袁余懿,劉與進(jìn),范 恒

袁余懿,劉與進(jìn),范恒,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科 湖北省武漢市 430022

0 引言

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn‘s disease,CD),其病變多累及結(jié)直腸或整個(gè)消化道,臨床多表現(xiàn)為腹瀉腹痛、粘液膿血便等癥狀[1].研究表明,IBD的發(fā)病與遺傳、環(huán)境、腸道微生物菌群及免疫等因素有關(guān),其病理過(guò)程與腸道菌群及其代謝物異常、腸黏膜免疫系統(tǒng)紊亂和腸道黏膜屏障功能障礙等密切相關(guān)[2].目前發(fā)現(xiàn)的關(guān)于IBD遺傳易感基因位點(diǎn)的數(shù)量在不斷增加,UC和CD共同的遺傳易感基因位點(diǎn)有70多個(gè),但是迄今為止能解釋的易感基因位點(diǎn)僅占少數(shù)[3].IBD發(fā)病的環(huán)境因素主要包括吸煙、飲食、藥物、地理、社會(huì)壓力和心理等,甚至和維生素D的缺乏、抗生素的使用、抑郁和焦慮及空氣污染等有關(guān).IBD的病因也與腸道菌群種類的穩(wěn)定性有關(guān),有研究表明[3,4]IBD患者糞便微生物群的生物多樣性顯著降低.而腸黏膜免疫系統(tǒng)紊亂是近幾十年來(lái)IBD病因研究的重點(diǎn),其包括腸黏膜先天性免疫和適應(yīng)性免疫的異常.腸道先天性免疫系統(tǒng)概括起來(lái)包括兩道防線,其中第一道防線是“黏液”,第二道防線是腸上皮細(xì)胞分泌的抗菌肽和先天免疫細(xì)胞[5].目前IBD先天性免疫相關(guān)研究主要包括腸道上皮屏障的完整性、自噬等;IBD適應(yīng)性免疫相關(guān)研究的主要集中于腸黏膜固有層B細(xì)胞和T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[4,5],早期研究多認(rèn)為IBD與腸黏膜適應(yīng)性免疫Th1/Th2細(xì)胞功能異常密切相關(guān)[6],認(rèn)為CD多是由Th1細(xì)胞介導(dǎo)的疾病,而UC則與Th2細(xì)胞功能異常密切相關(guān)[7].既往研究表明CD患者腸道固有層存在的Th1細(xì)胞能加劇腸道炎癥反應(yīng),并且已有以Th1型細(xì)胞因子為靶點(diǎn)的藥物在臨床上試用,但其效果并不理想.UC患者體內(nèi)增加的自身抗體主要為Th2相關(guān)的抗體類型;此外EB病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞因子現(xiàn)在被認(rèn)為是Th2型細(xì)胞因子,而這種細(xì)胞因子在UC患者的體內(nèi)明顯增加[8].除Th1和Th2細(xì)胞外,Treg細(xì)胞在腸黏膜免疫系統(tǒng)也具有重要的作用,Treg細(xì)胞可以通過(guò)產(chǎn)生TGF-β和IL-10抑制黏膜巨噬細(xì)胞和效應(yīng)性T細(xì)胞的促炎功能[9].研究表明Treg細(xì)胞還能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸,間接加速腫瘤細(xì)胞的增殖,增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)能力,因此Treg細(xì)胞在人體的增殖是相對(duì)較少的,這同時(shí)也決定了它不足以發(fā)揮其完美的抗炎效果,Treg細(xì)胞作為免疫穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)細(xì)胞,它的作用是必不可少,但其作用途徑較為復(fù)雜,仍需更為廣泛的研究[9].近年來(lái),研究發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞的平衡影響著IBD的炎癥狀態(tài),Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞的平衡可以受到諸如T細(xì)胞受體、共刺激信號(hào)、細(xì)胞因子信號(hào)、膽汁酸代謝產(chǎn)物和腸道微生物等因素影響[9].本文所述Th17細(xì)胞涉及多種自身免疫性疾病,特別是其在IBD中能調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞物理屏障的完整性,Th17細(xì)胞的激活有非病理性和病理性兩種機(jī)制,如圖1.在病理?xiàng)l件下,Th17會(huì)分泌促炎介質(zhì)以加重疾病進(jìn)展和預(yù)后,Th17細(xì)胞不僅與粘膜屏障有關(guān),還與炎癥有關(guān)[10].

圖1 非病理性Th17細(xì)胞和病理性Th17細(xì)胞激活機(jī)制. TCR:T細(xì)胞抗原受體;TGF-β1:轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1;IL-6:白介素6;IL-10:白介素10;IL-17A:白介素17A;IL-6:白介素6;IL-1β:白介素1β;GM-CSF:粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子;ALK5:激活素受體樣激酶5;p-ERK:磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶;RORγt:視黃酸相關(guān)的孤兒受體γt;Activin A:激活素A.

本文就Th17細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子與IBD研究進(jìn)展進(jìn)行綜述.

