辅助性T细胞17/调节性T细胞在类风湿关节炎免疫调节中的作用

李忱，刘晋河，董振华

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院中医科，北京100730

辅助性T细胞17/调节性T细胞在类风湿关节炎免疫调节中的作用

李忱，刘晋河，董振华

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院中医科，北京100730

辅助性T细胞17;调节性T细胞;免疫调节;类风湿关节炎

辅助性T细胞17(T helper cell 17，Th17)和调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)是近年来发现的两类CD4+T细胞亚群，目前认为Th17具有明显促进炎症的作用，引起组织炎性病理损伤;而Treg细胞具有抑制免疫反应的作用，维持机体的免疫耐受，两者对立统一，维持着机体平衡。Th17/Treg细胞平衡在自身免疫性疾病，尤其是类风湿关节炎免疫调节中的作用越来越受到各国学者的关注，本文对其近年来的研究进展进行综述。

类风湿关节炎与辅助性T细胞17/调节性T细胞

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是典型的自身免疫性疾病，表现为慢性炎症性关节滑膜炎、骨和关节软骨破坏。RA发病是一个慢性炎症过程，提示其关节过度炎症反应和抑制炎症调控缺乏，即免疫调节紊乱是本病发生、发展的核心环节。目前，涉及Th17和Treg细胞的RA研究越来越多。1999年Aarvak等［1］首先在RA患者滑膜和滑膜液中发现T细胞增殖可产生白细胞介素-17(interleukin-17，IL-17)。其后Wang等［2］也在RA患者血清中发现Th17细胞增多。Miossec等［3］认为Th17细胞通过活化炎性关节中的巨噬细胞、树突细胞或成纤维样滑膜细胞产生IL-17，而加重关节炎性损伤。既往研究已证实，RA滑膜组织培养可以产生IL-17［4-5］，而IL-17可以诱导产生前炎症因子，包括肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、IL-6、IL-1β、趋化因子和金属蛋白酶等，引起强烈的炎症反应，造成软骨和骨破坏;并且IL-17升高水平与受累关节损害的严重程度呈正相关［6］。Kirkham等［7］研究表明，随着RA患者滑膜组织中IL-17水平升高，RA疾病活动度也随之升高。Th17细胞除促进IL-17分泌外，还可促进IL-21产生，后者也对RA发病具有一定作用。在RA早期阶段，患者血清、滑膜和滑膜液中IL-21表达上调，进而可促进破骨细胞生成，引起骨破坏［8］。可见，Th17细胞促进分泌的不同效应分子可以协同增加RA的活动性，并可吸引更多的效应T细胞到炎症组织，引起组织病理损伤。

近年来关于RA与Treg细胞相关的研究也是热点，但结论不尽相同。van Amelsfort等［9］和Möttönen等［10］研究发现，与正常人相比，RA患者外周血和滑膜液中Treg细胞明显升高;而另外一些研究发现活动期RA患者外周血Treg细胞减少，且Treg细胞功能存在缺陷［11-13］。目前多数学者认为Treg细胞可以抑制RA患者的免疫反应。Ehrenstein等［12］从活动性RA患者外周血分离出Treg细胞，发现Treg细胞可抑制T细胞增殖能力，具有免疫抑制作用。但Peluso等［14］研究显示Treg细胞不能抑制免疫反应，这可能是因为Treg细胞不能抑制Th17细胞产生IL-21所致。既往Valencia等［15］研究认为TNF-α可以下调叉头状螺旋转录因子3(fork helix transcription factor 3，FoxP3)表达，而抑制Treg细胞活性，使Treg细胞失去抑制炎症细胞因子分泌和增殖的能力。近期Nie等［13］研究提示在RA患者，TNF-α对FoxP3表达无调节作用，而是通过蛋白磷酸激酶1(protein phosphokinase 1，PP1)表达上调，减少FoxP3磷酸化而抑制Treg细胞的功能，该实验表明RA滑膜液中TNF-α可致Treg细胞功能缺陷。

根据以上结论，有学者认为Th17和Treg平衡异常可能是导致RA发病的重要因素，建议以Th17细胞和Treg细胞比例评估免疫异常。Wang等［2］研究表明，相对于正常人，活动性RA患者Th17/Treg细胞比例明显升高。在局部存在炎症细胞因子的微环境下，Th17细胞产生IL-17，引起明显的炎症反应，并使Treg细胞功能受损，失去免疫控制作用。最近研究也提示，Th17/Treg细胞平衡通过TNF-α调控，TNF-α可同时诱导Treg细胞功能受损，并引起Th17细胞分化［13］。可见，在炎症细胞因子微环境下，TNF-α具有改变Treg细胞和Th17比例的功能。

