崔雪雪 張智慧 陳 爽 吳凌子 張曉敏
(天津醫(yī)科大學眼科醫(yī)院,天津醫(yī)科大學眼科研究所,天津醫(yī)科大學眼視光學院,天津300384)
免疫系統已經進化出復雜的機制,可對微生物入侵者產生迅速而極具破壞性的反應,同時保護宿主組織,這種微妙的平衡主要通過免疫系統2 種主要類型的T 細胞進行調節(jié),即CD8+T 細胞和CD4+T細胞。CD8+T 細胞的任務是殺死被微生物入侵者感染的細胞并破壞外來或異常細胞,而CD4+T 細胞在多種炎癥和自身免疫疾病的組織破壞中發(fā)揮關鍵作用[1]。輔助性T 細胞(T helper cells,Th)是一組特殊的CD4+T 細胞,在免疫系統中起關鍵作用[2]。目前,已經鑒定出多種Th 亞型,包括Th1、Th2、Th17、T濾泡輔助細胞(T follicle helper cell,Tfh)[3]。其中Th1 細胞可抑制感染期間的自身免疫和病理性免疫應答,在自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用[4]。Th1細胞主要分泌IFN-γ、IL-2,其標志性細胞因子包括IFN-γ 和淋巴毒素,可激活巨噬細胞殺滅微生物以及促進細胞因子產生[5]。產生 IL-17 的 Th17 細胞被歸類為炎癥Th亞群,可導致慢性組織炎癥及繼發(fā)性器官衰竭[6]。Th17 細胞可產生特征性細胞因子IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-4、IFN-γ等[7-8]。其中IL-17A 作為一種具有強促炎作用的細胞因子,可通過作用于基因靶點產生急性反應蛋白和炎癥趨化因子等物質,同時上調肌球蛋白重鏈-Ⅱ(myosin heavy chain-Ⅱ,MHC-Ⅱ)抗原、集落共刺激因子表達,促進T細胞活化,參與自身免疫性炎癥性疾病發(fā)生發(fā)展[9]。KREBS 等[10]研究顯示,Th17 細胞具有高可塑性,炎癥條件下,Th17 細胞具有分化為 Th1、Th2、TFH、Treg 或抗炎Tr1 細胞的潛力。Th17 細胞發(fā)展方向主要取決于其分化期間的微環(huán)境。SHIBATA 等[11]研究發(fā)現,分泌IL-17 的γ-T 淋巴細胞缺失IL-2 刺激更容易轉向 Th1 樣 Th17 細胞(也稱為 IL-17+IFN-γ+雙陽性T 細胞,Th17/Th1 或ex-Th17 細胞)。本文主要對Th1 樣Th17 細胞的功能、分化機制及其在自身免疫性疾病中的作用進行綜述。
Th1 樣Th17 細胞主要由誘導小鼠自身免疫疾病的以Th17 細胞為主的致病性T 細胞產生[12]。目前已證實Th1 樣Th17 細胞的分化途徑有以下幾種:①通過IL-12、IL-23、IL-1β、低水平的轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)和前列腺素 E2(prostaglandin E2,PGE2)等細胞因子誘導Th17 細胞向 Th1 樣 Th17 細胞分化[13-15];②Th1 樣 Th17 細胞也可通過IL-1β、IL-23 和IL-6 等促炎因子刺激后由幼稚前體直接產生[16];③分泌 IL-17 的 γ-T 淋巴細胞缺失 IL-2 刺激更易轉向 Th1 樣 Th17 細胞[11];④Th1樣Th17細胞可在TGF-β、IL-6、IL-1β 和IL-23存在下從Th1 細胞轉分化,這種情況下,Th17 細胞的高可塑性有助于其在最終轉分化前采用TGF-β和IL-6刺激上調核轉錄因子維甲酸孤兒受體-γt(retinoid-re?latedorphan receptor gamma-t,RORγt)和 IL-17 產生[16],以及在小鼠和人炎癥條件下參與Th1 樣Th17細胞分化的其他因子:T-box 21(T-bet)、RORγ 及運行相關的轉錄因子,如 RUNX1 和 RUNX3 等[17]。多個研究已在人和小鼠模型中鑒定出Th1 樣Th17 細胞[18-21]。