滤泡性辅助性T细胞及其相关皮肤病
2018-01-16闫天萌左亚刚
闫天萌 左亚刚
CD4+T细胞在固有性免疫和适应性免疫中具有重要作用,参与多种疾病的发生发展。CD4+T细胞可以分化为多种亚群,根据分化细胞表达转录因子的不同分为Th1、Th2、Th17、调节性T细胞(Treg细胞)和滤泡性辅助性T(Tfh)细胞。Th1细胞主要介导细胞免疫应答、迟发型超敏反应和器官特异自身免疫性疾病。Th2细胞主要介导体液免疫应答、过敏性和感染性疾病。Th17细胞在对抗胞外细菌及霉菌的免疫反应中具有重要作用。Treg细胞表达CD25以及Foxp3,与自身免疫性疾病的发生关系密切。Tfh细胞是一种新发现的Th细胞亚群,因其在辅助B细胞产生抗体中具有重要作用而得名。
1 Tfh细胞的表型及分类
目前把CD4+CXCR5+的T细胞分为Tfh细胞。Tfh细胞表达多种细胞因子,如Bcell lymphoma-6(Bcl-6)、可诱导T细胞共刺激因子(inducible T-cell costimulator, ICOS)、程序细胞死亡因子1(programmed cell death-1,PD-1)、CXCR3、CCR6、CCR7等细胞因子,这些细胞因子在Tfh细胞的增殖分化中具有重要作用。Tfh细胞可以根据细胞表面表达因子的不同分为很多种类。一种分类为根据Tfh细胞表面细胞因子CXCR3和CCR6表达的不同分为Tfh1(CXCR3+CCR6-)、Tfh2(CXCR3-CCR6-)、Tfh17(CXCR3-CCR6+)细胞;另外Tfh细胞还可以分为记忆性Tfh细胞(mTfh)、调节性Tfh细胞(Tfr)等。Tfr细胞具有Tfh细胞和Treg细胞的双重特性,同时表达Bcl-6和(或)Foxp-3。mTfh细胞是从记忆Th细胞分化而来的Tfh细胞,与Tfh细胞低表达CCR7不同,mTfh细胞多表达CXCR5+CCR7+。
2 Tfh细胞的增殖分化
Tfh细胞在淋巴结中分化成熟,在树突状细胞的作用下,边缘区CD4+T细胞上调Bcl-6的表达,Bcl-6的表达可以促进CXCR5、PD-1的表达,也可以抑制IFN-γ和IL-17的分泌,并且抑制Th1和Th17细胞的分化,同时CXCR5、ICOS、PD-1也可以促进Bcl-6表达。 CXCR5是Tfh细胞的重要标记分子,CXCR5诱导Tfh细胞在淋巴结中向B细胞滤泡区迁移,在迁移过程中,Tfh细胞在多种细胞及细胞因子作用下上调TCR、ICOS、CD40L[1]、CD28、PD-1、CD84等因子的表达,与B细胞表面的MHC II、ICOSL、CD40、B7、PDL1、CD84等相互作用。关于Tfh细胞诱导B细胞成熟分化的分子机制研究尚不明确,目前报道显示可能与PI3K/AKT、ITCH 等信号通路有关。STAT、EGR2/3、BATF、Bcl-6、NOTCH、LEF1、NF-κB1等转录因子均可促进Tfh 细胞的分化成熟。
ICOS是Tfh细胞表面一种重要的共刺激因子,在Tfh细胞的活化及分化中具有重要作用,它可促进Tfh细胞表达IL-21。目前认为ICOS是通过PI3K通路调节Tfh细胞分化的,ICOS-PI3K通路是通过上调Bcl-6的表达来加强Tfh细胞的功能[2]。PD-1主要在Tfh-B细胞相互作用中发挥作用。PD-1可以促进Tfh细胞TCR信号的表达来促进Tfh-B细胞之间的相互作用,研究显示PD-1受损可以影响Tfh-B细胞相互作用。