类风湿关节炎辅助性T细胞17/调节性T细胞平衡失调的治疗

Th17细胞增多，Treg细胞功能障碍，Th17/Treg细胞平衡紊乱，均可致RA发生和进展，为此控制RA发病机制中的前炎症微环境，调整Th17/Treg细胞平衡，实施明确的靶向治疗，是RA免疫治疗的主要方向。以Th17/Treg细胞平衡为目标的治疗，可以在不同层面，包括细胞因子、细胞、信号通路进行靶向调控，目前一些目标靶向治疗药物已用于以RA为代表的自身免疫性疾病。

细胞因子靶点治疗

抗TNF-α治疗:TNF-α影响Th17细胞分化作用的机制尚不明确，但TNF-α可诱导包括滑膜细胞等多种细胞产生IL-6，抗TNF-α治疗可以减少IL-6产生。目前包括英夫利昔单抗(infliximab)、依那西普(etanercept)或阿达木单抗(adalimumab)等多种TNF-α抑制剂已广泛用于RA治疗［16］。抗TNF-α治疗可以改善RA局部前炎症微环境，抑制炎症进展;也可作用于Treg和Th17细胞，调整Th17/Treg细胞平衡，改善RA患者的症状并延缓病程。Valencia等［15］发现英夫利昔单抗可逆转Treg细胞免疫抑制功能，使其不能抑制效应细胞增殖效应的免疫反应;还可以通过减少PP1表达，使FoxP3磷酸化增多，重建Treg细胞的免疫抑制功能;此外，还可引起Th17细胞减少［13］。Nadkarni等［17］研究也表明，RA患者经英夫利昔单抗治疗后，可以通过转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)依赖的方式，产生一种新的Treg细胞，使Treg细胞功能缺失得以重建。相似研究也发现，阿达木单抗可以通过对IL-6增殖的调控，使FoxP3+细胞增加，从而抑制Th17细胞产生［18］。目前越来越多的研究支持并证实抗TNF-α治疗后，Treg细胞增多而Th17细胞减少，通过调整Th17/Treg细胞平衡，使疾病得到改善［12，15，18-19］。

抗IL-6治疗:托珠单抗是抗IL-6受体的重组人源化IgG1亚组单克隆抗体，托珠单抗通过抑制IL-6与跨膜及可溶性IL-6受体结合，阻断IL-6介导的信号转导，从而可有效改善RA患者的炎症和关节破坏，目前已用于RA临床治疗［16］。RA患者Th17/Treg细胞平衡失调可以通过托珠单抗介导的IL-6信号通路阻断得以纠正。Tanaka［20］研究显示，经托珠单抗治疗后，RA患者外周血Treg/Th17细胞比例有所升高，并接近对照组正常人水平。这些结果均提示阻断IL-6功能可以影响Th17细胞和Treg细胞间的平衡。2013年欧洲抗风湿病联盟已经将托珠单抗作为类风湿关节炎治疗的一线生物制剂［21-22］。

抗IL-17治疗:IL-17蛋白家族成员和受体家族成员多，因此有很多潜在的治疗靶点，其中最好的选择是单克隆抗体直接与IL-17A和IL-17A受体(IL-17A receptor，IL-17AR)作用的治疗。目前2种可以直接对抗IL-17的抗体已用于临床试验，包括全人源化的IL-17A特异性抗体ixekizumab和人源化抗IL-17单克隆抗体secukinumab。在RA患者临床试验中，静脉给予ixekizumab或secukinumab，可在1周后显著改善美国风湿病学会(American College of Rheumatology)标准(ACR20)和疾病活动度评分28(disease activity score 28，DAS28)的临床相关评估指标和减少C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)等炎性指标;而不良反应发生率，secukinumab与安慰剂组基本一致［23-24］。然而，目前临床试验仅聚焦在临床参数的改善，IL-17抑制效应是否源于Th17/Treg细胞平衡的改变尚未进行评估。

细胞靶点治疗

通过调节Th17/Treg细胞平衡，抑制前炎症细胞因子释放，可间接影响RA患者的预后。RA免疫治疗的另一个潜在靶点是直接作用于细胞，通过控制Th17细胞和Treg细胞的发展和相互作用，减少炎症，控制疾病。

