腸道微環(huán)境對TH17細(xì)胞分化及其功能影響的研究進(jìn)展

董靈芝， 聶 晶， 王慶才

1.泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271000； 2.泰安市中心醫(yī)院消化內(nèi)一科

腸道微環(huán)境對TH17細(xì)胞分化及其功能影響的研究進(jìn)展

董靈芝1， 聶 晶2， 王慶才2

1.泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271000； 2.泰安市中心醫(yī)院消化內(nèi)一科

腸道微環(huán)境是指腸道微生態(tài)環(huán)境，由大量微生物菌群組成并參與機(jī)體腸道黏膜保護(hù)、能量傳遞及營養(yǎng)代謝等生理機(jī)制，微環(huán)境發(fā)生改變時會引起腸道病理性反應(yīng)。人體內(nèi)腸道菌群失調(diào)會影響腸道TH17細(xì)胞的正常發(fā)育、分化及功能，從而使免疫系統(tǒng)的抗病能力降低，導(dǎo)致腸道黏膜損傷及腸道炎癥反應(yīng)。腸道微環(huán)境、腸道菌群、腸道TH17細(xì)胞與腸道炎癥性反應(yīng)相關(guān)因素之間有密切關(guān)系，但目前聯(lián)系并不明確。本文就腸道微環(huán)境、腸道菌群、腸道TH17細(xì)胞與腸道炎癥反應(yīng)相關(guān)因素之間關(guān)系作一概述，從而探討腸道疾病可能的發(fā)病機(jī)制，為炎癥性腸道疾病治療途徑提供新的思路。

腸道微環(huán)境；TH17細(xì)胞；腸道菌群；炎癥反應(yīng)

TH17細(xì)胞是機(jī)體免疫防御反應(yīng)中產(chǎn)生的具有分泌功能的T細(xì)胞亞群，成熟的TH17細(xì)胞能夠分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-26、IL-8、IL-10、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等細(xì)胞因子及趨化因子配體如：CXCL8、CCL20等[1]，這些細(xì)胞因子可以共同參與活化中性粒細(xì)胞，從而有效介導(dǎo)組織炎癥反應(yīng)。在TH17細(xì)胞的防御機(jī)制中，IL-1、IL-6、TNF-α等為主要的執(zhí)行因子，中性粒細(xì)胞為重要執(zhí)行細(xì)胞，IL-6及β轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor β，TGF-β)驅(qū)動誘發(fā)TH17細(xì)胞對抗細(xì)胞外細(xì)菌及其他抗原產(chǎn)生的免疫反應(yīng)。另外，產(chǎn)生IgG/IgA/IgM的B細(xì)胞、CD4(+)T細(xì)胞等均參與TH17細(xì)胞的活化及相關(guān)免疫反應(yīng)。在TH17的轉(zhuǎn)錄過程中，轉(zhuǎn)錄因子STAT3、RORγ等發(fā)揮重要作用。目前認(rèn)為，CD4(+)T細(xì)胞激活后使TH17轉(zhuǎn)錄合成增加，并分泌IL-17、TNF-α等效應(yīng)因子，從而活化中性粒細(xì)胞，使其發(fā)揮吞噬作用，有效防御機(jī)體細(xì)胞外細(xì)菌及霉菌的侵襲。IL-6等可以活化補體反應(yīng)而直接殺死細(xì)胞外細(xì)菌及霉菌，也可以協(xié)同IL-1促進(jìn)T細(xì)胞增殖與TH17細(xì)胞分化，部分IL-6與T細(xì)胞IL-2受體上調(diào)有關(guān)，兩者共同參與誘導(dǎo)IL-2和IL-2受體表達(dá)。TH17免疫反應(yīng)對應(yīng)的是Ⅲ型自體免疫疾病(type 3 autoimmune disease)，過多的腸道免疫T細(xì)胞、TH17細(xì)胞激活將會導(dǎo)致腸道炎癥反應(yīng)等自身免疫性疾病。

