樹(shù)突狀細(xì)胞、過(guò)表達(dá)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1的樹(shù)突狀細(xì)胞及T細(xì)胞在慢性阻塞性肺疾病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

劉茂茂，陳杰，歐陽(yáng)瑤

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸一科，貴州 遵義 563000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種可防治的常見(jiàn)病，其特征為持續(xù)存在的呼吸道癥狀和氣流受限，通常是由有毒顆?；驓怏w導(dǎo)致的氣道和(或)肺泡異常所導(dǎo)致[1]。其致死率僅次于缺血性心臟病及腦卒中，是全球第三大致死性疾病，且其發(fā)病率逐年上升[2]。研究表明自身免疫機(jī)制參與了COPD，暗示COPD的發(fā)病過(guò)程可能與體內(nèi)存在的免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)紊亂有關(guān)[3]。樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)被認(rèn)為是功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞(APCs)，能攝取、提呈外源性抗原給初始T細(xì)胞，在啟動(dòng)、調(diào)控及維持特異性免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用[4]。細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1(SOCS1)是一類負(fù)性調(diào)節(jié)JAK-STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑的蛋白，在DCs的活化、形成以及分化中發(fā)揮著重要作用[5]。過(guò)表達(dá)SOCS1的DCs(DC-SOCS1)表現(xiàn)出未成熟樹(shù)突狀細(xì)胞(imDCs)活性，能誘導(dǎo)免疫耐受。T淋巴細(xì)胞也在COPD的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用[6]。因此，DCs、DC-SOCS1及T細(xì)胞作為重要的免疫細(xì)胞，可能參與了COPD的免疫發(fā)病機(jī)制。

1 不同成熟狀態(tài)DCs的免疫功能變化

DCs是體內(nèi)功能最強(qiáng)的APCs，在免疫應(yīng)答的啟動(dòng)、調(diào)控及維持中扮演重要角色[7]。DCs的功能取決于其成熟及激活狀態(tài)。目前根據(jù)DCs成熟程度，將DCs分為imDCs和成熟DCs(mDCs)，他們通過(guò)細(xì)胞表面分子及其分泌的細(xì)胞因子的改變，在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮免疫應(yīng)答和免疫耐受的雙重作用。imDCs低表達(dá)共刺激分子，主要組織相容性復(fù)合物-Ⅱ(MHC-Ⅱ)和輔助T細(xì)胞1(Th1)類細(xì)胞因子，高表達(dá)輔助T細(xì)胞2(Th2)類細(xì)胞因子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)，不能有效遞呈抗原，激活T細(xì)胞，導(dǎo)致T細(xì)胞的無(wú)能或低反應(yīng)，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞產(chǎn)生，抑制炎癥，進(jìn)而誘導(dǎo)免疫耐受[8]。mDCs高表達(dá)共刺激分子，相容性復(fù)合物-I(MHC-I)和Th1類促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子干擾素-γ(IFN-γ)和白細(xì)胞介素-12(IL-12)等，將抗原遞呈給初始T細(xì)胞，進(jìn)一步使之激活，誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答。DCs的這種雙重作用，參與了炎癥、腫瘤、自身免疫性疾病及移植排斥反應(yīng)等多種疾病的病理生理過(guò)程。其在各種肺部疾病的發(fā)病機(jī)制中亦扮演重要的角色，如對(duì)特定抗原的過(guò)度免疫反應(yīng)，引起的肺部疾病如哮喘，又如缺乏的免疫反應(yīng)，即免疫耐受在肺癌及肺移植中的重要作用[9]。

