T淋巴細(xì)胞亞群在慢性阻塞性肺疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用研究進(jìn)展*

趙 萌 綜述，趙育周，趙志娟,霍樹(shù)芬 審校

1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西西安 710068；2.陜西省人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，陜西西安 710068

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種與慢性氣道炎癥及異常免疫反應(yīng)相關(guān)的疾病，表現(xiàn)為進(jìn)行性加重的氣流受限。COPD急性加重期(AECOPD)是指COPD患者在短期內(nèi)出現(xiàn)超過(guò)日常狀況的持續(xù)惡化，多因細(xì)菌、病毒等感染所誘發(fā)。AECOPD患者住院率及病死率顯著增加，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量及健康，故對(duì)AECOPD進(jìn)行早期準(zhǔn)確評(píng)估、及時(shí)干預(yù)十分重要。T淋巴細(xì)胞活化、增殖能促進(jìn)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)AECOPD發(fā)生，具體表現(xiàn)為CD4+T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少、患者免疫功能受損，以及CD8+T淋巴細(xì)胞釋放細(xì)胞毒性物質(zhì)直接或通過(guò)激活巨噬細(xì)胞間接破壞肺組織，導(dǎo)致患者肺功能下降；CD4+T淋巴細(xì)胞亞群[包括輔助性T淋巴細(xì)胞(Th細(xì)胞)中的Th1、Th17細(xì)胞]則發(fā)揮促炎作用，加重肺部感染，導(dǎo)致患者病情遷延不愈。Th2細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(Treg細(xì)胞)則發(fā)揮免疫抑制作用，負(fù)性調(diào)控免疫反應(yīng)，維持機(jī)體免疫平衡。通過(guò)了解T淋巴細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子水平能預(yù)估COPD患者病情嚴(yán)重程度及免疫狀態(tài)，及早預(yù)測(cè)AECOPD的發(fā)生。

1 T淋巴細(xì)胞與COPD概述

T淋巴細(xì)胞起源于骨髓多能干細(xì)胞，按照分化抗原分子不同，可進(jìn)一步分化為CD3+T淋巴細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞。CD3+T淋巴細(xì)胞代表T淋巴細(xì)胞總數(shù),CD4是Th細(xì)胞表面標(biāo)志，而CD8+T淋巴細(xì)胞被稱為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞,其通過(guò)分泌腫瘤壞死因子、干擾素和穿孔素等細(xì)胞因子,直接或間接殺傷靶細(xì)胞。

研究表明，T淋巴細(xì)胞在COPD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[1]。COPD患者，尤其是老年患者，常伴有細(xì)胞免疫功能紊亂,具體可表現(xiàn)為CD4+T淋巴細(xì)胞數(shù)量明顯減少，同時(shí)伴隨細(xì)胞功能受損及CD8+T淋巴細(xì)胞表達(dá)活性增強(qiáng)[2-3]，容易引起炎癥因子的級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致COPD患者病情快速進(jìn)展。研究指出，COPD患者外周血中T淋巴細(xì)胞Kv1.3通道 mRNA表達(dá)水平升高，間接證實(shí)T淋巴細(xì)胞參與了COPD發(fā)生、發(fā)展[4]；且CD4+T淋巴細(xì)胞和CD3+T淋巴細(xì)胞數(shù)量與COPD嚴(yán)重程度有關(guān)[5]，CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量隨疾病進(jìn)展而增加。與此同時(shí)，COPD患者CD4+/CD8+比值降低，且AECOPD患者下降程度更明顯。

2 CD4+T淋巴細(xì)胞與COPD

CD4+T淋巴細(xì)胞在不同細(xì)胞因子及微環(huán)境作用下發(fā)揮對(duì)機(jī)體炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。CD4+T淋巴細(xì)胞向Th1、Th2、Th17、Treg等效應(yīng)細(xì)胞分化，發(fā)揮不同的免疫調(diào)節(jié)作用。研究證實(shí)，COPD患者氣道黏膜免疫缺陷及紊亂常與Th1/Th2、Th17/Treg失衡有關(guān)[6]。