1 Th17細(xì)胞與IBD

Th17細(xì)胞在IBD病理過(guò)程中中有著重要的作用,Th17細(xì)胞是以產(chǎn)生大量IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22等細(xì)胞因子為特征的T細(xì)胞亞群(它們是由IL-6和TGF-β聯(lián)合誘導(dǎo)的),主要分布于小腸[10].Th17細(xì)胞分泌的IL-17A,作為炎癥浸潤(rùn)的主要細(xì)胞因子,它可以招募大量中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[10].Th17細(xì)胞表面標(biāo)志性表達(dá)IL-23R,而IL-23及IL-23R在IBD的發(fā)病中有著重要的作用[11],Th17細(xì)胞中IL-23受體的拮抗顯示與IBD炎癥減輕有關(guān),并已證明抗IL-12/23p40抗體(烏司他單抗)可有效控制中重度的CD[12].另有研究表明Th17細(xì)胞表面表達(dá)的IL-23受體,與B細(xì)胞分泌IgG抗體有關(guān),通過(guò)進(jìn)一步分析,阻斷Th17細(xì)胞上IL-23受體可以影響隨后B細(xì)胞的表型和IgG的致病性[13].并且有研究表面連接固有免疫和適應(yīng)性免疫得細(xì)胞因子是IL-23,它作用于適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞是Th17細(xì)胞,因此Th17細(xì)胞與固有免疫系統(tǒng)也存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系[14].Th17細(xì)胞成熟后可以產(chǎn)生IL-21,IL-21反過(guò)來(lái)增加Th17細(xì)胞表面IL-23R的表達(dá),IL-23與IL-23R結(jié)合又會(huì)促進(jìn)Th17細(xì)胞的增殖,這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正向的自我調(diào)節(jié)從而加強(qiáng)炎癥組織Th17細(xì)胞的浸潤(rùn).其分泌的IL-17A會(huì)加重炎癥反應(yīng),所以IBD中Th17細(xì)胞的表達(dá)總是高于正常腸黏膜[15].

現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)表明,IBD腸道中高表達(dá)的Th17細(xì)胞可能存在兩個(gè)功能群,一種是組織滯留穩(wěn)態(tài)Th17細(xì)胞,它是被共生節(jié)段絲狀細(xì)菌(symbiotic segmentedfila-mentous bacteria,SFB)識(shí)別的,一般不參與炎癥狀態(tài),而被刺激產(chǎn)生的Th17細(xì)胞多進(jìn)行糖酵解,介導(dǎo)炎癥反應(yīng),如分泌IFN-γ等[15].IBD與Th17相關(guān)細(xì)胞因子的關(guān)系也可證明Th17細(xì)胞的重要性,例如缺乏調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子,敲除IL-2、IL-10的基因小鼠,可自發(fā)為實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎[15].IL-10大多來(lái)源于Treg細(xì)胞,Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞又存在平衡,IL-10的缺失會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎,進(jìn)而推測(cè)自發(fā)性結(jié)腸炎有Th17細(xì)胞的參與.在遺傳學(xué)的一些研究也表明,Th17細(xì)胞以及其他免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子與IBD愈發(fā)有關(guān)[2,16].

2 Th17細(xì)胞的分化及功能

Th17細(xì)胞是Th0細(xì)胞在IL-6和TGF-β的刺激下誘導(dǎo)分化形成的輔助性T細(xì)胞,Th17細(xì)胞可以產(chǎn)生IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22等細(xì)胞因子,維甲酸相關(guān)孤兒受體(retinoic acid-related orphan receptor,RORγ)是其重要的轉(zhuǎn)錄因子[16].研究表明Th17細(xì)胞的分化有3個(gè)階段:IL-6和TGF-β啟動(dòng)Th17分化、IL-21擴(kuò)大Th17分化狀態(tài)、IL-23在分化后期維持Th17穩(wěn)定成熟[7,16].

Th17細(xì)胞是近年來(lái)的研究熱點(diǎn),Th17細(xì)胞在IBD患者腸道組織中明顯增加,并以回腸末端增多為主[17].系統(tǒng)的了解Th17功能和功能的分子基礎(chǔ),這對(duì)于明確組織中Th17細(xì)胞在慢性炎癥如IBD中的病理作用是十分重要的.

