劉 穎，周 儀(綜述)，劉 漢(審校)

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京第一醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，南京210006)

1 Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的生物學(xué)特性和功能

1.1 Th17 細(xì)胞 2005 年，Park等［8］在對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎和膠原蛋白誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎這兩個(gè)典型自身免疫病動(dòng)物模型的研究中，發(fā)現(xiàn)了一類新T細(xì)胞亞群，因該群細(xì)胞特異性產(chǎn)生 IL-17，被命名為Th17細(xì)胞。維甲酸相關(guān)孤兒核受體(retinoid-related orphan receptor γt，ROR-γt)是Th17細(xì)胞分化發(fā)育的特異性轉(zhuǎn)錄因子［9］。Th-17 細(xì)胞表面高表達(dá)IL-23R和趨化因子受體(CCR6、CCR4)。

IL-17是Th17細(xì)胞分泌的主要細(xì)胞因子，該家族包括6個(gè)家族成員的配體(IL-17A～F)和 5個(gè)受體(IL-17RA～I(xiàn)L-17RD和類成纖維細(xì)胞生長基因因子)［3-4，10］，IL-17A 和 IL-17F 可以誘導(dǎo)表達(dá)多種促炎因子和趨化因子，IL-17的表達(dá)和多種自身免疫性疾病相關(guān)。除了特征性IL-17外，Th17細(xì)胞還分泌其他多種細(xì)胞因子，如 IL-21、IL-22等［3-4］。Th17 細(xì)胞通過 IL-17、IL-22、IL-23、IL-6、腫瘤壞死因子α等細(xì)胞因子發(fā)揮其介導(dǎo)炎性反應(yīng)、誘發(fā)自身免疫性疾病等作用［9-11］。

Th17細(xì)胞的主要生物學(xué)功能:①通過分泌細(xì)胞因子和趨化因子激活和(或)募集靶細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)炎性反應(yīng)。②介導(dǎo)對(duì)細(xì)菌和真菌的免疫反應(yīng)。③與許多器官特異性自身免疫性疾病有關(guān)。

1.2 Treg細(xì)胞 Treg細(xì)胞是一類具有免疫抑制功能的T淋巴細(xì)胞亞群，約占外周T細(xì)胞的5%～10%，叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(forkhead transcription factor 3，F(xiàn)oxp3)是Treg細(xì)胞的特異性標(biāo)志，鼠Treg細(xì)胞為cells，而人類則為Treg細(xì)胞能分泌IL-4、IL-10和TGF-β等，對(duì)效應(yīng)T淋巴細(xì)胞有抑制作用，參與自身免疫性疾病、感染、移植免疫及腫瘤免疫等疾病的發(fā)病機(jī)制。根據(jù)Treg細(xì)胞的來源分為天然型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(naturally occurring regulatory T cell，nTreg)和誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)T細(xì)胞(induced regulatory T cell，iTreg)。nTreg細(xì)胞是由胸腺細(xì)胞自然分化發(fā)育而來的一個(gè)主要Treg細(xì)胞亞群;iTreg細(xì)胞，如Th3、Tr1(iTreg細(xì)胞的兩個(gè)常見亞型，Th3分泌TGF-β，Tr1分泌IL-10)是外周成熟T細(xì)胞在受到特異性抗原刺激并在細(xì)胞因子(如TGF-β)的誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)化的具有Treg細(xì)胞功能特征的細(xì)胞亞群。

Treg細(xì)胞的生物學(xué)作用是通過細(xì)胞間接觸依賴機(jī)制和抑制性因子依賴機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞間接觸依賴機(jī)制包括直接接觸抑制與間接接觸抑制，前者表現(xiàn)為Treg細(xì)胞通過細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4與靶細(xì)胞上的相應(yīng)受體結(jié)合，并抑制靶細(xì)胞上IL-2Rα鏈的表達(dá)，降低靶細(xì)胞對(duì)IL-2的反應(yīng)性從而抑制效應(yīng)T細(xì)胞的增殖，后者則是通過作用于樹突狀細(xì)胞下調(diào)其共刺激分子、主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ和IL-12的表達(dá)。抑制性因子依賴機(jī)制是指激活的Treg細(xì)胞產(chǎn)生IL-10及TGF-β，IL-10通過抑制IL-2的產(chǎn)生及延長細(xì)胞增殖周期、下調(diào)主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子、單核細(xì)胞CD80、CD86的表達(dá)、下調(diào)CD28的配體等方式抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖，并可促進(jìn)天然Treg細(xì)胞成熟及向Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)化;TGF-β可抑制IL-1和IL-2的分泌進(jìn)而抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖。另外，Treg細(xì)胞可通過競爭性抑制其他細(xì)胞群落，使不同亞群T細(xì)胞在數(shù)量及功能上保持平衡。

