綜訴

Th17細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子在白塞病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

申艷, 管劍龍

(復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院 免疫風(fēng)濕科, 上海, 200040)

關(guān)鍵詞:Th17細(xì)胞; 細(xì)胞因子; 白塞病; 機(jī)制

白塞病(BD)是一種慢性、累及多系統(tǒng)的疾病，臨床上以口腔潰瘍、生殖器潰瘍、葡萄膜炎和皮膚損害等反復(fù)發(fā)作為主要特征，亦可累及胃腸道、關(guān)節(jié)、心血管、腎臟及神經(jīng)等多個系統(tǒng)。BD是一種系統(tǒng)性血管炎，發(fā)病機(jī)制至今仍不清楚，可能是遺傳、免疫因素、感染和炎癥介質(zhì)等多種因素作用的結(jié)果。2005年發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生白細(xì)胞介素(IL)的Th17細(xì)胞以來，作為輔助性T細(xì)胞的新亞群，Th17細(xì)胞受到了廣泛的關(guān)注，并成為免疫學(xué)研究的熱點之一[1]。Th17細(xì)胞在自身免疫病、感染性疾病以及移植排斥反應(yīng)中發(fā)揮非常重要的作用，近年來，Th17細(xì)胞在BD中的研究報道逐漸增多，現(xiàn)就Th17細(xì)胞及其在白塞病中的作用進(jìn)行綜述。

1Th17細(xì)胞的分化及其調(diào)控

初始CD4+T細(xì)胞能夠在不同細(xì)胞因子作用下分化為功能不同的輔助性T細(xì)胞(Th)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)。效應(yīng)CD4+T細(xì)胞即Th細(xì)胞按其功能分為Th1和Th2兩個亞型。Th1細(xì)胞表達(dá)主要包括γ干擾素(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)及IL-2等細(xì)胞因子，主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng)。Th2細(xì)胞表達(dá)主要包括IL-4、IL-10及IL-13等細(xì)胞因子，主要增強B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答。Th17細(xì)胞是由初始CD4+T細(xì)胞在轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)和IL-6共同作用下分化的[2]。Th17細(xì)胞分化與Th1和Th2細(xì)胞的獨立分化過程不同，主要是通過激活轉(zhuǎn)錄因子維甲酸受體相關(guān)孤兒受體γt(RORγt)誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為而來。在IL-6和低濃度TGF-β的條件下，IL-6通過Jak-Stat信號通路活化轉(zhuǎn)錄因子STAT3，STAT3通過抑制轉(zhuǎn)錄因子T-bet(Th1特異轉(zhuǎn)錄因子)和Foxp3(Treg細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子)表達(dá)從而抑制Th1細(xì)胞和Treg的分化。此時，STAT3可介導(dǎo)Th17細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子RORγt的表達(dá)，并促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞向Th17細(xì)胞方向分化。高濃度的TGF-β又上調(diào)Foxp3表達(dá)促進(jìn)iTreg的產(chǎn)生，同時抑制Th17細(xì)胞分化。IL-27屬IL-12家族，主要由抗原提呈細(xì)胞表達(dá)。IL-27通過誘導(dǎo)形成STAT1/STAT3異源二聚體抑制RORγt的表達(dá)，從而抑制Th17細(xì)胞分化[3]。

Th17細(xì)胞分化形成后通過自分泌形成及表達(dá)IL-21, 從而促進(jìn)Th17細(xì)胞增殖[4]。IL-23也屬于IL-12家族，主要由樹突狀細(xì)胞(DC)產(chǎn)生。IL-23與IL-23受體(IL-23R)作用后誘導(dǎo)IL-22表達(dá)，同時也可進(jìn)一步上調(diào)IL-23R表達(dá)，維持Th17細(xì)胞的穩(wěn)定和增殖[5]。此外，IL-1對Th17細(xì)胞分化也起促進(jìn)作用。近期研究[6]表明, IL-35能夠上調(diào)Foxp3表達(dá)進(jìn)一步抑制Th17細(xì)胞分化。

2Th17細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子及其生物學(xué)功能

Th17細(xì)胞可產(chǎn)生IL-17(又稱IL-17A)、IL-17F、IL-21、IL-22、TNF-α、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)以及趨化因子受體CCR6(CCI-20受體)，其中IL-17A和IL-17F是其主要效應(yīng)分子。這些細(xì)胞因子可與上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等受體細(xì)胞上的相應(yīng)受體結(jié)合，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)活化特定轉(zhuǎn)錄因子，啟動相關(guān)靶基因轉(zhuǎn)錄，引發(fā)IL-6、IL-8、GM-CSF、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1又稱CCL2)、粒細(xì)胞趨化蛋白2 (GCP-2)、人β防御素2(hBD2)、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白3(MIP3又稱CCL20)以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等表達(dá)，進(jìn)而招募中性粒細(xì)胞、DC、T細(xì)胞至炎癥部位，發(fā)揮抗病原微生物及修復(fù)損傷組織等作用[7]。

