滤泡辅助性T细胞与炎症性肠病相关的研究进展*

谢彦飞，吕晓丹，李世权，陈 兰，詹灵凌 综述，吕小平△ 审校

(1.广西医科大学第一附属医院消化内科，南宁 530021；2.广西医科大学第一附属医院临床医学实验部，南宁 530021；3.广西医科大学第二附属医院消化内科，南宁 530021)

滤泡辅助性T细胞(T follicular helper cell，Tfh)是一种新的CD4+T效应细胞亚群。Tfh定位于淋巴滤泡，主要功能是辅助B细胞增殖、分化和免疫球蛋白类型的转换，参与体液免疫。炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一类由多种因素共同作用、异常免疫调节、炎性反应持续反复发作的慢性非特异性肠道疾病。目前IBD的病因及其发病机制尚未清楚，一般认为是由环境改变、遗传易感、细菌及病毒感染和自身免疫等各种因素相互作用引起，其中，有Tfh参与的免疫因素在IBD发病机制发挥重要作用。现将近十年来国内外关于Tfh与IBD相关的研究进展作一综述。

1 IBD发病机制

IBD包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)和克罗恩病(Crohn′s disease,CD)。流行病学调查研究显示，IBD无论是发病率和患病率均正在世界范围内不断增加[1]。近年来，该病在亚洲变得越来越普遍。一项临床研究显示，IBD在亚洲呈逐年增多趋势[2]。目前认为饮食、吸烟、卫生条件、生活方式等环境因素、遗传倾向和NOD2/CARD15基因突变、自身正常肠道菌群参与的异常免疫反应、持续的天然免疫反应和Ⅰ型辅助T细胞(Th1细胞)异常激活等因素在IBD的发生、发展、转归过程中起到主要作用。

1.1环境因素 目前认为诸如吸烟、卫生状况、微生物、非甾体类抗炎药、抗生素、饮食、哺乳、地理位置、生活压力和空气污染等多种环境因素与IBD有关[3]。随着工业革命的兴起，IBD主要为西方国家所认知。自20世纪以来，IBD在加拿大、美国、西欧等发达国家最为流行，如今在如印度、中国等实现工业化的发展中国家，IBD的发病率呈上升趋势，这一疾病谱的变化提示了环境因素所发挥的重要作用。

1.2遗传因素 自IBD遗传基础的研究以来，NOD2的识别作为一个主要易感基因取得了重大的进步。通过新的基因分型和测序技术已发现242个常见的易感基因位点，其中有45个是已精确统计出确切来源的变种，还确定了50个与早期发病的炎症性疾病相关的基因。IBD不断发展的遗传结构，通过与重大疾病相关信号通路的鉴别，有可能为个体化药物治疗表明新的药物靶标或标记，从而加深了人们对其发病机制的认识[4]。

1.3感染因素 肠道菌群的分析研究显示IBD的发病机制与肠道微生物组成中的特征性变化有关，更进一步认为IBD是由肠道微生物和黏膜免疫系统的相互作用而引起的[5]。此外，有新的研究显示表明，由于疾病的严重程度和免疫抑制治疗的普及，IBD患者巨细胞病毒感染的患病率在增加[6]，副结核分枝杆菌亚群与CD及人类免疫相关疾病的发病机制有关[7]。肠道菌群的失调可能通过增强宿主的促炎症免疫反应在IBD的发病机制中发挥作用[8]。

1.4免疫因素 免疫因素在IBD的发生、发展中起重要作用。肠黏膜免疫系统被破坏，黏膜通透性增加，肠道持续暴露于大量抗原中，诱发肠道免疫系统的过度反应和错误识别，从而激活巨噬细胞和淋巴细胞，释放大量炎性介质及免疫调节因子，引起机体的免疫应答，逐级放大异常免疫反应，最终引起肠黏膜组织损伤迁延不愈表现为IBD的病理改变和临床特征。

2 Tfh的产生过程和特征性细胞表型及其意义

在初始T细胞中有一部分持续表达CXCR5，在趋化因子CXCL13的趋化作用下，主要趋化B细胞迁移至淋巴样器官和脾脏的B细胞滤泡中，同时表达ICOShi、CD40Lhi和分泌白细胞介素(IL)-21，ICOShi和CD40Lhi分别通过与B细胞上的ICOSLG和CD40结合，刺激B细胞的增殖、分化，参与免疫球蛋白类别的转换，执行辅助B细胞的功能，成为Tfh。

