Th1/Th2與原發(fā)性膽汁性膽管炎相關(guān)性的研究進(jìn)展

陳辰 劉一博 張瑋

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·綜 述·

Th1/Th2與原發(fā)性膽汁性膽管炎相關(guān)性的研究進(jìn)展

陳辰 劉一博 張瑋

原發(fā)性膽汁性肝硬化(PBC)是一種以肝小葉匯管區(qū)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)、小膽管炎癥和破壞、血清抗線粒體抗體(AMA)陽(yáng)性為特征的自身免疫性肝病[1]。其發(fā)病以女性居多，男女比例約為1:10[2]。PBC病理機(jī)制尚不清楚，其發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境[2]、遺傳[3]、自身免疫[4]等因素密切相關(guān)。早期表現(xiàn)為機(jī)體免疫耐受性降低[5]，膽管上皮細(xì)胞炎性壞死，進(jìn)而肝內(nèi)膽汁淤積，同時(shí)淤積的疏水性膽汁酸造成膽管上皮細(xì)胞和肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的凋亡和壞死[6]，如此反復(fù)惡性循環(huán)，可發(fā)展至肝硬化甚至肝衰竭，最終需要肝移植[7]。PBC主要癥狀為乏力、皮膚瘙癢，臨床表現(xiàn)為AMA陽(yáng)性[8]，肝臟生化指標(biāo)異常，組織病理學(xué)表現(xiàn)為以小葉間膽管為中心的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，小膽管增生以及膽汁淤積。

PBC患者涉及抗體以及CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞的自身反應(yīng)，表現(xiàn)出丙酮酸脫氫酶復(fù)合物的E2亞基(PDC-E2)的多向性反應(yīng)[9]。作為一種器官特異性自身免疫性肝病，其特征是單核細(xì)胞浸潤(rùn)于門(mén)管區(qū)，浸潤(rùn)物主要包括CD4+T和CD8+T細(xì)胞[10]。Lv等[11]在研究中證實(shí)CD4+T細(xì)胞的活化在肝損傷模型中扮演了重要角色，CD4+T細(xì)胞的減少降低了肝臟損傷。CD4+T細(xì)胞基于獨(dú)特的細(xì)胞因子產(chǎn)生和效應(yīng)功能主要分為T(mén)h1細(xì)胞(help 1 T cell)、Th2細(xì)胞(help 2 T cell)亞群[12-13]，可以調(diào)節(jié)內(nèi)源性和外源性抗原的免疫反應(yīng)。Th1細(xì)胞主要通過(guò)分泌干擾素(IFN)來(lái)拮抗細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌和病毒感染引起的細(xì)胞免疫反應(yīng)，而Th2細(xì)胞整體參與寄生蟲(chóng)感染的體液免疫反應(yīng)，以分泌IL-4、IL-5和IL-13為特征[13]。二者分泌的細(xì)胞因子表達(dá)異常往往是導(dǎo)致PBC免疫異常的關(guān)鍵所在。

一、Th1與PBC

Th1細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子包括IL-2、IFN-γ、IL-12[14]、IL-18，其中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)IL-2和IFN-γ對(duì)胞內(nèi)病原體如病毒的免疫反應(yīng)具有重要作用。然而，這些細(xì)胞因子也參與其他各種自身免疫性疾病的發(fā)病，并通過(guò)細(xì)胞毒性效應(yīng)的放大機(jī)制損害宿主細(xì)胞。Kawata等[15]認(rèn)為，PBC是一種由Th1主導(dǎo)的自身免疫性疾病，并且Th1效應(yīng)細(xì)胞在膽管炎的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用。有研究表明[15]，在PBC患者中，由Th1分泌的細(xì)胞因子IFN-γ的缺失完全抑制膽管炎的發(fā)展，相比之下，主要由Th17分泌的IL-17A或IL-22的缺失則不會(huì)抑制門(mén)管區(qū)炎癥的發(fā)展和膽管細(xì)胞的損傷。

(一) IL-2 IL-2最早被稱為T(mén)細(xì)胞生長(zhǎng)因子(TCGF)是引起T細(xì)胞增殖的主要細(xì)胞因子。IL-2主要由CD4+T分泌的Th1產(chǎn)生，CD8+T細(xì)胞也產(chǎn)生少量IL-2。IL-2既是自分泌生長(zhǎng)因子，也是旁分泌生長(zhǎng)因子。IL-2是T細(xì)胞激活并進(jìn)入細(xì)胞分裂的關(guān)鍵成分，而T細(xì)胞的活化又制約著整個(gè)特異性免疫應(yīng)答(包括細(xì)胞免疫和體液免疫)。因而IL-2編碼基因的轉(zhuǎn)錄激活和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，在T細(xì)胞激活過(guò)程中發(fā)揮主要作用[16]。