研究表明Th17細(xì)胞的分化和病理生理作用是受到眾多細(xì)胞內(nèi)部和外部信號(hào)調(diào)節(jié)的[17],在體內(nèi)Th17細(xì)胞是幼稚Th細(xì)胞在專業(yè)抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cells,APC)和特殊的細(xì)胞因子(包括IL-6、IL-21和TGF-β)刺激下分化而成.幼稚T細(xì)胞在IL-6-JAK-STAT3軸刺激下上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子RORγt和RORα表達(dá)水平,促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化,Th17細(xì)胞分泌標(biāo)志性細(xì)胞因子IL-17A、IL-17F和IL-22.這些細(xì)胞因子可以誘導(dǎo)上皮細(xì)胞分泌抗菌肽,而抗菌肽是宿主黏膜抵御細(xì)胞外細(xì)菌和真菌過(guò)程中必不可少的物質(zhì)[17].同時(shí)在炎癥狀態(tài)下Th17細(xì)胞也能通過(guò)誘導(dǎo)趨化因子來(lái)招募中性粒細(xì)胞介導(dǎo)炎癥的發(fā)生發(fā)展.因此在體內(nèi),TGF-β或RORγ的缺乏會(huì)損害Th17分化及隨后介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[17].另外環(huán)境刺激也會(huì)對(duì)Th17分化產(chǎn)生影響,如轉(zhuǎn)錄因子缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一種關(guān)鍵的代謝感受器,它是通過(guò)直接激活Th17相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子RORyt和IL-17來(lái)調(diào)控Th17細(xì)胞分化過(guò)程和效應(yīng)功能.有研究表明靶向HIF-1α-ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以為IBD提供新的治療途徑[18],可以通過(guò)抑制HIF-1α或抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白以增加非結(jié)合膽紅素(一種芳香烴受體的內(nèi)源性配體)(unconjugated bilirubin,UCB)利用率,UCB進(jìn)一步激活A(yù)HR來(lái)減輕炎癥反應(yīng),從而起到治療這種疾病的作用[18].生物體內(nèi)通過(guò)整合了這些正/負(fù)調(diào)控因子,并通過(guò)IL-1β和IL-23的刺激,最終可以穩(wěn)定Th17細(xì)胞的分化[19].穩(wěn)定后的Th17細(xì)胞會(huì)分泌相關(guān)細(xì)胞因子(如IL-1、IL-6、TNF-α)和化學(xué)增活素(如IL-8、CXCL1、CXCL8),基質(zhì)金屬蛋白酶等,來(lái)觸動(dòng)炎癥通路,介導(dǎo)炎癥與抗炎的發(fā)生[13,19].

2.1 Th17細(xì)胞在自身免疫性疾病病理過(guò)程中具有重要作用 Th17細(xì)胞在自身免疫病如人類Th17細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫病牛皮蘚、牛皮蘚關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等中的作用不容忽視[12,19].

在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中,Th17刺激FLSs(類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的一種滑膜細(xì)胞),促進(jìn)破骨細(xì)胞分化,并募集大量中性粒細(xì)胞和更多Th17細(xì)胞,通過(guò)IL-17啟動(dòng)關(guān)節(jié)炎癥,從而導(dǎo)致慢性炎癥的加深[17,19].臨床研究表明[17,19,20],強(qiáng)直性脊柱炎患者血清中IL-35和IL-17的關(guān)系呈反比,IL-17的含量比較高,IL-35則降低,這將導(dǎo)致IL-35刺激的Treg細(xì)胞減少,進(jìn)而朝著Th17細(xì)胞分化的趨勢(shì)變大,IL-17會(huì)加劇Th17細(xì)胞的浸潤(rùn),從而導(dǎo)致炎癥的加深,可以得出在這些自身免疫病中,IL-17和Th17細(xì)胞始終有著重要的影響.

2.2 Th17細(xì)胞與IBD病理過(guò)程密切相關(guān) 研究表明CD和UC患者腸道固有層Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子如IL-17A和IL-17F明顯增加,其中IL-17A作為標(biāo)志性細(xì)胞因子在IBD中高于正常腸粘膜[20],Th17細(xì)胞的浸潤(rùn)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生,并且可以降低結(jié)腸癌患者的生存率[12,20].現(xiàn)有研究表明Th17具有很強(qiáng)的可塑性,因其表達(dá)FOXP3+(是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的標(biāo)志性分子)時(shí),可在病原體殺死完成后抑制RORγt,RORγt廣泛表達(dá)于淋巴器官間隔細(xì)胞,此細(xì)胞也稱為CD4+CD8+雙陽(yáng)性細(xì)胞,這群細(xì)胞可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的產(chǎn)生.所以抑制RORγt可以抑制Th17細(xì)胞的產(chǎn)生從而減輕炎癥反應(yīng).因此,Th17細(xì)胞的可塑性在調(diào)節(jié)體內(nèi)平衡和清除腸道病原體中發(fā)揮核心作用[12,20,21].

Th17細(xì)胞介導(dǎo)的IBD的腸道炎癥主要與它產(chǎn)生的細(xì)胞因子密切相關(guān),Th17細(xì)胞既可以產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子(如IL-22、IL-10)也可以產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子(如IL-17和IL-21)[12,21].抗炎作用有一些是通過(guò)激活控制上皮細(xì)胞的增殖、傷口的愈合和抗菌蛋白的產(chǎn)生(如防御素、粘蛋白、REG3β和REG3γ);促炎作用則是上調(diào)TNF、IL-1β、IL-6和IL-8等,以及募集中性粒細(xì)胞和腸成纖維細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶.其中基質(zhì)金屬蛋白酶是一類能降解細(xì)胞外各種蛋白質(zhì)成分的大家族,其可以破壞腫瘤細(xì)胞侵襲的組織學(xué)屏障,在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵性作用,被認(rèn)為是該過(guò)程中主要的蛋白水解酶,從而在腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移中的作用日益受到重視,促炎的Th17細(xì)胞也有其有益的一方面[21].