越來越多證據表明,這些具有低細胞毒性和對Treg敏感性有限的細胞不僅保留了輔助B細胞特性、部分Th17 細胞特性,如具有已分化的記憶表型、存活能力增強,還保留了多種致病特征,包括壽命延長和多功能細胞因子產生[22-23]。此外,Th1 樣Th17 細胞是多種自身免疫性疾病的致病細胞,如類風濕性關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)和炎癥性腸?。╥nflam?matory bowel disease,IBD)等。與經典 Th17 細胞相比,Th1 樣 Th17 細胞致病性更強,包括響應 TCR 增加的增殖能力,即在IL-23 存在和不存在下分別采用 IL-12 刺激人 Th17 細胞可導致 RORγt 和 IL-17 下調和T 細胞增多。體外和體內實驗表明,Th1 樣Th17 細胞優(yōu)先穿過人血腦屏障(blood-brain barrier,BBB),并在(experimental autoimmune encephalomy?elitis,EAE)效應期在小鼠 CNS 中累積[24]。Th17 細胞對Th1 表型的可塑性可通過Th17 細胞中IFNG 基因座的廣泛表觀遺傳引發(fā)來解釋,即Th17細胞顯示出與Th1細胞非常相似的IFNG染色質結構[25]。
通過Th1 樣Th17 細胞中趨化因子受體表達的模式可將其與Th17 細胞區(qū)分:Th17 細胞表達CCR6和 CCR4,而 Th1 樣 Th17 細 胞 表 達 CCR6 和 CX?CR3[26]。CD161 是 Th17 細胞祖細胞的 特 征 標 記 ,CD161 表達是Th1 樣Th17 細胞特征。比較人Th17、Th1 和Th1 樣Th17 細胞群表型和功能特征,數據顯示,盡管 Th1 樣 Th17 細胞 IL-17 表達減少,但其比Th1 或真正的Th17 細胞產生更多的促炎細胞因子,且在刺激后增殖能力強于Th17 細胞。與Th1 和Th17 細胞相反,Th1 樣 Th17 細胞對 Treg 對增殖和細胞因子的抑制具有高度抗性[23]。
3.1 Th1 樣 Th17 細胞與 IBD IBD 為累及回腸、直腸、結腸的特發(fā)性腸道炎癥性疾病,包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩?。–rohn's dis?ease,CD)。與腸道微生物群反應的Th17 細胞是IBD 發(fā)病機制的主要致病T 細胞。CD 患者的Th1樣Th17 細胞可誘導慢性炎癥。不存在TGF-β 的情況下,RORγt 下調和 T-bet、IL-23、IL-12 上調可在促進IFN-γ 分泌的同時抑制 IL-17 分泌[27]。結腸炎的Th17 過繼轉移模型研究發(fā)現,IFN-γ 缺陷的 Th17 細胞保留IL-17A+表型但不能在受體中誘導結腸炎。疾病發(fā)展需將Th17 前體子集轉變?yōu)門h1 樣細胞,這個過程取決于Stat4 和T-bet 表達,但不依賴于IL-12或 IFN-γ 受體表達[21]。此外,Th17 細胞可為幼稚前體的致病性Th1 細胞發(fā)育提供“幫助”。研究發(fā)現,小鼠結腸炎模型中,抗Th17 細胞、促進細胞因子IL-23 表達成功緩解免疫小鼠腸道炎癥[23]。表明Th17 細胞是結腸炎發(fā)病的重要致病細胞,主要通過直接轉變?yōu)門h1 樣細胞,并支持經典Th1 細胞發(fā)育雙重機制完成[21]。因此 Th17 細胞和 Th1 樣 Th17 細胞研究可能有助于IBD治療。
