瞿金濤 汪玫 肖林
多發(fā)性硬化(MS)是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎性脫髓鞘病變?yōu)橹饕攸c的T細胞介導的自身免疫性疾病。臨床上具有空間多發(fā)性和時間多發(fā)性,表現(xiàn)為累及腦室周圍白質(zhì)、視神經(jīng)、脊髓、腦干、小腦等多處及多數(shù)具有緩解-復發(fā)(RRMS)的病程。其發(fā)患者群主要在歐美國家,雖然其在一般情況下不會對患者的生命造成威脅,但是其對于社會經(jīng)濟的影響卻很大。就美國而言[1],每年有至少350,000的人為MS所困擾。這種疾病會造成患者嚴重的感覺、運動、神經(jīng)認知方面的障礙,極大的損害患者的自立生活能力,給家庭社會造成嚴重負擔。
目前認為主要是遺傳因素決定個人對此病的易感性,而環(huán)境的影響也可能有一部分的角色[2]。對于其發(fā)病機制的研究最主要建立在實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)動物模型之上,主要集中于由細胞因子介導的相關T細胞亞群功能之間平衡的喪失,從而導致對自身抗原髓鞘堿性蛋白(MBP)的攻擊。通常認為,Th1細胞在腦部炎癥中會分泌眾多細胞因子(IFN-γ,TNF-α、β,IL-12)如干擾素 IFN-γ,腫瘤壞死因子TNF-β等可以激活巨噬細胞對少突膠質(zhì)細胞進行破壞并由此脫髓鞘[3],而且IFN-γ又能再誘導Th1細胞的產(chǎn)生,進一步促進髓鞘的破壞。TNF-α及IL-12則有促炎作用。TNF-α可直接對少突膠質(zhì)細胞產(chǎn)生細胞毒作用,p40二聚體組成的IL-12則參與誘導中樞小膠質(zhì)細胞及巨噬細胞表達IL-16從而被認為與MS有關[4]。因此,針對Th1細胞進行抑制而延緩MS進程,減輕患者癥狀的一些措施也是有效的,這為臨床治療提供了理論依據(jù)。
與此同時,CD+4的Th2細胞則屬于淋巴細胞中的抗炎家族,也分泌眾多的免疫調(diào)節(jié)因子(eg.IL-4,-5,-6和-10)。IL-4可以促使Th0向 Th2分化,使 Th1減少,減少EAE損害,同時,大量IL-10的表達可以抑制EAE進展,相反,敲除IL-4基因的小鼠由于Th2細胞減少其EAE的進展則呈現(xiàn)急進性。IL-5缺失的小鼠對EAE的易感性增加,人為的導入可以產(chǎn)生IL-6的重組痘苗病毒可抑制小鼠EAE的發(fā)生[5]。另外,單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)可以促使Th0細胞向Th2細胞分化,從而較大程度地抑制EAE的進展??偟膩碚f,Th2/Th1的平衡介導MS的嚴重程度及其進展。
但最近,Th1與Th2平衡失調(diào)的MS發(fā)病機制受到了挑戰(zhàn),人們傾向于Th17細胞在MS發(fā)病機制中可能扮演更加重要的角色。較新的一篇文獻報道[6],體外Th2的產(chǎn)物IL-6能誘導naive T細胞轉(zhuǎn)變成Th17細胞,進而導致小鼠EAE的發(fā)生與發(fā)展,而加入IL-6R的單克隆抗體之后,便能抑制少突細胞髓鞘糖蛋白(MOG)肽特異性的和Th17 T細胞在腹股溝淋巴結的誘導分化而延緩了EAE的病程。由此,IL-6R的單抗體可能在不久以后進入臨床,有希望通過其拮抗IL-6的作用使等效應細胞數(shù)量降低,成為一種治療MS的新的方式。這樣Th2功能增強可能是起著一種介導Th17產(chǎn)生的始動的作用,而不是之前認為的其功能降低造成與Th1的功能失衡的發(fā)病機制。下面就詳細討論Th17在MS發(fā)病中的作用。