Th17細(xì)胞介導(dǎo)IBD炎癥除與其相關(guān)細(xì)胞因子有關(guān),更表現(xiàn)出獨(dú)特轉(zhuǎn)錄特征,如前文所說(shuō)IL-23受體(IL-23R)的表達(dá)增加,可以進(jìn)一步穩(wěn)定增殖浸潤(rùn)的基礎(chǔ)就是IL-23介導(dǎo)的正向反饋調(diào)節(jié),該過(guò)程促使了Th17細(xì)胞的增多[21];相反,非治病性Th17細(xì)胞表現(xiàn)出缺乏IFN-γ,同時(shí)表達(dá)IL-17A和IL-10,IL-10的缺乏通?？梢哉T導(dǎo)結(jié)腸炎的發(fā)生,Th17分泌IL-10在IBD中較常見的表現(xiàn)的是一種抗炎的保護(hù)作用.亦有研究表明Th17是通過(guò)抑制Th1的發(fā)育和功能來(lái)減輕結(jié)腸炎,Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞之間的平衡,微生物糞便移植治療與Th17細(xì)胞在腸道的比例也都或多或少預(yù)示著未來(lái)關(guān)于靶向Th17細(xì)胞治療IBD的新策略[7,21].以下將從動(dòng)物、細(xì)胞、人體臨床樣本幾個(gè)方面來(lái)討論Th17細(xì)胞與IBD的相關(guān)性.

研究表明三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的大鼠脾臟和MLN(腸系膜淋巴結(jié))中分離出的CD4+IL-17+細(xì)胞亞群頻率高于正常大鼠,而miR-155抑制組顯著降低了脾臟和MLN中Th17細(xì)胞的水平[7,21],所以Th17細(xì)胞在IBD中可能廣泛表現(xiàn)為一個(gè)促炎的細(xì)胞,降低Th17細(xì)胞的增殖和分化,對(duì)IBD可以起到一定的治療作用.但也有研究發(fā)現(xiàn):蘇金單抗阻斷IL-17A的顯著失敗表明IBD不是典型的Th17細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫病[21].

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明降低AhR信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)減輕癥狀和炎性結(jié)腸炎,從而降低IL-6,STAT3和RORγt的表達(dá),而增加FOXP3的表達(dá),最后是通過(guò)降低Th17細(xì)胞的比例和增加Treg細(xì)胞的比例,來(lái)減輕IBD得炎癥程度[22].

臨床人體樣本檢測(cè)實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)20/40例患者的腸組織標(biāo)本及血清標(biāo)本發(fā)現(xiàn)在腸道固有層中,活動(dòng)期的UC和CD患者CD4/IL-17較正常組增加,其中活動(dòng)期CD患者IL-22水平明顯高于UC患者[23].Th17相關(guān)細(xì)胞因子在活動(dòng)期IBD患者的腸粘膜和血清中高表達(dá),此外,這些細(xì)胞因子與疾病活動(dòng)性指數(shù)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)和血小板計(jì)數(shù)(platelet count,PLT)水平、內(nèi)鏡下疾病活動(dòng)性分級(jí)和組織學(xué)活動(dòng)性分級(jí)呈正相關(guān)[1,23].IL-17A與IFN-γ呈正相關(guān)[23].這提示了Th17相關(guān)細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)與Th1相關(guān)細(xì)胞因子IFN-γ的表達(dá)呈正相關(guān)[23].我們知道CD多是Th1細(xì)胞介導(dǎo)的,IL-23參與Th1細(xì)胞介導(dǎo)CD炎癥的過(guò)程,而在UC中IL-23則參與Th2細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[23],可以看到Th17細(xì)胞及Th17相關(guān)細(xì)胞因子在IBD的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,并發(fā)現(xiàn)Th1和Th17細(xì)胞因子似乎在IBD中起協(xié)同作用[24].

總之,Th17細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)使我們超越了Th1/Th2范式的自身免疫性疾病的分子基礎(chǔ),使我們對(duì)各種免疫介導(dǎo)的疾病的臨床應(yīng)用有了新的認(rèn)識(shí).

2.3 Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子在IBD病理過(guò)程中的作用

2.3.1 IL-17在IBD中的作用:IL-17是T細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞因子,該家族包括6個(gè)成員的配體(IL-17A-IL-17F)和5個(gè)受體(IL-17RA-IL-17RD和SEF).該細(xì)胞因子在抵抗微生物的宿主防御和炎性疾病的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用[25].IL-17是一種多效性細(xì)胞因子,它通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑誘導(dǎo)IL-6和IL-8的產(chǎn)生,從而促進(jìn)中性粒細(xì)胞在炎癥部位的募集,觸發(fā)T細(xì)胞增殖,上調(diào)一些促炎分子,如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和IL-1β的表達(dá)[25].此外,IL-17誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子,在天然免疫和獲得性免疫之間建立聯(lián)系,并在宿主抵抗細(xì)菌,特別是在粘膜表面發(fā)揮關(guān)鍵作用[25].