2.1Th1細(xì)胞、Th2細(xì)胞、Th1/Th2失衡與COPD Th1細(xì)胞為CD4+T淋巴細(xì)胞的一個(gè)亞型，由Th0細(xì)胞在干擾素-γ(IFN-γ)及白細(xì)胞介素(IL)-12的誘導(dǎo)下分化形成，主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫，被認(rèn)為是COPD炎癥反應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵因子。Th1細(xì)胞通過(guò)釋放IFN-γ、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)及IL-12等促炎因子在AECOPD發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用。IFN-γ作為Th1細(xì)胞釋放的炎癥因子的代表，誘導(dǎo)CXC配體(CXCL)9、CXCL10、CXCL11在支氣管上皮高表達(dá)[7]，并與TNF-α協(xié)同誘導(dǎo)CXCL9、CXCL10、CXCL11的釋放，介導(dǎo)肺組織破壞，并促進(jìn)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肺氣腫的發(fā)生[8]，而利用吸入型pan-JAK抑制劑減少氣道上皮細(xì)胞CXCL9、CXCL10、CXCL11的釋放后，肺組織損傷也隨之減輕[9]。另外，有研究指出，IFN-γ治療后轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)的活性降低，延緩了COPD的進(jìn)展[10]。在AECOPD患者體內(nèi)大量Th1細(xì)胞因參與免疫炎癥反應(yīng)而被消耗，表現(xiàn)為Th1細(xì)胞數(shù)量減少，而Th1細(xì)胞激活可能是引起COPD免疫炎癥反應(yīng)的原因[11]。

Th2細(xì)胞能夠分泌IL-4、IL-6、IL-9等抑炎因子,介導(dǎo)體液免疫和過(guò)敏反應(yīng)。在不同呼吸道疾病中，Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為COPD以Th1細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)為主，肺癌、哮喘則與Th2細(xì)胞功能亢進(jìn)有關(guān)[12]。在COPD不同階段發(fā)揮主導(dǎo)作用的Th細(xì)胞也不同，具體表現(xiàn)為在AECOPD中Th2細(xì)胞占主導(dǎo)地位，而Th1細(xì)胞在COPD緩解期占主導(dǎo)地位,AECOPD患者Th1/Th2平衡呈現(xiàn)向Th2細(xì)胞偏移的特點(diǎn)[13]。

當(dāng)Th1細(xì)胞免疫活躍而Th2細(xì)胞免疫減弱時(shí),二者平衡被打破，會(huì)觸發(fā)持續(xù)的炎癥反應(yīng),促進(jìn)氣道重塑和肺氣腫的發(fā)生。有研究在建立的COPD動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，與健康大鼠比較，患有COPD大鼠的外周血Th1和Th2細(xì)胞數(shù)量明顯增加，此外，Th1/Th2比值升高，證實(shí)了在COPD大鼠中Th1/Th2失衡[14]。也有研究認(rèn)為，AECOPD患者Th1細(xì)胞大量被消耗,導(dǎo)致其Th1細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子水平低于COPD緩解期患者[15]。

2.2Th17細(xì)胞、Treg細(xì)胞 和Th17/Treg失衡與COPD CD4+T淋巴細(xì)胞還可分為Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞兩個(gè)亞群，在功能上Th17細(xì)胞與Treg細(xì)胞相互拮抗，二者失衡可引起炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和組織破壞，是COPD進(jìn)行性加重的重要因素。Th17細(xì)胞在COPD的發(fā)展和維持炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮重要作用,促炎因子及趨化因子IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α可促使Th17細(xì)胞增殖分化，引起COPD患者呼吸道炎癥遷延不愈,導(dǎo)致氣道重塑,誘發(fā)持續(xù)性氣流受限加重,最終使患者肺功能進(jìn)行性惡化。國(guó)內(nèi)研究報(bào)道，COPD患者支氣管黏膜下層、氣道上皮、肺組織、支氣管肺泡灌洗液及外周血中Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞數(shù)量較非COPD吸煙者和健康人群(無(wú)吸煙史)均增加[16]，而且Th17細(xì)胞數(shù)量與氣流受限程度呈正相關(guān)[6]。有研究也證實(shí)了COPD患者外周血 Th17細(xì)胞數(shù)量、Th17/Treg比值均明顯升高，且以AECOPD患者升高更明顯；并且COPD患者外周血Treg細(xì)胞數(shù)量及肺功能均明顯下降，尤其是AECOPD患者下降更明顯。此外，COPD患者外周血 Th17細(xì)胞數(shù)量、Th17/Treg比值與肺功能呈負(fù)相關(guān)，而Treg細(xì)胞數(shù)量與肺功能呈正相關(guān)[17]。