2 SOCS1對(duì)DCs功能變化的影響

細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子(SOCS)是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一類在免疫系統(tǒng)中作用顯著的一類負(fù)性調(diào)節(jié)JAK-STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑的蛋白，主要傳導(dǎo)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，能夠抑制白細(xì)胞介素、干擾素等多種因子的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)[10]，至今已發(fā)現(xiàn)8個(gè)成員：細(xì)胞因子誘導(dǎo)的含SH2區(qū)域的蛋白(CIS)和SOCS1～SOCS7，SOCS1是其重要成員之一[11]。夏鳳君、申鐵兵[12]表明SOCS1高表達(dá)可影響細(xì)胞對(duì)多種細(xì)胞因子的敏感性。有研究也表明SOCS1參與多種細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及免疫細(xì)胞的形成與分化，如SOCS1在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞以及DCs的活化、形成以及分化中發(fā)揮重要作用[13]。因此，SOCS1不僅影響細(xì)胞對(duì)細(xì)胞因子的敏感性，也影響細(xì)胞的形成及功能變化。

在此，我們將進(jìn)一步闡述SOCS1對(duì)DCs功能變化的影響。越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)研究資料均表明SOCS1敲除的DCs，在體內(nèi)外均能誘導(dǎo)極強(qiáng)的Th1型反應(yīng)，使初始型T細(xì)胞產(chǎn)生大量的IFN-γ，增強(qiáng)其抗腫瘤免疫活性[14-15]。最近有研究也證實(shí)了沉默SOCS1能夠增強(qiáng)DCs的成熟及免疫刺激能力，增強(qiáng)其抗真菌等的免疫應(yīng)答[16]。相反，Xue等[17]發(fā)現(xiàn)toll樣受體-白細(xì)胞介素8受體信號(hào)蛋白(TLR8)，即單免疫球蛋白白細(xì)胞介素-8相關(guān)受體(SIGIRR)能夠抑制DCs成熟且誘導(dǎo)免疫耐受。該研究中將高表達(dá)SIGIRR的重組腺病毒轉(zhuǎn)染至DCs，構(gòu)建DC-SIGIRR，發(fā)現(xiàn)該類細(xì)胞低表達(dá)MHC 類分子及共刺激分子，抑制DCs的成熟及功能，增加移植受體體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)而減少Th17，從而增強(qiáng)受體的耐受，促進(jìn)移植物的存活。于曉春等[18]發(fā)現(xiàn)經(jīng)SOCS1基因修飾的DCs能夠維持其在穩(wěn)定的不成熟狀態(tài)。而張琦等[19]發(fā)現(xiàn)SOCS1基因能夠調(diào)控未成熟的DCs，介導(dǎo)免疫耐受，進(jìn)而預(yù)防小鼠移植物抗宿主病。同時(shí)，王苑等[20]還發(fā)現(xiàn)經(jīng)基因測(cè)序及因子表達(dá)檢測(cè)證實(shí)成功構(gòu)建攜帶SOCS1基因的慢病毒載體，并轉(zhuǎn)染DCs獲得SOCS1基因修飾的耐受DCs即DC-SOCS1。細(xì)胞表型分析顯示DC-SOCS1均表達(dá)低水平的CD80、MHCII、CD86等分子，呈現(xiàn)imDCs表型，且能有效消除脂多糖(LPS)對(duì)DCs的成熟誘導(dǎo)作用。成功構(gòu)建并轉(zhuǎn)染攜帶SOCS1基因慢病毒至imDCs，抑制imDCs成熟，進(jìn)而構(gòu)建耐受DCs。 近來(lái)，有研究以高感染性的復(fù)制缺陷型病毒載體Ad5F35攜帶SOCS1目的基因轉(zhuǎn)染DCs，發(fā)現(xiàn)Ad5F35可顯著提高DCs的轉(zhuǎn)染效率，并可持續(xù)表達(dá)所轉(zhuǎn)染的目的基因即SOCS1，進(jìn)一步通過(guò)MLR檢測(cè)顯示DC-SOCS1可誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞低反應(yīng)，最終觀察到經(jīng)DC-SOCS1處理的受體小鼠已經(jīng)出現(xiàn)免疫耐受，可延長(zhǎng)移植物的存活時(shí)間[21]。

