房曉楠、張榮成綜述，張健審校

T細胞免疫調(diào)節(jié)機制在心力衰竭心肌纖維化中的作用

房曉楠、張榮成綜述，張健審校

心肌重構(gòu)在心力衰竭（心衰）的發(fā)生及發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，當心臟急性或慢性損傷時，多種細胞機制參與了心肌的重構(gòu)過程，這其中免疫細胞如T淋巴細胞可以通過細胞信號相關(guān)蛋白，激活心肌成纖維細胞，導(dǎo)致前膠原在細胞外基質(zhì)沉積促使心肌纖維化的形成。了解T細胞亞群與成纖維細胞在免疫炎癥機制介導(dǎo)心肌纖維化中的作用，有助于從免疫炎癥角度進一步了解心肌重構(gòu)，為心力衰竭的預(yù)后及治療提供新的思路。

心肌纖維化； T細胞亞群；成纖維細胞

心力衰竭（心衰）是多種心血管疾病進展的最終階段，因其較高的發(fā)病率及死亡率已經(jīng)成為醫(yī)療、社會及經(jīng)濟方面的一個重大問題。而心衰的發(fā)生發(fā)展主要與心室重構(gòu)有關(guān)，它包括兩個方面，一方面是心肌細胞自身的肥大，另一方面是心肌成纖維細胞的增生及心肌纖維化。早在20世紀90年代研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死后瘢痕形成與心肌纖維化密切相關(guān)[1]。為了對損傷的心肌進行修復(fù)，心臟成纖維細胞的活性明顯增強，纖維膠原及交聯(lián)膠原蛋白分子在心肌細胞間質(zhì)生成增多，對死亡的細胞及損傷的組織進行修復(fù)，當膠原在細胞外基質(zhì)過度沉積時，心功能會逐漸惡化[2，3]，而有效地抑制心肌重構(gòu)可以明顯減少心衰患者的發(fā)病率及死亡率[4，5]。目前已知β受體阻滯劑和腎素—血管緊張素—醛固酮系統(tǒng)阻滯劑可以通過干預(yù)神經(jīng)—體液因素來抑制心肌重構(gòu)，而這并不能完全抑制心肌重構(gòu)的進展。近年關(guān)于免疫炎癥細胞引起心肌重構(gòu)的報道越來越多，這其中T淋巴細胞發(fā)揮著極其重要的作用，下面主要對不同T淋巴細胞在心肌纖維化中的作用進行綜述。

1 T淋巴細胞與炎癥反應(yīng)

當各種外界因素或內(nèi)環(huán)境紊亂導(dǎo)致心肌組織損傷時機體會通過一系列炎癥反應(yīng)來進行損傷修復(fù)。20世紀90年代就有研究發(fā)現(xiàn)，柯薩奇病毒B組3型（CVB3）感染的A/J小鼠在心肌急性損傷階段纖維化程度偏低，但隨著炎癥的持續(xù)激活，在整個心肌組織及損傷部位出現(xiàn)彌漫性淋巴細胞浸潤[6]。據(jù)此推斷，當組織損傷發(fā)生時，免疫炎性細胞會釋放大量可溶性介質(zhì)來激活纖維激活物的生成，進一步通過“瀑布式”級聯(lián)反應(yīng)將損傷擴大。同樣Klappacher等[7]在繼發(fā)性心肌病患者心臟活檢標本中檢測到T淋巴細胞浸潤；Holzinger等[8]也發(fā)現(xiàn)擴張型心肌病患者心臟局部浸潤的T淋巴細胞表達活性炎癥因子的能力增高。此外，小鼠心肌梗死模型研究還提示，梗死后的心肌組織不但T淋巴細胞浸潤增加，而且出現(xiàn)心肌成纖維細胞增生及纖維化水平提高，提示T淋巴細胞可以與成纖維細胞協(xié)同參與心肌的纖維化過程[9]。最近還有研究證實，CD4+T淋巴細胞而非CD8+T淋巴細胞或B淋巴細胞參與了壓力負荷引起的心肌纖維化及膠原生成，最終導(dǎo)致心衰的發(fā)生[10]。所以T淋巴細胞不但可以直接作用于成纖維細胞還可以通過釋放細胞因子、趨化因子和生長因子間接激活成纖維細胞[11，12]。