Th17細(xì)胞能特征性分泌IL-17A、IL-17F和IL-22等細(xì)胞因子，IL-17作為上游促炎因子，不僅能誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞趨化因子CXCL1和CXCL8在肺部聚集和活化，釋放彈性蛋白酶及金屬蛋白酶等多種酶破壞肺組織，也能刺激IL-6、一氧化氮(NO)、前列腺素E2合成，加重COPD患者局部炎癥反應(yīng)[18-19]。缺乏IL-17A可對(duì)因吸煙引起的肺氣腫患者產(chǎn)生保護(hù)作用[20]，這可能與轉(zhuǎn)錄因子視黃酸相關(guān)孤兒受體γt(ROR-γt)mRNA表達(dá)增加有關(guān)，ROR-γt可特異性調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)IL-17生成,參與細(xì)胞因子誘導(dǎo)的Th17細(xì)胞分化和炎癥反應(yīng)[21-22]。

COPD患者Treg細(xì)胞數(shù)量減少，且減少程度與患者病情嚴(yán)重程度相關(guān)[23]。Treg細(xì)胞數(shù)量減少一方面促使效應(yīng)T淋巴細(xì)胞功能被抑制，導(dǎo)致其對(duì)機(jī)體免疫抑制作用減弱，加重炎癥反應(yīng)，這可能與脂肪細(xì)胞因子瘦素合成過(guò)多，減少T淋巴細(xì)胞參與糖酵解過(guò)程有關(guān)[24]；另一方面，促使CD4+T淋巴細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，引起炎癥因子分泌增加，加重肺組織破壞，引起氣流受限程度加重[25-26]。有研究也證實(shí)了COPD患者Treg細(xì)胞數(shù)量與第一秒用力呼氣容積、第一秒呼氣容積占用力肺活量百分比呈顯著負(fù)相關(guān)[27]。此外，Treg細(xì)胞釋放抗炎因子IL-10、TGF-β，通過(guò)抑制炎癥反應(yīng)和自身免疫來(lái)調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，維持免疫穩(wěn)態(tài)；COPD患者血清IL-4及IL-10水平均下降，提示Treg細(xì)胞數(shù)量減少或功能受損，抑制IL-10信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)會(huì)加劇肺組織中的促炎反應(yīng)，而轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒P3(Foxp3)的表達(dá)則調(diào)控了這一過(guò)程[28]。

Th17/Treg平衡在COPD發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要調(diào)控作用。有研究觀察到與COPD患者相比，健康吸煙者Th17細(xì)胞數(shù)量增多，Treg細(xì)胞數(shù)量減少，尤其是與重度COPD患者存在的差異更加明顯[29-30]，這也提示COPD患者存在Th17/Treg失衡，且急性加重期該失衡更加明顯[31]，其可能的機(jī)制是Th1細(xì)胞及其特征性炎癥因子IL-17的高表達(dá)和Treg細(xì)胞低表達(dá)導(dǎo)致Th17/Treg失衡[27]。有研究顯示，通過(guò)調(diào)控Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞特征性轉(zhuǎn)錄因子Foxp3、ROR-γt表達(dá)，可以促使外周血Th17/Treg維持平衡，從而抑制肺組織細(xì)胞凋亡，修復(fù)損傷肺組織，延緩呼吸道重塑進(jìn)程[32]。