Tfh是定位于淋巴滤泡、主要负责辅助B细胞产生抗体并参与调控体液免疫的CD4+T效应细胞亚群，它的特征性细胞表型包括有CD4、CXCR5、ICOS、CD40L等，其免疫表型为CXCR5+CD4+ICOS+，其中持续表达的CXCR5和高水平表达的ICOS是Tfh膜表面标志的特征性表现。在CXCL13的趋化作用下，Tfh与B细胞共定位于淋巴滤泡，并发生相互作用，CXCR5为Tfh在淋巴滤泡里发生迁移、定位的过程中发挥了至关重要的作用。作为Tfh最重要的表面标记物，结构性高表达的CXCR5是Tfh区别于其他CD4+T细胞独有的鉴别标志。ICOS和其配体ICOSL的相互作用对于Tfh的产生和维持、生发中心(germinal center，GC)和记忆B细胞的形成、T细胞依赖的抗体产生和免疫球蛋白类型的转换发挥重要作用，缺乏 ICOS将会影响GC的形成以及B细胞的成熟，从而导致体液免疫缺陷。

3 Tfh的功能及其主要细胞因子

3.1Tfh的功能 Tfh是一种辅助B细胞产生IgG和IgA等抗体、促进GC形成及维持的特殊T细胞亚群。Tfh传递重要信号至B细胞可促使免疫球蛋白类别转换和重组、体细胞发生超变异、产生相应的高亲和力抗体、发生免疫记忆、辅助抗原特异性B细胞在GC中增生及分化为浆细胞或记忆B细胞。Tfh功能缺陷或者亢进必将导致紊乱的免疫状态，Tfh及相关细胞因子的表达减少会导致正常的B细胞反应不能完成，产生体液免疫缺陷；相反，Tfh及相关细胞因子的过度表达也会导致病态的自身免疫反应，引起过度调控GC的形成，产生异位性GC，并促使高亲和力的抗体产生过多或者产生异常的抗体，诱发自身免疫性疾病、促进慢性自身免疫性炎症。

3.2Tfh的主要细胞因子 Tfh的主要细胞因子包括CXCR5、CD40L、PD-1、ICOS、IL-21等。CXCR5持续高表达于Tfh表面；CD40L参与B细胞的增殖、GC的形成及体液免疫；PD-1影响GC的生成、高亲和力抗体及长寿浆细胞的产生；ICOS刺激Tfh的产生和维持、GC和记忆B细胞的形成、T细胞依赖抗体的产生及免疫球蛋白类型的转换；IL-21执行Tfh的主要效应功能。

4 Tfh与IBD的关系

4.1CXCR5与IBD 在葡聚硫酸钠(dextran sulfate sodium，DSS)诱导的小鼠慢性结肠炎的研究中发现，在慢性炎性细胞浸润肠黏膜前，OX40/OX40L诱导CXCR5在CD4+细胞表达、迁移至GC促进CD4+细胞的进一步分化是重要的炎症过程。一项研究发现，在CD患者中通过IL-21的分泌形成CD4+CXCR5+T细胞的循环，可加剧B细胞抗体的产生[9]。CXCR5在UC患者的不规则淋巴细胞聚集中表达，这有力地表明了CXCR5在IBD异常淋巴组织的生成中发挥重要作用；而CXCR5作为Tfh最重要的表面标记物，CXCR5及其配体CXCL13的相互作用，使B细胞向淋巴器官归巢、B细胞和Tfh定位于淋巴滤泡区、形成GC、诱导Tfh向GC迁移、调节体液免疫，这些功能将为揭示Tfh如何在UC病变发生、发展的过程发挥其作用提供强有力的理论依据。

4.2CD40L与IBD 早有研究证实了CD40在活动性IBD的肠上皮细胞中表达。CD40和CD40L在IBD肠黏膜中表达增强，CD40/CD40L信号通路有助于IBD肠上皮细胞的促炎作用，这个信号通路的激活参与了IBD的发病机制，这一系列的病理生理反应活动再一次印证了Tfh确实参与到了IBD发生、发展的过程中，并在其中发挥了一定的促进作用。在IBD患者和CD合并脓肿或瘘的患者中，通过活化的血小板和肠内CD40L功能激活的作用，CD40L呈高水平的表面表达和释放。目前已证明CD40和CD40L的相互作用在免疫和非免疫炎症相关细胞中激活各种途径是IBD的发病关键。在CD患者中，CD40在炎性黏膜微血管内皮细胞上过度表达，并且在肠黏膜内发现CD40+树突状细胞(CD40+dendritic cell，CD40+DC)增多。CD40/CD40L信号通路可能成为IBD治疗的新靶点[10]。