IL-17A是該家族中被研究最廣泛的細(xì)胞因子,它多表現(xiàn)為促炎作用,其誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)比IL-17F強(qiáng)10-30倍[5,25],在一些條件下IL-17A也能有保護(hù)作用.IL-17A作用于腸道細(xì)胞,通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)和核因子-κB(NF-κB)激活促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng),介導(dǎo)了結(jié)腸癌的進(jìn)展,也可以通過(guò)MAPK途徑誘導(dǎo)一系列炎性介質(zhì)的產(chǎn)生[12,13,21,25].IL-17RA作為受體介導(dǎo)IL-17A和IL-17F的功能活動(dòng),而IL-17A抗體對(duì)DSS結(jié)腸炎和T細(xì)胞轉(zhuǎn)移性結(jié)腸炎有保護(hù)作用,這一事實(shí)同時(shí)表明,在腸道中致病的是IL-17A,而不是IL-17F.然而缺乏IL-17F的小鼠在很大程度上對(duì)DSS-結(jié)腸炎有抵抗力[26],所以我們不能單一得認(rèn)為IL-17F是致病的不良細(xì)胞因子,因?yàn)樽鳛榧?xì)胞因子IL-17F和IL-17A都是宿主抵抗細(xì)菌和真菌病原體的主要貢獻(xiàn)者,并通過(guò)中性粒細(xì)胞募集、抗微生物分子和急性時(shí)相蛋白的產(chǎn)生發(fā)揮作用,那么如何區(qū)分應(yīng)該結(jié)合具體的條件去分析,或者說(shuō)仍有待進(jìn)一步完善理論體系[26].

關(guān)于IL-17的受體,IL-17受體家族由5個(gè)成員組成(IL-17RA、RB、RC、RD和RE),研究表明IL-17通過(guò)由IL-17RA和IL-17RC組成的異二聚體受體復(fù)合物發(fā)出信號(hào)[10,26],并通過(guò)腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白6(tumor necrosis factor receptor-associated factor,TRAF6)非依賴性途徑誘導(dǎo)mRNA穩(wěn)定,在調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子和趨化因子的協(xié)同表達(dá)中起到重要作用[26].IL-17與受體的結(jié)合觸發(fā)了一系列磷酸化和泛素化事件,例如USP25(去泛素化酶)可能通過(guò)限制TRAF5和TRAF6的泛素化狀態(tài)(從細(xì)胞內(nèi)選出靶蛋白分子并對(duì)靶蛋白分子修飾的過(guò)程)來(lái)負(fù)向調(diào)節(jié)IL-17信號(hào)[11,26].研究發(fā)現(xiàn)近端銜接子Act1是所有IL-17細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的常見介體,因此參與IL-17介導(dǎo)的宿主防御和IL-17驅(qū)動(dòng)的自身免疫疾病,靶向Act1可成為治療手段[26].

關(guān)于IL-17的一些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),如在小鼠實(shí)驗(yàn)中,皮內(nèi)注射IL-23導(dǎo)致皮膚增生和棘皮病,而IL-17RA缺乏、IL-17A缺乏或抗IL-17抗體中和IL-17可減輕這種情況[26],矛盾的是,IL-17信號(hào)的丟失增加了牛皮癬的易感性[2,7,9,21,26],這些現(xiàn)象表明,盡管IL-17A本身是一種促炎細(xì)胞因子,但它有助于免疫穩(wěn)態(tài),在缺乏其信號(hào)的情況下,可以導(dǎo)致其他促炎細(xì)胞因子的失調(diào)和過(guò)度地產(chǎn)生[9,26].所以更好地理解炎癥和自身免疫環(huán)境中的IL-17信號(hào)對(duì)于發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)至關(guān)重要.

對(duì)于IL-17在IBD中的研究,可以結(jié)合其在牛皮蘚疾病、銀屑病、強(qiáng)直性脊柱炎中的作用,及大量的臨床用藥樣本來(lái)分析,抗IL-17 抗體治療可以通過(guò)下調(diào)膠原蛋白3和幾種促纖維化細(xì)胞因子的表達(dá),顯著減輕TNBS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸直腸纖維化[27].亦有研究表明IL-17拮抗劑的使用與IBD的新發(fā)有某種關(guān)系,可能會(huì)降低IBD的發(fā)生,甚至可以抑制IBD病情的加重,但在構(gòu)建小鼠結(jié)腸炎模型中發(fā)現(xiàn),IL-17A抑制、IL-17RA抑制、IL-17相關(guān)基因敲除會(huì)誘導(dǎo)或加重結(jié)腸炎,且蘇金單抗的失敗表明IL-17拮抗劑的使用是否能穩(wěn)定且顯著降低已經(jīng)患有IBD的患者的病情仍有待進(jìn)一步商榷[28-31].在針對(duì)CD的抗 IL-17 抗體和抗IL-17受體的對(duì)照試驗(yàn)中,安慰劑組的表現(xiàn)優(yōu)于治療組[32],所以抗IL-17治療IBD并不一定是優(yōu)勢(shì)的.IL-23/Th17軸在腸道炎癥中的關(guān)鍵作用是通過(guò)消除某些增強(qiáng)疾病炎癥程度的成分,抗IL-17抗體的使用會(huì)抑制IL-12和IL-23的轉(zhuǎn)錄,從而加重IBD的炎癥,這也驗(yàn)證了前文所說(shuō)的觀點(diǎn)[33].一篇系統(tǒng)評(píng)價(jià)和Meta分析的文章共納入66項(xiàng)研究,涉及14390名接受IL-17拮抗劑誘導(dǎo)治療的患者和 19380名接受IL-17拮抗劑誘導(dǎo)和/或維持治療的患者.在誘導(dǎo)期間,報(bào)告了11例IBD病例,結(jié)論是接受IL-17拮抗劑治療的患者發(fā)生IBD的風(fēng)險(xiǎn)并未升高[33].IL-17拮抗劑的使用綜合來(lái)說(shuō)是一個(gè)可以選擇的治療方案,但要監(jiān)測(cè)其是否會(huì)引起IBD惡化,一旦出現(xiàn)惡化,則需立即停止抗IL-17抗體治療.未來(lái)針對(duì)IL-17抗體或拮抗劑藥物的使用,需要進(jìn)一步規(guī)范化,明確指出IL-17抗體適用人群及常用劑量是重中之重.