Treg細(xì)胞生物學(xué)功能:nTreg細(xì)胞通過細(xì)胞間接觸依賴機(jī)制發(fā)揮作用，iTreg細(xì)胞是以細(xì)胞因子依賴途徑發(fā)揮作用［11］;Treg細(xì)胞不僅參與自身免疫耐受調(diào)節(jié)，而且在感染、腫瘤免疫和移植免疫中也具有重要的作用。

2 Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的誘導(dǎo)產(chǎn)生和分化

2.1 Th17細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生和分化 在鼠模型中，Th17細(xì)胞分化分3個(gè)階段，即依賴于TGF-β和IL-6的分化階段，依賴于IL-21的放大階段和依賴于IL-23的維持階段。在TGF-β和IL-6同時(shí)存在的情況下，初始T細(xì)胞可經(jīng)由信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化子3通路活化Th17型細(xì)胞的特異性轉(zhuǎn)錄因子ROR-γt，同時(shí)促其分泌IL-21和表達(dá) IL-23R;自分泌的 IL-21對(duì) ROR-γt、IL-17和IL-23R的表達(dá)起重要作用，可以部分代替IL-6在Th17細(xì)胞分化中的作用，使已分化的Th17細(xì)胞具有進(jìn)一步促進(jìn)周圍細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞的能力，使Th17細(xì)胞大量擴(kuò)增［12］。IL-23促進(jìn)Th17細(xì)胞進(jìn)一步成熟、穩(wěn)定Th17細(xì)胞表型，并可能通過上調(diào)IL-22的表達(dá)來上調(diào)Th17細(xì)胞的效應(yīng)功能和致病作用。IL-23盡管不能誘導(dǎo)初始CT細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞，但對(duì)Th17細(xì)胞的生存和功能維持有重要意義［13］。

2.2 Treg細(xì)胞的誘導(dǎo)產(chǎn)生和分化 Treg細(xì)胞分化發(fā)育和功能發(fā)揮過程也受多種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)。TGF-β在iTreg細(xì)胞分化和nTreg細(xì)胞發(fā)育過程中也發(fā)揮重要作用，IL-6可以阻斷這一途徑［14］。在缺乏炎性因子的情況下，TGF-β能激活大鼠信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子3，同時(shí)T細(xì)胞受體刺激活化T細(xì)胞核因子，兩者協(xié)同促進(jìn)Foxp3的表達(dá)，從而誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化為Treg細(xì)胞。Treg細(xì)胞分化后，其存活和功能的發(fā)揮需要TGF-β和IL-2的參與［15］。IL-27在Treg細(xì)胞分化方面也起到一定作用［16］。

Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞分化上相互關(guān)聯(lián)，正常情況下，TGF-β單獨(dú)存在并誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化為Treg細(xì)胞。當(dāng)有感染或炎癥時(shí)，IL-6和TGF-β共同存在并誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞向 Th17細(xì)胞分化［17］。IL-6作為炎癥急性反應(yīng)期產(chǎn)物，能調(diào)節(jié)Foxp3/RORγt之間的平衡，抑制nTreg細(xì)胞的功能，阻礙iTreg的生成，并誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的分化。因此，IL-6在Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞之間的平衡起著關(guān)鍵作用。部分Treg細(xì)胞在IL-6單獨(dú)存在的情況下亦可分化成Th17細(xì)胞［18］。有報(bào)道低濃度的TGF-β可以引起 ROR-γt的表達(dá)，高濃度的 TGF-β 卻抑制 ROR-γt的表達(dá)和功能，并利于Treg細(xì)胞的產(chǎn)生［19］。因此，就像Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞一樣，Th17細(xì)胞與Treg的分化也呈互相抑制關(guān)系［20］。

3 Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞在肺部細(xì)菌感染免疫中的作用

Th17細(xì)胞及其因子的抗感染機(jī)制主要表現(xiàn)為:①中性粒細(xì)胞的趨化作用。Th17細(xì)胞產(chǎn)生的IL-17可以通過誘導(dǎo)其他炎性細(xì)胞因子，如IL-6、腫瘤壞死因子、粒細(xì)胞集落刺激因子、IL-8及趨化因子的表達(dá)，募集并活化中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，以助病原菌的清除，過度反應(yīng)時(shí)可導(dǎo)致組織損傷［21］。因此，IL-17處于固有免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的交接面［22-23］。嚴(yán)重?fù)p傷刺激時(shí)，Th17細(xì)胞能通過調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞集聚防止組織壞死和敗血癥發(fā)生［21］。②促進(jìn)肺上皮防御素的形成。IL-17還能促進(jìn)肺上皮防御素的形成，后者除直接抗微生物活性外，還能中和內(nèi)毒素，誘導(dǎo)血管生成和促進(jìn)傷口修復(fù)［24］。③調(diào)節(jié)肺上皮再生抗損傷。IL-22能促進(jìn)損傷的支氣管上皮再生，增強(qiáng)損傷上皮的修復(fù)，從而在一定程度上起到支氣管黏膜抗損傷作用［25］。

