孫孟宇,劉文天

孫孟宇,劉文天,天津醫(yī)科大學總醫(yī)院消化科 天津市 300052

核心提要：調節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)細胞在自身免疫性肝病(autoimmune liver disease,AILD)中的發(fā)病機制是目前研究的熱點,本文簡要綜述了目前關于Treg在AILD發(fā)病機制中的研究,并總結了目前以Treg為靶點相關治療的進展.

0 引言

自身免疫性肝病(autoimmune liver disease,AILD)是免疫系統(tǒng)介導的肝臟細胞或膽管細胞損傷的一類疾病總稱.AILD發(fā)病機制尚不明確,可能與遺傳和環(huán)境因素有關.AILD的早期階段多數(shù)患者無臨床癥狀或伴隨非特異性癥狀,隨疾病進展許多患者需要進行肝移植.目前治療AILD的策略以抑制免疫系統(tǒng)的免疫調控為主.

調節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)在維持體內免疫環(huán)境穩(wěn)態(tài)與阻止自身免疫性反應中發(fā)揮重要的作用[1].Treg細胞通過調節(jié)抗原提呈細胞(antigen presenting cells,APC)的成熟與功能,干擾代謝途徑和分泌抗炎因子(TGFβ、IL-10和IL35)等途徑來調節(jié)免疫功[2].研究表明,其他自身免疫性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)中,Treg細胞的數(shù)量減少、免疫抑制功能受損并且與疾病的發(fā)生有密切的聯(lián)系[3-5].AILD病人的Treg在數(shù)量與功能上也存在著異常[6-8].目前基于Treg細胞的自體過繼治療已經開展臨床實驗,用于治療移植物抗宿主疾病(graft-versus-host disease,GVHD)和SLE[9].

本文將從Treg細胞角度闡述AILD的發(fā)病機制,并對Treg細胞在AILD治療中的應用作一闡述.

1 自身免疫性肝炎

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)是一種免疫系統(tǒng)介導的慢性炎癥性疾病.目前,發(fā)病機制不清,主要影響肝臟細胞[10].其特點是界面性肝炎,高丙種球蛋白血癥和血清抗核抗體(anti-nuclear antibodies,ANA)升高.在西方國家中,AIH的發(fā)病率為5-20例/10萬[11].多數(shù)患者在早期出現(xiàn)非特異性癥狀,如疲勞、關節(jié)痛和厭食癥.大約25%病人無臨床癥狀,患者晚期出現(xiàn)肝硬化和門脈高壓癥[12].

1.1 AIH AIH的確切發(fā)病機制尚不明確,宿主易感性、環(huán)境、遺傳等多種因素均可參與發(fā)病過程.T細胞和B細胞在適應性免疫應答中起重要作用[13].Treg細胞在免疫穩(wěn)態(tài)與阻止自身免疫反應中至關重要[1].Vento等[14]于1982年首次報道AIH病人中“抑制性”細胞缺陷.后續(xù)研究表明,AIH病人Treg細胞數(shù)量減少[6,15].此外,AIH病人Treg細胞抑制T細胞增殖的能力下降,且抑制T細胞產生炎癥因子的能力下降[16,17].這些現(xiàn)象表明,AIH病人Treg細胞不僅數(shù)量減少并且免疫抑制功能也存在缺陷.

1.1.1 AIH-1：AIH-1約占AIH病人總數(shù)的90%,其特點為ANA,抗平滑肌抗體(smooth muscle antibody,SMA)陽性.

最近的研究從分子水平揭示了AIH病人Treg細胞免疫調節(jié)受損的原因.Gal9-TIM-3通路在免疫調節(jié)中發(fā)揮了重要的作用,Galectin-9與TIM-3結合后引起短暫的鈣內流,導致Th1細胞的死亡,從而抑制Th1細胞的增殖[18].AIH病人Treg細胞中Galectin-9的表達水平和CD4+T細胞中TIM-3的表達水平均低于正常人,表明AIH的發(fā)生可能與Treg細胞免疫調節(jié)功能受損有關[19].CD39(NTPDase)通過水解ATP和ADP調節(jié)免疫應答平衡[20].Treg細胞通過ATP-CD39-CD73-腺苷軸發(fā)揮免疫抑制功能[21].AIH病人CD39posTreg細胞數(shù)量減少,導致Treg不能水解前炎癥因子ATP,抑制效應T細胞分泌IL17的能力受損,并且AIH病人CD39posTreg在炎癥環(huán)境中表型失去穩(wěn)定性[22].對AIH-1型病人肝臟標本進行免疫細胞分析發(fā)現(xiàn)病人肝臟中存在大量Teff細胞(effector of T cell)并且Treg細胞在肝臟大量的富集.激素治療后肝臟內Treg細胞數(shù)量減少,與達到臨床緩解的病人相比,未緩解病人肝臟內Treg/Teff比例下降更加明顯.這表明治療期間肝內Treg細胞比例減少可能與免疫抑制治療中斷后的復發(fā)相關.以免疫調節(jié)為主的治療方法可能是未來治療的新方向[23].