人體中腸道內(nèi)寄生有超過百萬億個細(xì)菌，其數(shù)量與人體細(xì)胞比例約10∶1，成為人體含量最多的成分，腸道內(nèi)復(fù)雜的微生態(tài)環(huán)境與人類進(jìn)化過程相輔相成，逐漸形成一種相互適應(yīng)、相互依賴、互利共生的關(guān)系。腸道微環(huán)境的改變，可使菌群中的優(yōu)勢菌群發(fā)生替換，如在酸性微生境中，耐酸、產(chǎn)酸的細(xì)菌成為優(yōu)勢菌群；便秘時大便優(yōu)勢菌群主要是革蘭陰性厭氧菌，慢性腹瀉時主要為革蘭陽性桿菌，而在嚴(yán)重急性腹瀉時大便中的優(yōu)勢菌群為致病性細(xì)菌或某些兼性需氧細(xì)菌。在腸道中，盡管專性厭氧菌是主要菌群，占據(jù)優(yōu)勢，但這些菌群又依賴于需氧菌或兼性厭氧菌等次要菌群而存在，后者在增殖過程中消耗氧氣可以保證前者的無氧生長條件。生理性組合的腸道菌群有利于機(jī)體正常的生長、代謝、發(fā)育等，反之，病理性組合的腸道菌群則不利于機(jī)體生長、發(fā)育等。因此研究者又將人體腸道內(nèi)的微生物中這些數(shù)目龐大的細(xì)菌分成三大類：有益菌、有害菌和中性菌。正常情況下腸道菌群維持一定動態(tài)平衡，當(dāng)某些病理、心理等因素引起腸道內(nèi)外環(huán)境發(fā)生改變時，腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂，有益菌數(shù)量下降，中性菌定植量增加成為致病菌進(jìn)而使機(jī)體發(fā)病。越來越多的臨床研究及實驗表明[2]：腸道細(xì)菌能夠通過影響寄主胃腸道細(xì)胞正常的生物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路引發(fā)胃腸道功能改變、炎癥反應(yīng)、肥胖、癌癥、代謝綜合征、甲狀腺病變等疾病，然而具體機(jī)制目前尚不明確。