4.3PD-1与IBD 与健康人相比，PD-1的受体PD-L1在IBD患者肠上皮细胞上呈高表达，这一发现提示了PD-L1的重要作用，即PD-1/PD-L1信号通路调节原位黏膜的耐受程度。在IBD患者肠上皮细胞和控制供者T细胞的炎性细胞反应中，抗PD-L1阻断抗体的增加导致干扰素(interferon，IFN)-γ的生成增多。由于炎性细胞反应是由外周血T细胞中的CD4+和CD8+所执行，PD-L1阻断效应可阻止由肠上皮细胞引起的诱导调节性T细胞(induced regulatory T cells，iTregs)的生殖，进而通过效应T细胞导致IFN-γ生成的增多，而IFN-γ生成的增多进一步激活抗原提呈细胞，通过上调转录因子T-bet的细胞水平来促进Th1细胞的分化，从而对PD-1/PD-L1信号通路进行有效的免疫调节。同时结肠炎的小鼠模型实验也证实了PD-1的作用，即PD-1/PD-L1信号通路通过控制调节细胞及已识别的调节性CD4+CD25-PD-1+T细胞可以抑制结肠炎的发展。BENDIX等[11]对40例CD患者每天给予30 μg维生素D3和1 200 mg钙片，而作为对照组的8名健康人给予同样剂量的安慰剂和钙片，在26周后分离研究对象血浆中的外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)，用流式细胞仪分析PD-1、PD-L1以及表面活化标记的表达，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)血浆可溶性PD-1的水平，证实了维生素D对CD患者的治疗通过增加CD4+CD25+调节性T细胞的能力，上调活化反应中的PD-1并减少CD69的表达。

4.4ICOS与IBD 有研究表明，在ICOS的配体ICOSL区域的风险G等位基因位点rs7282490与增加回肠CD的可能性相关[12]。AIBA等[13]发现在日本人的原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)和CD的发生、发展中，肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor super family，TNFSF)15和ICOSL-CXCR5可能构成一个共同的致病通路，在这里可以了解到ICOS和CXCR5在IBD的发生、发展过程中起到一个相互协同的作用，这不失为一个大胆而科学的假设，为本课题组在今后对IBD的发病机制及Tfh与IBD的相关研究中带来新的认识和研究思路。普通变异型免疫缺陷病(common variable immunodeficiency，CVID)的患者具有包括CD和UC的不同类型IBD的临床特征，比如明显的溃疡性直肠炎[14]。尽管CVID是多基因遗传，仍有一小部分比例的CVID与特定的基因缺陷有关。1型CVID是由ICOS诱导T细胞基因编码变异引起的[15]。

4.5IL-21与IBD IL-21分泌型Tfh与IBD的发病机制有牵连。在CD和UC患者的黏膜活检中IL-21表达的CD4+CXCR5+Th细胞增加[16-17]。在IBD患者肠内的炎性活动中，通过活化的CD4+Th细胞共同表达IFN-γ和Tfh，产生过多的IL-21。过量生成的IL-21激活大量信号通路，扩大和维持持续的黏膜炎性反应。研究结果表明，IBD患者外周血中的IL-21主要是通过IFN-γ表达的肠固有层CD4+T淋巴细胞产生，进一步强调不同的T细胞亚群可分泌IL-21。有研究证实了，IL-21的表达在IBD患者的肠内上调，在对抗肿瘤因子易感的CD患者中下调[18-19]。GE等[20]采用ELISA和流式细胞术，检测UC患者与对照组中IL-21、Th17、IFN-γ的表达，高表达的IL-21与Th17细胞可能在UC患者的发病机制中发挥的一定作用呈正相关关系。Tfh在由DSS或三硝基苯磺酸(trinitrobenzene sulfonic acid，TNBS)诱导的小鼠结肠炎模型中增多，IL-21的敲除在这类动物模型中起到保护作用。此外，在DSS小鼠结肠炎模型中IL-21R/Fc溶解蛋白的处理使疾病加重[17]。IL-21敲除的小鼠在很大程度上可防止结肠炎的发生并减少Tfh的渗透及Tfh相关细胞因子的产生，IL-21促进了UC的发展，对Tfh在结肠炎微环境中的增殖和分泌起到关键作用[17]。相关动物实验研究表明，IL-21/IL-21R信号通路通过抑制Th1细胞、活化Th2细胞、激发Th17细胞和Treg细胞的反应可有助于控制小鼠模型中DSS诱导的急性结肠炎[21]。 JOSTINS等[22]也证实了IL-21的基因多态性与IBD有关。上述关于IL-21参与到IBD发生、发展中的研究让本课题组认识到，IL-21的作用特点及其作为Tfh在IBD疾病活动中的关键细胞因子，在今后关于IBD的研究中仍是一大热门和主要的研究方向。