2.3.2 IL-23在IBD中的作用:IL-23產(chǎn)生于巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞,激活粘膜免疫細(xì)胞,增加腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)的產(chǎn)生并穩(wěn)定效應(yīng)TH17細(xì)胞的表型[34].IL-23已被證明可以通過(guò)誘導(dǎo)與淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞表型相同的先天淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cells,ILCs)產(chǎn)生Th17細(xì)胞,并進(jìn)一步產(chǎn)生相關(guān)細(xì)胞因子[35],如產(chǎn)生IL-21,IL-21增加IL-23R在Th17細(xì)胞膜上的表達(dá),IL-23與IL-23R結(jié)合促進(jìn)更多的Th17細(xì)胞產(chǎn)生.

IL-23如前文所述可穩(wěn)定Th17激活后所需要的基因表達(dá)[35],并且IL-23是先天免疫和獲得性免疫中的關(guān)鍵細(xì)胞因子,是兩者之間的橋梁[35].現(xiàn)有研究認(rèn)為益生菌可以通過(guò)減少IL-23的分泌來(lái)抑制IL-17的產(chǎn)生和功能,這證實(shí)了益生菌可通過(guò)這種方式改善腸道炎癥,說(shuō)明IL-23在驅(qū)動(dòng)針對(duì)微生物對(duì)抗炎癥的早期反應(yīng)中也是占有一席之地[4,35].

在幾種結(jié)腸炎的鼠模型中發(fā)現(xiàn),IL-12/IL-23 p40,IL-23 p19或IL-23R功能的抑制導(dǎo)致腸道炎癥的明顯抑制.這一發(fā)現(xiàn)與IL-23相關(guān)靶細(xì)胞(例如Th17細(xì)胞,ILC3細(xì)胞)的生成減少有關(guān),還和粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞以及促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生受損有關(guān).基于這些發(fā)現(xiàn),靶向IL-23成為抑制腸道炎癥和與炎癥相關(guān)的癌癥生長(zhǎng)的重要概念[35].

另外在一些臨床試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在UC患者中,我們發(fā)現(xiàn)新診斷疾病的IL-23的粘膜基因表達(dá)水平顯著高于長(zhǎng)期UC.無(wú)論是新診斷的還是長(zhǎng)期存在的UC和CD,與對(duì)照組相比差異都非常顯著[23,35].并且已經(jīng)有針對(duì)IL-23 p40和IL-23 p19的中和抗體已成功用于CD治療的臨床試驗(yàn)[35].因此,IL-23抑制及IL-23R抑制可能對(duì)未來(lái)IBD患者的治療具有重要意義.

