CD4+T细胞的分化调节及其在再生障碍性贫血中作用的研究进展

张珊，宋新龙，王爱迪，谢东杰，张乐，刘宝山

再生障碍性贫血（aplastic anemia，AA）简称再障，是一种由多病因所致的骨髓衰竭性疾病，以造血细胞增生降低和外周血全血细胞减少为重要特征，临床以贫血、出血、感染为主要表现。我国的再障发病率为7.4/106，明显高于欧美国家（2/106～2.7/106）［1］。目前，多数研究认为T细胞亚群及细胞因子的异常活化、功能亢进造成的骨髓细胞损伤在再障的发病机制中占主要地位［2-4］。其中CD4+T细胞亚群表现为Th1/Th2、Treg/Th17细胞亚群比例失衡、相关细胞因子异常分泌等。本综述旨在阐述CD4+T细胞中Th1、Th2、Th17及调节性T细胞（Treg）亚群的分化调节机制及其在再障发病中的作用和治疗策略，积极寻找促进各细胞亚群之间平衡的条件，为再障发病机制研究及治疗提供思路。

1 Th1和Th2细胞

1.1 Th1、Th2细胞亚群分化与调控 Th1和Th2由Th0细胞分化而来，受不同抗原信号刺激后分泌不同的细胞因子。Th1细胞主要分泌白细胞介素（IL）-2、干扰素（IFN）-γ；Th2细胞分泌IL-4、IL-6、IL-10、IL-13等。其中，IFN-γ、IL-4分别是Th1、Th2细胞的特征性细胞因子，而T-bet和GATA3分别是Th1、Th2的标志性转录因子。JAK/STAT信号通路、细胞因子、转录因子3个环节构成一个复杂的网络，共同调控Th1/Th2的分化。IFN-γ在调控Th1细胞分化中最具有特征性，自然杀伤细胞（NK）产生的IFN-γ或巨噬细胞等专职抗原提呈细胞（APC）产生的IL-27可激活STAT1，STAT1与T细胞抗原受体（TCR）信号诱导的转录因子共同诱导激活T-bet，促进Th1细胞分化发育。而IL-4可活化STAT6，与TCR诱导的转录因子结合后可活化GATA3，促进Th2发育成熟。在生理条件下，Th1和Th2细胞维持动态平衡。

1.2 Th1、Th2细胞相关因子的致病作用 最近研究结果显示，再障患者长期处于免疫紊乱状态，其外周血中IL-2、IFN-γ等多种与自身免疫相关联的炎性因子升高［5］。CD34主要表达于造血干/祖细胞，作为筛选、计数造血干细胞标志物已广泛应用于临床。Fas和FasL是两个促凋亡基因，在促进骨髓细胞凋亡中起重要作用。IFN-γ可直接诱发造血干细胞的凋亡，Liu 等［6］研究发现，初诊再障患者 CD34+、CD33+、CD14+、GlycoA+细胞表达Fas抗原高于健康组及疾病缓解组，其中CD34+细胞是免疫攻击的主要目标。赵馨等［7］研究发现，慢病毒转染IFN-γ片段至小鼠骨髓单个核细胞后，小数造血集落生成数量显著减少，并且集落形成能力下降。另有研究表明，免疫调节因子基因多态性与再障的发病具有相关性，IFN-γ单核苷酸多态性-874A/T、IL-6-174c/G、TNF-α-308G/A、TGFb1-509C/T在再障患者中的表达频率高于正常人［8］。IL-2是免疫调节过程中T淋巴细胞活化和增殖的重要因子。研究显示，CD4+T细胞分泌的内源性IL-2对启动由自身反应性细胞毒性CD8+T细胞介导的自身免疫具有重要作用，而CD8+T细胞可通过穿孔素、Fas/FasL通路等多种途径损伤再障患者的骨髓造血细胞［9］。

1.3 Th1、Th2细胞与再障治疗 作为免疫应答重要一环节，Th1细胞数量及功能异常与再障发病机制有着密切关系，这也是再障区别于其他全血细胞减少症的标志之一。丁婧等［10］采用流式细胞仪检测发现，再障患者外周血IL-2、IFN-γ均高于正常对照组，而IL-4、IL-10则无明显差异。另外，Th1与Th2细胞比例失衡的程度与疾病严重程度有关。研究者发现，与健康对照组及轻型再障患者组相比，重型再障患者血浆T-bet mRNA及Th1细胞比例显著增高，GATA-3 mRNA与Th2细胞比例明显降低［11］。诱导杀伤细胞（cytokine induced killer cells，CIK）可产生多种细胞因子，包括多种造血生长因子，能够促进再障小鼠骨髓单个核细胞在体外扩增。CIK联合环孢素治疗能更好地下调IFN-γ水平及恢复CD4+T细胞正常比例，使接受治疗小鼠存活率达90%［12］。因此，Th1/Th2失衡及平衡恢复与再障的发生及造血功能的改善存在重要的联系。

2 Th17和Treg细胞

2.1 Th17、Treg细胞的分化调控 Th17和Treg细胞在分化发育中密切相关，在功能上相互拮抗。初始T细胞在IL-6、TGF-β的共同作用下向Th17分化，介导免疫应答反应；而在TGF-β的单独作用下向Treg分化，介导免疫耐受，二者的协调平衡是维持机体正常免疫功能的必要环节［13］。转录激活因子STAT和Smad信号通路是调节Th17和Treg细胞分化的主要信号通路。IL-6、IL-21和IL-23均可通过JAK-STAT通路激活STAT3，促进Th17细胞分化。TGF-β在Treg细胞分化和增殖过程中发挥着不可替代的作用［14］。TGF-β对于维持外周淋巴组织Treg细胞数量是必不可少的，同时TGF-β能增强初始T细胞转化为Treg细胞的能力[15]。作为TGF-β的信号转导器，Smad蛋白尤其是Smad3可显著提高TGF-β活性[16]。