Th17細胞是新發(fā)現(xiàn)的一類Th細胞亞群。其主要作用為防止胞外細菌的感染[7],然而,在自身免疫性疾病的發(fā)病中Th17的活動也相當激烈。早期人們一直認為因在病灶組織中可檢出大量的IL-12所以MS是Th1細胞的主要介導產(chǎn)生的疾病,但后期實驗[8]發(fā)現(xiàn)IL-23缺乏的老鼠不會發(fā)生EAE等自身免疫性疾病(注射入IL-12的老鼠也不會發(fā)生EAE),而只缺少的IL-12的老鼠則很對EAE易感。這促使人們開始轉(zhuǎn)移在Th1細胞上的注意力,發(fā)現(xiàn)在MS患者中IL-23是上調(diào)的,降低IL-23可以促使IL-10的生成[9],IL-10又可抑制MS對自身髓鞘蛋白的免疫反應。同時,Th17由IL-23誘導產(chǎn)生所以有Th17的特征性產(chǎn)物IL-17的同時IL-23必然存在,如果敲除IL-23的基因則IL-17也會消失,此時即使存在產(chǎn)生IFN-γ的Th1細胞,MS也較易治愈[8]。這說明Th17似乎在誘導自體免疫反應方面比以往Th1與Th2的功能失調(diào)的理論更加重要,這種新的Th17在識別抗原后會產(chǎn)生其特有的IL-17。有研究發(fā)現(xiàn)在MS患者的脊髓或腦中的損傷區(qū)域及表型正常的白質(zhì)區(qū)分離出的髓鞘反應性T細胞被證明是Th17細胞[10]。另一項對照研究[11]顯示在活動性 MS病灶中,Th17細胞的數(shù)量大量增加,可達Th1細胞的七倍。MS急性損傷時,其可能機制為浸潤T細胞的TCR的α鏈和β鏈、維甲酸相關孤兒核激素受體C轉(zhuǎn)錄因子以及其他多種細胞因子的基因表達上調(diào)促進了Th17的擴增,由此產(chǎn)生更多量的IL-17,加重病情的進展惡化[10]。Hedegaard等[12]發(fā)現(xiàn) MS患者的MBP對單核細胞的誘導作用使之產(chǎn)生大量IFN-γ和TNF-α和少量IL-10,與正常人對照組有較大的差別。且MS患者中高反應者有大量的T細胞,與產(chǎn)生的大量IL-17,IL-5,IL-4有極高相關性。IL-17和IL-5還與磁共振成像(MRI)上能發(fā)現(xiàn)陽性的斑塊數(shù)成正比。此也提示大量的T細胞和IL-17和IL-5產(chǎn)生的量與疾病的活動性緊密相連。所列舉的這些實驗無一例外都證明Th17在MS發(fā)病與進展中起著主要作用。所以應該說臨床上針對MS的治療現(xiàn)在有了一個較為明確的目標,就是抑制Th17的活性。
傳統(tǒng)藥物格拉默等[13]已證明其不僅通過Th1細胞起作用,對Th17的抑制也是其臨床用藥有效的一種機制。在一項研究白藜蘆醇對EAE影響的文章[14]中,發(fā)現(xiàn)這種多酚類物質(zhì)能在增加 IL-17+的 Th17、IL-17+/IL-10+ T細胞(Th17reg)及產(chǎn)生INF-γ的CD4-NKT細胞的同時抑制IL-12/23 p40及IL-6合成使IL-12/23表達降低從而對EAE的動物產(chǎn)生保護作用。因此白藜蘆醇對EAE的保護作用不僅是通過降低 Th17的數(shù)量還升高了 Th17reg和 CD4-/IFN-γ+的NKT的細胞數(shù)量的同時抑制了巨噬細胞IL-12/23 p40及IL-6合成來起作用的。概括地說,Th17及Th17reg兩者在MS發(fā)病時,Th17促進疾病的發(fā)展,而Th17reg則起保護作用。此發(fā)現(xiàn)對于臨床治療MS又提供了一種升高Th17reg的來治療MS的新思路。
他汀類藥物能有效地降低膽固醇被廣泛地用于保護心血管系統(tǒng),但近年來發(fā)現(xiàn)他汀類可當作免疫調(diào)節(jié)劑來治療MS。2008年的一項報道稱斯伐他?。?5]能增強細胞因子分泌抑制因子(SOCS)的表達,使 IL-6、17、23,INF-γ 的表達降低,并且能直接抑制IL-17轉(zhuǎn)錄因子維甲酸相關孤兒核受體C,從而降低Th17細胞表達其相關細胞因子,這些都揭示他汀類藥物作為一種免疫抑制劑是通過Th17細胞來起作用的。