1 腸道菌群及其代謝產(chǎn)物對TH17分化及其功能的影響

眾所周知，初始CD4(+)T細(xì)胞接受抗原刺激后，在不同微環(huán)境條件下分化成不同T細(xì)胞亞型參與不同反應(yīng)。其分化方向受抗原性質(zhì)、局部環(huán)境中的激素及細(xì)胞因子種類、細(xì)胞因子之間的平衡等多種因素影響，其中細(xì)胞因子的種類和細(xì)胞因子之間的平衡對TH細(xì)胞的分化具有重要的調(diào)節(jié)作用。初始CD4(+)T細(xì)胞在IL-12的誘導(dǎo)下分化為TH1細(xì)胞，分泌IFN-γ，參與細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答；在IL-4的誘導(dǎo)下分化為TH2細(xì)胞，分泌IL-4、IL-5和IL-13，參與機(jī)體體液免疫應(yīng)答；在TGF-β單獨誘導(dǎo)下分化為調(diào)控T細(xì)胞(Tregs)，分泌TGF-β，參與免疫調(diào)節(jié)；在TGF-β和IL-6的共同誘導(dǎo)下分化為TH17，分泌IL-6和IL-17等，參與炎癥反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展。當(dāng)機(jī)體處于穩(wěn)定狀態(tài)或沒有炎癥損傷時，免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的TGF-β1抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)Treg細(xì)胞表達(dá)，從而維持機(jī)體的免疫耐受；當(dāng)存在感染或炎癥時，急性期蛋白IL-6大量產(chǎn)生，Treg細(xì)胞表達(dá)受抑制，與TGF-β1共同誘導(dǎo)TH17細(xì)胞的分化，從而介導(dǎo)機(jī)體的前期炎癥反應(yīng)。在過去的幾年里，大量研究[1，3]證實腸道微生物組及其代謝產(chǎn)物可以通過不同途徑直接或間接影響宿主免疫系統(tǒng)平衡、TH17的分化及功能。例如分節(jié)絲狀菌(SFB)就能誘導(dǎo)腸道抗病菌TH17細(xì)胞生成。然而當(dāng)TH17生成過多時，Tregs無法維持固有的平衡抑制機(jī)體對于自身細(xì)胞的免疫反應(yīng)從而導(dǎo)致自身免疫疾病發(fā)生。為了確定是否有某些共生菌參與調(diào)控腸道內(nèi)Tregs的生成，東京大學(xué)的免疫學(xué)家Atarashi等[4]發(fā)現(xiàn)缺失的細(xì)菌發(fā)揮了誘導(dǎo)Treg生成的作用。抗生素和氯仿測試顯示作用細(xì)菌有可能是孢子型革蘭氏陽性菌。由于梭狀芽孢桿菌是腸道內(nèi)最豐富的細(xì)菌，且符合這一特性，Atarashi等[4]將由46種不同的梭狀芽胞桿菌組成的混合物移植到無菌小鼠體內(nèi)，處理組小鼠結(jié)腸中Tregs的數(shù)量增多，但小腸中Treg水平未改變，研究梭狀芽孢桿菌可能僅影響了消化道下段的Tregs生成。