曾亞軍,李玲玲,段行武,張潤(rùn)田,陳廣山
(北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院,北京 100007)
與銀屑病相關(guān)的T輔助細(xì)胞研究進(jìn)展
曾亞軍,李玲玲,段行武,張潤(rùn)田,陳廣山
(北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院,北京 100007)
銀屑病是一種由多種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子介導(dǎo)參與的慢性炎癥性免疫性疾病。關(guān)于銀屑病的確切發(fā)病機(jī)制尚未闡明,研究發(fā)現(xiàn)可能與Th1、Th2、Th17、調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(Treg)細(xì)胞、Th22細(xì)胞及Th9細(xì)胞的異常活化并釋放大量細(xì)胞因子有關(guān)。該文圍繞這些免疫細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子主要從近年所發(fā)現(xiàn)的Th細(xì)胞亞群及其相關(guān)細(xì)胞因子角度綜述了近年來與銀屑病T輔助細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展,闡述各個(gè)輔助細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子在銀屑病發(fā)病過程中的作用及關(guān)聯(lián)機(jī)制,以期能幫助筆者更深入地了解銀屑病的發(fā)病機(jī)制并為今后的實(shí)驗(yàn)研究提供依據(jù)。
銀屑??;T輔助細(xì)胞;細(xì)胞因子;作用機(jī)制
T淋巴細(xì)胞根據(jù)表面的分化抗原可分為T輔助細(xì)胞(CD3+CD4+)及細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CD3+CD8+),初始CD4+T淋巴細(xì)胞接受抗原刺激的信號(hào),在不同的條件下可分化成不同的T淋巴細(xì)胞亞群,包括Th1型、Th2型、Th17型、Treg型、Th22型、Th9型,這些細(xì)胞各自具有不同的生物學(xué)功能。銀屑病患者的皮損和外周血中發(fā)現(xiàn)這些T輔助細(xì)胞都有不同程度的改變,而這種改變構(gòu)成了銀屑病免疫紊亂的主要元素。
1.1 Th1/Th2細(xì)胞 正常機(jī)體內(nèi),Th1/Th2維持著動(dòng)態(tài)平衡,當(dāng)Th1/Th2平衡失調(diào)時(shí),即某一細(xì)胞群功能增強(qiáng),另一方功能受到抑制時(shí),則稱為“Th1/Th2漂移”。Th1/Th2漂移理論是銀屑病免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。以往研究證實(shí)尋常型銀屑病存在Th1分化增強(qiáng),是典型的Th1漂移性疾病,把細(xì)胞因子環(huán)境從Th1向Th2推動(dòng)會(huì)改善銀屑病炎癥的反應(yīng)[1]。
1.2 Th17細(xì)胞 Th17細(xì)胞是一種新發(fā)現(xiàn)的Th細(xì)胞亞群,因分泌白細(xì)胞介素(IL)-17而得名。20世紀(jì) 90年代單克隆抗體 Stelara(優(yōu)特克單抗Ustekinumab)用于臨床治療銀屑病療效顯著,后來Lee等[2]發(fā)現(xiàn)在銀屑病患者病灶部位高表達(dá)的不是IL-12而是IL-23,因此其提出Stelara之所以能有效治療銀屑病皮損的原因是由于其能抗IL-23。而IL-23與Th17細(xì)胞的分化及增殖密切相關(guān),Lee等[2]又重新分析了銀屑病患者病灶部位皮膚中T細(xì)胞的分布。研究表明Th17細(xì)胞由IL-6和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)聯(lián)合誘導(dǎo)分化而來[3]。Kagami等[4]研究發(fā)現(xiàn)維甲酸相關(guān)孤核受體γt(RORγt)、STAT等細(xì)胞內(nèi)信號(hào)與TGF-β1等細(xì)胞外細(xì)胞因子共同作用,能夠誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的分化。Th17細(xì)胞表達(dá)IL-23R,能迅速引起Th17細(xì)胞對(duì)由角質(zhì)形成細(xì)胞及DC等細(xì)胞分泌的IL-23的反應(yīng),從而使活化的Th17細(xì)胞存活并增殖,且大量產(chǎn)生的IL-23與Th17細(xì)胞表達(dá)的IL-23R結(jié)合來維持Th17細(xì)胞存活并大量增殖且同時(shí)分泌促炎性細(xì)胞因子[5]。
