北 滄州 061001;2.滄州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校甲狀腺疾病研究所滄州市甲狀腺疾病工程技術(shù)研究中心,河北 滄州 061001)
輔助性T細(xì)胞(helper T cell,Th細(xì)胞)17不僅參與抗感染的固有免疫反應(yīng),還可分泌白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-17、IL-22等炎癥細(xì)胞因子。作為最主要的效應(yīng)因子,IL-17又可分為IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F亞型,其中IL-17A通常被稱為IL-17。視黃酸相關(guān)孤兒受體(retinoic acid-associated orphan receptor,ROR)γt是Th17細(xì)胞分化及調(diào)節(jié)的重要轉(zhuǎn)錄因子,可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的產(chǎn)生與分化,并分泌炎癥細(xì)胞因子IL-17,IL-17是Th17細(xì)胞在RORγt調(diào)控下分泌的具有免疫抑制作用的最主要細(xì)胞因子[1]。自身免疫性疾病(autoi-mmune diseases,AID)是環(huán)境、免疫和遺傳等因素共同作用導(dǎo)致的遺傳性疾病。在動(dòng)物模型以及多種AID組織和血清中均存在Th17細(xì)胞和IL-17的高表達(dá),因此Th17細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子可能參與了多種AID的重要發(fā)病過程。深入研究Th17細(xì)胞的分化、功能、調(diào)節(jié)機(jī)制以及Th17細(xì)胞與其他細(xì)胞亞群之間的關(guān)系,有助于進(jìn)一步揭示AID的發(fā)病機(jī)制,為尋找有效的治療靶點(diǎn)及新藥的研發(fā)提供依據(jù)。通過調(diào)控IL-17(或IL-17受體)阻斷IL-17的炎癥作用或通過對Th17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg細(xì)胞)比值的干預(yù)均可為AID的治療提供新靶點(diǎn),同時(shí)為AID的臨床診斷、治療和預(yù)防提供新思路。現(xiàn)就Th17細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子在AID中的研究進(jìn)展予以綜述。
Th17細(xì)胞是一種與Th1、Th2細(xì)胞不同的效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞亞群,其主要特點(diǎn)為可分泌IL-17A和IL-17F等細(xì)胞因子。Th17細(xì)胞的分化過程主要包括3個(gè)階段:①誘導(dǎo)分化。低濃度的轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)和IL-6通過激活RORγt轉(zhuǎn)錄因子,使CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞[2]。IL-6與TGF-β的平衡決定了Th17細(xì)胞或Treg細(xì)胞的分化,IL-6和TGF-β同時(shí)存在可誘導(dǎo)RORγt高表達(dá),使幼稚CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞,并刺激Th17細(xì)胞分泌IL-17,表明免疫細(xì)胞分泌的促炎細(xì)胞因子IL-6和TGF-β均參與了Th17細(xì)胞的分化和發(fā)育[3]。同時(shí),IL-17A和RORγt還可通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)1、STAT3、STAT5以及缺氧誘導(dǎo)因子1α等進(jìn)一步調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞分化[4]。②體內(nèi)擴(kuò)增。CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞后即可分泌IL-21,從而進(jìn)一步促進(jìn)Th17細(xì)胞分化增殖[5]。③維持功能。樹突狀細(xì)胞及其他抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生的IL-23,在維持Th17細(xì)胞的生存和功能方面起主要作用[6]。分化發(fā)育成熟的Th17細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞因子,參與炎癥反應(yīng)、感染和AID的發(fā)生。