相關(guān)的PBC動(dòng)物模型構(gòu)建過(guò)程中，IL-2亞基因IL-2RA缺陷小鼠在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞完全缺失的背景下，由于AMA的升高，導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫反應(yīng)而發(fā)生顯著的淋巴性疾病，表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)到皮膚、腸道、肺、肝臟等組織中。在肝臟中，淋巴細(xì)胞主要浸潤(rùn)在未發(fā)生明顯纖維化的門(mén)靜脈周圍組織，因此IL-2RA缺陷誘導(dǎo)的小鼠模型具有PBC的的特征[17]。故而認(rèn)為IL-2RA與PBC的發(fā)病密切相關(guān)。同樣的，有教授關(guān)注一名IL-2RA缺失的5歲男孩，基于在PBC患者中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)據(jù)(未發(fā)表)，該學(xué)者推測(cè)新生兒缺失IL-2RA將來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)AMA陽(yáng)性[16]。

(二)IFN-γ IFN-γ由激活的CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK)產(chǎn)生，并經(jīng)抗原刺激后，直接激活I(lǐng)FN-γ的轉(zhuǎn)錄基因。Ana等[18]認(rèn)為在PBC疾病中，解釋IL-12和IFN-γ的效應(yīng)機(jī)制是比較復(fù)雜的，因此，闡述這個(gè)問(wèn)題需要更多的研究來(lái)闡明IL-12及相關(guān)的IL-23信號(hào)通路的效應(yīng)機(jī)制。Yang等[19]以為，PBC模型(CD4-/-Tg)小鼠缺乏CD4+T細(xì)胞，表現(xiàn)為效應(yīng)CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-γ的水平增加。而CD4+T細(xì)胞的缺失可能是導(dǎo)致膽管炎增加的原因。Li[20]則發(fā)現(xiàn)IFN-r可以一定程度上通過(guò)JAK / STAT信號(hào)通路促進(jìn)程序性死亡配體-2(PDL2)表達(dá)。Tsuda等[33]的研究表明， 在肝臟膽管炎的早期階段，Th17通路的缺陷會(huì)抑制IFN-γ的產(chǎn)生。且IFN-γ作為一個(gè)關(guān)鍵的角色參與牛血清蛋白耦合物(2-OA-BSA)誘發(fā)的自身免疫性膽管炎的發(fā)病機(jī)制，IL-23/Th17通路則可增強(qiáng)IL-12/IFN-γ介導(dǎo)的免疫病理?yè)p傷。

Chang等[21]的臨床研究發(fā)現(xiàn)，在PBC患者的血清中，雖然IL-2、IL-4、IL-5表達(dá)增高，IL-10也被報(bào)道增高，但仍以IFN-γ、IL-17表達(dá)增高最明顯，Ana等[22]認(rèn)為，在PBC患者的血清與肝臟中，Th1細(xì)胞因子占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，其分泌的細(xì)胞因子IFN-γ轉(zhuǎn)錄上調(diào)表達(dá)，此外，PBC患者的膽管上皮細(xì)胞(BECs)中過(guò)度表達(dá)TNF-α以及相關(guān)的受體，可能有利于旁分泌的進(jìn)行，并影響這些細(xì)胞，導(dǎo)致其增殖或者凋亡。但也有相關(guān)研究呈陰性結(jié)果，Qian等[23]檢測(cè)PBC患者血清中IFN -γ，發(fā)現(xiàn)IFN -γ水平和IL-23或IL-17的水平?jīng)]有關(guān)聯(lián)。