研究发现Tfh细胞分泌IL-21在体液免疫中发挥着重要作用,IL-21不仅促进B细胞活化,而且可以作用于Tfh细胞自身,促进Tfh细胞活化。同时B细胞产生的IL-6可作用于Tfh细胞,进一步促进Tfh细胞的分化[3]或分泌相关信号因子促进体液免疫。Tfh细胞在淋巴结分化成熟过程中可以分泌到外周血。已有报道在皮肤组织中发现Tfh细胞的存在,并且其在皮肤疾病中具有重要作用。
3 Tfh细胞的功能
Tfh细胞迁移至生发中心后与B细胞相互作用,促进生发中心形成,引起B细胞激活、超突变、免疫球蛋白类别转换重组、亲和力突变等,使B细胞分化为记忆B细胞或长寿命浆细胞,浆细胞可以分泌高亲和力抗体,引起特异性体液免疫。
Tfh1、Tfh2、Tfh17亚型细胞除具有Tfh细胞的特性外,也具有相关Th1、Th2、Th17细胞的特性。研究多认为Tfr细胞具有抑制免疫的作用[4],Tfh细胞和Tfr细胞的失衡可以导致自身免疫性疾病的发生。记忆性Tfh细胞在B细胞的帮助下可以迅速增殖活化参与体液免疫。
目前关于Tfh细胞的生物学特性尚未完全清楚,Tfh细胞的生物学活性或分泌的细胞因子与一般认识可能有出入,如上所述,Bcl-6 作为一种转录因子存在于Tfh细胞及其他细胞,Bcl-6是抑制性的转录因子,它通过与相关micro-RNA结合抑制转录。Bcl-6可以抑制IFN-γ和IL-17的转录。Bcl-6主要是通过抑制与阻碍CXCR5表达的相关转录因子促进CXCR5的表达进而促进Tfh细胞的增殖活化[5]。IL-4可激活B细胞,促进体液免疫,但是Tfh细胞分泌的IL-4具有免疫抑制作用[6]。
Tfh细胞在生发中心的累积可导致生发中心过度反应,引起B细胞产生大量自身抗体。目前已有研究显示Tfh细胞在自身免疫性疾病、血液系统疾病、肿瘤移植RA、病毒感染等多种疾病的发生发展中均具有重要作用。
4 Tfh细胞与皮肤病
4.1 SLE SLE是一种发病机制尚未阐明的自身免疫性疾病,典型特征是产生大量的免疫复合物和自身抗体,引起肾脏、皮肤、关节和中枢神经系统病变。有报道显示SLE发病过程中主要是Tfh2、Tfh17细胞产生IL-21促进B细胞增生分化类别转换,可能起主要的致病作用[7]。研究显示Tfh细胞及与Tfh细胞相关的细胞因子如IL-21、ICOS、CD40L、IL-12、IL-23等均参与了SLE 的发病。研究发现Tfh细胞在SLE患者中ICOS、CD 40L、IL-21均表达升高[8],但是研究显示抗原提呈细胞表面的ICOS-L并未升高,认为ICOS-ICOS-L并不是SLE患者中导致Tfh增殖的主要机制;有研究报道SLE患者中与Tfh细胞表面因子CD40L的作用的配体(OX 40)在抗原提呈细胞表达升高,所以目前认为CD40L-OX40信号在SLE中Tfh细胞的致病过程中发挥主要作用[9]。目前ICOS/ICOS-L、CD40L、IL-21已作为靶向治疗的位点,相关药物正在研制中。其中2个关于ICOS/ICOS-L因子的靶向药物正在进行I期实验。
4.2 类风湿性关节炎(RA) 是由于自身免疫紊乱导致免疫系统自身攻击导致关节的改变。RA患者中外周血CXCR5+ICOS+或者CXCR5+ICOS hiT细胞表达升高。IL-6介导Bcl-3表达增多进而促进Bcl-6表达增加,从而促进RA患者外周血中Tfh细胞增多,IL-21水平升高[10]。在RA患者滑膜组织中CD4+CXCR5+ICOS+的Tfh细胞增多,而在正常对照中滑膜组织中未见CD4+CXCR5+ICOS+的Tfh细胞[11],进一步证实RA的发病与Tfh细胞相关。