2.1Th17細(xì)胞與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA) RA是一種以慢性、對稱性、多關(guān)節(jié)炎為特征的AID,其發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究均證實(shí)Th17細(xì)胞失衡參與了RA的發(fā)生發(fā)展。如有研究發(fā)現(xiàn),膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎小鼠膝關(guān)節(jié)IL-17的表達(dá)水平升高,IL-17可促進(jìn)膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生并加重關(guān)節(jié)破壞[7];還有研究表明,在RA發(fā)生發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用的是Th17細(xì)胞,而不是Th1細(xì)胞[8],證實(shí)Th17細(xì)胞在膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎小鼠模型的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。正常人血清IL-17A水平極低,青少年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎患者外周血及滑膜液中Th17細(xì)胞及其分泌的IL-17水平均顯著高于正常人[9]。Lee和Bae[10]發(fā)現(xiàn),RA患者外周血中Th17細(xì)胞數(shù)量顯著增加。Moradi等[11]報(bào)道,RA患者關(guān)節(jié)滑液中的Th17細(xì)胞數(shù)量增加,活動(dòng)期RA患者血清IL-17和TGF-β水平均高于非活動(dòng)期患者及健康對照者,且IL-17水平與Treg細(xì)胞數(shù)量呈負(fù)相關(guān),與TGF-β水平呈正相關(guān),同時(shí)RA患者Th17/Treg細(xì)胞比值也顯著升高,且Th17/Treg細(xì)胞比值隨著RA活動(dòng)性的增加而升高,Th17/Treg細(xì)胞比值越高,關(guān)節(jié)炎越嚴(yán)重。提示Th17/Treg細(xì)胞失衡參與了RA的發(fā)生發(fā)展過程。一項(xiàng)薈萃分析表明,外周血中Th17細(xì)胞數(shù)量增加以及Treg細(xì)胞數(shù)量減少均與RA的發(fā)病有關(guān),Th17/Treg細(xì)胞失衡可引起免疫功能紊亂,亦是導(dǎo)致RA的主要原因[12]。史浩和朱平[13]報(bào)道,RA患者外周血中的IL-17水平與紅細(xì)胞沉降率、C反應(yīng)蛋白水平以及類風(fēng)濕因子水平均無顯著相關(guān)性,而關(guān)節(jié)液中的IL-17水平與C反應(yīng)蛋白水平呈正相關(guān)。然而,Kim等[14]的研究結(jié)果卻與之相反,可能與研究的樣本量、檢測方法以及檢測時(shí)間等有關(guān)。聯(lián)合阻滯IL-17A、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的作用,可顯著改善RA患者的癥狀[15]。表明IL-17在RA的病理過程中發(fā)揮重要作用,抑制Th17細(xì)胞的分泌,可顯著改善患者病情,從而為RA的治療開辟了新途徑。
2.2Th17細(xì)胞與系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE) SLE是一種常見的非器官特異性自身免疫性結(jié)締組織病,以產(chǎn)生多種自身抗體、形成免疫復(fù)合物、導(dǎo)致包括腎臟在內(nèi)的多器官損傷為特征[16]。SLE患者常出現(xiàn)面頰部盤狀或蝶形紅斑,易累及心臟、腎臟等,其中狼瘡性腎炎是最常見且最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一,也是導(dǎo)致終末期腎病的主要原因[17]。Th17細(xì)胞及其分泌的相關(guān)因子參與了SLE的發(fā)生發(fā)展過程。具有狼瘡樣自身免疫的BXD2小鼠初始CD4+T細(xì)胞優(yōu)先分化為Th17細(xì)胞,導(dǎo)致脾臟的Th17細(xì)胞比例顯著增加、B細(xì)胞IL-17A受體表達(dá)上調(diào),從而促進(jìn)自身抗體的合成和分泌,阻斷IL-17信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,進(jìn)而減輕模型小鼠的體液反應(yīng),而BXD2小鼠與內(nèi)源性IL-17A受體缺乏的BXD2小鼠雜交,則自身抗體分泌減少;向SLE患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中加入IL-17,可導(dǎo)致免疫球蛋白G、抗雙鏈DNA抗體及IL-6分泌增加,證實(shí)IL-17可促進(jìn)SLE患者B細(xì)胞的活化[18]。黃翠麗等[19]證實(shí),MRL-Faslpr/J小鼠脾臟中Th17細(xì)胞及IL-17A信使RNA水平均高于B6對照小鼠。