2.2 Th17、Treg相关细胞因子的致病作用 Th17细胞通过产生IL-17、IL-21、IL-22、粒细胞巨噬细胞刺激因子（GM-CSF）、IL-6、TNF等细胞因子发挥促炎症反应、诱导自身免疫性疾病的发生。其中，IL-17是Th17细胞分泌的主要效应因子，IL-17可直接抑制造血细胞集落的形成，从而抑制造血祖细胞的增殖、加速其凋亡［17］；其次，有研究证实IL-17可通过调节树突细胞的功能促进Th1细胞的应答［18］。IL-21协同IL-15可明显增强CD8+CD28+细胞毒性反应，并促进造血破坏因子IFN-γ的产生；体外实验发现，IL-21不仅可以抑制Foxp3的表达，而且促进CD4+T细胞中IL-17的表达［19］。更重要的是，T细胞在再障患者骨髓中的高度激活状态也与IL-21相关［20］。传统认为TNF-α是一种重要的造血负调控因子，TNF-α过度表达不仅能直接抑制造血细胞的增殖和分化，而且可启动细胞内死亡途径，从而诱导造血细胞的死亡，导致骨髓造血功能衰竭［21］，其机制与IFN-γ诱导凋亡相似。Xiao等［22］通过研究小鼠骨髓衰竭模型发现，当TNF-α途径失活（敲除TNFR1和TNFR2基因），造血干/祖细胞死亡率可降低30%～40%，而敲除Fas能下降5%～10%。

Treg细胞具有免疫抑制性和无反应性，主要表现在抑制CD4+T细胞、CD8+T细胞的增殖及细胞因子的产生，而对IL-2、特异性抗原、抗原递呈细胞刺激呈无反应状态。Treg的抑制作用主要通过细胞间接触及分泌抑制性细胞因子（TGF-β、IL-10等）完成［23］。再障患者骨髓及外周血细胞常表现为Treg细胞及相关细胞因子、转录因子表达降低，有研究认为这是由大量Th1细胞的增殖并诱导炎症环境改变引起［24］。另外，再障患者Treg细胞不能有效地抑制效应T细胞产生IFN-γ，进而导致骨髓破坏［25］。Treg细胞缺乏、免疫功能缺陷减弱对自身抗原免疫反应有抑制作用，使机体对自身骨髓产生免疫应答，最终导致造血干细胞受到免疫损伤，抑制造血功能。

2.3 Th17、Treg细胞与再障治疗 多数研究已认识到Th17及Treg与再障治疗效应相关。Yu等［26］通过检测细胞因子在再障治疗前后的变化发现，再障初诊患者IL-17、IL-21、IFN-γ、TNF-α表达明显高于对照组，经免疫抑制剂治疗后上述细胞因子明显低于治疗前。王娜等［27］发现再障患者血红蛋白与Th17细胞及血清IL-17表达呈负相关，与Treg细胞表达呈正相关。Sutton团队研究发现，初诊Treg细胞水平偏高的再障患者经免疫抑制治疗后多为完全缓解，而初诊Treg细胞水平偏低者则多为部分缓解［28］。这表明Th17及Treg细胞不仅与疗效相关，与疾病严重程度也密切相关，检测患者Th17、Treg细胞水平可更好地判断疾病的预后。Kordasti等［29］发现再障患者Treg具有IL-2敏感性及体外增殖性，提出了采用低剂量IL-2增殖自体Treg的新型疗法。此外，许多动物实验通过应用Th17抗体、回输Treg细胞治疗免疫性疾病如系统系红斑狼疮、风湿病等取得了疗效，这些方法也可成为再障治疗的新思路，但发现其中混杂的效应T细胞易导致移植物抗宿主病［30］，诸如此类问题有待于进一步解决。

3 Th1、Th2、Th17及Treg细胞的可塑性

CD4+T细胞具有极强的可塑性，各亚群细胞之间可相互“转化”。Mazzoni等［31］发现，在TGF-β缺乏的环境中Th17接受IL-23刺激后，IL-17表达水平迅速下降而IFN-γ表达水平增多，呈现类Th1基因形态，但这类由Th17转变成的非典型Th1并不同于经典的Th1细胞。而在最近一项研究中发现，Foxp3+T-bet-GATA3+Treg、Foxp3+T-bet+GATA3-Treg之间在某种特定条件下（如IL-4刺激）可相互转化，当Treg同时缺失T-bet、GATA3基因时，将诱发严重的自身免疫性疾病［32］。因此，CD4+T细胞之间并不是彼此相互独立的，各亚群细胞之间的联系有望成为再障患者CD4+T细胞恢复平衡的突破点。

4 结语与展望

综上所述，T细胞免疫亢进、细胞因子分泌异常是再障发病的重要原因，应用免疫抑制剂治疗后可极大地缓解临床症状。但目前存在的问题是：（1）对CD4+T细胞各个亚群的研究还不太深入，各亚群与再障的关系停留在亚群比例的异常、数量改变，对CD4+T细胞各亚群迁移、重塑及各个亚群之间的关系的探索还需进一步深入。（2）细胞因子相互作用构成一个复杂的网络，而且细胞因子作用机制交叉增加了研究的难度。（3）CD4+T细胞各亚群之间存在转化，可否利用“转化”作为调控各亚群平衡的契机还有待于进一步研究。随着现代免疫学的进一步发展，必将更清晰地认识CD4+T细胞对再障作用的机制，为临床治疗提供新的治疗点。