以Th17细胞为靶点:一个潜在的靶点是抑制Th17细胞转录因子维A酸相关核孤儿受体(retinoidrelated orphan nuclear receptor，RORγt)，而抑制Th17细胞分化。目前，该途径已经被作为靶点，应用人工合成的小鼠和人类细胞配体SR1001(1个高亲和性的人工合成RORγ配体)抑制Th17分化及其功能，并能减轻实验性自身免疫性脑脊髓炎的严重程度［25］。

以Treg细胞为靶点:转染多克隆Treg细胞已经证实对改善胶原性关节炎(collagen induced arthritis，CIA)大鼠有效［26］。但针对转染多克隆Treg细胞，有抗原特异性问题，需要重建完全的免疫耐受。这些细胞能否应用到人类，困难在于是否可以转染足够多的抗原特异性Treg细胞和是否有能力消除抗原特异性引起的免疫不耐受。近期利用T细胞受体基因转移的方法，可以短期快速产生大量的抗原特异性Treg细胞，这将是转化医学研究提供给RA的一种新疗法［27］。

信号通路靶点治疗

信号转导与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription，STAT3)和STAT5是分别控制Th17和Treg细胞分化的2个重要信号通路。在RA患者外周血和滑膜液中分离和提取CD4+T细胞，利用小分子干扰核糖核酸(small interfering RNA，siRNA)抑制STAT3可以显著减少Th17细胞和显著增加Treg细胞;抑制STAT5可以得到相反的效果［28］。未来，该信号通路也许可作为分子靶向水平控制RA炎症的有效途径。

小结与展望

目前已经证实Th17/Treg细胞在RA发展中起重要的免疫调节作用，Th17细胞引起炎症及免疫反应，Treg细胞则抑制免疫反应和维持免疫耐受。针对RA治疗，已经从传统的缓解病情抗风湿药(disease-modifying anti-rheumatic drugs，DMARDs)转向生物制剂靶向治疗，维持自身Th17/Treg细胞平衡，减少致病性Th17细胞与增加保护性Treg细胞，对于防止RA进展和恶化将具有重要意义。

［1］Aarvak T，Chabaud M，Miossec P，et al．IL-17 is produced by some proinflammatory Th1/Th0 cells but not by Th2 cells［J］．J Immunol，1999，162:1246-1251．

［2］Wang W，Shao S，Jiao Z，et al．The Th17/Treg imbalance and cytokine environment in peripheral blood of patients with rheumatoid arthritis［J］．RheumatolInt，2012，32: 887-893．

［3］Miossec P，Korn T，Kuchroo VK．Interleukin-17 and type 17 helper T cells［J］．N Engl J Med，2009，361:888-898．

［4］Chabaud M，Durand JM，Buchs N，et al．Human interleukin-17:a T cell-derived proinflammatory cytokine produced by the rheumatoid synovium［J］．Arthritis Rheum，1999，42:963-970．

［5］Ziolkowska M，Koc A，Luszczykiewicz G，et al．High levels of IL-17 in rheumatoid arthritis patients:IL-15 triggers in vitro IL-17 production via cyclosporin A-sensitive mechanism［J］．J Immunol，2000，164:2832-2838．

［6］Koenders MI，Joosten LA，van den Berg WB．Potential new targets in arthritis therapy:interleukin(IL)-17 and its relation to tumour necrosis factor and IL-1 in experimental arthritis［J］．Ann Rheum Dis，2006，65(Suppl 3):iii29-iii33．

［7］Kirkham BW，Lassere MN，Edmonds JP，et al．Synovial membrane cytokine expression is predictive of joint damage progression in rheumatoid arthritis:a two-year prospective study(the DAMAGE study cohort)［J］．Arthritis Rheum，2006，54:1122-1131．

［8］Kwok SK，Cho ML，Park MK，et al．Interleukin-21 promotes osteoclastogenesis in humans with rheumatoid arthritis and in mice with collagen-induced arthritis［J］．Arthritis Rheum，2012，64:740-751．

［9］van Amelsfort JM，Jacobs KM，Bijlsma JW，et al．CD4 (+)CD25(+)regulatory T cells in rheumatoid arthritis: differences in the presence，phenotype，and function between peripheral blood and synovial fluid［J］．Arthritis Rheum，2004，50:2775-2785．

［10］Möttönen M，Heikkinen J，Mustonen L，et al．CD4+CD25+ T cells with the phenotypic and functional characteristics of regulatory T cells are enriched in the synovial fluid of patients with rheumatoid arthritis［J］．Clin Exp Immunol，2005，140:360-367．