Th17細(xì)胞對(duì)寄生菌的保護(hù)性免疫最早在感染肺炎克雷伯菌的小鼠模型中得到證實(shí)。在感染數(shù)小時(shí)后，Th17細(xì)胞因子(如 IL-17、IL-22、IL-23等)即可出現(xiàn)，IL-17和IL-22能通過誘導(dǎo)趨化因子(如CXCL-1、CXCL-5)、粒細(xì)胞集落刺激因子和抗微生物肽發(fā)動(dòng)黏膜防御反應(yīng)，以助細(xì)菌的清除［26］。Th17細(xì)胞分泌的另一個(gè)細(xì)胞因子IL-22還能促進(jìn)損傷的支氣管上皮再生，增強(qiáng)損傷上皮的修復(fù)，提高支氣管黏膜抗損傷能力，加強(qiáng)對(duì)肺炎克雷伯菌的防御能力［25］。相比之下Th1細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子α、IL-1產(chǎn)生和高峰出現(xiàn)的時(shí)間都較晚，說明Th17細(xì)胞因子是比Th1細(xì)胞因子出現(xiàn)得更早的促炎細(xì)胞因子。缺乏IL-17受體的小鼠在肺炎克雷伯菌感染時(shí)存活率降低，而肺內(nèi)中性粒細(xì)胞數(shù)減少，粒細(xì)胞集落刺激因子、巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)蛋白2表達(dá)降低，同時(shí)細(xì)菌數(shù)增加［27］。IL-23缺陷的小鼠在肺炎克雷伯菌感染下存活率降低，且肺炎克雷伯菌可通過誘導(dǎo)IL-23表達(dá)促進(jìn)Th17細(xì)胞分化［28］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌感染急性期，Th17細(xì)胞及其細(xì)胞因子IL-17的作用與肺炎克雷伯菌感染相類似［29］。但在慢性銅綠假單胞菌易感小鼠上呈現(xiàn)了IL-17的特異性誘導(dǎo)，提示IL-17在機(jī)會(huì)性致病菌感染中可能會(huì)加重機(jī)體損傷［30］。胞內(nèi)菌如結(jié)核桿菌感染后，感染部位Th17細(xì)胞增多，其分泌的過量IL-17將使中性粒細(xì)胞的自身穩(wěn)定性和細(xì)胞表型都發(fā)生變化，最終導(dǎo)致病理性損傷［31］。Okamoto Yoshida等［32］還發(fā)現(xiàn)，IL-17A 基因剔除小鼠在注射BCG后肺內(nèi)不能形成成熟的肉芽腫，提示IL-17在慢性肉芽腫的形成機(jī)制中占有重要地位。因此，Th17細(xì)胞在結(jié)核桿菌感染中既發(fā)揮了一定的抗感染效應(yīng)，又與局部的免疫病理損傷密切相關(guān)。

Treg細(xì)胞具有強(qiáng)大的免疫抑制功能，對(duì)機(jī)體的免疫穩(wěn)定起著重要的作用。在肺部感染中，Treg細(xì)胞最顯著的作用是調(diào)節(jié)效應(yīng)T細(xì)胞清除病原體的反應(yīng)和其引起重度炎癥及組織損傷的過度免疫反應(yīng)間的平衡，避免清除病原體過程中伴隨的組織損傷［33］。部分病原體能刺激Treg細(xì)胞并利用它們逃避免疫殺傷的命運(yùn)，并可能造成嚴(yán)重感染。

4 小結(jié)

機(jī)體免疫組織、免疫細(xì)胞和免疫分子構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。CD4+T細(xì)胞的兩個(gè)亞型Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞在其中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。在肺部感染中，Th17細(xì)胞能清除進(jìn)入體內(nèi)的病原體，但過度反應(yīng)可加重炎癥性病理損傷;Treg細(xì)胞能夠抑制過度增高的炎性反應(yīng)，減輕肺部感染引起的組織病理損傷，使機(jī)體在清除病原體感染和減輕炎癥病理損傷之間獲得平衡。目前，人們對(duì)Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的在肺部細(xì)菌感染疾病中的作用認(rèn)識(shí)有限，對(duì)Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的分化、發(fā)育、相互作用等的研究，有助于判斷病情嚴(yán)重程度，并為臨床免疫治療提供理論依據(jù)。

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