有文獻(xiàn)報(bào)道,SLE患者的Th17細(xì)胞和IL-17A水平顯著升高[20-21],而IL-17CD4+T細(xì)胞及血清/血漿IL-17、IL-17A水平均與SLE疾病活動(dòng)指數(shù)呈正相關(guān)[22]。徐維家等[23]發(fā)現(xiàn),SLE患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中的Th17細(xì)胞、血清IL-17、γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ)水平均顯著升高,且活動(dòng)期高于非活動(dòng)期,同時(shí)Th17細(xì)胞、IL-17、IL-23水平均與SLE疾病活動(dòng)指數(shù)呈正相關(guān),但SLE患者與健康對照者的Th1細(xì)胞數(shù)量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明Th17細(xì)胞在SLE發(fā)病中起重要作用,而不是Th1細(xì)胞。白雪等[24]證實(shí),Th17細(xì)胞分泌的IL-17和IL-23等細(xì)胞因子在SLE的發(fā)展過程中起重要作用,并與SLE疾病活動(dòng)指數(shù)密切相關(guān)。嚴(yán)瑾和胡麗華[25]發(fā)現(xiàn),SLE患者血清IL-17和IL-21水平均顯著升高,但SLE患者與健康對照者的IL-22和IL-23水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;血清抗雙鏈DNA抗體、抗核小體、抗組蛋白陽性的SLE患者IL-17水平均顯著高于陰性患者,而抗Sm抗體陽性的SLE患者IL-17水平顯著降低,且血清IL-17、IL-21水平與C3水平均顯著相關(guān),但I(xiàn)L-17、IL-21、IL-22和IL-23水平與免疫球蛋白G水平無關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),SLE患者血清IL-17水平顯著升高,而IL-17可促進(jìn)抗雙鏈DNA抗體的分泌,無論在非活動(dòng)期還是緩解期均易導(dǎo)致Th17/Treg細(xì)胞比值增加,且與疾病的活動(dòng)性有關(guān)[22]。SLE活動(dòng)期患者的Th17細(xì)胞水平和Th17/Treg細(xì)胞比值均高于非活動(dòng)期患者和健康對照者,同時(shí)非活動(dòng)期患者高于健康對照者[26],表明Th17細(xì)胞的消長與SLE的活動(dòng)性相關(guān)。Du等[27]發(fā)現(xiàn),SLE合并狼瘡性腎炎患者的IL-23信使RNA水平顯著升高,且活動(dòng)期患者的IL-17/IL-23比值更高,但與非活動(dòng)期患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。SLE活動(dòng)期患者Th17細(xì)胞和血清IL-17水平均顯著升高[28]。上述研究表明,SLE患者Th17細(xì)胞數(shù)量增加、Th17/Treg細(xì)胞比例失衡均參與SLE的發(fā)生發(fā)展過程。
2.3Th17細(xì)胞與銀屑病 銀屑病即尋常型銀屑病,又稱牛皮癬,其特征為角質(zhì)細(xì)胞增生、T淋巴細(xì)胞及炎癥細(xì)胞浸潤。銀屑病患者皮膚常出現(xiàn)紅色炎性丘疹、紅斑皮疹和銀白色鱗屑以及皮膚瘙癢等癥狀,約1/3的銀屑病患者會(huì)發(fā)展為銀屑病關(guān)節(jié)炎[29]。銀屑病是由Th1細(xì)胞介導(dǎo)的一種自身免疫性皮膚病,Th17細(xì)胞參與了銀屑病的發(fā)病過程。有研究表明,有皮損的銀屑病患者細(xì)胞因子(IL-17、IL-6、IL-23p19和IL-23p40)信使RNA水平均顯著高于無皮損患者[30]。銀屑病患者真皮組織中Th17細(xì)胞表達(dá)增加,而表皮組織中無Th17細(xì)胞表達(dá),皮損組織中IL-17和IL-22信使RNA水平均升高,且與疾病活動(dòng)程度相關(guān),同時(shí)在銀屑病皮損組織中發(fā)現(xiàn)大量由角質(zhì)化細(xì)胞和朗格罕細(xì)胞分泌的IL-23[31]。IL-17的致炎作用較強(qiáng),可與IFN-γ協(xié)同促進(jìn)前炎癥細(xì)胞分泌細(xì)胞因子,與中性粒細(xì)胞共同參與銀屑病皮損組織的浸潤和表皮中微膿瘍的形成[32]。Diani等[33]發(fā)現(xiàn),銀屑病患者皮損組織和血漿中存在與Th1和Th17細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子,表現(xiàn)為IL-23和Th17表達(dá)增加。Abji等[34]發(fā)現(xiàn),銀屑病和銀屑病關(guān)節(jié)炎患者外周血中IL-17+T細(xì)胞和IL-22+T細(xì)胞及其分泌的IL-17和IL-22等細(xì)胞因子水平均顯著升高。將IL-17A轉(zhuǎn)移至CIA動(dòng)物模型中,不僅表現(xiàn)為IL-17A誘導(dǎo)IL-17RA+CD11b+Gr1(低)破骨前體細(xì)胞的增加,且伴隨骨吸收標(biāo)志物的增加出現(xiàn)銀屑病關(guān)節(jié)炎病理性骨吸收的關(guān)鍵特征,提示IL-17A可直接活化破骨前體細(xì)胞[35-36]。
