王斌，黃功華，劉新光

(廣東省醫(yī)學分子診斷重點實驗室 廣東醫(yī)科大學衰老研究所 廣東醫(yī)科大學生物化學與分子生物學研究所，廣東 東莞 523808)

在正常生理狀態(tài)下，樹突狀細胞(dendritic cell，DC)維持輔助性T細胞(helper T cell，Th細胞)2功能的相對平衡，后者通過參與體液免疫抵御細胞外病原體的入侵。而當DC調(diào)節(jié)失控，導致Th2細胞過度反應時，則可能引起Th2細胞免疫紊亂相關過敏性疾病，如變應性鼻炎、變應性哮喘、特應性皮炎(atopic dermatitis，AD)、結(jié)膜炎、藥物過敏和嚴重變態(tài)反應以及食物過敏(food allergy，F(xiàn)A)等[1-2]。上述過敏性疾病的共同特征為過敏性或“2型”免疫疾病[3]。

研究顯示，無論是小鼠或人體內(nèi)，DC介導的Th2細胞過度反應均受內(nèi)在的遺傳因素和外在的環(huán)境因素影響，前者包括DC特異性表面分子以及一些轉(zhuǎn)錄因子等；后者包括屋塵螨、細菌、特定的變應原以及某些細胞因子等[4-5]。為了更好地研究這一類過敏性疾病的致病機制，已經(jīng)開發(fā)出許多不同的動物模型。尤其是鼠模型，在變態(tài)反應的致敏、誘發(fā)以及免疫治療的研究中發(fā)揮重要作用。然而，從動物模型獲得的結(jié)果可能并不適用于人類免疫性疾病[1]。因此，更深入全面地探索DC介導的Th2細胞免疫紊亂在相關過敏性疾病中的分子機制，是針對以上過敏性疾病的靶向藥物開發(fā)和臨床治療的理論基礎?，F(xiàn)就DC介導的Th2細胞免疫紊亂在Th2細胞免疫紊亂相關過敏性疾病中的研究進展予以綜述。

1 DC介導的Th2細胞免疫反應機制

根據(jù)最新的與功能相關的簡化分類方法，DC主要包含4種：常規(guī)DC(conventional dendritic cell，cDC)、漿細胞樣DC(plasmacytoid dendritic cell，pDC)、單核細胞來源的DC(monocyte-derived dendritic cell，MoDC)和朗格漢斯細胞(Langerhans cell，LC)[6]。作為專業(yè)的抗原呈遞細胞，體內(nèi)的DC表達共刺激分子參與促進初始CD4+T細胞向Th細胞極化的過程。DC啟動CD4+T細胞應答的過程需要三個重要信號(信號1、2、3)：①信號1通過載有抗原肽的Ⅱ類主要組織相容性復合體與T細胞受體相互作用，誘導抗原特異性T細胞應答；②DC上的B7共刺激分子與T細胞上的CD28相互作用刺激T細胞形成信號2；③信號3主要是一些極化細胞因子，誘導特異性轉(zhuǎn)錄因子的表達，最終指導特化的Th細胞亞群產(chǎn)生完成[1,7]。被激活后的CD4+T細胞會分化成不同效應CD4+T細胞亞型并通過分泌主要成分各異的細胞因子介導免疫應答，隨著研究的深入，這些效應細胞亞群從最初的兩類Th細胞，即Th1和Th2細胞，擴展為Th17、Th9、Th22細胞和濾泡輔助性T細胞以及能夠抑制免疫反應的調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell，Treg細胞)[8-9]。

胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)和白細胞介素(interleukin，IL)-33等細胞因子可以促進DC表面分子OX40配體的表達，同時抑制IL-12的表達，從而進一步促進Th2細胞的分化和功能[10]。其中TSLP在AD、變應性哮喘和FA等致敏條件下，會分別由皮膚、肺和腸道的上皮細胞大量產(chǎn)生，對于DC誘導的Th2細胞極化尤為重要[11]。Th2細胞的激活會表達GATA結(jié)合蛋白3、信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子5和6等轉(zhuǎn)錄因子，并分泌IL-4、IL-5、IL-13和IL-10等細胞因子，進一步促進過敏性疾病的發(fā)生發(fā)展[12-13]。