3.2 Th1 樣Th17 細胞與MS MS 是一種自身免疫性疾病,其特點在于CNS 脫髓鞘,MS 患者免疫細胞對髓磷脂抗原具有自身免疫反應。表達IL-17 的CD4+Th17 細胞是MS 的關鍵致病細胞。研究發(fā)現,少量 Th1 樣 Th17 細胞與 MS 快速診斷密切相關[28]。從復發(fā)的MS 患者血液中獲得的淋巴細胞可促進產生 IFN-γ 的 Th17 細胞產生,并在 MS 患者腦組織中鑒定出多種共表達IL-17 和IFN-γ 的T 淋巴細胞。進一步證明IFN-γ+Th17 淋巴細胞(表達RORγt 和T-bet)優(yōu)先穿過人BBB,并在EAE 效應期也可觀察到這些細胞在小鼠 CNS 中累積[28]。分析 CCR6/CX?CR3、IFN-γ/GMCSF和VLA-4表達,發(fā)現Th1樣Th17細胞在疾病早期與CD4+T細胞有關[29]。利用表面標記 CCR4 可將 Th1 樣 Th17 細胞分為 2 個亞型:致病性 Th17.1(IFN-γhighGM-CSFhighIL-17low)和 雙 陽 性Th17(Th17 double positive,Th17 DP)(IFN-γlowGMCSFlowIL-17in)t。他珠單抗治療下,Th17.1 細胞數減少 最 為 顯 著[28]。 揭 示 Th1 樣 Th17 亞 群 ,尤 其 是Th17.1 細胞在疾病活動中發(fā)揮重要作用,為采用T細胞靶向治療MS提供依據。
3.3 Th1 樣 Th17 細胞與 RA RA 是一種慢性關節(jié)內部炎癥異常疾病,通過關節(jié)滑膜炎癥確診[30]。各種類型免疫細胞中,Treg 和包括Th1、Th17 和Th22 3 個亞群的 Th 細胞在 RA 發(fā)病中發(fā)揮重要作用[31]。AZIZI 等[32]發(fā)現 CD4+T 細胞子集 Th22 可產生不同的效應細胞因子譜,IL-22 和Th22 細胞在炎癥和自身免疫性風濕性疾病中發(fā)揮重要而復雜的作用。另有研究發(fā)現,Th17 細胞積聚于 RA 患者關節(jié)中[23]。VAN HAMBURG 等[15]發(fā)現,Th17細胞及其效應分子IL-17A、IL-17F、IFN-γ、TNF-α 和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)參與RA 病理生理過程。最近證據表明,Th17 細胞的可塑性是RA 病理生理過程中必不可少的,Th17 細胞可在環(huán)境、炎癥和遺傳因素影響下表現為致病表型,其顯著特征為GMCSF 和 TNF-α 高表達及 Th1 細胞特征共同出現,如轉 錄 因 子 T-bet 和 IFN-γ 表 達 ,即 Th1 樣 Th17 細胞[28]。闡明以上機制有助于識別和選擇新的RA 治療靶點,改善現有療法或發(fā)現新的RA治療策略[15]。3.4 Th1 樣Th17 細胞與其他自身免疫性疾病VERSTAPPEN 等[29]研究表明,Th1 樣 Th17 細胞可能參與原發(fā)性 Sj?gren's 綜合征(Primary Sj?gren's syndrome,pSS)慢性炎癥過程及B 細胞活化。KAUFMANN 等[33]在復發(fā)的 EAU 大鼠眼中鑒定出更多表達 IFN-γ 的細胞,表達 IFN-γ 的 T 細胞可以是Th1 細胞產生的,也可以由Th17 細胞分化的Th1 樣Th17 細胞產生,在炎癥消退期間通過將重組IFN-γ注射于動物眼中即可誘導復發(fā),提示這些IFN-γ 陽性細胞是復發(fā)性葡萄膜炎的主要驅動因素。脂多糖響應性米色樣錨蛋白(lipopolysaccharide respon?sive beige-like ankyrin,LRBA)缺乏患者伴有各種免疫異常,LRBA 缺陷患者 CD4+CD25+FoxP3+CD127-細胞和Th1樣Th17細胞數呈負相關,近70%患者出現自身免疫和腸病重疊表型,Th 亞群不平衡主要表現于Th1 樣Th17 細胞和Treg,可能在自身免疫和腸病免疫發(fā)病機制中起重要作用[34-35]。
目前已在多種自身免疫性疾病中鑒定出Th1樣Th17 細胞,包括 RA、MS 和 IBD 等。與經典 Th17 細胞相比,Th1 樣Th17 細胞致病性更強,包括更強的響應TCR 增加的增殖能力。而Th17 細胞對Th1 樣Th17 細胞的可塑性是一種新機制,通常存在于自身免疫和炎癥性疾病中。隨著對Th1 樣Th17 細胞研究深入,Th1 樣Th17 細胞已成為治療部分自身免疫性疾病的新靶點。但Th1 樣Th17 細胞對免疫性疾病的具體機制需進一步研究,闡明其機制可為自身免疫性疾病治療提供新思路。