脆弱擬桿菌的兩性離子多糖-莢膜多糖(PSA)可以刺激IL-10產(chǎn)生，誘導(dǎo)激活I(lǐng)L-10向Tregs轉(zhuǎn)化[5]，Tregs可以防止感染過程中某些炎性效應(yīng)分子引起的組織黏膜損傷。外周Tregs 還能引起未分化的CD4(+)T細(xì)胞產(chǎn)生子代Tregs細(xì)胞，從而維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。梭狀芽胞桿菌中Ⅳ群和ⅩⅣ群代謝產(chǎn)物可以誘導(dǎo)結(jié)腸中Tregs細(xì)胞增加，提高小鼠對腸炎和全身性過敏反應(yīng)應(yīng)答的抵抗力[6]。柔嫩梭菌在人體腸道菌群中含量相對較高，Zhang等[7]研究發(fā)現(xiàn)，柔嫩梭菌可以增加有炎癥性改變患者血漿中的抗TH17細(xì)胞因子(IL-10和IL-12)，并抑制結(jié)腸黏膜中IL-17的表達(dá)水平。同時柔嫩梭菌還能抑制由TGF-β和IL-6介導(dǎo)的TH17細(xì)胞的分化及骨髓來源的樹突狀細(xì)胞(DC)的產(chǎn)生與激活。以上均說明柔嫩梭菌及其代謝產(chǎn)物能夠抑制炎癥反應(yīng)對結(jié)腸黏膜產(chǎn)生保護(hù)作用。Russell等[8]研究指出，腸道中檸檬梭桿菌的感染量與IL-36α受體表達(dá)量具有一致性。IL-36α受體與相應(yīng)配體結(jié)合可以影響TH17細(xì)胞的表達(dá)，因此認(rèn)為腸道中檸檬梭桿菌可能與TH1、TH17、IL-36α產(chǎn)生的免疫應(yīng)答有關(guān)。Mondelaers等[9]應(yīng)用避水應(yīng)激實驗構(gòu)建小鼠IBS模型，并給予實驗組小鼠灌胃一定量檸檬酸桿菌，RT-qPCR方法檢測TH1和TH17細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)水平，通過結(jié)腸擴(kuò)張運動反應(yīng)記錄評估內(nèi)臟敏感性，結(jié)果表明：檸檬梭桿菌感染的IBS小鼠內(nèi)臟過敏性更強(qiáng)，TH1和TH17相關(guān)細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)水平上調(diào)幅度更高，但是具體發(fā)生機(jī)制目前尚不明確。也有研究[10]發(fā)現(xiàn)，口服乳酒假絲酵母菌可以減少自身免疫性疾病中TH17細(xì)胞的數(shù)量，抑制腸道IL-6的產(chǎn)生，并增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)和腸系膜淋巴結(jié)(MLNs)中DC的數(shù)量。由此可以推斷膳食酵母可能通過改變腸道菌群結(jié)構(gòu)對自身免疫性疾病產(chǎn)生有利影響。腸道TH17細(xì)胞的產(chǎn)生還與黏附并定殖在腸道上皮細(xì)胞的某些腸道微生物如SFB及其他特定的細(xì)胞外病原體有關(guān)[3]。研究發(fā)現(xiàn)胃腸道上皮細(xì)胞定殖的SFB誘導(dǎo)產(chǎn)生的TH17免疫反應(yīng)能夠減弱機(jī)體肺部的其他有害細(xì)菌(如金黃色葡萄球菌)易感性[11]。