2 DC介導的Th2細胞免疫紊亂相關過敏性疾病

過敏性疾病是機體對抗外來抗原，產(chǎn)生異常免疫反應所引起的疾病，過敏性疾病發(fā)病過程中以2型免疫反應占主導作用，而Th2細胞是許多過敏性疾病發(fā)病的核心[13]。人體呼吸道、消化道以及皮膚中的DC在被外來過敏原異常激活后，會導致體內(nèi)Th2細胞過度活化，從而直接或間接引起嗜酸粒細胞浸潤、肥大細胞脫顆粒、抗原特異性IgE的產(chǎn)生等過敏性炎癥反應，進一步發(fā)展為過敏性結(jié)膜炎、變應性哮喘、特應性接觸性皮炎、FA等過敏性疾病[14]。

2.1AD AD是發(fā)達國家最常見的炎癥性皮膚病，其終生患病率為15%～20%[15]。雖然許多發(fā)展中國家AD的患病率較發(fā)達國家低，但總體仍呈上升趨勢[16]。有研究者發(fā)現(xiàn)，在AD的病變組織中，可以鑒定出兩個特定的CD1a+DC：①表皮中唯一固有的DC亞群LC，其通過攝取抗原并呈遞給T淋巴細胞參與炎癥反應的第一道細胞屏障；②經(jīng)抗原敏化后從真皮遷移至表皮的炎性表皮DC，參與促進AD的病理進展[17]。在發(fā)病機制上，AD被認為是以Th2細胞為主的適應性免疫反應，Th2細胞通過分泌IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子促進AD的病理發(fā)展[18-19]。在AD的發(fā)展過程中，骨髓來源的表皮LC和真皮DC同樣起著關鍵作用，兩者產(chǎn)生的CC趨化因子配體[chemokine (C-C motif) ligand，CCL]17和CCL22是招募Th2細胞并維持其免疫應答的核心因素[20]。通過阻斷IL-4/信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子6信號轉(zhuǎn)導，可以抑制IL-4誘導的CCL17和CCL12上調(diào)，從而緩解AD的病理進展[19]。

可見，深入研究DC介導Th2細胞免疫應答的分子機制，是了解AD病理發(fā)展的重要途徑。目前針對AD的研究和藥物開發(fā)，大多集中在Th2細胞免疫反應相關分子上，如IL-4、IL-31、IL-33、TSLP等[21]。其相關分子機制也有進一步進展，如Li等[22]在卡泊三醇誘導的小鼠AD模型中發(fā)現(xiàn)，角質(zhì)形成細胞產(chǎn)生的IL-33通過基質(zhì)裂解素2/髓樣分化蛋白88信號激活DC促進Th2細胞免疫反應。Miake等[20]在體外實驗中證實，IL-4介導IL-31受體A表達增強了IL-31/IL-31受體A的相互作用，隨后升高小鼠骨髓來源的DC(bone marrow-derived dendritic cell，BMDC)中CCL17和CCL22的豐度，從而促進AD的Th2細胞免疫應答。雖然骨髓細胞來源的表皮LC和dDC同樣可以產(chǎn)生CCL17和CCL22促進Th2細胞極化引起AD，但因體外實驗中BMDC與體內(nèi)LC和dDC可能因微環(huán)境不同有較大差異，故其具體機制有待進一步驗證。而Liang等[23]在研究中揭示了TSLP可以激活磷酸化信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子5，導致TET2(ten-eleven translocation 2)募集到高親和力IgE受體γ亞基基因使其去甲基化，并刺激MoDC成熟和上調(diào)Fc受體γ亞基的表達，引起Th2細胞/Th17細胞極化和對應細胞因子上調(diào)。有研究顯示，IL-25同樣是可以促進Th2細胞極化的細胞因子，在使用NC/Nga小鼠建立的AD模型中，病變角質(zhì)形成細胞的內(nèi)皮素-1和IL-25表現(xiàn)為協(xié)同上調(diào)，兩者共同促進了Th2細胞免疫應答[24]。Nakahara等[25]使用BALB/c小鼠建立AD模型也發(fā)現(xiàn)了病變表皮中內(nèi)皮素-1的上調(diào)，但其引發(fā)T細胞產(chǎn)生Th1和Th17細胞因子卻不產(chǎn)生Th2細胞因子。

有研究者提出，AD中皮膚病變的急性期以Th2細胞炎癥為主，而慢性期則表現(xiàn)為Th22、Th1和Th17細胞混合炎癥[26]。Su等[27]發(fā)現(xiàn)，抗轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶3通過DC特異性細胞間黏附分子-3捕獲非整合素結(jié)合MoDC，從而導致MoDC中IL-6的產(chǎn)生和核因子κB信號通路的激活，進而促進Th1細胞極化。此外，MoDC也可以通過高表達DC特異性細胞間黏附分子-3捕獲非整合素結(jié)合包括屋塵螨、蛋清變應原在內(nèi)的許多常見變應原，產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和IL-6等促炎細胞因子，并促進Th2細胞和Th22細胞極化[28]。Yoon等[29]的研究顯示，機械性皮膚損傷后釋放的內(nèi)源性Toll樣受體4配體觸發(fā)角質(zhì)形成細胞產(chǎn)生IL-23，后者通過靶向皮膚DC來上調(diào)其內(nèi)源性IL-23以促進IL-22表達。