綜上所述，不管是使用物質(zhì)沉默DCs上SOCS1的表達(dá)，還是將DCs上SOCS1敲除，均能促進(jìn)DCs的成熟，使其成為mDCs，增強(qiáng)其免疫原性，增加DCs的免疫能力，從而在抗腫瘤中發(fā)揮重要作用。相反，攜帶有SOCS1目的基因的腺病毒或慢病毒能夠通過(guò)感染DCs,使DCs持續(xù)過(guò)表達(dá)SOCS1，進(jìn)而低表達(dá)MHCⅡ類分子、CD80、CD86等表面分子及共刺激分子，表現(xiàn)出imDCs活性，誘導(dǎo)免疫耐受，促進(jìn)移植物存活，使各種移植更為成功。

3 DCs細(xì)胞、T細(xì)胞與COPD發(fā)病機(jī)制

越來(lái)越多的研究表明自身免疫反應(yīng)參與了COPD發(fā)病機(jī)制，暗示COPD的發(fā)病過(guò)程可能與體內(nèi)存在的免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)紊亂有關(guān)。巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、DCs及T細(xì)胞作為關(guān)鍵的炎癥細(xì)胞及免疫細(xì)胞，參與了COPD的免疫病理過(guò)程，其中較為顯著的是DCs及T細(xì)胞[22]。

眾所周知，DCs是體內(nèi)最重要的APCs，捕獲外周抗原，將它們轉(zhuǎn)移到淋巴結(jié)，通過(guò)主要的組織相容性復(fù)合物提呈給T細(xì)胞，刺激初始型T細(xì)胞的增殖和活化，是連接固有免疫及獲得性免疫反應(yīng)的主要抗原提呈細(xì)胞[23]。我們團(tuán)隊(duì)前期的研究成功建立了大鼠COPD動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)COPD大鼠外周血、BALF及肺組織中DCs明顯增多，說(shuō)明DCs參與了COPD發(fā)病機(jī)制[24-25]。Vassallo等[26]發(fā)現(xiàn)香煙煙霧能夠促進(jìn)COPD中DCs的聚集，參與其發(fā)病過(guò)程。Givi等[27]也發(fā)現(xiàn)香煙煙霧不止能夠促進(jìn)DCs的積聚，還有利于DCs相關(guān)的趨化因子的釋放，進(jìn)而參與了COPD的發(fā)病機(jī)制。目前一些報(bào)道顯示DCs不僅參與了COPD的發(fā)病機(jī)制，而且在COPD患者和動(dòng)物模型中DCs的數(shù)量、成熟狀態(tài)和功能有不一致和相互矛盾的結(jié)果。Stoll等[28]發(fā)現(xiàn)吸煙能夠影響COPD患者氣道腔中DCs的表型，而且發(fā)現(xiàn)吸煙能夠?qū)е翪OPD患者DCs成熟標(biāo)志物CD83以及趨化因子受體CCR5明顯減少。但Tsoumakidou等[29]發(fā)現(xiàn)當(dāng)非COPD者積極吸煙時(shí)，其體內(nèi)成熟DCs是減少的，當(dāng)其停止吸煙時(shí)，成熟DCs又增加。他們也發(fā)現(xiàn)COPD患者中mDCs較非吸煙者、前吸煙非COPD者減少?？傊?，大量國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果均證明了DCs作為一種專職抗原遞呈細(xì)胞直接或間接參與了COPD的發(fā)病過(guò)程，而且存在數(shù)量、成熟及功能差異，因此，我們推測(cè)經(jīng)SOCS1修飾的DCs也參與了COPD的發(fā)病過(guò)程。