以上研究表明，腸道微生態(tài)環(huán)境的平衡有賴于腸道菌群的動態(tài)平衡，腸道TH17細(xì)胞參與腸道免疫反應(yīng)，TH17細(xì)胞的表達(dá)、分化及功能與菌群種類及其代謝產(chǎn)物有關(guān)，兩者相互作用共同參與機(jī)體腸道黏膜保護(hù)及免疫應(yīng)答，當(dāng)微環(huán)境發(fā)生改變時誘導(dǎo)T細(xì)胞分化、分泌產(chǎn)生防御作用。腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂，有害代謝物質(zhì)的增加破壞腸道免疫平衡屏障，從而導(dǎo)致炎癥性疾病的發(fā)生。

2 腸道細(xì)胞間作用對TH17分化及其功能影響

參與機(jī)體免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答相關(guān)的細(xì)胞有淋巴細(xì)胞、DC、單核/巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等，在抗原呈遞反應(yīng)中，以上各種細(xì)胞發(fā)揮不同作用共同參與機(jī)體免疫防護(hù)機(jī)制。腸道微環(huán)境的改變能夠影響腸道細(xì)胞間這種協(xié)調(diào)作用，從而打破微生態(tài)平衡激活T細(xì)胞群免疫產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。機(jī)體內(nèi)單核細(xì)胞及其他參與生物免疫防護(hù)機(jī)制的細(xì)胞(如：DC)在某些因素的刺激下產(chǎn)生大量TGF-β、IL-6、IL-23和IL-21等，這些因子通過影響信號通路的正常傳導(dǎo)促進(jìn)原始T細(xì)胞向TH17細(xì)胞分化。γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)、IL-4等因子發(fā)揮作用使阻抑蛋白3(suppressor of cytokine signaling 3，Socs3)的表達(dá)和IL-2的分泌增加，從而抑制TH17細(xì)胞的分化[12]。Baba等[13]研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群可以通過影響DC的成熟狀態(tài)及與其成熟相關(guān)的IL-10分泌、TH1和TH17細(xì)胞分化來增強(qiáng)腸道免疫反應(yīng)耐受性。Long等[14]研究指出，DC在腸易激綜合征(IBS)的免疫發(fā)病機(jī)制中產(chǎn)生重要作用，他們通過構(gòu)建IBS小鼠模型評估小鼠內(nèi)臟敏感性，并對腸黏膜固有層DCs表型和功能(LPDCs)進(jìn)行分離、純化研究其內(nèi)吞趨化作用，流式細(xì)胞儀分選T淋巴細(xì)胞檢測表面分子含量，混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR)和趨化性測定LPDCs CD4(+)T細(xì)胞表達(dá)含量。結(jié)果表明：感染引起的腸道免疫反應(yīng)可以影響內(nèi)臟敏感性，感染使小鼠對痛覺過敏，表面分子CD86和MHCⅡ在急性感染組表達(dá)量降低，而在慢性期表達(dá)含量增加；急性期內(nèi)吞活性增強(qiáng)，而對CD4(+)T細(xì)胞的吸引及激活能力下降。在慢性期LPDCs通過吸引和刺激CD4(+)T細(xì)胞增殖使內(nèi)吞活性呈減弱趨勢。由此可得IBS急性感染期以TH2細(xì)胞表達(dá)為主、而IBS長期慢性反應(yīng)期則以TH17細(xì)胞及TH1細(xì)胞表達(dá)為主參與免疫應(yīng)答。胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞(TSLP)在腸道免疫應(yīng)答中也起到一定重要作用，它與受體TSLP-TSLPR結(jié)合影響TH17細(xì)胞分化參與機(jī)體免疫反應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)TSLP與腸道某些菌群如斯氏菌群(ASF)的定殖量呈同步比例關(guān)系。而TSLP、ASF、TH17細(xì)胞三者參與腸道免疫反應(yīng)的具體相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步研究[15]。另外，研究發(fā)現(xiàn)腸道固有淋巴細(xì)胞(ILCs)中存在一種芳香烴受體(Ahr)，能夠促進(jìn)輔助TH17細(xì)胞體外分化，抑制炎癥反應(yīng)并增強(qiáng)腸道黏膜保護(hù)屏障作用，當(dāng)Ahr缺乏時腸道TH17細(xì)胞增加，IL-22分泌量降低，SFB定殖量增加。揭示ILCs與TH17細(xì)胞之間的免疫關(guān)系可能與Ahr及腸道某些共生菌屬有關(guān)[16]。