(三)IL-12 IL-12細(xì)胞因子家族目前由4類異質(zhì)二聚體細(xì)胞因子構(gòu)成，包括IL-12、IL-23、IL-27、IL-35。 其中IL-12是一種由IL-12P35(IL12A編碼)和IL-12P40(IL12B編碼)構(gòu)成的異質(zhì)二聚體。IL-12是由抗原提呈細(xì)胞(APC)，吞噬細(xì)胞和B細(xì)胞產(chǎn)生，對(duì)感染做出應(yīng)答，并且有利于幼稚的CD4+T細(xì)胞發(fā)展成為具有分泌炎癥因子IFN-γ的促炎性的Th1細(xì)胞。此外，它增進(jìn)了T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的產(chǎn)生，與此同時(shí)隨著這些細(xì)胞的細(xì)胞毒性的增加，抑制了Th2的分化[24]。相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)一步提示，AMA陽(yáng)性的PBC患者在細(xì)胞凋亡過(guò)程中，膽管上皮細(xì)胞(BECs)把免疫完整的PDC-E2轉(zhuǎn)變成為凋亡小體，并構(gòu)成凋亡細(xì)胞的表位，能夠誘導(dǎo)成熟單核巨噬細(xì)胞(MDM)分泌包括高水平的IL-12在內(nèi)的炎性細(xì)胞因子[15]。細(xì)胞凋亡作為BECs死亡的主要形式，在PBC患者中明顯增多。PDC-E2作為主要的自身抗原，存在于BEC的凋亡小體中，但在沒(méi)有其他的上皮細(xì)胞凋亡時(shí)，構(gòu)成凋亡細(xì)胞的表位。巨噬細(xì)胞清除不足的凋亡BEC，被凋亡小體吞噬和膽管上皮細(xì)胞完整的自身抗原部分彌補(bǔ)。這些細(xì)胞最終在其表面表達(dá)抗原，吸引單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞聚集，從而引發(fā)炎癥，同時(shí)釋放高水平的IL-12[25]。

PBC患者基因研究的數(shù)據(jù)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，IL-12作為信號(hào)通路可能是研究膽管損傷機(jī)制的關(guān)鍵。事實(shí)上，在加拿大的一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)性研究中已經(jīng)證實(shí)IL-12的亞基因IL-12A和IL-12Rβ2與PBC具有相關(guān)性[26]。與上述觀點(diǎn)相似，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，IL-12p40(IL-12的亞單位)信號(hào)通路是影響dnTGF-RII小鼠自身免疫性膽管炎的主要決定因素。IL-12p40基因的敲除會(huì)導(dǎo)致這些細(xì)胞因子水平顯降低起到了膽管炎的保護(hù)作用，進(jìn)一步表明炎性細(xì)胞因子也參與類似PBC的肝病的發(fā)病機(jī)制[27]。Yao等[28]認(rèn)為，在全基因組關(guān)聯(lián)分析中，IL-12家族調(diào)節(jié)T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病，IL-12p40除在自身免疫性膽管炎中發(fā)揮重要作用，與肝纖維化也相關(guān)。相關(guān)人體試驗(yàn)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)IL-12p40通路與PBC有關(guān)。同樣的，IL-12的另一個(gè)亞單位IL-12p35也被證明在PBC發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮作用，Masanobu等[29]發(fā)現(xiàn)在dnTGFβRII mice小鼠模型中，IL-12p35亞基缺失小鼠會(huì)反復(fù)發(fā)生肝纖維化。而且，該小鼠模型可以在組織學(xué)和免疫學(xué)中反映PBC的主要特征，提供可以闡明人類PBC免疫病理反應(yīng)的有用的動(dòng)物模型。Kawata等[15]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也支持上述觀點(diǎn)，在dnTGF-bRII小鼠中，進(jìn)一步敲除Th1上游信號(hào)分子IL-12p35亞基 ，可以延緩肝臟炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)和膽管細(xì)胞的損傷。

(四) IL-18 IL-18及其周圍細(xì)胞因子聯(lián)合共刺激分子可刺激Th1細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞增殖[30]。此外，IL-18是一種促炎癥細(xì)胞因子，可單獨(dú)或者與IL-12共同誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生[30]。Yamano等[31]發(fā)現(xiàn)在活體肝移植術(shù)前IL-18水平上升，然而在術(shù)后IL-18水平卻迅速降低。并且在PBC發(fā)展的不同階段均可檢測(cè)到IL-18。同時(shí)，據(jù)報(bào)道隨著疾病的發(fā)展，IL-18水平會(huì)隨之上升。因此IL-18的血清水平可作為PBC預(yù)后的一項(xiàng)指標(biāo)。同樣的，梅奧模型的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也表明：原發(fā)性膽汁性肝硬化患者血清IL-18水平與血清膽紅素濃度有一定相關(guān)性，并且血清IL-18水平反映原發(fā)性膽汁性肝硬化的嚴(yán)重程度、自身免疫性肝炎的活動(dòng)程度，并可能成為原發(fā)性膽汁性肝硬化的一項(xiàng)預(yù)后指標(biāo)[31]。