［11］Lawson CA，Brown AK，Bejarano V，et al．Early rheumatoid arthritis is associated with a deficit in the CD4+CD25high regulatory T cell population in peripheral blood［J］．Rheumatology(Oxford)，2006，45:1210-1217．

［12］Ehrenstein MR，Evans JG，Singh A，et al．Compromised function of regulatory T cells in rheumatoid arthritis and reversal by anti-TNFalpha therapy［J］．J Exp Med，2004，200: 277-285．

［13］Nie H，Zheng Y，Li R，et al．Phosphorylation of FOXP3 controls regulatory T cell function and is inhibited by TNF-α in rheumatoid arthritis［J］．Nat Med，2013，19:322-328．

［14］Peluso I，Fantini MC，Fina D，et al．IL-21 counteracts the regulatory T cell-mediated suppression of human CD4+T lymphocytes［J］．J Immunol，2007，178:732-739．

［15］Valencia X，Stephens G，Goldbach-Mansky R，et al．TNF downmodulates the function of human CD4+CD25hi T-regulatory cells［J］．Blood，2006，108:253-261．

［16］Atzeni F，Benucci M，Sallì S，et al．Different effects of biological drugs in rheumatoid arthritis［J］．Autoimmun Rev，2013，12:575-579．

［17］Nadkarni S，Mauri C，Ehrenstein MR．Anti-TNF-alpha therapy induces a distinct regulatory T cell population in patients with rheumatoid arthritis via TGF-beta［J］．J Exp Med，2007，204:33-39．

［18］McGovern JL，Nguyen DX，Notley CA，et al．Th17 cells are restrained by Treg cells via the inhibition of interleukin-6 in patients with rheumatoid arthritis responding to anti-tumor necrosis factor antibody therapy［J］．Arthritis Rheum，2012，64:3129-3138．

［19］Aravena O，Pesce B，Soto L，et al．Anti-TNF therapy in patients with rheumatoid arthritis decreases Th1 and Th17 cell populations and expands IFN-gamma-producing NK cell and regulatory T cell subsets［J］．Immunobiology，2011，216: 1256-1263．

［20］Tanaka T．Can IL-6 blockade rectify imbalance between Tregs and Th17 cells?［J］．Immunotherapy，2013，5:695-697．

［21］Schoels MM，van der Heijde D，Breedveld FC，et al．Blocking the effects of interleukin-6 in rheumatoid arthritis and other inflammatory rheumatic diseases:systematic literature review and meta-analysis informing a consensus statement［J］．Ann Rheum Dis，2013，72:583-589．

［22］Lequerré T，Avenel G，Vittecoq O．Therapeutic update in rheumatoid arthritis［J］．Rev Med Intern，2013，34: 754-762．

［23］Hueber W，Patel DD，Dryja T，et al．Effects of AIN457，a fully human antibody to interleukin-17A，on psoriasis，rheumatoid arthritis，and uveitis［J］．Sci Transl Med，2010，2: 52ra72.doi:10.1126/scitranslmed.3001107．

［24］Genovese MC，Van den Bosch F，Roberson SA，et al．LY2439821，a humanized anti-interleukin-17 monoclonal antibody，in the treatment of patients with rheumatoid arthritis: a phase I randomized，double-blind，placebo-controlled，proof-of-concept study［J］．Arthritis Rheum，2010，62: 929-939．

［25］Solt LA，Kumar N，Nuhant P，et al．Suppression of TH17 differentiation and autoimmunity by a synthetic ROR ligand［J］．Nature，2011，472:491-494．

［26］Kelchtermans H，Geboes L，Mitera T，et al．Activated CD4+ CD25+regulatory T cells inhibit osteoclastogenesis and collagen-induced arthritis［J］．Ann Rheum Dis，2009，68:744-750．

［27］Wright GP，Stauss HJ，Ehrenstein MR．Ehrenstein．Therapeutic potential of Tregs to treat rheumatoid arthritis［J］．Semin Immunol，2011，23:195-201．

［28］Ju JH，Heo YJ，Cho ML，et al．Modulation of STAT-3 in rheumatoid synovial T cells suppresses Th17 differentiation and increases the proportion of Treg cells［J］．Arthritis Rheum，2012，64:3543-3552．

刘晋河电话:010-69155332，E-mail:liujh1105@aliyun．com

R593.2;R392.3

A

1674-9081(2016)01-0053-04

10.3969/j.issn.1674-9081.2016.01.011

2014-06-05)