AD的發(fā)生發(fā)展在細胞層面是一個異質(zhì)性且動態(tài)變化的復雜過程，如Th2細胞因子和(或)變應原增加了轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶3在角質(zhì)形成細胞中的表達，而因皮膚瘙癢抓撓等致使組織損傷導致細胞內(nèi)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶3的釋放又會促進Th1細胞的極化[27]。因此，對AD的靶向藥物研發(fā)可能需要更多地考慮DC在介導不同Th細胞分化時所起的調(diào)節(jié)作用，而非只聚焦于Th2細胞。

2.2變應性哮喘 哮喘是一種慢性氣道疾病，其主要表現(xiàn)為反復的喘息、胸悶、呼吸困難和咳嗽，并伴有氣道發(fā)炎、氣流阻塞等癥狀[30]。據(jù)統(tǒng)計，全世界約有3億哮喘患者，而變應性哮喘被認為是最常見的哮喘類型，其通常是由環(huán)境變應原致敏引起，如屋塵螨、草、花粉、真菌孢子、動物皮屑等[31-32]。吸入的抗原被氣管腔中的DC攝取，隨后經(jīng)抗原激活的DC遷移至區(qū)域胸腔淋巴結(jié)，并呈遞抗原給幼稚CD4+T細胞，同時表達共刺激分子和細胞因子(OX40配體、CCL17等)，誘導Th1細胞、Th2細胞、Th17細胞等細胞生成，而Th2細胞分泌IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子進一步促進變應性哮喘的炎癥反應[32-33]。DC的激活，主要依賴于其細胞表面表達的各種先天受體，如模式識別受體C型凝集素受體Dectin-1/2等，這些受體可以被外來抗原激活，進而促進Th2細胞的極化并影響變應性哮喘的進展。如CD11b+DC通過表達Dectin-1[34]和Dectin-2[35]感知屋塵螨提取物中的某些分子，產(chǎn)生趨化因子/趨化因子受體，介導Th2細胞或Th2/Th17細胞分化，最終促進屋塵螨誘導的變應性氣道炎癥。Chen等[36]利用拮抗性單克隆抗體6A4G7和17A1D10在體外實驗中與重組Dectin-2.Fc的特異性結(jié)合，競爭性抑制了屋塵螨與Dectin-2.Fc的結(jié)合，揭示了抗Dectin-2單克隆抗體治療螨蟲誘導的變應性哮喘的潛能。

小鼠肺部的DC包含兩種不同類型的cDC：cDC1(CD103+)和cDC2(CD11b+)[32,37]。不同的DC亞群，在變應性哮喘病理發(fā)展過程中的功能不同，在屋塵螨誘導條件下，CD11b+DC表達Dectin-1，而CD103+DC、pDC卻不表達，表明這一炎癥反應的主要參與者為CD11b+DC[34]。同時DC的異質(zhì)性也是造成嬰兒患變應性哮喘的風險高于成人的重要原因，Wu等[38]發(fā)現(xiàn)pDC通過釋放α干擾素抑制上皮細胞的CCL20、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子和IL-33的表達，導致cDC2和2型先天淋巴細胞募集障礙，而在新生小鼠中缺乏pDC，使得cDC2和2型先天淋巴細胞介導的Th2細胞反應較成年小鼠更強，最終造成新生小鼠對變應原誘發(fā)的過敏性氣道炎癥更敏感。但Bachus等[39]發(fā)現(xiàn)，幼年小鼠對低濃度脂多糖+屋塵螨更敏感，其主要原因為遷移性CD11b+DC無法誘導TNF-α表達；相反在成年小鼠中，CD11b+DC高表達TNF-α，上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子T-bet以促進IL-12表達增加，進而抑制Th2細胞極化。

