CD4⁺T细胞在风湿病外周血中的变化研究进展

Update on Peripheral CD4⁺T-Cell Changes in Rheumatic Diseases

摘要: 免疫学方面的研究已经证实CD4⁺T细胞及其分化亚群参与大多数风湿病的发病机制，与器官受累、治疗反应密切相关，但在不同的风湿病中，CD4⁺T细胞具体是如何分化的，关于这些的研究目前还并不充分，为此，对近年来CD4⁺T细胞的主要分化亚群(Th1/Th2/Th17和Treg细胞)在常见风湿病当中的研究情况作一综述。

Abstract: It has been evidenced that CD4⁺T-cell and their products have been associated with the pathology, organ involvement, or therapeutic response of some CTDs in several researches from immunology, but how exactly CD4⁺T cells differentiate in different rheumatic diseases is not well studied. In this review, the author would like to summarize changes in peripheral T-cell subsets in CTDs, especially focusing on differences in CD4⁺T-cell subpopulations-Th1 cell, Th2 cell, Th17 cell and Treg cell.

1. 引言

风湿病是一组累及骨与关节及其周围相关组织和器官的慢性疾病。风湿病可以损害全身任何脏器，严重影响患者的生活质量，给身心造成极大伤害。免疫学方面的研究也已经证实CD4⁺T细胞及其分化亚群参与大多数风湿病的发病机制，与器官受累、治疗反应密切相关，但在不同的风湿病中CD4⁺T细胞具体如何分化的研究仍不充分，为此，对风湿病外周血中CD4⁺T细胞亚群的差异作以下概述。

2. CD4⁺T细胞的基本功能

不同类别的T细胞均非终末细胞，以CD4⁺Th细胞为代表，在特定微环境诱导下，分化为不同功能亚群，受微环境中细胞因子及表观遗传学机制调控，某些亚群(如Th17细胞和Treg细胞)可发生相互转化。不同类型效应T细胞作用于不同靶细胞，其生物学效应及机制各异。Th1细胞主要通过分泌细胞因子激活巨噬细胞，介导迟发型超敏反应，Th2细胞主要通过促进嗜酸性粒细胞、肥大细胞和IgE介导的应答控制寄生虫特别是蠕虫感染，Th17细胞在适应性免疫应答早期刺激中性粒细胞应答，吞噬和清除细胞外细菌和真菌，存在于淋巴组织淋巴滤泡内的Tfh细胞则可辅助B细胞产生高亲合力抗体，介导体液免疫应答。Treg细胞是一类具有免疫调节功能的T细胞亚群，可抑制CD4⁺T和CD8⁺T细胞增殖、活化，并能抑制初始T细胞和记忆性T细胞，以及抑制DC和单核细胞。

3. CD4⁺T细胞各亚群在风湿病中的变化情况

3.1. Th1细胞在风湿病中的变化情况

胞内细菌、病毒或某些寄生虫感染，可使DC和巨噬细胞分泌IL-12及NK细胞分泌IFN-γ，诱导Th1细胞分化。目前在动物和人类中已经证实在风湿病中，Th1/Th2/Th17/Treg细胞平衡失调。

早在1989年在狼疮动物模型中就发现Th1/Th2细胞平衡的转变 [1] [2] 。尽管已经证实在系统性红斑狼疮中Th1细胞和Th2细胞各自分泌的细胞因子都参与了发病机制，但是在疾病SLE中是Th1细胞还是Th2细胞为主仍然是极具争议的 [3] 。有研究认为在疾病早期，Th1/Th2细胞平衡会向Th2方向转化 [4] [5] [6] ，但是也有研究认为平衡会向Th1方向转化。最近研究发现是Th1细胞还是Th2细胞为主与受累器官有密切关系 [7] 。在青少年SLE中检测到细胞因子TNF-α，IL-6，IL-10水平很高，TNF-α水平与SLEDAI评分呈正相关 [8] 。TNF-α水平也与肾损害相关 [9] 。也有研究证实IFN-α水平与SLEDAI评分呈正相关 [10] 。在SLE患者有肺部症状时血清中IFN-γ诱导蛋白10和MCP-1水平会增高 [11] 。