3Th17細(xì)胞分泌及調(diào)節(jié)相關(guān)的細(xì)胞因子與白塞病

BD的發(fā)病機(jī)制仍然未明。作為一種自身炎癥性疾病，固有免疫應(yīng)答起非常重要的作用。BD也是一種Th17細(xì)胞介導(dǎo)的疾病，相關(guān)細(xì)胞因子如IL-1、TNF-α和IL-6表達(dá)均明顯升高。越來越多的研究報道顯示Th17在BD致病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

BD患者Th17細(xì)胞數(shù)量變化：對于Th17細(xì)胞數(shù)量變化在BD中的研究報道相對較少，且研究報道不一。Kim等[8]研究發(fā)現(xiàn)，活動性BD患者中Th17/Th1細(xì)胞比例明顯高于健康對照組，特別是對于有毛囊炎或者是葡萄膜炎的BD患者這種升高更為顯著。Ferrante等[9]對白塞腸病患者的研究發(fā)現(xiàn)，炎癥部位的反應(yīng)主要為Th1細(xì)胞反應(yīng)而并非Th17細(xì)胞。由于Th17細(xì)胞和Treg 細(xì)胞似乎有著共同的發(fā)展途徑和顯著的可塑性，白塞病中Th17/Treg細(xì)胞比例失調(diào)，可能是由于相互之間的轉(zhuǎn)化，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究[10]。

IL-17/IL-23與BD的相關(guān)性: Th17細(xì)胞可以產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，其中最主要的是IL-17。IL-23作為IL-12家族中的重要一員, 在Th17細(xì)胞的數(shù)量擴(kuò)增和維持過程以及之后其介導(dǎo)的免疫應(yīng)答中起著不可或缺的作用[11]。Hamzaoui等[12]最先報道了BD患者IL-17水平變化，在這項回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，IL-17在BD患者中明顯升高，同時發(fā)現(xiàn)IL-10、IL-6、IFN-γ及IL-12也明顯升高。Kim等[8]對活動性BD患者外周血單個核細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn), Th17/Th1比例明顯升高，特別是合并有毛囊樣皮疹或葡萄膜炎的患者其比例更高。Chi等[13]對中國人群BD患者研究檢測外周血及淚液中IL-17A、IL-23的mRNA水平和蛋白水平，發(fā)現(xiàn)2者不僅在外周血中明顯升高，在BD活動性葡萄膜炎患者淚液中也明顯升高，并且與BD活動性相關(guān)。這些結(jié)果表明IL-23可能是通過促進(jìn)IL-17的產(chǎn)生從而在BD活動性葡萄膜炎中發(fā)揮重要作用。中國內(nèi)的另外一項研究[14]發(fā)現(xiàn), rs17375018GG基因型在BD中明顯升高, G是風(fēng)險等位基因，其最接近的多態(tài)性基因是IL-23R。土耳其和日本的研究[10-15]也報道了IL-17及IL-23在BD中明顯升高且與疾病活動及轉(zhuǎn)歸相關(guān)。近年來，全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)發(fā)現(xiàn)IL-23R-IL12RB2和IL-10為BD患者的敏感基因位點[16]。韓國人群中對于腸BD患者的研究發(fā)現(xiàn)IL-17A、IL-23R及 STAT4單核苷酸基因多態(tài)性與疾病活動相關(guān)[17]。以上研究報道均說明IL17/IL23軸在BD中的重要致病作用。相比之下，F(xiàn)errante等[9]對BD胃腸道累及患者作為研究對象，腸道活檢發(fā)現(xiàn)IL-23、IL-17mRNA及STAT-3水平與強直性脊柱炎(AS)及克隆氏病(CD)無顯著差異，研究認(rèn)為這類患者為Th1細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，而非Th17細(xì)胞，提示腸BD的發(fā)病機(jī)制可能與其他類型BD不同，具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