不同的T淋巴細胞亞群通過釋放或調(diào)解不同的細胞因子，在心肌纖維化的形成過程擔當了“雙刃劍”的角色。目前已知參與心肌重塑的T淋巴細胞主要自來于CD4+T淋巴細胞。它不但可以識別抗原提呈細胞表面的Ⅱ類主要組織相容性抗原分子來參與免疫應(yīng)答，還可以提供B淋巴細胞活化的第二信號，促進抗體的合成和分泌而參與免疫應(yīng)答。T輔助細胞1（Th1）和T輔助細胞2（Th2） 亞群是T輔助細胞常見的兩種形式，其中Th1細胞可以通過生成干擾素-γ在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，而Th2細胞主要通過白細胞介素-4，5， 13， 33（IL-4，5， 13， 33）在細胞外發(fā)揮生物作用。其他T輔助細胞包括生成IL-17的T細胞，它主要參與了誘導(dǎo)炎癥損傷的作用；和調(diào)節(jié)性T細胞，它可與CD4、CD25、轉(zhuǎn)錄因子等一起參與免疫炎癥反應(yīng)的下調(diào)，保護炎癥引起的組織損傷。在生理條件下T淋巴細胞各亞群維持著動態(tài)平衡，但是當心衰發(fā)生時各亞型的平衡失調(diào)導(dǎo)致疾病的進一步發(fā)展。

2 T輔助細胞1/T輔助細胞2在心肌纖維化中的作用

Th1的生物學特性：在急性炎癥反應(yīng)發(fā)生時，Th1細胞于炎癥早期最先被激活，并參與炎癥反應(yīng)的觸發(fā)過程，它釋放的細胞因子具有纖維化及抗纖維化的雙重作用[13]。Matsui等用血管緊張素Ⅱ干預(yù)大鼠后發(fā)現(xiàn)，當血管緊張素Ⅱ與血管緊張素Ⅰ型受體結(jié)合后Th1增多，而當抑制Th1作用后大鼠心肌重塑得到改善。但是還有些實驗發(fā)現(xiàn)，如果對柯薩奇病毒B3感染的小鼠給予抗體治療時，脾臟中Th1細胞增多，而心肌局部炎癥減輕，提示Th1淋巴細胞可能還起到一定的抗炎癥作用。

Th2的生物學特性：Th2細胞的激活主要見于炎癥恢復(fù)期、慢性疾病的進展或外界因素導(dǎo)致的抗原抗體反應(yīng)，被認為參與免疫炎癥的持續(xù)過程。它不但可以通過調(diào)節(jié)基質(zhì)細胞及成纖維細胞導(dǎo)致基質(zhì)在組織中沉積，還可能與基質(zhì)金屬蛋白酶存在著交互作用。研究顯示Th2細胞的生成與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的表達存在負性相關(guān)[14]。Th2細胞釋放的細胞因子主要有IL-4，5，13。其中IL-13可以誘導(dǎo)成纖維細胞膠原的形成，當給予可溶性IL-13受體來降低IL-13濃度后心臟的細胞外基質(zhì)含量明顯下降。IL-4主要參與調(diào)節(jié)成纖維細胞的激活，從而導(dǎo)致心肌纖維化的進一步加重。此外Th2釋放的部分細胞因子如生長刺激表達基因2蛋白（ST2）等也具有抗心肌纖維化的作用，一方面它可以通過IL-33/ST2信號通路充當Th2細胞的趨化因子，促使相關(guān)炎癥因子的釋放，另一方面其本身具有抗心肌肥厚的作用[15]。