二、Th2與PBC

Th2細(xì)胞能分泌IL-4和IL-5等細(xì)胞因子，促進(jìn)成熟的B細(xì)胞轉(zhuǎn)化成漿細(xì)胞，從而促使自身抗體的產(chǎn)生，在由自然殺傷T細(xì)胞(NKT)細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子環(huán)境中，IL-4可以誘導(dǎo)Th2細(xì)胞因子應(yīng)答[32]。增強(qiáng)抗體介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答。同時(shí)Th2細(xì)胞分泌和表達(dá)的因子或受體還包括IL-4R、IL-10、IL-13、IL-13RA1、IL-13RA2、IL-1R1、IL-1R2，以及趨化因子及其受體CCR2(MCP-1)、CCR3、CCR4、CCR9、CCL5(RANTES)、CCL7(MCP-3)、CCL-11(eotaxin)和CCL15(MIP-1d)等。

在PBC患者中原始的Th1細(xì)胞因子占優(yōu)勢(shì)，并且Th1水平與膽管破壞的程度高度相關(guān)。但是與其他器官特異性自身免疫性疾病中Th2型應(yīng)答相似，在晚期的PBC患者中Th2型應(yīng)答顯著下降，可以防止組織損傷[33]。研究過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)NKT具有較強(qiáng)產(chǎn)生IL-4的能力，人們猜測(cè)，NKT細(xì)胞可能驅(qū)動(dòng)Th2免疫應(yīng)答的分化。上述觀點(diǎn)盡管只有少數(shù)幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究支持，大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)NKT缺陷(CD1d-/-或β2M-/-)小鼠模型不支持NKT細(xì)胞在上述反應(yīng)中發(fā)揮的重要作用。然而，并不排除體內(nèi)NKT細(xì)胞在一些Th2相關(guān)的免疫應(yīng)答中扮演重要的角色[34]。同時(shí)，NKT細(xì)胞表達(dá)的mRNA構(gòu)成種類繁多細(xì)胞因子，它們能夠迅速釋放大量的Th1細(xì)胞因子，如IFN-γ、IL-2、TNF-α和Th2細(xì)胞因子，如IL-4，IL-5，IL-10和IL-13，這是也是Th1或Th2免疫反應(yīng)異常的原因之一[32]。

(一)IL-10 Wanabayashi等[36]認(rèn)為IL-10是一種重要的抗炎因子，其在維持免疫耐受和治療自身免疫性疾病等方面起著至關(guān)重要的作用。PBC相關(guān)的細(xì)胞因子的作用也表明，免疫系統(tǒng)激活伴隨Th1/Th17的不平衡。分析PBC患者移植肝臟標(biāo)本中RNA的表達(dá)，其結(jié)果始終顯示：細(xì)胞因子偏移即IL-10(一種主要由Th2分泌的細(xì)胞因子)降低[37]。Lan等[38]認(rèn)為檢測(cè)肝組織中的mRNA水平，IL-10在PBC患者中的表達(dá)低于慢性乙型病毒性肝炎的對(duì)照組。由T細(xì)胞產(chǎn)生的IL-10被認(rèn)為在自身免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用減弱，低水平的IL-10可能表明在肝臟中T細(xì)胞的自身反應(yīng)失調(diào)。

(二) IL-5 IL-5由Th2細(xì)胞和激活的肥大細(xì)胞產(chǎn)生，主要功能是刺激嗜酸粒細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，激活成熟嗜酸粒細(xì)胞，增強(qiáng)其殺傷寄生蟲(chóng)的能力。IL-5和IL-4的功能相互補(bǔ)充，促進(jìn)Th2細(xì)胞介導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)。并與其他細(xì)胞因子如IL-2和IL-4在刺激B細(xì)胞生長(zhǎng)和分化時(shí)有協(xié)同作用，增強(qiáng)成熟B細(xì)胞合成免疫球蛋白，特別是IgA。Masanobu等[39]研究表明PBC患者的血液和肝臟中，Th1和Th2型細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄，如INF-γ、IL-2、IL-5的上調(diào)。并且IL-5促進(jìn)活化的B細(xì)胞分化成為Ig-producing細(xì)胞和促進(jìn)IgM和IgA的產(chǎn)生。此外，IL-5對(duì)于嗜酸性粒細(xì)胞的活化和脫顆粒具有強(qiáng)大和特異性的影響。嗜酸性粒細(xì)胞已被證明存在于PBC患者中，并且嗜酸性粒細(xì)胞毒產(chǎn)物如主要堿性蛋白局部存在于PBC患者的門(mén)靜脈周圍。