DC細胞亞群及功能的異質(zhì)性，在細胞內(nèi)部表現(xiàn)為不同信號通路的激活狀態(tài)。Han等[40]研究發(fā)現(xiàn)，BMDC中Fas缺失會使胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)活性增強從而抑制IL-12的表達，進而促進Th2細胞相關細胞因子(IL-4、IL-13等)的產(chǎn)生，導致小鼠肺部黏液增加和嗜酸粒細胞炎癥增強。而Jiang等[41]研究表明，ERK1/2抑制劑U0126能夠抑制香煙煙霧提取物誘導的哮喘，其機制為香煙煙霧提取物通過激活ERK促進DC中的T細胞免疫球蛋白及黏蛋白域蛋白(T cell immunoglobulin and mucin domain protein，TIM)-4基因表達，從而影響DC誘導Th2細胞分化的能力。隨著研究的深入，也有其他一些可能的關鍵分子被學者發(fā)現(xiàn)，如Zhang等[42]發(fā)現(xiàn)，Gab1是CCL19介導的CC趨化因子受體7信號通路的關鍵信號轉(zhuǎn)導組分，有助于哮喘炎癥發(fā)展過程中DC的遷移。另外，DC中核因子κB[43]、Notch[44]、IL-33-基質(zhì)裂解素2-p38[45]等其他信號通路，均不同程度地影響著變應性哮喘的炎癥反應。

雖然目前將哮喘的發(fā)病機制歸因于Th2細胞的過度激活，且抑制Th2細胞因子的靶向藥物也取得了一定效果[46]，但是Th2細胞主要導致嗜酸粒細胞的浸潤，而近年來研究發(fā)現(xiàn)，Th17細胞誘導的中性粒細胞以及IL-17的分泌，可以促進Th2細胞的免疫反應，從而加重變應性哮喘的嚴重程度[47]。由此產(chǎn)生的Th2/Th17細胞混合型免疫反應及其潛在的調(diào)控機制，在變應性哮喘的研究中備受關注?？梢?，充分利用好DC在介導Th2細胞免疫反應促進變應性哮喘中的關鍵作用，更多地解析其病理發(fā)生發(fā)展的分子機制，可以為研發(fā)更多、更有效的藥物提供理論基礎。

2.3FA FA是以Th2細胞免疫反應為主，對特定食物不耐受的免疫紊亂性疾病，主要累及胃腸道[48-49]。常見的對攝入食物的變態(tài)反應有惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、吞咽困難等。FA可以分為速發(fā)型(IgE介導的過敏反應、慢性嗜酸胃腸道疾病等)和細胞介導的遲發(fā)型(如食物蛋白誘導的小腸結(jié)腸炎綜合征)兩種[50]。在消化過程中，植物和動物來源的常見天然食物蛋白質(zhì)被水解酶分解，進一步由抗原呈遞細胞(如DC)加工并激活幼稚抗原特異性Th細胞分化為效應Th2細胞，后者分泌大量細胞因子(IL-4、IL-5和IL-13等)誘導B細胞產(chǎn)生抗原特異性IgE。當再次暴露于抗原時，這些與肥大細胞結(jié)合的特異性IgE抗體會誘導肥大細胞脫粒并釋放包括細胞因子、組胺和蛋白酶在內(nèi)的介質(zhì)，導致過敏癥狀[49]。而Th2細胞能協(xié)調(diào)食物特異性IgE抗體的產(chǎn)生、誘導腸道肥大細胞的擴增以及增強FA相關的大分子跨越腸上皮細胞的運輸[51]。腸道DC廣泛分布于腸固有層、集合淋巴結(jié)和腸系膜淋巴結(jié)，對FA中Th2細胞炎癥反應起著重要的調(diào)節(jié)作用[52]。DC通過C型凝集素受體或其他模式識別受體識別食物變應原，導致Toll樣受體誘導的IL-12生成減少，以及OX40配體、TIM-4表達上調(diào)，后兩者分別與幼稚T細胞上的OX40和TIM-1結(jié)合，最終促進食物特異性Th2細胞免疫應答[53]。