Th1/Th2比例在不同疾病中的變化：雖然Th1/Th2淋巴細胞共同參與了心肌重構(gòu)的過程并導(dǎo)致心衰，但是二者在不同病因引起心衰中的地位有所不同。Th2優(yōu)勢應(yīng)答的動物如Balb/c小鼠誘導(dǎo)病毒性或自身免疫性心肌炎的成功率更高，且更易向心肌病進展。Peng等[16]在建立血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的心衰模型時發(fā)現(xiàn)，Th2優(yōu)勢應(yīng)答的Balb/c小鼠較Th1優(yōu)勢應(yīng)答的C57BL/6小鼠的心室擴張、心肌纖維化和心功能惡化更顯著。臨床研究方面，急性心肌缺血患者發(fā)病后24小時外周血生成干擾素-γ的T細胞（Th1淋巴細胞）明顯升高，但生成CD4的淋巴細胞（Th2淋巴細胞）與單純心絞痛患者相比未見明顯升高，提示心肌缺血急性階段的炎癥反應(yīng)主要以Th1淋巴細胞生成的細胞因子為主[17]。與正常人比較，擴張型心肌病的患者血中Th1淋巴細胞及Th2淋巴細胞均升高，其中以Th2淋巴細胞升高為主，提示擴張型心肌病患者主要是Th2淋巴細胞參與了體液免疫反應(yīng)[18]。這兩種T淋巴細胞在心肌重構(gòu)中的詳細生物學機制以及它們在不同病因的心衰中的作用尚不明確，有待進一步研究。

3 T輔助細胞17在心肌纖維化中的作用

隨著研究的進展，人們發(fā)現(xiàn)還存在著一些由Th1/Th2之外的淋巴細胞分泌的細胞因子如IL-17A， IL-17F和IL-22等，我們稱之為Th17淋巴細胞。在對大鼠進行缺血再灌注研究發(fā)現(xiàn)，IL-17A可以通過誘導(dǎo)心肌壞死和中性粒細胞浸潤導(dǎo)致心肌損傷。但是IL-17A的這種作用可能主要體現(xiàn)在心肌重構(gòu)的后期而非急性炎癥反應(yīng)階段[19]。動物研究發(fā)現(xiàn)，柯薩奇病毒感染的小鼠可以出現(xiàn)脾臟中Th17細胞計數(shù)和血清中IL-17水平升高，心臟局部IL-17表達增多，參與介導(dǎo)心肌細胞的炎癥損傷。而用抗體中和IL-17后心肌局部病毒復(fù)制減少，炎癥減輕。此外，IL-17還是一種多效能炎癥因子，它能激活并增加炎癥引起的組織損傷，既參與了炎癥的觸發(fā)活動，還與炎癥疾病的進展有關(guān)。同時IL-17還可以與其他炎癥因子如IL-6 和 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）協(xié)同作用，參與調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的生成[20]。不同的IL-17炎癥因子與受體的親和力不同決定它們在炎癥反應(yīng)的作用大小，IL-17A與受體的親和力是與IL-17F的10倍，這也解釋了為什么大多數(shù)組織細胞均參與了IL-17A介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。

Th17主要通過調(diào)節(jié)膠原形成或MMP與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物（TIMP）的基因穩(wěn)定性來作用于心肌纖維化的整個過程。先后有實驗發(fā)現(xiàn)，IL-17不但能增加心肌成纖維細胞膠原的產(chǎn)生，而且與自身免疫動物模型的細胞外基質(zhì)生成增多有關(guān)[21，22]。Feng等[23]通過注射異丙腎上腺素誘導(dǎo)Wistar-Kyoto大鼠心衰，將大鼠分為3組（單克隆抗IL-17抗體組，IgG組及磷酸緩沖液組），通過蘇木素伊紅和馬蘇染色來觀察心肌纖維化的程度，進一步通過免疫組化來評估MMP-1、 TIMP-1、TIMP-4、自然殺傷細胞配體激活物受體、骨保護素、Ⅰ型和Ⅲ型膠原，最后得出結(jié)論：IL-17可能通過核因子κB受體活化因子配體/骨保護素（RANKL/OPG）和MMP/TIMP信號通路參與心臟的纖維化及心肌的重構(gòu)過程。IL-17具有穩(wěn)定前炎癥因子mRNA，從基因水平延長它們的半衰期。炎癥因子的穩(wěn)定性增加可能與細胞外基質(zhì)的聚集及心肌纖維化有關(guān)。有效阻滯IL-17淋巴細胞的作用可能成為糾正心衰的一個新的治療途徑。