(三)其他細(xì)胞因子 傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，PBC的發(fā)生與Th1型自身免疫反應(yīng)相關(guān)，在此過(guò)程中IFN-γ水平增加，伴隨Th2的反應(yīng)包括IL-5和IL-6，而IL-4、IL-10沒(méi)有變化[40]。Kimchi等[41]的研究結(jié)果表明，Treg可能主導(dǎo)或抑制IL-6信號(hào)傳導(dǎo)，可用于治療重癥或難治性膽汁淤積性肝病患者。而且TNF-α、IL-1B、IL-6三種細(xì)胞因子常常影響的疾病的發(fā)生發(fā)展。TNF-α、IL-6通常存在于膽汁淤積性肝損傷的患者外周循環(huán)中，同樣也出現(xiàn)在膽汁淤積癥動(dòng)物模型中。然而，在Chuang等[19]的研究中，在PBC患者中，NK細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)值在血液和肝臟的頻繁的增加。相比之下，NK細(xì)胞合成的IFN-γ，IL-6和IL-8的與對(duì)照組相比卻顯著降低。

三、Th1/Th2與PBC

PBC患者外周血存在Th1/Th2細(xì)胞因子偏移[42]。PBC患者在熊去氧膽酸(UDCA)治療后，血清中的IFN-γ和IL-2細(xì)胞因子降低，從而影響Th1發(fā)揮作用。具體來(lái)講，經(jīng)UDCA治療后，通過(guò)調(diào)節(jié)特定類型的細(xì)胞因子等一系列免疫反應(yīng)，打破Th1/Th2的平衡，改變Th2分化途徑，進(jìn)而抑制Th1反應(yīng)?？傮w而言，數(shù)據(jù)表明，Th1和Th2細(xì)胞因子在PBC疾病中起到一定作用，由于產(chǎn)生IFN-γ淋巴細(xì)胞清除的存在，Th1細(xì)胞因子可能存在輕微的偏倚。T細(xì)胞被標(biāo)記為膽道破壞的主要介質(zhì)。Th1和Th2反應(yīng)已被證明會(huì)隨著PBC的進(jìn)展而變化，尤其是Th1型細(xì)胞因子，并且在兩者反應(yīng)中嗜酸性粒細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞的作用也很重要[43]。

Th1和Th2分泌的細(xì)胞因子常?；ハ鄥f(xié)同或互相牽制而發(fā)揮作用。近年來(lái)有研究者在體外細(xì)胞培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，相同條件下，當(dāng)存在IFN -γ和IL-4時(shí)，Th17及特異細(xì)胞因子IL-17的表達(dá)明顯下降；而當(dāng)存在IFN -γ單抗或IL-4單抗時(shí)，Th17分化率和IL-17表達(dá)率均增加。以上提示IFN -γ和IL-4可能抑制了Th17的分化，具體機(jī)制還有待研究。但已有研究發(fā)現(xiàn)PBC患者肝臟中IFN-γ的表達(dá)較IL-4明顯升高，IFN-γ的水平與匯管區(qū)炎癥程度密切相關(guān)，而且在受損的膽管周圍IFN-γ的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯增加，這說(shuō)明Thl細(xì)胞在PBC患者肝臟匯管區(qū)炎癥反應(yīng)中具有重要作用，因此，深入研究PBC發(fā)病進(jìn)程中的分子調(diào)控機(jī)制具有重要現(xiàn)實(shí)意義[44]。

綜上所述，在PBC發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，由Thl產(chǎn)生的IFN-γ、IL-12、IL-18等細(xì)胞因子增多，從而促進(jìn)細(xì)胞免疫反應(yīng)。而由Th2產(chǎn)生的IL-10降低，IL-5、IL-6增加，主要介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答進(jìn)而可抑制PBC發(fā)病。但Thl/Th2失衡是否能夠完全闡明PBC發(fā)病機(jī)制，二者究竟通過(guò)哪些信號(hào)通路發(fā)揮作用，還有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

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(本文編輯：張苗)

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，81373860，補(bǔ)虛化瘀法對(duì)雌激素介導(dǎo)的Th1/Th2表達(dá)下的原發(fā)性膽汁性肝硬化發(fā)病機(jī)制的研究

200030 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院(陳辰)；上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院肝病科(劉一博，張瑋)

張瑋，Email: 18918104444@189.cn

2016-09-21)