3 腸道炎癥因子表達(dá)異常、基因或蛋白缺失對TH17分化及其功能的影響

腸道TH17細(xì)胞及其轉(zhuǎn)化因子活性太高時會引發(fā)腸道炎癥反應(yīng)。某些基因的突變及蛋白的缺失均會影響腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)推進(jìn)機(jī)體免疫應(yīng)答過程。Buonocore等[17]研究發(fā)現(xiàn)，IL-23在慢性腸道炎癥反應(yīng)性疾病中發(fā)揮重要作用，它能刺激結(jié)腸細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-17、INF-γ，并使腸道局部或部分有炎癥反應(yīng)的黏膜中干細(xì)胞抗原1(SCA-1)、維甲酸相關(guān)孤兒受體基因等的表達(dá)含量增加。SCA-1是一種磷脂酰肌醇錨定蛋白，屬于Ly6基因家族成員，鑲嵌于富含鞘磷脂與膽固醇的細(xì)胞膜脂筏結(jié)構(gòu)中，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。SCA-1廣泛表達(dá)于多種組織器官的干/祖細(xì)胞及已分化細(xì)胞，可調(diào)控干/祖細(xì)胞的分化與自我更新，與淋巴細(xì)胞激活、腸道炎癥反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展等病理生理過程密切相關(guān)。維甲酸相關(guān)孤兒受體基因廣泛表達(dá)于腸道淋巴器官間隔細(xì)胞(稱為CD4+CD8+雙陽性細(xì)胞)，這群細(xì)胞能夠誘導(dǎo)外周和淋巴組織中TH17細(xì)胞的產(chǎn)生。非受體蛋白酪氨酸磷酸酶2型(PTPN2)主要在T淋巴細(xì)胞和髓樣細(xì)胞中表達(dá)，它們所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在免疫細(xì)胞的分化、發(fā)育、增殖和凋亡過程中起著重要的作用，PTPN2的缺失能夠誘導(dǎo)T細(xì)胞向TH1和TH17細(xì)胞分化，不利于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)產(chǎn)生，使腸道炎癥易感性增強(qiáng)、腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂及腸道微環(huán)境改變，在慢性腸道炎癥反應(yīng)性疾病中，T細(xì)胞的異常分化與腸道微生態(tài)失衡及PTPN2功能障礙有關(guān)[18]。Aiba等[19]指出，編碼腫瘤壞死因子樣配體1(TL1A)的基因可能與炎癥性腸病(IBD)的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，TL1A能夠通過競爭抑制機(jī)體內(nèi)某些同源受體(如DR3)誘導(dǎo)機(jī)體TH17細(xì)胞正向分化。具有分子伴侶功能的熱休克蛋白gp96的誘導(dǎo)表達(dá)也可以影響TH1和TH17細(xì)胞分泌的IL-12、IL-17、IL-23及IFN-γ含量，缺乏gp96蛋白則會改變正常免疫防御過程及腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，從而引發(fā)腸道慢性炎癥反應(yīng)[20]。TNF與內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)可使其增加MHCⅠ類抗原表達(dá)，促進(jìn)TH17細(xì)胞分泌IL-1、IL-8，增強(qiáng)IL-2依賴的胸腺細(xì)胞、T細(xì)胞增殖與分化能力，還可以促進(jìn)中性粒細(xì)胞黏附于內(nèi)皮細(xì)胞刺激機(jī)體局部炎癥反應(yīng)。2型腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor 2，TNFR2)，又稱CD120b、p75，由426個氨基酸殘基組成表達(dá)于免疫和內(nèi)皮細(xì)胞，與TNF結(jié)合提高中性粒細(xì)胞的吞噬能力并參與信號傳遞和T細(xì)胞增殖。研究[21]發(fā)現(xiàn)，TNFR2可以通過改變宿主中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞特異性糖蛋白基因的轉(zhuǎn)錄而影響T細(xì)胞、B細(xì)胞及髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞特異性糖蛋白及IL-17的表達(dá)，當(dāng)TNFR2缺失時上述細(xì)胞產(chǎn)生增加。Miller等[21]經(jīng)過16S rRNA糞便測序發(fā)現(xiàn)TNFR2表達(dá)量與不同性別小鼠體內(nèi)不同腸道菌群種類有關(guān)：雄性患病小鼠中腸道燃脂菌(Akkermansia muciniphila)、Sutterella sp、顫螺菌屬、Bacteroides acidifaciens、厭氧支原體屬含量相對豐富，而雌性患病小鼠腸道中類桿菌屬、單形擬桿菌、副擬桿菌屬(parabacteroides sp)的分布相對密集。說明TNFR2與宿主性別及腸道菌屬分布有關(guān)。蛋白激酶O-fucosyltransferase 1(Pofut1)是Notch配體與其受體結(jié)合所需的活性酶，當(dāng)Pofut1缺乏時Notch信號通路受到抑制，巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞于大量隱窩浸潤，誘導(dǎo)TH1和TH17產(chǎn)生免疫應(yīng)答，與黏液細(xì)胞成熟相關(guān)的腸道細(xì)菌移位至腸系膜淋巴結(jié)從而引起慢性腸道炎癥反應(yīng)[22]。美國達(dá)拉斯市得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心免疫學(xué)家Lora Hooper及其同事研究[23]發(fā)現(xiàn)：控制某些免疫細(xì)胞生長的蛋白質(zhì)NFIL3基因在患有IBD的患者身上發(fā)生了突變。研究人員通過改變光照讓小鼠產(chǎn)生時差反應(yīng)誘導(dǎo)NFIL3基因突變，發(fā)現(xiàn)有NFIL3基因突變的小鼠更易發(fā)生腸炎且腸內(nèi)有更多的TH17細(xì)胞。也有研究表明，微生物的多樣性及種群數(shù)量的變化能夠影響機(jī)體免疫應(yīng)答活性，Hensley-McBain等[24]將抗生素治療后的慢性猴免疫缺陷病毒(SIV)感染的恒河猴的糞便菌群移植到未予治療的恒河猴腸道2周后，發(fā)現(xiàn)后者外周血TH17、TH22細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，而CD4(+)T活化程度在胃腸道組織中顯著降低，為腸道炎癥反應(yīng)性疾病的治療提供了新的思路。