2.4 Th17細(xì)胞中在IBD的保護(hù)作用 Th17細(xì)胞在IBD中的保護(hù)作用本文就其細(xì)胞因子IL-10和IL-22綜述.

2.4.1 Th17細(xì)胞分泌IL-10在IBD中發(fā)揮保護(hù)作用:IL-10的來(lái)源并非只有T細(xì)胞亞群,體內(nèi)幾乎所有淋巴細(xì)胞均能合成IL-10,體內(nèi)最重要的來(lái)源主要是單核巨噬細(xì)胞和T輔助細(xì)胞,其他淋巴細(xì)胞則是在特定的刺激或某種免疫反應(yīng)時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生[36].IL-10也稱為細(xì)胞因子合成抑制因子(cytokine synthesis inhibitory factor,CSIF),是一種多效性細(xì)胞因子,可以在多種類型細(xì)胞中發(fā)揮免疫抑制或免疫刺激的作用[37].在炎癥反應(yīng)方面,IL-10能通過(guò)下調(diào)單核細(xì)胞表面主要組織相容性抗原Ⅱ的表達(dá),降低其抗原呈遞作用,下調(diào)T淋巴細(xì)胞活性,抑制炎性細(xì)胞的激活、遷移和粘附;同時(shí),IL-10也能抑制炎癥因子的合成與釋放.IL-10的細(xì)胞受體IL-10R屬于2型細(xì)胞因子家族,它們是跨膜糖蛋白,活化的IL-10R是一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體,包含了2種不同的受體鏈:IL-10R1和IL-10R2[28,37].復(fù)合體IL-10/IL-10R1/IL-10R2具有生物活性,可激活JAK激酶,進(jìn)而引起STAT因子的磷酸化,從而影響mRNA的轉(zhuǎn)錄,影響一系列該通路上的細(xì)胞因子的產(chǎn)生,發(fā)揮IL-10的調(diào)節(jié)作用[28,37].IL-10的保護(hù)作用主要體現(xiàn)在抑制炎癥反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng),加強(qiáng)與適應(yīng)性免疫反應(yīng)在機(jī)體的耐受性,抑制由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的促炎因子,以及提高B細(xì)胞的存活率,促進(jìn)B細(xì)胞的增殖、MHCⅡ類抗原表達(dá)以及免疫球蛋白的分泌,抑制NK細(xì)胞因子的產(chǎn)生[37],并與Th2所產(chǎn)生的IL-4、IL-5有協(xié)同的抗炎作用[37].IL-10具有雙向免疫調(diào)節(jié)作用,IL-10可以通過(guò)抗原提呈細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制,通過(guò)T細(xì)胞發(fā)揮負(fù)調(diào)節(jié)作用,在腫瘤環(huán)境中對(duì)免疫應(yīng)答具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用;IL-10的雙向調(diào)節(jié)作用自從被發(fā)現(xiàn)起就一直被關(guān)注,它不僅影響免疫系統(tǒng),而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子影響許多病理生理過(guò)程,包括血管生成、腫瘤形成和感染,還能通過(guò)誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在外周耐受中建立作用;對(duì)CD、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎銀屑病、丙型病毒性肝炎病毒感染、艾滋病病毒感染等疾病都發(fā)揮著重要作用[28,37].

近來(lái)在發(fā)現(xiàn)在人類中,IL-10、IL-10Rα和IL-10Rβ的多態(tài)性已被發(fā)現(xiàn)與極早發(fā)病的結(jié)腸炎有關(guān),以及全基因組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)IL-10通過(guò)抑制CD45RBhiCD4+T細(xì)胞重組小鼠Th1細(xì)胞產(chǎn)生干擾素-γ并降低Th17應(yīng)答[38].對(duì)腸道微生物菌群中的短鏈脂肪酸的研究表明,短鏈脂肪酸可以維持胃腸腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,而短鏈脂肪酸可以促進(jìn)Th17細(xì)胞分泌IL-10,還可通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體43[39]誘導(dǎo)Th1細(xì)胞分泌抗原性IL-10,可見是IL-10在其中發(fā)揮了關(guān)鍵的保護(hù)作用[39].缺乏IL-10或IL-10Rα的Treg細(xì)胞容易發(fā)生自發(fā)性結(jié)腸炎,表明IL-10使Treg細(xì)胞能夠抑制結(jié)腸炎中致病性Th17細(xì)胞的反應(yīng),Treg細(xì)胞中c-MAF的失活會(huì)導(dǎo)致IL-10產(chǎn)生功能出現(xiàn)障礙,而IL-10又是由Th17產(chǎn)生,這樣就能使Th17自身獲得調(diào)節(jié)腸道炎癥的特性來(lái)起到保護(hù)作用[10,39],前文所說(shuō)Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞的平衡或許就涉及IL-10的平衡.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)腸巨噬細(xì)胞對(duì)IL-10信號(hào)敏感,巨噬細(xì)胞對(duì)于控制炎癥粘膜炎癥是必不可少的,所以在結(jié)腸炎條件下,再一次闡明IL-10起到保護(hù)作用[10,39].大多數(shù)時(shí)候IL-10其實(shí)是維持腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)所必須的,盡管如此,其下游信號(hào)通路及其分子基礎(chǔ)仍未得到充分研究[39],且在腸癌的這些作用可能涉及更復(fù)雜的機(jī)制.

通過(guò)對(duì)IL-10保護(hù)機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn),由于一些研究顯示抗單一的效應(yīng)細(xì)胞因子對(duì)IBD的治療結(jié)果不太理想且機(jī)制較為冗余復(fù)雜,未來(lái)針對(duì)T細(xì)胞亞群本身或者同時(shí)靶向多種細(xì)胞因子可能為炎癥性腸病的治療帶來(lái)希望,并有機(jī)會(huì)找到高特異性和高效率確定的靶點(diǎn)[3,39].