4.6其他 多项研究表明，Tfh的异常表达与多种自身免疫性疾病的发生、发展密切相关[23]，但Tfh在IBD中的作用机制尚未十分明确。时凤敏等[24]通过饮用DSS的方法建立IBD小鼠模型，以CXCR5、ICOS、CD40L等Tfh特异性膜表面分子作为标记，与对照组相比，模型组Tfh的上述标记分子及Bcl-6和IL-21表达均明显下降，提示Tfh的比例及功能活性在DSS-IBD小鼠模型中均明显下降，Tfh促进B细胞免疫应答及体液免疫反应的功能受到了抑制，Tfh可能参与了IBD的免疫调节过程，考虑与细胞免疫应答相关的T细胞亚群分化增强，而体液免疫相关的T细胞亚群分化减弱是导致IBD-DSS体内Tfh功能受到抑制有关，与之前所认知的Tfh功能亢进引起病态的自身免疫性炎性反应的理论相左，Tfh细胞比例及其功能的异常变化在IBD发病及其进展中可能起到一定的作用，需要进一步探讨并证实这其中的奥妙，这为本研究提供了新的研究方向和热点。一项关于在CD和CD相关的结直肠癌患者中循环Tfh比例的研究发现，上述患者的循环Tfh比例均较对照组有显著增加，穿透性CD的循环Tfh比例较炎症性CD和狭窄性CD患者均高，CD相关的结直肠癌患者中循环Tfh比例较非CD相关的结直肠癌患者中循环Tfh比例增高[25]。由此可见，Tfh在CD以及CD相关的结直肠癌中也发挥了致病作用。但是，需要更多的研究来证明Tfh在肠内免疫稳态平衡和炎性反应中假定的作用以及和IBD患者的关联性。

5 展 望

IBD是一种多因素参与致病、异常免疫介导的慢性复发性炎性疾病，在IBD的发生、发展中，免疫因素的影响起到了关键作用，根据Tfh及其细胞因子在IBD中的作用特点，设想通过抑制Tfh的异常表达以及阻断其相关效应分子为研究IBD的发病机制及治疗IBD提出了新的思路，Tfh的细胞因子如CD40L、PD-1、ICOS、IL-21等将有望成为IBD治疗的新靶点。

[1]MOLODECKY N A,SOON I S,RABI D M,et al.Increasing incidence and prevalence of the inflammatory bowel diseases with time,based on systematic review[J].Gastroenterology,2012,142(1):46-54.

[2]PRIDEAUX L,KAMM M A,DE CRUZ P P,et al.Inflammatory bowel disease in Asia:a sysetmatic review[J].J Gastroenterol Hepatol,2012,27(8):1266-1280.

[3]FROLKIS A,DIELEMAN L A,BARKEMA H W,et al.Environment and the inflammatory bowel diseases[J].Can J gastroenterol,2013,27(3):e18-e24.

[4]MIRKOV M U,VERSTOCKT B,CLEYNEN I.Genetics of inflammatory bowel disease:beyond NOD2[J].Lancet Gastroenterol Hepatol,2017,2(3):224-234.

[5]KOSTIC A D,XAVIER R J,GEVERS D.The microbiome in inflammatory bowel diseases:current status and the future ahead[J].Gastroenterology,2014,146(6):1489-1499.

[6]ORMECI A C,AKYUZ F,BARAN B,et al.Steroid-refractory inflammatory bowel disease is a risk factor for CMV infection[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,2016,20(5):858-865.