4 腸道微環(huán)境改變對TH17介導(dǎo)的臨床疾病的影響

腸道微生態(tài)的動態(tài)平衡與機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用共同維持人體健康。正常的腸道菌群結(jié)構(gòu)可以保持免疫平衡并抑制炎癥反應(yīng)，腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂則可促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展。近年來研究[1，3]發(fā)現(xiàn)腸道微生物可以通過其代謝產(chǎn)物及其他特異性成分激活免疫細(xì)胞(如Tregs、TH17細(xì)胞等)，誘導(dǎo)其定向分化、改變分泌功能。腸道微生物的失調(diào)還可以導(dǎo)致細(xì)菌移位、腸道黏膜屏障功能損傷從而影響機(jī)體健康。宿主免疫系統(tǒng)也可通過分泌多種免疫效應(yīng)因子如 MUC、sIgA、ITF、RegⅢγ、α-防御素等調(diào)節(jié)腸道微生物的分布和組成，進(jìn)而調(diào)節(jié)腸道菌群的穩(wěn)態(tài)[25]。腸道微生物調(diào)節(jié)TH17細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，還可以影響腸道代謝轉(zhuǎn)歸。Garidou等[26]研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食能夠改變腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)并使固有層TH17細(xì)胞數(shù)量減少，還能改變腸道抗原呈遞細(xì)胞的表達(dá)譜及其在體外產(chǎn)生TH17細(xì)胞的能力。飲食能夠直接影響腸道菌群結(jié)構(gòu)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)特異性、炎癥反應(yīng)性腸道疾病細(xì)胞反應(yīng)等。長鏈脂肪酸(Ⅱ)能夠增強(qiáng)T輔助細(xì)胞向TH1和TH17細(xì)胞的分化并損傷腸道p38-MAPK通路從而影響腸道吸收功能。飲食中的短鏈脂肪酸(SCFAs)則抑制JNK1和p38通路增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)數(shù)量[27]，因此，調(diào)節(jié)飲食結(jié)構(gòu)在治療微生物穩(wěn)態(tài)失衡引起的腸道疾病中可能具有更好的臨床意義，而相對藥物及其他治療方法在患者依從性方面前者可能會更好一些。McAleer等[28]在肺適應(yīng)性免疫應(yīng)答研究中證明，腸道菌群SFB在肺內(nèi)CD4(+)T細(xì)胞的分化過程中起到重要的調(diào)控作用，萬古霉素能夠降低急性肺感染期TH17細(xì)胞數(shù)量，但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，萬古霉素僅能降低SFB定值引起的IL-17升高，IL-1R相關(guān)配體能夠增加肺SFB細(xì)菌的增殖。另外，人體中與鐵螯合的轉(zhuǎn)鐵蛋白和乳鐵蛋白可以限制細(xì)菌的生長。創(chuàng)傷、應(yīng)激等引起腸道黏膜損傷，造成腸道高鐵環(huán)境，使乳酸菌等有益菌屬量生長速率加快，競爭抑制高鐵代謝以維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)。Bailey等[29]研究發(fā)現(xiàn)：分離篩選出的嗜熱鏈球菌可以減少病原體引發(fā)的腸上皮細(xì)胞死亡量、抑制NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及IL-8的分泌。嗜熱鏈球菌還能聯(lián)合大腸桿菌透過腸道黏膜屏障下調(diào)機(jī)體免疫反應(yīng)產(chǎn)生的TH1和TH17細(xì)胞，為益生菌治療消化道出血疾病提供了新思路。已有研究[30]表明，IBS患者腸黏膜具有細(xì)微的組織學(xué)異常，且部分患者腸黏膜固有層免疫活性細(xì)胞增多，腹瀉型IBS患者較便秘型IBS更為明顯。Fu等[30]研究了13例部分腸黏膜病理學(xué)有非特異炎性表現(xiàn)及17例無明顯病理學(xué)改變表現(xiàn)的IBS患者，采用細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子染色和四色熒光抗體流式細(xì)胞技術(shù)染色兩組腸黏膜及外周血中TH1、TH17、TH2細(xì)胞比例，Western印跡檢測腸黏膜IL-4、IL-12、IL-17的表達(dá)，ELISA試驗檢測IL-4、IL-12、IL-17水平，結(jié)果顯示：試驗組中腸黏膜TH17比例明顯高于對照組，外周血表現(xiàn)為升高趨勢，外周與腸道局部有不完全相同的炎癥反應(yīng)。提示存在非特異性炎癥的IBS患者腸黏膜的免疫系統(tǒng)被激活，表現(xiàn)為TH細(xì)胞群向TH17細(xì)胞偏移。有研究[4]稱相比與健康人群IBD患者的腸道內(nèi)梭狀芽孢桿菌明顯減少，表明梭狀芽孢桿菌在消化中發(fā)揮了重要的作用。此外,研究證實在過敏癥、哮喘和許多慢性疾病中Treg反應(yīng)都極其重要。這些均表明維持這一細(xì)菌的適當(dāng)平衡對于維持正常的免疫平衡具有重要的意義。2005年發(fā)表的一項臨床研究證實微生物的治療效應(yīng)[4]。當(dāng)IBS患者在接收嬰兒雙歧桿菌治療8周后，癥狀明顯改善，抗炎因子與致炎細(xì)胞因子的比值也恢復(fù)了正常，因此我們認(rèn)為維持這些細(xì)菌的平衡才能維持正常的免疫系統(tǒng)，改變異常的腸道微環(huán)境從某種程度上可以加強(qiáng)腸道免疫防御機(jī)制，為腸道炎癥性疾病的治療提供了新的理論依據(jù)，糞菌移植、益生菌等的研究也成為當(dāng)前治療腸道疾病的研究熱點。