在疾病RA中，在慢性炎症过程中，多以产生IFN-γ的Th1细胞为主。在RA患者滑膜液中可检测出高水平促炎细胞因子TNF-α，IL-1，IL-6，IL-17 [12] 。在疾病SSc中，发现产IFN-γ Th1细胞发生率较高 [13] 。Kurasawa等发现在PM/DM患者肺泡灌洗液中主要是Th2细胞。在有肺部临床症状的PM/DM中，特别是有间质性肺病的患者发生糖皮质激素抵抗的过程中，被激活了的Th1型的肺泡Th细胞通过细胞因子起重要的作用 [5] 。在SS的受累唾液腺当中Th1/Th2平衡向Th1方向转分化，而且外周血中产IFN-γ细胞数量明显增加 [14] [15] 。在MCTD当中，合并有间质性肺炎的患者对比无肺受累的患者外周血清中IFN-γ水平更低 [16] 。不同风湿病中Th1细胞的主要变化总结如表1。

Table 1. Main changes of Th1 cells in peripheral blood of different rheumatic diseases

表1. 不同风湿病外周血中Th1细胞的主要变化

3.2. Th2细胞在风湿病中的变化情况

很多最近的研究显示在SLE患者外周血中Th2细胞发生率和IL-4水平较低 [17] 。在RA患者滑膜液当中IL-4水平也处于较低水平 [18] 。有研究显示在DM患者外周血中Th2细胞为主，而且血清IL-4水平也会上升 [19] 。在另外一项研究中证实，却发现在活动性PM/DM患者中，Th2细胞为主，且IL-17水平较低 [14] 。在SSc患者的皮肤活检组织中，Th1/Th2平衡向Th2方向转分化 [19] 。在SSc患者中，Th2细胞与肺功能受损及肺纤维化有关 [15] 。在干燥综合征中，产生IL-4的CD4⁺Th2细胞数量会减少 [6] ；在MCTD中，血清IL-9及IL-4水平较高，且IL-9水平与MCTD合并ILD密切相关 [16] 。不同风湿病中Th1细胞的主要变化总结如表2。

Table 2. Main changes of Th2 cells in peripheral blood of different rheumatic diseases

表2. 不同风湿病外周血中Th2细胞的主要变化

3.3. Th17细胞在风湿病中的变化情况

Th17细胞分化与调控机制：Th17细胞表面表达CCR6、IL-23R、IL-1R等炎症相关受体，核内表达孤儿核受体(RORγt)、STAT3。其中，RORγt是调控Th17细胞分化的关键转录因子。多种细菌和真菌感染可刺激DC产生IL-6、IL-1和IL-23。① TGF-β (由微环境中其他细胞产生)、IL-6、IL-1可诱导CD4⁺Th0细胞表达转录因子RORγt，后者与IL-6活化的STAT3共同驱动T细胞表达IL-23受体，从而向Th17谱系分化；② IL-23通过IL-23R信号通路而激活胞内STAT1、STAT3和STAT5，促进Th17细胞增殖和维持；③ Th17细胞产生的IL-21、IL-6通过自分泌作用对Th17细胞分化发挥放大效应。Th17细胞可分泌IL-17A、IL-17F、IL-6、IL-21、IL-26、CXCL8、TNF-α和GM-CSF等炎性细胞因子，促进炎症反应，在慢性感染和风湿病发生、发展中起重要作用。