1.1.2 AIH-2：AIH-2是一種罕見的AIH類型,占到AIH病人的10%,其特點是肝腎微粒體抗體-1(liver-kidney microsomal antibody type-1,LKM-1)和抗肝胞質1型抗原(anti-liver cytosol type 1 antigen,LC1)水平升高[24].在AIH-2病人體內發(fā)現(xiàn)NK細胞數(shù)量減少,但是活化受體表達升高;IFNγ分泌增多但是IL2分泌下降.這種體內細胞因子譜系的改變導致Treg細胞的功能發(fā)生損害并且伴隨數(shù)量的減少[25].

1.2 AIH 治療的主要策略是抑制持續(xù)的炎癥,目前一線的治療方式為類固醇聯(lián)合硫唑嘌呤.以Treg細胞為靶點的生物治療在動物模型中已取得一些進展,未來以Treg為靶點的生物治療可能成為AIH治療的一種選擇.

1.2.1 AIH-1的治療：Treg細胞多克隆擴增回輸治療在GVHD治療領域已經進行了多項臨床實驗,2015年第一項Treg過繼治療臨床實驗在Ⅰ型糖尿病患者中顯示出良好的治療效果[26].自體Treg細胞過繼治療成為目前應用最廣泛的治療方式.

Treg細胞表達的趨化因子受體3(chemokine receptor 3,CXCR3)對其趨化到炎癥部位有重要的作用.CXCR3過表達可使Treg向肝臟的趨化能力增強[27].AIH動物模型中,分離CXCR3+Treg細胞,在體外擴增并證明其具有免疫抑制功能,回輸?shù)紸IH小鼠體內可以有效的到達肝臟[28].研究表明,AIH-1型患者Treg細胞的CXCR3通路功能正常,故自體CXCR3+Treg細胞在體外擴增之后可以有效的到達肝臟[29].AIH-1型患者Treg/Th17細胞的比例存在異常,患者的Treg細胞表型發(fā)生改變,向Th17細胞表型分化[30].由于AIH-1型患者Treg細胞的功能異常,所以Treg過繼治療的關鍵在于能否獲得表型穩(wěn)定的Treg細胞.有研究證明,利用AIH-1患者新生Treg細胞(newly generated Tregs,ngTreg)進行擴增培養(yǎng),在Treg分化期間利用物理方法消除其產生的IL17,可以獲得表型穩(wěn)定的Treg細胞[31].

IL2是T細胞的生長因子,注射低劑量IL2可以在體內擴增Treg[32].但由于Treg表達高水平的CD25(IL-2高親和力受體),所以注射低劑量IL-2后優(yōu)先擴增CD4+Treg[32].低劑量IL-2可以促進體內Treg數(shù)量增加并且無不良反應,已用于治療丙型肝炎病毒誘發(fā)的血管炎患者和SLE患者[32,33].IL-2亦可以擴增效應T細胞,由于AIH病程進展中存在大量的效應T細胞,需要進一步的研究來證明低劑量IL2治療對調節(jié)/效應T細胞平衡和疾病進展的影響.

1.2.2 AIH-2的治療：AIH-2患者由于Treg數(shù)量與功能受損,體內存在大量細胞色素酶P450IID6(Cytochrome P450IID6,CYP2D6)抗原特異性的Teff細胞.將Treg細胞與表達CYP2D6多肽的樹突狀細胞共培養(yǎng),可以產生CYP2D6抗原特異性的Treg細胞[34].這種抗原特異性的Treg細胞在共培養(yǎng)實驗中可以有效的抑制CYP2D6抗原特異性的Teff細胞.

視黃酸(retinoic acid,RA)可以誘導Foxp3+Treg的產生同時可以增強Treg細胞的免疫抑制功能[35].在體外利用RA擴增AIH-2型患者的Treg細胞,這種Treg細胞在免疫穩(wěn)態(tài)與炎癥環(huán)境中都表現(xiàn)出穩(wěn)定的免疫表型與免疫抑制功能[36].

2 原發(fā)性膽汁性膽管炎

原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)是一種以免疫系統(tǒng)介導的肝內膽管慢性、進行性損傷為特點的疾病.肝內膽管進行性的破壞導致慢性膽汁淤積,門脈炎癥,并逐漸發(fā)展為肝硬化和肝功能衰竭[37].PBC女性高發(fā),男女比例1：10[38].西方國家發(fā)病率為2.05例/10萬.多數(shù)患者在診斷時無癥狀,隨著疾病的發(fā)展,患者會出現(xiàn)疲勞與瘙癢,有78%患者存在疲勞癥狀,有20%-70%患者存在瘙癢癥狀[38].雖然遺傳和環(huán)境因素在PBC的發(fā)病機制中起重要作用,但PBC病人中Treg細胞也存在著異常.