腸道TH17細(xì)胞通過多種途徑參與腸道炎癥反應(yīng)。腸道微生態(tài)環(huán)境改變影響TH17細(xì)胞的誘導(dǎo)、分化及分泌功能，并促進(jìn)腸道黏膜屏障的破壞及炎癥反應(yīng)。以上三者相互作用參與腸道免疫防御機(jī)制，在某些炎癥性胃腸道疾病的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用。我們可以通過分子靶向基因免疫療法改變TH17細(xì)胞及其分泌因子的表達(dá)治療某些炎癥相關(guān)性疾病，也可以通過抑制相關(guān)活性酶的產(chǎn)生或選擇性移植腸道菌群改善腸道微生態(tài)環(huán)境，從而降低有害病原體對腸道黏膜的破壞。而腸道微環(huán)境的改變、TH17細(xì)胞分化及分泌功能、腸道炎癥反應(yīng)中具體機(jī)制目前有待繼續(xù)探討，具體臨床實踐及應(yīng)用還需進(jìn)一步探究。

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(責(zé)任編輯：馬 軍)

Research progress of the effect of intestinal microenvironment on the differentiation and function of TH17 cells

DONG Lingzhi1, NIE Jing2, WANG Qingcai2

1.Taishan Medical University, Tai’an 271000; 2.Department of Gastroenterology, Tai’an Central Hospital, China

Intestinal microenvironment refers to the intestinal micro ecological environment. It is composed of a large number of microfloras and also involved in body protection of the intestinal mucosa, energy transfer and nutrient metabolism and other physiological mechanisms. The changes of microenvironment can cause intestinal pathological reaction. The imbalance of intestinal flora in human body affects the normal development, differentiation and function of intestinal TH17 cells, which lead to the decrease of intestinal mucosal damage and intestinal inflammation. There is a close relationship among intestinal micro environment, intestinal microflora, intestinal TH17 cells and intestinal inflammatory reaction, but the relationship is not clear at present. The relationship among the intestinal microenvironment, intestinal bacteria group, intestinal TH17 cells, and intestinal inflammation related factors was reviewed in this article, to explore the pathogenesis of intestinal diseases and provide new ideas for treatment of inflammatory bowel diseases.

Intestinal microenvironment; TH17 cells; Intestinal microflora; Inflammatory reaction

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.07.030

董靈芝，在讀碩士研究生，研究方向：消化系統(tǒng)疾病及內(nèi)鏡下診治。E-mail：981346111@qq.com

王慶才，碩士，教授，主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：消化系統(tǒng)疾病及內(nèi)鏡下診治。E-mail：wqczs@163.com

R574

A

1006-5709(2017)07-0832-05

2016-08-03