IL-6/TGF-β與BD的相關(guān)性: IL-6在協(xié)同TGF-β共同誘導(dǎo)促進(jìn)Thl7分化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。TGF-β是初始CD4+T細(xì)胞分化成Th17的始動因素。只有在IL-6與TGF-β共同作用下，并且發(fā)揮協(xié)同作用才能大量誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化[18]。BD動物實驗研究[19]發(fā)現(xiàn)，使用小干擾RNA(siRNA)下調(diào)IL-6表達(dá)可以抑制Th17細(xì)胞分化，從而BD小鼠炎癥癥狀得到緩解。中國學(xué)者于1992年首次報道[20]神經(jīng)BD(NBD)患者腦脊液中檢測到IL-6明顯升高，且與疾病轉(zhuǎn)歸相關(guān)。土耳其和日本BD人群研究也同樣發(fā)現(xiàn)IL-6在NBD中的重要作用[21-22]。另一方面，IL-6及TGF-β基因研究發(fā)現(xiàn)與BD相關(guān)。利用PCR技術(shù)的可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列(VNTR)多態(tài)性分析發(fā)現(xiàn), IL-6的3′未翻譯區(qū)有4個不同大小區(qū)域，Bowcock等[23]將其命名為IL-6 VNTR A、B、C和D。Chang等[24]研究發(fā)現(xiàn), IL-6 VNTR在BD患者組與正常對照組明顯差異，主要的危險位點位于BC基因型和C等位基因。土耳其研究者對97例BD患者細(xì)胞因子基因多態(tài)性分析發(fā)現(xiàn)，TGF-β1與疾病的易感性相關(guān)。葡萄膜炎動物模型研究[25]發(fā)現(xiàn)，利用IL-6受體抑制劑MR16-1, 明顯抑制Th17細(xì)胞活性，導(dǎo)致IL-17分泌水平下降，葡萄膜炎癥狀緩解，進(jìn)一步驗證了BD中IL-6是通過Th-17途徑發(fā)揮重要致病作用。妥珠單抗(tocilizumab)作為IL-6受體抑制劑，可能成為治療NBD的新方法[26]。

IL-21與BD的相關(guān)性: IL-21主要由活化的CD4+T細(xì)胞、NKT細(xì)胞和Th17細(xì)胞產(chǎn)生，其受體屬I型細(xì)胞因子受體家族成員之一。Th17細(xì)胞分泌的IL-21通過自分泌環(huán)路，促進(jìn)STAT-3和RORγt表達(dá)和Th17細(xì)胞的增殖，是Th17細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)放大的主要機(jī)制[27]。Geri等[28]通過NBD患者外周血、腦脊液及腦部血管等研究發(fā)現(xiàn), IL-21能夠顯著抑制Treg和促進(jìn)Th17細(xì)胞分化。同時發(fā)現(xiàn)患者腦脊液中IL-21和IL-17分泌增加。進(jìn)一步的體外實驗研究發(fā)現(xiàn)IL-21能夠誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞和Th1細(xì)胞，封閉IL-21受體可抑制Th17細(xì)胞分化，從而認(rèn)為IL-21有可能作為治療BD疾病的新靶點。

4針對Th17細(xì)胞的治療藥物對BD患者作用

鑒于Th17細(xì)胞在BD炎癥反應(yīng)中的重要作用，針對Th17治療的相關(guān)研究也越來越多。英夫利昔(infliximab)是一種TNF-α抑制劑，Sagita等[29]通過對BD眼部損害患者的淚液標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，英夫利昔可明顯抑制IFN-γ、IL-2、TNF-α、IL-6和IL-17的表達(dá)，其可能是通過對Th17細(xì)胞因子的影響發(fā)揮作用。另一項針對干擾素α(IFN-α)的研究[30]發(fā)現(xiàn), IFN -α能夠使p-STAT2表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)IL-10表達(dá)并抑制IL-17分泌。環(huán)孢素A作為一種治療眼部BD患者的有效的免疫抑制劑，研究[31]發(fā)現(xiàn)環(huán)孢素A可抑制IL-17及IFN-γ的表達(dá)。以上研究結(jié)果顯示許多藥物發(fā)揮重要的治療作用均是通過抑制Th17/IL-17軸，從另一方面也說明Th17細(xì)胞在BD中的重要致病機(jī)制。

5結(jié)語和展望

近年來有關(guān)Th1、Th17及Treg研究結(jié)果對BD發(fā)病機(jī)制的研究提供了新的見解。Th17細(xì)胞是不同于Thl和Th2的一種新型的CD4+T細(xì)胞，可以調(diào)節(jié)和控制免疫應(yīng)答，在BD發(fā)病機(jī)制中的調(diào)節(jié)機(jī)制逐漸明朗，但與BD臨床表型的相關(guān)性仍亟待進(jìn)一步探索，針對Th17細(xì)胞的藥物研發(fā)將更具有臨床價值。

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通信作者:管劍龍, Email: guanjianlong@medmail.com.cn

基金項目:上海衛(wèi)生系統(tǒng)第二批重要疾病聯(lián)合攻關(guān)項目(重點項目)(2014ZYJB0010)

收稿日期:2014-12-16

中圖分類號:R 597

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1672-2353(2015)11-190-03

DOI:10.7619/jcmp.201511071