來氟米特通常用來治療類風濕關節(jié)炎。有實驗[16]證實其在EAE中能較好的控制實驗鼠的臨床癥狀,且加入外源性的尿嘧啶以后來氟米特的作用也不會終止,提示其對EAE作用的免疫機制可能不在對嘧啶合成的阻斷。雷帕霉素(rapamycin)在一項觀察性動物實驗證明[17]可減輕EAE模型動物的臨床癥狀及組織病理表現(xiàn),在其緩解疾病的同時發(fā)現(xiàn)脾區(qū)Foxp3+Treg細胞上升T細胞下降,提示雷帕霉素可能在將來能用于治療MS。但目前尚缺乏來氟米特和雷帕霉素對EAE作用確切機制的研究,根據(jù)當前所了解Th17在MS中的作用,希望在將來有實驗證實這些藥物是否通過作用于Th17細胞而阻滯病程的進展,如通過臨床試驗后可以作為臨床用藥參考。
補體抑制劑FUT-157在EAE中通過阻止C3/C5轉(zhuǎn)化酶的形成可抑制自反應T細胞的活性,減少了INF-γ和產(chǎn)IL-17的Th17細胞,這便減輕了髓鞘特異性的T細胞自身免疫。體內(nèi)試驗顯示其可延遲EAE發(fā)生,減輕EAE炎癥和脫髓鞘反應[18]。姜黃是從一種藥用植物的根中提取出來的,據(jù)報道[19]可大大減輕EAE中路易鼠的臨床癥狀,并極大減少浸潤到鼠脊髓中炎癥細胞數(shù)量。通過RT-PCR進行細胞因子mRNA表達的測定顯示 IL-17,TGF-β,IL-6,IL-21等 Th17特征性產(chǎn)物的大大降低,表明了EAE的緩解至少大部分是因為阻斷了Th17的分化與增殖取得的,證明了其對于MS及其他Th17介導的疾病有治療作用。實驗[20]證明二甲雙胍動物可通過限制單核細胞浸潤和抑制促炎因子(IFN-γ,TNF-α,IL-6,IL-17和誘生性一氧化氮合酶(iNOS))等的釋放來達到減弱EAE的發(fā)生,而在脾細胞中各類抗炎因子會合成增加,這些都提示了二甲雙胍在MS甚至其他相關炎癥性疾病中的潛在應用價值。
IL-27,IFN-β 在 EAE 實驗[21,22]中已被證明可降低 EAE的嚴重性,其可抑制致敏的自身反應性T細胞,尤其是Th17系列的細胞。如果將其人工大量合成,將有可能用于治療Th17相關疾病。另一項報道[23]稱IL-9缺失和IL-9受體不足的情況會降低Th17細胞和產(chǎn)IL-6巨噬細胞的數(shù)量,并由此延緩了EAE的進展。這也提示人們可以通過設計IL-9的抗體而達到阻止MS的進程。人骨髓間充質(zhì)干細胞移植[24]也會降低IFN-γ等炎癥因子產(chǎn)生細胞如Th1,Th17等的數(shù)量,同時增加IL-4產(chǎn)生細胞Th2和其他抗炎因子的量,這些能減少EAE損傷的程度并增加損傷區(qū)域少突膠質(zhì)細胞的量有可能成為一種能逆轉(zhuǎn)MS病程進展的藥。
一項描述性研究[25]稱低劑量的(0.5Gy)伽馬射線連續(xù)四周每周一次照射MRL-lpr/lpr鼠EAE模型可降低EAE的嚴重程度,推遲病理改變出現(xiàn)的時間,進一步分析發(fā)現(xiàn)促炎因子、自身抗體和的細胞毒細胞都有一定程度下降,尤其是Th17分泌的IL-17的量有大幅度的降低,同時,調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量卻大幅度上升。這個給臨床運用低劑量射線治療MS患者起了一定的提示作用。
全反式維甲酸(ATRA)早已被證明可抑制Th17的分化和促使FOXp3+的調(diào)節(jié)性T細胞產(chǎn)生。AM80[26]是一種比ATRA更有效的人工合成的維甲酸類藥。其能防止早期EAE進展,降低Th17的分化及其免疫效應。但因其長期使用能抑制IL-10的產(chǎn)生所以對于晚期EAE則作用輕微,提示ATRA可對Th17和Th17樣調(diào)節(jié)細胞都有作用。
目前MS發(fā)病機制尚不明了,但由于各種實驗技術及研究分析方法的發(fā)展使我們對MS發(fā)病機制的認識取得了重大的進展。Th17在其發(fā)病中的關鍵作用必將為我們臨床治療MS提供了嶄新的,或許將來也是更好的治療方式。不過,目前的確切發(fā)病原理還是不甚清楚,進一步探索MS的發(fā)病機制以求尋找到更加有效的甚至可以逆轉(zhuǎn)MS的治療手段,這在今后一段時間內(nèi)還屬于人們的重點。
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