Th17細(xì)胞及其分泌的IL-12、IL-22、IL-21、IL-17、TNF-α在銀屑病的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的免疫炎癥作用。Kagami等[4]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)銀屑病患者外周血中的Th17細(xì)胞比例較正常人升高,而接受英利昔單抗或依那西普治療的銀屑病患者外周血中的Th17細(xì)胞比例及血清中IL-17水平出現(xiàn)降低。因此Th17細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)是銀屑病科學(xué)研究領(lǐng)域中的又一成就,也是當(dāng)代生物制劑研究的里程碑。另外研究發(fā)現(xiàn)IL-23和Th17細(xì)胞形成的IL-23/IL-17軸促進(jìn)了銀屑病的發(fā)生發(fā)展,并對(duì)銀屑病的嚴(yán)重程度起著一定的提示作用[6]。
1.3 Treg細(xì)胞 Treg細(xì)胞是另一類近年來研究發(fā)現(xiàn)的新型的抑制炎癥的Th細(xì)胞亞群。TGF-β可促使初始T淋巴細(xì)胞分化為Treg細(xì)胞,其主要分泌IL-10和TGF-β[3]。Treg細(xì)胞是一組具有免疫抑制作用的細(xì)胞群,表現(xiàn)在Treg細(xì)胞經(jīng)T淋巴細(xì)胞抗原(TCR)刺激活化后,抑制CD4+T和CD8+T淋巴細(xì)胞的增生。Treg對(duì)Th1及Th2細(xì)胞均有抑制作用,但是對(duì)Th1的抑制更加明顯[7]。
Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞都由初始CD4+T淋巴細(xì)胞分化而來,兩者的功能和分化過程相互對(duì)抗,在正常情況下兩者保持平衡。Th17/Treg平衡對(duì)維持機(jī)體免疫平衡至關(guān)重要,其失衡是導(dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制之一[8]。研究發(fā)現(xiàn)在銀屑病患者的皮損中Foxp3+Treg細(xì)胞很容易分化為分泌IL17A的細(xì)胞(Th17)[9]。
張力文等[10]研究表明發(fā)現(xiàn)銀屑病患者的皮損處及外周血的Treg細(xì)胞數(shù)目降低,因此推測(cè)銀屑病患者皮損處和外周血的Treg細(xì)胞受損從而使其自身免疫調(diào)控作用和對(duì)效應(yīng)型T淋巴細(xì)胞的抑制能力下降。另外銀屑病患者的皮損外以及外周血中Th17和Treg細(xì)胞都有所增加,且和疾病的嚴(yán)重程度正相關(guān),盡管Treg細(xì)胞可以明顯抑制CD4+細(xì)胞的增生和IFN-γ的產(chǎn)生,但CD4+T淋巴細(xì)胞分泌IL-17不受Treg細(xì)胞調(diào)節(jié)[11]。
1.4 Th22細(xì)胞 Th22細(xì)胞是采用流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)的一群獨(dú)立的CD4+記憶性T淋巴細(xì)胞亞群,當(dāng)機(jī)體感染病毒或細(xì)菌等病原體后,能夠激活其他免疫細(xì)胞,幫助機(jī)體控制炎癥對(duì)抗感染,在監(jiān)督和協(xié)調(diào)引起炎癥的免疫細(xì)胞過程中具有重要意義。IL-6和TNF-α可以誘導(dǎo)人初始CD4+T淋巴細(xì)胞向Th22分化。Th22細(xì)胞主要分泌IL-22、TNF-α,還可少量分泌IL-13、IL-10等,其中參與免疫調(diào)節(jié)的主要IL-22,并通過IL-22體現(xiàn)其生物學(xué)特性[12]。
銀屑病患者外周血或者皮損中Th22的含量及比例在皮損中的含量較外周明顯增多,阻斷信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄因子3(STAT3)和核轉(zhuǎn)錄因子kappa B(NF-κB)細(xì)胞通路能有效阻止IL-22的分泌[13]。此外還有研究報(bào)道銀屑病患者外周血中的IL-22水平較正常人明顯升高,且與銀屑病病情的嚴(yán)重程度密切相關(guān)[14]。
1.5 Th9細(xì)胞 Veldhoen在2008年通過聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase c hain r eaction,PCR)及細(xì)胞內(nèi)染色等研究手段發(fā)現(xiàn)新型Th細(xì)胞亞群—Th9亞群[15]。Wong等[16]研究證實(shí)TGF-β和IL-4可以促使CD4+T淋巴細(xì)胞分化成Th9細(xì)胞。另外,在Th9細(xì)胞分化過程中干擾素調(diào)節(jié)因子4(Interferon regulatory factor 4,IRF4)也起著重要的作用,IRF4被發(fā)現(xiàn)可直接綁定到IL9啟動(dòng)子[17]。Th9細(xì)胞主要分泌IL-9并通過IL-9來發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)[16]。
Th9細(xì)胞產(chǎn)生的IL-9能增加銀屑病患者皮膚損傷,部分學(xué)者認(rèn)為其通過自身的自分泌和旁分泌的活動(dòng)來影響銀屑病的發(fā)生和發(fā)展[18]。不過Th9細(xì)胞在銀屑病患者外周血中的表達(dá)含量低,其具體的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