[7]DAVIS W C.On deaf ears,Mycobacterium avium paratuberculosis in pathogenesis Crohn′s and other diseases[J].World J Gastroenterol,2015,21(48):13411-13417.

[8]NAGAO K H,SHREINER A B,GILLILLAND M G,et al.Functional characterization of inflammatory bowel disease-associated gut dysbiosis in gnotobiotic mice[J].Cell Mol Gastroenterol Hepatol,2016,2(4):468-481.

[9]WANG Z,DING L,WANG Z,et al.Circulating CD4+CXCR5+T cells exacerbate b cell antibody production in Crohn′s diseasethrough IL-21 secretion[J].Immunol Invest,2015,44(7):665-677.

[10]SENHAJI N,KOJOK K,DARIF Y,et al.the contribution of CD40/CD40l axis in inflammatory bowel disease:an update[J].Front Immunol,2015,6:529.

[11]BENDIX M,GREISEN S,DIGE A,et al.Vitamin D increases programmed death receptor-1 expression in Crohn′s disease[J].Oncotarget,2017,8(15):24177-24186.

[12]HEDL M,LAHIRI A,NING K,et al.Pattern recognition receptor signaling in human dendritic cells is enhanced by ICOS ligand and modulated by the Crohn′s disease ICOSLG risk Allele[J].Immunity,2014,40(5):734-746.

[13]AIBA Y,YAMAZAKI K,NISHIDA N,et al.Disease susceptibility genes shared by primary biliary cirrhosis and Crohn′s disease in the Japanese population[J].J Hum Genet,2015,60(9):525-531.

[14]RESNICK E S,MOSHIER E L,GODBOID J H,et al.Godbold,et al.Morbidity and mortality in common variable immune deficiency over 4 decades[J].Blood,2012,119(7):1650-1657.

[15]WARNATZ K,REINHARD E.Voll.Pathogenesis of autoimmunity in common variable immunodeficiency[J].Front Immunol,2012,3:210.

[16]SARRA M,MONTELEONE I,STOLFI C,et al.Interferon-gamma-expressing cells are a major source of interleukin-21 in inflammatory bowel diseases[J].Inflamm Bowel Dis,2010,16(8):1332-1339.

[17]YU J,HE S,LIU P,et al.Interleukin 21 promotes the development of ulcerative colitis and regulates the proliferation and secretion of follicular T helper cells in the colitides microenvironment[J].Mol Med Rep,2015,11(2):1049-1056.

[18]YAMAMOTO-FURUSHO J K,MIRANDA-PÉREZ E,FONSECA-CAMARILLO G,et al.Interleukin 21 expression is increased in rectal biopsies from patients with ulcerative colitis[J].Inflammatory Bowel Diseases,2010,16(7):1090-1090.

[19]LIU C,XIA X,WU W,et al.Anti-tumour necrosis factor therapy enhances mucosal healing through down-regulation of interleukin-21 expression and T helper type 17 cell infiltration in Crohn′s disease[J].Clin Exp Immunol,2013,173(1):102-111.

[20]GE J,ZHANG X H,LIU J,et al.Elevated expression of interleukin-21 and its correlation to T-cell subpopulation in patients with ulcerative colitis[J].Cent Eur J Immunol,2015,40(3):331-336.

[21]WANG Y,JIANG X,ZHU J,et al.IL-21/IL-21R signaling suppresses intestinal inflammation induced by DSS through regulation of Th responses in lamina propria in mice[J].Sci Rep,2016,6:31881.

[22]JOSTINS L,RIPKE S,WEERSMA R K,et al.Host-microbe interactions have shaped the genetic architecture of inflammatory bowel disease[J].Nature,2012,491(7422):119-124.

[23]TANGYE S G,MA C S,BRINK R,et al.The good,the bad and the ugly-TFH cells in human health and disease[J].Nat Rev Immunol,2013,13(6):412-426.

[24]时凤敏,周平,陈国江,等.滤泡辅助性T细胞(TFH)在炎性肠病中的表达研究[J].军事医学,2011,35(12):902-904.

[25]WANG Z,WANG Z,DIAO Y,et al.Circulating follicular helper T cells in Crohn′s disease(CD) and CD-associated colorectal cancer[J].Tumour Biol,2014,35(9):9355-9359.