2.4.2 Th17細(xì)胞分泌IL-22在IBD中發(fā)揮保護(hù)作用:IL-22是IL-10家族成員,一般認(rèn)為起到保護(hù)作用,通過(guò)誘導(dǎo)抗微生物分子增殖和抗凋亡途徑來(lái)增強(qiáng)腸道屏障的完整性和上皮的固有免疫功能[28,39].而IL-22的受體(IL-22R)的表達(dá)僅限于腸道和呼吸道等非造血細(xì)胞[40].在先天免疫系統(tǒng)中,Th17細(xì)胞被認(rèn)為是產(chǎn)生IL-22的重要來(lái)源,也產(chǎn)生于γδT(屬于一類固有免疫細(xì)胞)和αβT細(xì)胞,中性粒細(xì)胞和DC細(xì)胞中,IL-22可以激活上皮細(xì)胞產(chǎn)生抗菌肽,誘導(dǎo)上皮細(xì)胞增殖,并通過(guò)STAT3激活促進(jìn)腫瘤發(fā)展[32,40].IL-22在腫瘤發(fā)生過(guò)程中具有雙重效應(yīng):短期產(chǎn)生的IL-22能保護(hù)機(jī)體免受遺傳毒性應(yīng)激,而不受控制的IL-22活性則促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng).而IL-22在炎癥過(guò)程中調(diào)節(jié)腸道平衡也起著重要作用,IL-22不僅是通過(guò)STAT3信號(hào)通路促進(jìn)上皮細(xì)胞活化,還可誘導(dǎo)多種抗菌肽(Claudin-2和Fut-2),增強(qiáng)腸道固有防御功能[32,40].IL-22的功能被比喻為“披著狼皮的綿羊”或“雙頭細(xì)胞因子”,因?yàn)樗饶芗觿⊙装Y反應(yīng),又能改善炎癥反應(yīng)[40].因此,對(duì)IL-22的嚴(yán)格調(diào)控至關(guān)重要[41].

IL-22在許多慢性炎癥性疾病中都有表達(dá),包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和牛皮癬,其上調(diào)通常與疾病活動(dòng)性有關(guān)[40].IL-22既由免疫系統(tǒng)的適應(yīng)性細(xì)胞(如CD4T細(xì)胞亞群)表達(dá),也由天然淋巴細(xì)胞(包括NK細(xì)胞和LTI樣細(xì)胞)表達(dá)[40].

對(duì)小鼠結(jié)腸細(xì)胞因子的分析顯示,給藥后伴隨著Th1細(xì)胞因子的抑制和IL-22的上調(diào).用中和抗體阻斷IL-22可逆轉(zhuǎn)FICZ(芳香烴受體激動(dòng)劑)對(duì)TNBS-結(jié)腸炎小鼠的治療效果,從而表明誘導(dǎo)IL-22的產(chǎn)生是AhR(芳香烴受體)信號(hào)控制腸道致病反應(yīng)的主要機(jī)制之一[18,40].通過(guò)AhR激活I(lǐng)L-22途徑已在臨床試驗(yàn)中顯示出對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎具有很強(qiáng)的治療作用[40,41].

IL-22已被證明以一種STAT3依賴的方式改善組織學(xué)評(píng)分,在人類結(jié)直腸癌組織中,CCR6+CD4+T細(xì)胞被證明負(fù)責(zé)分泌全部數(shù)量的IL-22(145).IL-22激活癌細(xì)胞中的STAT3磷酸化級(jí)聯(lián),誘導(dǎo)干細(xì)胞標(biāo)記物(SOX2、NANOG和Pou5f1)的表達(dá),從而增加癌癥的干性和致瘤潛能[10,41].此外,上皮細(xì)胞中STAT3的激活依賴于IL-22而不是IL-6,表明靶向腸上皮細(xì)胞(intestinal epithelial cell,IECS)中的STAT3信號(hào)通路是治療IBD患者的一種有前途的方法.然而其具體機(jī)制的尚不明確,在癌癥的不同發(fā)展階段,IL-22可能會(huì)導(dǎo)致不同的后果,作為潛在的治療靶點(diǎn),IL-22的基礎(chǔ)研究還有待進(jìn)一步發(fā)掘[41].臨床上治療潰瘍結(jié)腸炎時(shí)常用的中藥青黛及抗TNF-α這兩種療法中似乎都能看到IL-22的影子,但具體利弊還需要更深遠(yuǎn)的研究[42].

3 結(jié)論

IBD中關(guān)于Th1和Th2細(xì)胞分化途徑的研究或多或少已被拋棄,焦點(diǎn)早已經(jīng)轉(zhuǎn)向決定CD和UC兩種臨床表型的Th1和Th17譜之間的平衡,或者Th17與Treg細(xì)胞之間的平衡,微生物菌群與Th17細(xì)胞之間的可塑性[23].Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為耐受性的Treg細(xì)胞、以及可分泌IFN-γ的Th1細(xì)胞和分泌IL-22的Th22樣細(xì)胞,可以微調(diào)免疫應(yīng)答,使Th17細(xì)胞成為維持免疫平衡的中心細(xì)胞,但不幸的是,IBD患者因?yàn)橹T如遺傳、轉(zhuǎn)錄因子、表觀基因組、腸道菌群、微環(huán)境和外部環(huán)境等因素失去了這種平衡[21],研究這種平衡的內(nèi)在關(guān)系(可以總結(jié)為Th17細(xì)胞的可塑性)將會(huì)是非常有意義的[21].

綜合全文分析,我們看到Th17細(xì)胞在暴露于大量細(xì)胞因子環(huán)境時(shí),比其他T細(xì)胞類別具有更大的可塑性[21],并且由IL-6、TGF-β、IL-12、IL-23、IL-21等參與的不同的調(diào)控機(jī)制,Th17細(xì)胞毋庸置疑的在調(diào)節(jié)IBD的炎癥過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[23],因此對(duì)于Th17細(xì)胞的研究需要進(jìn)一步建立框架,探索與Th17細(xì)胞相關(guān)的多種平衡.