IL-6和TGF-β是誘導(dǎo)初始化CD4+T淋巴細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子。TGF-β可誘導(dǎo)Treg的產(chǎn)生,并維持外周Treg細(xì)胞的數(shù)量、功能及表達(dá),發(fā)揮抑制炎癥作用。但在IL-6存在的情況下,TGF-β一方面促進(jìn)幼稚T淋巴細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞,分泌前炎癥因子IL-17;另一方面TGF-β可通過上調(diào)IL-23R的表達(dá)促進(jìn)Th17細(xì)胞發(fā)育成熟,促進(jìn)自身免疫和炎癥的發(fā)生[19]。Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)化是機(jī)體的一種生理性調(diào)節(jié)機(jī)制,當(dāng)人體發(fā)生感染時(shí),抗原呈遞細(xì)胞被抗原活化,隨后其分泌的一系列炎性細(xì)胞因子IL-6及IL-lβ等,可不斷誘導(dǎo)Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Th17細(xì)胞,為清除感染產(chǎn)生必需的免疫應(yīng)答。IL-6是維持Th17/Treg平衡的關(guān)鍵細(xì)胞因子,IL-6可使天然型Treg細(xì)胞(nTreg)轉(zhuǎn)化為Th17細(xì)胞,但拮抗誘導(dǎo)型Treg細(xì)胞(iTreg)的分化[20]。
IL-8屬于Cxc類趨化因子,對(duì)中性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞等具有強(qiáng)烈的趨化作用,同時(shí)IL-8還可作為有絲分裂原,通過自分泌或旁分泌方式刺激角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和分化,在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[21]。
IL-9主要來源于Th9細(xì)胞,其他CD4+T淋巴細(xì)胞亞群也可分泌。IL-9主要在炎癥反應(yīng)中起到刺激細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)抗凋亡機(jī)制,另外其還具有免疫調(diào)節(jié)功能,IL-9能夠通過肥大細(xì)胞加強(qiáng)Treg細(xì)胞免疫抑制功能,誘導(dǎo)外周免疫耐受[22]。Singh等[23]研究發(fā)現(xiàn)IL-9顯著增強(qiáng)銀屑病患者外周血單個(gè)核細(xì)胞或CD4+T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生,推測(cè)IL-9可能主要通過Th17細(xì)胞在銀屑病的炎癥反應(yīng)中起作用。
IL-10是一種由Treg細(xì)胞及Th2分泌的多效抗炎細(xì)胞因子,其具有多效免疫抗炎及調(diào)節(jié)功能,處于免疫調(diào)節(jié)的中心環(huán)節(jié)[24]。尋常型銀屑病患者外周血中Treg細(xì)胞及IL-10數(shù)量較正常人者明顯減少,且進(jìn)行期低于靜止期,而且患者PASI評(píng)分與外周血Treg細(xì)胞比例和IL-10水平均呈現(xiàn)負(fù)性相關(guān)[10]。
IL-17是Th17細(xì)胞產(chǎn)生的標(biāo)志性因子,也是Th17細(xì)胞的主要效應(yīng)因子。在銀屑病等自身免疫疾病的發(fā)展過程中IL-17作為重要的促炎介質(zhì)而發(fā)揮作用。IL-17家族包含IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(即IL-25)、IL-17F。IL-17A和IL-17F具有高度同源性,銀屑病患者皮損中IL-17A較正常人增高。研究發(fā)現(xiàn)IL-17F能誘導(dǎo)IL-8增高,這可能是IL-17F參與銀屑病發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制之一[25]。
IL-22是Th17和Th22分泌的重要效應(yīng)因子,在多種炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用,參與固有免疫和炎癥反應(yīng)。IL-22在銀屑病中主要作用于角質(zhì)形成細(xì)胞(Keratinocyte cell,KC),其主要生物學(xué)效應(yīng)是促進(jìn)上皮細(xì)胞的分化、增殖及遷移,促進(jìn)炎癥因子的生成,同時(shí)抑制影響上皮分化的相關(guān)蛋白[26]。Kagami等[27]發(fā)現(xiàn)銀屑病患者外周血及皮損中的IL-22水平顯著高于正常人,其含量與病情的嚴(yán)重程度密切相關(guān),而其他細(xì)胞因子如IFN-γ、TNF-a和IL-17A與病情輕重并無明顯相關(guān)性,提示IL-22是銀屑病發(fā)病的重要致病因子。在重建人表皮模型及動(dòng)物模型中,給以IL-22刺激,均可觀測(cè)到類似于銀屑病的皮膚病理表現(xiàn),可見到棘層增厚及顆粒層透明角質(zhì)顆粒消失[28]。