1980 年首次發(fā)現(xiàn)PBC中存在Treg細胞原發(fā)性的缺陷[7].從PBC病人外周血中分離得到的CD4posCD25posTreg細胞沒有明顯的功能缺陷,但是Treg細胞CD8posCD28negTreg亞群的免疫抑制功能明顯減弱[39].PBC病人的外周血單個核細胞與Th17相關的基因如IL-1β,IL-6,IL-23,RORγt和IL-17A的表達水平升高,而與Treg相關的基因如TGF-β和FOXP3的表達水平下降,表明在PBC病人中Treg和Th17細胞的比例失調[40].最近一項研究[41]表明,PBC病人的Treg細胞對IL-12敏感性增加,失去免疫抑制表型與功能,并可向具有促炎功能的Th1型細胞分化.

熊去氧膽酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是目前為止唯一批準治療PBC的藥物,其他藥物如苯丁酸氮芥,環(huán)保菌素,硫唑嘌呤,沙利度胺,甲氨喋呤,秋水仙堿單獨用藥都沒有顯示出良好的效果[42].目前有多種新藥在進行臨床實驗,如貝特類藥物.以Treg細胞為治療靶點的生物治療可能為新藥開發(fā)提供新的方向.

有報道Treg細胞過繼治療在動物模型中顯示可以抑制T細胞的免疫應答,從而減輕PBC的癥狀[43].萬古霉素可通過影響TGF-β通路發(fā)揮免疫調節(jié)作用[44].一項臨床實驗中發(fā)現(xiàn)口服低劑量萬古霉素可以改善PBC病人的臨床癥狀[45].進一步研究表明,萬古霉素是通過增加血清TGF-β,促進Treg數(shù)量增加,從而治療PBC[46].

3 原發(fā)性硬化性膽管炎

原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)是一種罕見的自身免疫性肝疾病.主要影響肝外膽管,膽管進行性纖維化狹窄導致慢性膽汁淤積,進而可造成肝硬化和肝功能衰竭[47].PSC發(fā)病率為0.41例/10萬[48].約15%-40%患者在病程早期無癥狀,病程晚期最常見的癥狀為黃疸,瘙癢,疲勞,腹痛[49].約60%-80%PSC患者存在潰瘍性結腸炎[50].PSC發(fā)病機制不明,多種因素如,遺傳和環(huán)境因素都與PSC相關[50].

2004 年,Sebode等[8]報道PSC病人外周循環(huán)Treg細胞數(shù)量減少,同時免疫抑制能力受損.對病人進行肝臟組織活檢發(fā)現(xiàn),與PBC病人相比PSC病人肝內Treg細胞數(shù)量減少.PSC動物模型顯示,相比于脾臟Treg細胞,肝臟 Treg細胞的Foxp3表達明顯下降并且免疫抑制功能受損.這可能與肝臟Treg細胞IL-12受體上調,IL-12信號通路增強有關[51].

目前為止,PSC仍然缺少有效的治療方法,晚期PSC唯一治療方法是肝移植.在PSC小鼠模型中,低劑量IL-2c可以上調Treg細胞的CD39,通過嘌呤途徑來抑制CD8+T細胞的增殖,改善PSC的膽管纖維化[52].目前臨床研究表明萬古霉素可改善PSC患者的臨床癥狀[53,54].萬古霉素作為免疫調節(jié)制劑可通過增加病人外周血中的CD4posCD25posCD127negTreg數(shù)量或通過消除腸道內細菌來源的有害物質[55]來治療PSC[46,55].

4 結論

Treg細胞功能與數(shù)量異常在自身免疫性疾病中的作用是近年來的研究熱點.有研究證明Treg細胞在Ⅰ型糖尿病、紅斑狼瘡中存在功能異常,并且出現(xiàn)與Treg相關的免疫治療方法.近些年大量的研究集中在Treg功能與數(shù)量異常在AILD中的作用,為闡明AILD發(fā)病機理提供了新的方向,同時為AILD的治療提供了新的思路.Treg細胞在AILD中存在數(shù)量的減少,在炎癥環(huán)境中表型改變,向促炎表型分化,使分泌抗炎因子減少,抑制T細胞增殖功能減弱.抑制APC細胞抗原提呈功能減弱.Treg細胞在AILD中存在多方面的缺陷,從而促進了AILD的發(fā)生與發(fā)展.與Treg相關的治療思路集中在恢復自身免疫耐受機制,通過自身Treg細胞過繼治療,通過細胞因子或具有免疫調節(jié)功能的抗生素恢復患者體內的Treg細胞的數(shù)量與功能.這些新出現(xiàn)的免疫治療方法為AILD病人提供了新的希望.