4.3 干燥综合征 干燥综合征是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,除侵犯外分泌腺外,还可累及多系统。有研究报道显示干燥综合征患者外周血中CD4+CXCR5+Tfh细胞比例升高[12],患者腮腺活检中可以看到Bcl-6、PD-1表达增多[13],唾液腺上皮可以诱导原始CD4+T细胞向Tfh细胞分化[14],唾液腺Tfh细胞可以促进B细胞成熟[15]。综上所述,在干燥综合征中外周血及组织中均可见Tfh细胞升高,说明Tfh细胞在干燥综合征的发病中具有重要作用。
4.4 银屑病 银屑病是一种常见、易复发的慢性炎症性皮肤病[16],一般认为可能与遗传、感染、免疫功能失调、机体代谢及神经精神因素等有关。目前多认为Th17细胞、IL-17、IL-21、IL-23、TNF-α在银屑病的发病过程中具有重要作用。目前针对TNF-α的靶向治疗药物已经应用于临床。关于Tfh细胞在银屑病中发病机制的研究结果不尽相同。部分研究显示CD4+CXCR5+IL-21+Tfh细胞在银屑病中明显升高,并与银屑病病情相关[17],也有部分研究显示CXCR5+PD1+Tfh细胞在银屑病患者中减少,银屑病患者外周血IL-21与银屑病病情无明显相关性[18]。
4.5 天疱疮 天疱疮是一种由于机体产生针对表皮内自身抗体引起的自身免疫性水疱性疾病,血清可检测到抗DSG-1和或抗DSG-3抗体。已有研究显示患者Tfh细胞数量及外周血IL-21水平明显升高。由于IL-21也可以由Th17细胞分泌,已有报道天疱疮患者中Th17、CD4+CXCR5+Tfh细胞增多,但是ICOS+PD-1+Tfh细胞未见明显升高[19],所以天疱疮患者中IL-21升高是否由Tfh细胞分泌尚无定论。
4.6 大疱性类天疱疮 大疱性类天疱疮是由于B细胞产生针对基底膜带半桥粒抗BP180及抗BP230抗体导致真表皮分离的一种自身免疫性疾病[20]。报道显示患者CXCR5+PD-1+和CXCR5+ICOS+的Tfh细胞数量及外周血IL-21水平明显高于对照组,并且与BP患者病情严重程度相关[21]。且皮损中CXCR5+表达增多[22]。
4.7 扁平苔藓 扁平苔藓是一种慢性炎症性疾病。有研究报道口腔扁平苔藓患者外周血CD4+CXCR5+Tfh细胞、CD19+B细胞均明显升高,并且在溃疡型口腔扁平苔藓患者中外周血CD4+CXCR5+Tfh细胞高于非溃疡型口腔扁平苔藓患者[23],进一步说明扁平苔藓的发病与Tfh细胞相关。但是值得注意的是这篇文章报道口腔扁平苔藓患者外周血IL-21较对照组低[23]。所以关于Tfh细胞在扁平苔藓发病中的作用是否由IL-21介导仍需要进一步研究。
4.8 特应性皮炎(AD) 是一种常见的慢性复发性瘙痒性炎症性皮肤病,一般认为与多种因素如遗传、环境等有关。有研究报道在AD患者中CD4+CXCR5+ICOS+PD-1+Tfh细胞及IL-21均明显升高,并且儿童AD患者较成人升高更明显[24],外周血IL-21水平与AD病情明确相关,说明Tfh细胞与AD的发病有着密切的关系。
总之,Tfh细胞作为一种新型CD4+T细胞,在皮肤病中研究尚不充分。目前在以上列举的皮肤病的报道中多为单中心研究,且在同一疾病的不同研究间存在矛盾,其说服力和科学性尚需大规模临床资料的验证。目前关于Tfh细胞在皮肤病中作用的机制尚不清楚。