IL-23由DC和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,可激活和Treg細(xì)胞誘導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)和慢性炎癥反應(yīng),是銀屑病重要的致炎因子。Tonel等[29]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),注射IL-23單抗可以阻斷銀屑病的發(fā)展,證實(shí)IL-23可導(dǎo)致銀屑病的發(fā)展。IL-23不參與CD4+T淋巴細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化,它主要是刺激Th17細(xì)胞分泌Th17相關(guān)細(xì)胞因子IL-17A和IL-17F等而發(fā)揮作用[30]。
TNF-α為多效細(xì)胞因子,已有較多研究證實(shí)TNF-α與銀屑病發(fā)病有關(guān)。TNF-α可通過IL-12、IL-23等直接或間接促進(jìn)IFN-γ的產(chǎn)生。TNF-α主要是通過刺激并誘導(dǎo)KC分泌了促炎因子IL-8、S100A7和IL-19等發(fā)揮作用,這些促炎因子已經(jīng)證實(shí)在銀屑病發(fā)病機(jī)制中有重要免疫作用,同時(shí)觀察到TNF-α和IL-17協(xié)同刺激KC,可使這種免疫效應(yīng)加倍[31]。
銀屑病是一種由多種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子介導(dǎo)參與的慢性炎癥性免疫性疾病。通過靶向p40阻止初始CD4+T淋巴細(xì)胞向Th1和Th17的分化,或通過IL-10使Th1免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)向Th2免疫反應(yīng),或抑制Th22細(xì)胞的活性等都可使銀屑病患者病情得到改善。對(duì)銀屑病中相關(guān)的免疫細(xì)胞和其相關(guān)細(xì)胞因子的深入研究可為臨床提供新的治療思路,同時(shí)也為臨床基因干預(yù)治療、疾病的早期干預(yù)及新藥研發(fā)開辟了新的道路。
[1] Rutter KJ,Watson RE,Cotterell LF,et al.Severely photosensitive psoriasis:a phenotypically defined patientsubset[J].JInvestDermatol, 2009,129:2861-2867.
[2] Lee E,TrepicchioWL,Oestreicher JL,etal.Increased expression of interleukin 23 p19 and p40 in lesional skin of patients with psoriasisvulgaris[J].JExp Med,2004,199:125-130.
[3] Luckheeram RV,Zhou R,Verma AD,et al.CD4+T cells: differentiation and functions[J].Clin Dev Immunol,2012,2012:925 135.
[4] Kagami S.IL-23 and Th17 cells in infections and psoriasis[J]. Nihon RinshoMenekiGakkaiKaishi,2011,34:13-19.
[5] Chang SH,Reynolds JM,Pappu BP,et al.Interleukin-17C promotes Th17 cell responses and autoimmune disease via interleukin-17 receptor E[J].Immunity,2011,35:611-621.
[6] 陳文輝,劉元林,李曉鵬.IL-23/IL-17軸對(duì)尋常型銀屑病病情的影響[J].東南國(guó)防醫(yī)藥,2014,29(3):284-286.
[7] Schmitt N,Ueno H.Regulation of human helper T cell subset differentiation by cytokines[J].Curr Opin Immunol,2015,34:130-136.
[8] Ma L,Xue HB,Guan XH,et al.The imbalance of Th17 cells and CD4(+)CD25(high)Foxp3(+)Treg cells in patientswith atopic dermatitis[J].JEur Acad Dermatol Venereol,2014,28:1079-1086. [9] Gagliani N,Amezcua VMC,Iseppon A,et al.Th17 cells transdifferentiate into regulatory T cells during resolution of inflammation[J].Nature,2015,523:221-225.
[10]張力文,李艷嫦,劉冬先.尋常性銀屑病患者皮損組織中RORγt,IL-17,Foxp3和IL-10的檢測(cè)[J].中國(guó)皮膚性病學(xué)雜志, 2014,28(7):681-683,689.