3 CD8+T淋巴細(xì)胞與COPD

CD8+T淋巴細(xì)胞為COPD病理改變過(guò)程中最重要的效應(yīng)細(xì)胞。根據(jù)是否表達(dá)CD28分子CD8+T淋巴細(xì)胞又可分為CD8+CD28+T淋巴細(xì)胞和 CD8+CD28-T淋巴細(xì)胞兩個(gè)亞群，其中CD8+CD28+T淋巴細(xì)胞通過(guò)分泌穿孔素、顆粒酶、TNF-α，借助Fas配體(FasL)/Fas 途徑引起肺泡上皮細(xì)胞的裂解和凋亡，在機(jī)體發(fā)揮抗感染、抗腫瘤作用。有研究顯示，COPD患者外周血中CD3+T淋巴細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞數(shù)量明顯減少,CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多，COPD患者氣道上皮、支氣管上皮中CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)并處于激活狀態(tài)[33]。與此同時(shí)，COPD患者外周血及支氣管肺泡灌洗液中顆粒酶B和穿孔素水平均升高[34]，推測(cè)COPD發(fā)病可能與CD8+T淋巴細(xì)胞釋放的顆粒酶B和穿孔素凋亡途徑激活有關(guān)；另外，CD8+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的CXCL10等因子和CXC趨化因子受體4作用，促進(jìn)巨噬細(xì)胞表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶12降解彈性纖維，促進(jìn)COPD進(jìn)展[35]。煙草刺激可促進(jìn)CD8+T淋巴細(xì)胞增殖并抑制其凋亡，引起局部氣道免疫損傷[36]。與穩(wěn)定期比較， AECOPD患者外周血CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量明顯增多，且以Tc2細(xì)胞為主[24]；但一項(xiàng)隊(duì)列研究得出了與之不同的結(jié)論：AECOPD患者CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量先減少，然后再增加，最后維持在穩(wěn)定水平，此外，CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少先于患者癥狀出現(xiàn)，提示CD8+T淋巴細(xì)胞可用來(lái)預(yù)測(cè)AECOPD發(fā)生[37]。

4 CD4+/CD8+失衡與COPD

CD4+/CD8+比值在一定程度上能夠反映機(jī)體免疫狀態(tài)。COPD患者CD4+T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少、CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多導(dǎo)致CD4+/CD8+比值降低，提示患者免疫功能處于過(guò)度活躍狀態(tài)，這可能與病原體誘導(dǎo)CD8+T淋巴細(xì)胞合成增多而抑制CD4+T淋巴細(xì)胞的合成有關(guān)。在經(jīng)過(guò)抗炎、平喘等治療后，COPD患者CD3+、CD4+T淋巴細(xì)胞占比及CD4+/CD8+比值均逐漸升高[38]，因此推測(cè)細(xì)胞免疫功能失調(diào)是COPD急性加重的重要因素[39]。另有研究表明，COPD患者肺功能下降與CD4+/CD8+比值下降有關(guān)[40-41]。此外，劉燕等[42]研究證實(shí)了CD4+/CD8+比值與疾病轉(zhuǎn)歸有關(guān)，CD4+/CD8+失衡是COPD患者病情進(jìn)展、預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素。

5 小 結(jié)

T淋巴細(xì)胞亞群及其相關(guān)細(xì)胞因子在COPD發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起著正/負(fù)免疫調(diào)控作用，但目前研究尚存在以下不足之處：(1)利用T淋巴細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子來(lái)預(yù)測(cè)AECOPD發(fā)生及預(yù)后仍缺乏相應(yīng)的界值作為標(biāo)準(zhǔn)；(2)與其他感染指標(biāo)聯(lián)合能否提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性仍缺乏進(jìn)一步的研究；(3)COPD患者急性加重過(guò)程中主要表現(xiàn)為CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多，但仍有學(xué)者觀察到COPD患者氣道固有層中存在CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少[37],因此今后仍需要大量的前瞻性研究來(lái)證實(shí)COPD與適應(yīng)性免疫之間存在的確切關(guān)系。另外，T 淋巴細(xì)胞亞群及其相關(guān)細(xì)胞因子與COPD的嚴(yán)重程度有關(guān)，免疫功能的降低增加患者感染的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致癥狀進(jìn)一步加重,可考慮根據(jù)T淋巴細(xì)胞亞群水平對(duì)AECOPD患者提前進(jìn)行干預(yù)，以改善患者預(yù)后。