T細(xì)胞，尤其是CD4+T細(xì)胞，作為重要的炎癥及免疫細(xì)胞，參與了自身免疫炎癥性疾病的多個(gè)方面。最近有研究也發(fā)現(xiàn)COPD患者存在T細(xì)胞亞型參與的免疫紊亂[30]。尤其是Th1、Th2、輔助T細(xì)胞17(Th17)以及Treg的失衡及紊亂。Th17及Th1均是CD4+輔助性T細(xì)胞的亞系，分別通過(guò)分泌IL-17及IFN-γ發(fā)揮促炎功能，引起支氣管周圍、血管周圍的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肺泡腔的擴(kuò)大和肺部的炎性反應(yīng)，從而在慢性香煙暴露及COPD患者發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[31]。Th2分泌抗炎性細(xì)胞因子如IL-4，參與COPD的發(fā)病機(jī)制。Zhang等[32]發(fā)現(xiàn)慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者Th1及Th17是增加的，然而在慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期(SCOPD)中Th2細(xì)胞的比例是減少的。Treg在誘導(dǎo)免疫耐受和維持免疫穩(wěn)態(tài)中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)Treg的主要功能是對(duì)免疫反應(yīng)的抑制并且維持對(duì)自身抗原的耐受。因此，這種細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的失衡將導(dǎo)致COPD自身免疫炎癥的進(jìn)展與持續(xù)[33]。 Afzali等[34]在早期研究中已證實(shí)，Th17/Treg失衡可加重自身免疫性疾病的炎性反應(yīng)，從而導(dǎo)致COPD急性加重過(guò)程。Jin等[35]發(fā)現(xiàn)在AECOPD患者血清中Th17分泌的IL-17是明顯高于COPD及非COPD患者，而Treg則是減少的。Wang等[36]發(fā)現(xiàn)COPD患者存在Th17和Treg的失衡，并且血清中IL-6和IL-7水平升高，這與FVC，F(xiàn)EV1，F(xiàn)VC/FEV1的下降密切相關(guān)，并且他們的改變也與COPD的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。Bhat等[37]發(fā)現(xiàn)COPD患者Th1相關(guān)的促炎性細(xì)胞因子IFN-γ及IL-12的明顯增加是與FEV1呈負(fù)相關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)COPD肺功能的下降與氣道炎癥和Th1/Th2的失衡相關(guān)[38]?？傊琓細(xì)胞亞型及其分泌的細(xì)胞因子直接或間接參與了COPD的發(fā)病機(jī)制。

4 展望

imDCs介導(dǎo)機(jī)體免疫耐受，可能使Treg增多，Th17減少。Aldrich等[39]研究發(fā)現(xiàn)，髓系imDCs由于表面缺乏CD40、B7等黏附輔助分子，表現(xiàn)出顯著的免疫耐受性，可誘導(dǎo)T細(xì)胞失能、低反應(yīng)，且可誘導(dǎo)Treg產(chǎn)生，在器官移植免疫穩(wěn)態(tài)的維持中扮演重要的角色。而SOCS1修飾的DCs能夠維持在穩(wěn)定的不成熟狀態(tài)，表現(xiàn)出耐受性DCs活性。Fu等[40]發(fā)現(xiàn)DC-SOCS1預(yù)處理能夠誘導(dǎo)免疫耐受，明顯促進(jìn)胰島移植物的存活并且增加Treg。Lu等[21]也發(fā)現(xiàn)DC-SOCS1能夠削弱DCs上MHC類分子及共刺激分子的表達(dá)，誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞無(wú)能，誘導(dǎo)免疫耐受，從而保護(hù)小鼠移植物。近年來(lái)，以DCs為治療手段的免疫療法在免疫性疾病如移植物抗宿主疾病、惡性腫瘤中發(fā)揮重要作用。結(jié)合DCs和T細(xì)胞在COPD發(fā)病機(jī)制中的重要作用及SOCS1對(duì)DCs細(xì)胞免疫功能的影響。因此，我們推測(cè)經(jīng)SOCS1基因修飾的imDCs可能誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞無(wú)能或低反應(yīng)，誘導(dǎo)免疫耐受，延緩COPD病情進(jìn)展及改善肺臟病理變化，進(jìn)而為以DC-SOCS1為免疫療法的COPD的靶向治療提供新思路、新手段。