有研究者認為，F(xiàn)A的發(fā)展可能主要取決于體內(nèi)組織穩(wěn)態(tài)的破壞產(chǎn)生的免疫應答信號，而非食物固有的致敏性，前者導致先天免疫系統(tǒng)激活，并與食物變應原共同誘導變應原特異性Th2細胞免疫反應[54]。在正常情況下，腸道上皮的完整性、耐受性DC以及Treg細胞的存在，可以將腸道免疫系統(tǒng)對食物抗原和共生菌的反應維持在一個相對較弱的水平[55]。腸道組織細胞以及DC的功能穩(wěn)態(tài)失衡，則可能導致對特定食物蛋白的不耐受，并產(chǎn)生以Th2細胞應答為主的炎癥反應。Yang等[56]在體內(nèi)體外實驗中發(fā)現(xiàn)，葡萄球菌腸毒素B可以促進腸道DC中TIM-4的表達，進而破壞腸道DC的穩(wěn)態(tài)，楊慧敏等[57]在體外實驗中也得出一致結(jié)論。當葡萄球菌腸毒素B和卵清蛋白(ovalbumin，OVA)同時存在時，腸道DC成熟并導致OVA特異性Th2細胞分化，同時IgE和Th2細胞因子水平升高，最終形成食物過敏性腸道炎癥。Li等[58]也發(fā)現(xiàn)在OVA誘導的結(jié)腸炎小鼠模型中，腸道黏膜DC中TIM-4的表達增加，而當以霍亂毒素為佐劑與OVA再次致敏小鼠時，霍亂毒素會進一步促進DC的TIM-4表達水平升高，致使結(jié)腸黏膜中炎癥細胞大量浸潤，小鼠體重減輕，髓過氧化物酶升高，TNF-α、IL-4、OVA特異性IgE水平升高等一系列類似于人炎性腸病的癥狀。

cDC1和cDC2是腸道DC的兩種亞型，目前認為cDC2主要引起FA，而cDC1在食物耐受的建立中起重要作用[52]。Castan等[59]的研究顯示，脫酰胺化的麥醇溶蛋白能增加cDC2的富集，從而增加Th2和Th17細胞的極化，促進FA的過敏反應。De Kivit等[60]在小鼠體內(nèi)實驗中發(fā)現(xiàn)，短鏈半乳糖低聚糖、長鏈低聚果糖和短雙歧桿菌聯(lián)用的飲食干預可以抑制口服OVA介導的FA癥狀。進一步實驗證明，短鏈半乳糖低聚糖、長鏈低聚果糖和短雙歧桿菌聯(lián)用不但能夠抑制小腸固有層DC激活并恢復其吞噬能力和CD103表達量至正常水平，而且還可使活化的Th2細胞的比例降低和Treg細胞數(shù)量增加。

目前，除尚處于臨床試驗階段的變應原免疫治療外，無其他食品藥品管理局批準的治療FA的方法[61]。在基礎研究中，與變應原免疫治療有關的免疫學機制尚未完全清楚，需進一步研究FA和耐受性的相關機制，以期開發(fā)出更加安全有效的治療方法。Samadi等[62]為了使免疫調(diào)節(jié)趨向于對FA的耐受，將OVA硝化后預處理小鼠，當再次使用OVA對小鼠致敏時發(fā)現(xiàn)，最大程度硝化OVA預處理小鼠模型組的IgE、IgG1和IgG2a水平下降，并誘導產(chǎn)生調(diào)節(jié)性DC(CD86活性降低，IL-10表達增加)，同時記憶Treg細胞數(shù)量增多而2型細胞因子明顯減少?？梢姡鳛槭澄镒儜闹饕肟?，胃腸道組織中的DC、Th2細胞以及Treg細胞之間的平衡在FA發(fā)展過程中至關重要。深入了解其內(nèi)在作用機制，可以更好地理解FA的病理進程，也能為針對FA的藥物開發(fā)奠定理論基礎。

3 小 結(jié)

Th2細胞是適應性免疫的重要組成部分，在正常生理狀態(tài)下，其在清除寄生蟲感染和促進切口愈合的過程中均表現(xiàn)出積極作用。相反，Th2細胞功能異常則會導致諸多炎癥性疾病的發(fā)生，如AD、變應性哮喘、潰瘍性結(jié)腸炎、Omenn綜合征、春季結(jié)膜炎、硬化癥、隱源性纖維化肺泡炎、慢性牙周炎等[1]。傳統(tǒng)觀念上，AD、變應性哮喘、FA均是以Th2細胞免疫應答為主的過敏性疾病，但近年Th17、Th22、Treg等細胞在這些疾病的病理進展中也被發(fā)現(xiàn)發(fā)揮重要作用，而DC是介導不同T細胞分化的關鍵。隨著研究的深入，pDC、cDC1、cDC2以及MoDC等不同DC亞型在不同疾病中的功能共性和差異被進一步了解。AD、變應性哮喘、FA的發(fā)病部位不同，所涉及的組織器官差異較大，受局部組織微環(huán)境(腸道微生物等)和DC細胞分布的異質(zhì)性影響，DC所接受的外界刺激以及自身的功能變化不盡相同。因此，要弄清楚DC在不同環(huán)境中參與免疫反應的具體功能和機制，還需大量研究進一步驗證。