4 調(diào)節(jié)性T細胞與心肌纖維化

調(diào)節(jié)性T細胞主要參與抗炎癥反應(yīng)，在多數(shù)T細胞的炎癥反應(yīng)中起負反饋作用。自然調(diào)節(jié)性T細胞主要起源于胸腺，其他形式的T細胞主要源自外周的局部生成。一些特定的T細胞亞組已經(jīng)證實可以抑制自身抗體、異種抗體、腫瘤抗體、感染因素所引起的免疫反應(yīng)來保持免疫反應(yīng)的自我耐受性[24，25]。根據(jù)所釋放細胞因子的形態(tài)可以將自我適應(yīng)性T細胞分為釋放高水平IL-10的3型調(diào)節(jié)性T細胞及釋放高水平轉(zhuǎn)化生長因子-β的Th3淋巴細胞。轉(zhuǎn)化生長因子-β可以作用于成纖維細胞并上調(diào)MMP-2及膠原的表達，同時下調(diào)MMP-2及間質(zhì)型膠原的表達[26]。因此調(diào)節(jié)性T細胞可能通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β對炎癥反應(yīng)的抑制程度來調(diào)節(jié)成纖維細胞在纖維化中的作用。目前針對調(diào)節(jié)性T細胞在心肌纖維化中作用的研究較少，Heda在對血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓大鼠模型中發(fā)現(xiàn)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞可能通過自身適應(yīng)性調(diào)節(jié)產(chǎn)生抗纖維化作用，急性冠狀動脈綜合征患者該類型細胞減少，可能促使炎癥反應(yīng)增加[27]，而他汀類藥物具有上調(diào)該細胞表達的作用[28]。臨床研究顯示，心衰發(fā)生時外周血調(diào)節(jié)性T淋巴細胞減少，凋亡增加，提示免疫炎癥反應(yīng)占主導(dǎo)地位，導(dǎo)致心衰的持續(xù)進展[29，30]。在動物心肌梗死模型中還發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)性T淋巴細胞可以通過減少α- 平滑肌肌動蛋白的表達改變成纖維細胞的表型，減少MMP-3的表達及膠原生成[31]。調(diào)節(jié)性T細胞的過繼傳輸不但能抑制細胞毒性T淋巴細胞反應(yīng)，還可以減輕心肌梗死后心肌細胞的凋亡及梗死后纖維化程度[32]。所以我們有望通過增加調(diào)節(jié)性T細胞的活性，抑制額外激活的免疫反應(yīng)來減少心血管事件的發(fā)生。

5 T細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的干預(yù)

因為針對T細胞介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的干預(yù)措施的臨床研究還比較少，已知可以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的藥物主要是集中在他汀類藥物或中藥在心肌梗死后的炎癥干預(yù)，它們主要通過調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡及輔助性T淋巴細胞的數(shù)目和功能來抑制心肌的炎癥反應(yīng)[33，34]，而對心肌病等其他非缺血性心衰患者心肌炎癥反應(yīng)還沒有特效的藥物。

總之，當內(nèi)環(huán)境或外環(huán)境改變導(dǎo)致心肌損傷時，心肌局部或釋放到血液中的T淋巴細胞可以通過多種細胞因子與心肌成纖維細胞產(chǎn)生“交互通話”調(diào)節(jié)其細胞外基質(zhì)的生成，作為組織細胞損傷后的修復(fù)反應(yīng)。但是目前針對T淋巴細胞與心肌重構(gòu)的研究還處于初級階段，主要觀察了T淋巴細胞亞型及其所釋放的細胞因子與心肌重構(gòu)指標的關(guān)系，較少深刻探討何種信號通路參與了其中的過程，這可能成為今后該領(lǐng)域研究的重點。不同T細胞亞群在纖維化中的作用不同，相同的T細胞亞群所釋放的細胞因子也存在相互制約的效應(yīng)。所以更好地了解T淋巴細胞在炎癥反應(yīng)及纖維化中的作用，通過抑制炎癥、發(fā)揮更好的抗炎反應(yīng)，達到防止心肌纖維化的作用，這有可能成為我們今后改善心肌重構(gòu)、治療心衰的新方法。

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2014-06-19）

（編輯:汪碧蓉）

100037 北京市，中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 國家心血管病中心 阜外心血管病醫(yī)院 心內(nèi)科（房曉楠），心力衰竭中心（張榮成、張?。?/p>

房曉楠 住院醫(yī)師 學士 主要從事心血管臨床工作 Email:jane1120@sina.com.cn

張健 Email:fwzhangjian62@126.com.

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1000-3614（ 2015 ）05-0508-03

10.3969/ j. issn. 1000-3614. 2015.05.023