在SLE患者中，外周血中Th17细胞与疾病活动度相关 [20] 。有研究证实在SLE动物模型中出现Th17细胞，且IL-17水平明显升高 [21] 。Talaat等人研究证实，在SLE患者血清中IFNγ和TGF-β1水平下降，而IL-17和IL-6水平明显升高，说明Th17/Treg平衡向Th17方向转分化 [22] 。最近的研究也证实在SLE并发肾损害的患者外周血清中IL-23水平明显升高 [23] 。也有研究认为在SLE患者外周血中Th17细胞下降，Th17/Treg比值下降，但是主要由Th17分泌的IL-21水平却是升高的 [24] 。在RA的研究中，存在明显Th17/Treg平衡失调，IL-6和IL-23水平升高，而TGF-β和Treg细胞计数减少。在接受抗IL-6受体抗体(托珠单抗)治疗后，Th17/Treg比值恢复正常 [25] 。在RA患者滑膜液中，IL-17A，IL-17F，IL-6，IL-22，IL-21，IL-23水平均升高，都是Th17细胞增加的重要因素 [26] 。在SSc患者皮肤活检中发现Th17细胞数量和IL-17水平明显升高，且与该疾病的进展密切相关 [27] 。并不是每一种CTD中，都会出现Th17细胞增加，例如在PM/DM急性期，Th17细胞计数是减少的，当然要考虑年龄的差异，因为在新发JDM中，Th17细胞决定了细胞因子的表达水平 [28] [29] 。在SS动物研究中，发现Th17细胞与唾液腺的分泌量，与高抗体合成相关的组织损伤和炎症范围有密切关系 [30] 。在MCTD中，特别是MCTD合并肺动脉高压患者中，Th17/Treg比值升高 [31] 。各种CTD中Th17细胞的主要变化见表3。

Table 3. Main changes of Th17 cells in peripheral blood of different rheumatic diseases

表3. 不同风湿病外周血中Th17细胞的主要变化

3.4. Treg细胞在风湿病中的变化情况

Treg细胞在风湿病中的数量可能升高、不变或下降都有报道，因为Treg细胞数量与疾病所处阶段、机体功能状态都有关系，都会带来Treg细胞数量变化。在SLE患者中，IL-6水平与IgG的产生以及疾病活动度密切相关 [32] [33] 。最近的研究表明，在VitA缺乏的SLE患者中，Treg细胞增加，而Th17细胞下降。这表明在SLE患者中，视黄酸在Th17/Treg细胞转分化中起作用 [34] 。早年研究显示在SLE患者中给予雷帕霉素和VitD治疗后，Treg细胞数量增加 [35] 。在RA患者中，Treg细胞数量可能升高、不变或下降也都有报道，Th17/Treg失衡受治疗的影响。依那西普和甲氨蝶呤联合治疗能够使Th17/Treg比例恢复正常 [36] ，托珠单抗治疗可以升高Treg/CD4⁺T细胞的比值 [37] 。在SSc患者皮肤活检中Treg细胞数量下降 [38] ，但是在外周血中和其它风湿病相似，可能增加也可能减少 [39] 。在JDM和Duchenne型肌营养不良患者的肌肉活检和外周血中，Treg细胞数量都较高，然而在成人DM患者的皮肤活检和外周血标本中CD4⁺/CD25⁺/Foxp3⁺Treg数量下降 [40] 。在SS患者唾液腺中Treg细胞数量会增加，但是在外周血中却不变 [41] 。在MCTD患者外周血中Treg细胞数量很低 [42] 。各种CTD中Treg细胞主要变化见表4。

Table 4. Main changes of Treg cells in peripheral blood of different rheumatic diseases

表4. 不同风湿病外周血中Treg细胞的主要变化

4. 结语

在早期关于免疫功能紊乱机制研究中，总强调Th1/Th2失调的作用。随着CD4⁺Th细胞新亚群不断被发现，对其可塑性有了新的认识。目前认为T细胞功能亚群并非终末未分化的T细胞，它们在特定微环境中仍可被重新塑型为其它亚型。Th17/Treg比例和微环境中的细胞因子决定初始Th0细胞的分化。在每一种CTD中，促炎细胞因子模式不同，占优势的Th亚群可能以器官特异性的方式变化。因此，研究外周血、受累器官、组织中占优势的Th细胞亚群和其产生的细胞因子意义重大，可以更好地指导临床针对性用药和监测疗效，判断预后。