[11]Hirahara K,Nakayama T.CD4+T-cell subsets in inflammatory diseases:beyond the Th1/Th2 paradigm[J].Int Immunol,2016,28: 163-171.
[12]Jia L,Wu C.The biology and functions of Th22 cells[J].Adv Exp Med Biol,2014,841:209-230.
[13]Benham H,Norris P,Goodall J,et al.Th17 and Th22 cells in psoriatic arthritis and psoriasis[J].Arthritis Res Ther,2013,15: R136.
[14]Goldminz AM,Suárez-Fari?asM,Wang AC,etal.CCL20 and IL22 messenger RNA expression after adalimumab vs methotrexate treatment of psoriasis:a randomized clinical trial[J].JAMA Dermatol,2015,151:837-846.
[15]Stassen M,Schmitt E,Bopp T.From interleukin-9 to T helper 9 cells[J].Ann NYAcad Sci,2012,1247:56-68.
[16]Wong MT,Ye JJ,Alonso MN,et al.Regulation of human Th9 differentiation by typeⅠinterferons and IL-21[J].Immunol Cell Biol,2010,88:624-631.
[17]StaudtV,Bothur E,Klein M,etal.Interferon-regulatory factor 4 is essential for the developmental program of T helper 9 cells[J]. Immunity,2010,33:192-202.
[18]Schlapbach C,Gehad A,Yang C,etal.Human TH9 cells are skintropic and have autocrine and paracrine proinflammatory capacity [J].SciTranslMed,2014,6:219ra8.
[19]Liu HP,Cao AT,Feng T,etal.TGF-βconverts Th1 cells into Th17 cells through stimulation of Runx1 expression[J].Eur J Immunol, 2015,45:1010-1018.
[20]Hori S.Lineage stability and phenotypic plasticity of Foxp3+regulatory T cells[J].ImmunolRev,2014,259:159-172.
[21]鄭焱,田瓊,來寶長(zhǎng),等.銀屑病素在T細(xì)胞分泌IL-8中的作用[J].中國(guó)皮膚性病學(xué)雜志,2014,28(4):352-354.
[22]Goswami R,Kaplan MH.A brief history of IL-9[J].J Immunol, 2011,186:3283-3288.
[23]Singh TP,Sch?n MP,Wallbrecht K,et al.Involvement of IL-9 in Th17-associated inflammation and angiogenesis of psoriasis[J]. PLoSOne,2013,8:e51 752.
[24]Sakaguchi S,Vignali DA,Rudensky AY,et al.The plasticity and stability of regulatory T cells[J].NatRev Immunol,2013,13:461-467.
[25]Maddur MS,Miossec P,Kaveri SV,et al.Th17 cells:biology, pathogenesis of autoimmune and inflammatory diseases,and therapeutic strategies[J].Am JPathol,2012,181:8-18.
[26]Moriwaki Y,Takada K,Nagasaki T,et al.IL-22/STAT3-induced increases in SLURP1 expression within psoriatic lesions exerts antimicrobial effects against staphylococcus aureus[J].PLoSOne, 2015,10:e0 140 750.
[27]KagamiS,Rizzo HL,Lee JJ,etal.Circulating Th17,Th22,and Th1 cells are increased in psoriasis[J].J Invest Dermatol,2010,130: 1373-1383.
[28]Prans E,Kingo K,Traks T,et al.Copy number variations in IL22 geneareassociated with psoriasisvulgaris[J].Hum Immunol,2013, 74:792-795.
[29]Tonel G,Conrad C,Laggner U,et al.Cutting edge:A critical functional role for IL-23 in psoriasis[J].J Immunol,2010,185: 5688-5691.
[30]趙京霞,王燕,底婷婷,等.IL-23/IL-17軸在銀屑病免疫發(fā)病機(jī)制中的作用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床,2012,32(4):453-456.
[31]Sartini A,DiGirolamo M,Scarcelli A,et al.Letter:TNFαblockers and psoriasis:a'reasonable paradox′-the role of TH-17 cells[J]. AlimentPharmacol Ther,2014,39:1244-1246.
R758.63
A
1672-0709(2017)01-0084-04
2016-06-02)
段行武2012國(guó)家自然科學(xué)基金;李玲玲2014國(guó)家自然科學(xué)基金;張潤(rùn)田2014國(guó)家自然科學(xué)基金;陳廣山2015校自主課題;李玲玲杰出青年人才項(xiàng)目:2016-JYB-XJQ005;李玲玲北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院2016青苗人才計(jì)劃。
李玲玲,E-mail:abcling3238@sina.com