另有報(bào)道顯示,銀屑病關(guān)節(jié)炎患者滑膜組織及滑液中的IL-17A水平和Th17細(xì)胞數(shù)量均顯著增加,且與關(guān)節(jié)的損傷程度顯著相關(guān),從無癥狀到出現(xiàn)皮損,CD3+、CD4+、叉頭框蛋白P3(forkhead box protein P3,F(xiàn)oxP3)+細(xì)胞水平逐漸升高,且皮損組織的Treg/CD4+T細(xì)胞性別比值遠(yuǎn)高于非病變組織[37-38]。Th17細(xì)胞的標(biāo)志性轉(zhuǎn)錄因子RORc和IL-1β、IL-6、IL-23等炎癥細(xì)胞因子水平均顯著升高,可能與IL-23、IL-17A誘導(dǎo)表皮和原角質(zhì)細(xì)胞增生以及中性粒細(xì)胞在皮膚中的募集有關(guān)[37]。劉雯等[39]發(fā)現(xiàn),尋常型和活動(dòng)期銀屑病患者血清IL-17A水平顯著升高,且與皮損的嚴(yán)重程度相關(guān);特殊型銀屑病患者血清IL-17E水平則顯著低于尋常型銀屑病患者和健康對照者,但I(xiàn)L-6水平顯著升高;輕度銀屑病患者IL-17F水平高于健康對照者,但與銀屑病的分型、分期無關(guān),同時(shí)銀屑病患者血清TNF-α水平顯著升高,但不受其類型、病期和皮損嚴(yán)重程度的影響;Spearman相關(guān)分析顯示,銀屑病患者血清IL-17A、IL-17F和IL-17E水平與TNF-α水平呈高度正相關(guān),提示IL-17A、IL-17E、IL-17F與TNF-α相互協(xié)同,分別在尋常型銀屑病、T細(xì)胞免疫失衡和發(fā)病早期炎癥中發(fā)揮作用,共同參與了銀屑病的發(fā)生發(fā)展。彭科等[40]發(fā)現(xiàn),隨著銀屑病的加重,患者血清IL-17、IL-23水平升高,而IL-10、TGF-β水平降低,表明Th17/Treg細(xì)胞失衡參與了銀屑病的發(fā)生發(fā)展。Wang等[41]發(fā)現(xiàn),銀屑病患者的Th17細(xì)胞數(shù)量顯著增加,且與病變的嚴(yán)重程度密切相關(guān),病變程度越重,Th17細(xì)胞數(shù)量增加越顯著,因此Th17細(xì)胞可作為觀察銀屑病患者病情的有效指標(biāo)。周洋等[42]發(fā)現(xiàn),銀屑病患者IL-6、IL-17、IL-23、可溶性IL-2受體、TNF-α水平均升高,且與病情的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),而TGF-β水平降低,與病情的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。廖曉容和黃慧[43]對銀屑病患者Th17細(xì)胞、CD4+、CD25+Treg細(xì)胞表達(dá)水平的Pearson相關(guān)性分析顯示,嚴(yán)重程度指數(shù)評分與CD25+TGF-β+T細(xì)胞無相關(guān)性,與Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞呈負(fù)相關(guān),且銀屑病患者的病情發(fā)展與CD4+Treg細(xì)胞、FoxP3、IL-10、TGF-β表達(dá)下調(diào)以及Th17細(xì)胞表達(dá)上調(diào)有關(guān)。綜合研究資料發(fā)現(xiàn),銀屑病患者外周血和皮損組織中Th17細(xì)胞數(shù)量顯著高于健康對照者,且Th17細(xì)胞水平與疾病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān);另外,血清IL-17A水平還與銀屑病面積及嚴(yán)重程度指數(shù)評分顯著相關(guān),經(jīng)治療好轉(zhuǎn)后患者的IL-17A水平顯著降低[44]。上述研究表明,Th17細(xì)胞和IL-17可能在銀屑病的炎癥中起直接或關(guān)鍵性作用,其變化與病情有關(guān)。一般認(rèn)為,IL-6和TGF-β共同作用使CD4+T細(xì)胞進(jìn)一步分化為Th17細(xì)胞,并上調(diào)IL-23受體表達(dá),可見IL-23/Th17細(xì)胞軸在AID中發(fā)揮重要作用[45]。因此,研發(fā)針對IL-23/Th17細(xì)胞通路的單克隆抗體、阻斷信號向下游傳遞、減輕炎癥反應(yīng)是目前銀屑病治療的主要策略。
2.4Th17細(xì)胞與炎性腸病(inflammatory bowel disease,IBD) IBD是一種非特異性結(jié)腸炎癥,包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulceralive colitis,UC)和克羅恩病(Crohn′s disease,CD)。環(huán)境、遺傳和免疫因素共同參與了CD的發(fā)生發(fā)展。有研究表明,Th17和Treg細(xì)胞在CD腸道炎癥發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用[46],Th17/Treg細(xì)胞失衡可導(dǎo)致IBD的發(fā)生[47]。IBD的小腸炎癥部位表達(dá)IL-17,其固有層內(nèi)聚積大量的Th17細(xì)胞,且抗原呈遞細(xì)胞可通過IL-1β、IL-6、IL-23誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化,同時(shí)在結(jié)腸黏膜內(nèi)存在IL-17+IFN-γ+T細(xì)胞和IL-17+FoxP3+T細(xì)胞[48]?;顒?dòng)性IBD患者腸道內(nèi)Th17細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子(IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-26)和趨化因子(CC趨化因子配體20、IL-23受體等)水平均顯著高于健康人群[49]。然而,關(guān)于Th17細(xì)胞在IBD中的作用目前仍存在爭議。Chao等[50]發(fā)現(xiàn),Th17細(xì)胞可介導(dǎo)慢性炎癥和AID的發(fā)生,同時(shí)可與Treg細(xì)胞相互轉(zhuǎn)化。CD動(dòng)物模型證實(shí),IL-23受體對初始T細(xì)胞增殖分化為致病性IL-17A+IFN-γ+T細(xì)胞至關(guān)重要,IL-17A+IFN-γ+T細(xì)胞可促進(jìn)腸道炎癥的發(fā)生發(fā)展;同時(shí),IL-23還可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞活化,生成IL-17A、IL-17F等,而Th17細(xì)胞/IL-23途徑缺陷表達(dá)可改善CD患者的病情[51]。在CD動(dòng)物模型中,IL-17A具有促炎和抗炎雙重作用,表明IL-17A在CD動(dòng)物模型中的作用比較復(fù)雜[52]。
有研究發(fā)現(xiàn),急性期IBD患者腸黏膜內(nèi)Th17細(xì)胞數(shù)量顯著增加,其中UC患者的Th17細(xì)胞主要集中于黏膜固有層內(nèi),而CD患者的Th17細(xì)胞幾乎分布于腸壁全層,且CD患者腸黏膜組織和血清IL-17水平均高于UC患者,提示Th17細(xì)胞和IL-17水平與IBD的嚴(yán)重程度密切相關(guān)[53]。IL-17可促進(jìn)IL-6和TGF-β分泌,加速疾病進(jìn)展。何智超等[54]報(bào)道,活動(dòng)期及緩解期UC患者Th17細(xì)胞及Th17/Treg細(xì)胞水平均高于健康對照者,且活動(dòng)期高于緩解期。Pearson相關(guān)性分析顯示,Th17細(xì)胞及Th17/Treg細(xì)胞與疾病活動(dòng)度、C反應(yīng)蛋白水平以及IL-17水平均呈正相關(guān),與IL-10呈負(fù)相關(guān)[43]。任渝棠等[55]報(bào)道,IL-23p19RNA可有效抑制IL-23的表達(dá),降低血清和結(jié)腸組織中IL-17、TNF-α的表達(dá)水平。戴媛媛等[56]發(fā)現(xiàn),抑制Th17細(xì)胞分化、促進(jìn)Treg細(xì)胞分化、調(diào)節(jié)Th17/Treg細(xì)胞失衡可能是雷公藤多苷治療IBD的機(jī)制之一,為雷公藤多苷用于IBD的治療提供了依據(jù)。上述研究表明,Th17細(xì)胞、Th17/Treg細(xì)胞以及IL-17等細(xì)胞因子在誘導(dǎo)和維持IBD黏膜的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,參與IBD的發(fā)生發(fā)展過程,并與疾病的嚴(yán)重程度和療效顯著相關(guān)。
AID是由免疫、環(huán)境、遺傳等因素共同作用所致的遺傳性疾病,其中免疫因素的作用備受關(guān)注。Th17細(xì)胞是重要的免疫細(xì)胞之一,主要通過分泌IL-17、IL-6等細(xì)胞因子誘發(fā)炎癥反應(yīng)。Th17細(xì)胞參與了多種炎癥和AID的發(fā)生發(fā)展過程。目前,國內(nèi)外學(xué)者對Th17細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子展開了廣泛研究,有助于進(jìn)一步揭示AID的發(fā)病機(jī)制,為有效防治AID提供依據(jù)。以IL-17/Th17細(xì)胞途徑作為治療AID的靶點(diǎn),通過調(diào)控IL-17或IL-17受體阻斷IL-17的炎癥作用,已取得較好的療效。未來深入開展Th17細(xì)胞及其分泌細(xì)胞因子的研究,可為AID的臨床診斷、精準(zhǔn)治療和有效預(yù)防提供新思路。