中医药调节支气管哮喘Th17/Treg 免疫平衡研究进展
2019-01-04韩佳颖汝触会崔金瑜
韩佳颖 何 飞 汝触会 崔金瑜 仲 成
支气管哮喘(bronchial asthma,以下简称哮喘)是一种异质性疾病,常以慢性气道炎症为特征。哮喘的发病与T 细胞免疫调节功能紊乱密切相关。传统观念认为,Th2 优势分化的Th1/Th2 比例失衡是哮喘的主要免疫发病机制。研究发现,Th17 和调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)的比例失衡也是哮喘发病机制中的重要环节。本文就近年来中医药对哮喘的Th17/Treg 免疫调节作用的研究作一综述,报道如下。
1 Th17 细胞
2005 年Harrington 等[1]在研究实验性自身免疫性脑脊髓炎和胶原蛋白诱导的关节炎这两个自身免疫病模型的过程中首次发现了一种独立于Th1 和Th2 的新的Th 细胞亚群。该细胞被命名为Th17 细胞,可产生TGF-β、IL-17A(IL-17)、IL-17F、IL-6、IL-21、IL-22、TNF-α 及GM-CSF 等多种细胞因子,具有很强的促炎作用。TGF-β 和IL-6 发挥协同作用,激活信号转导子和转录激活子3(STAT-3)途径共同上调转录因子维甲酸相关孤核受体γt(RORγt)表达,促进Th0 细胞向Th17 细胞分化[2]。
近年研究表明,Th17 细胞及其标志性细胞因子IL-17 在支气管哮喘等疾病中发挥重要作用。IL-17是T 细胞诱导的哮喘炎症反应的早期启动因素,在炎症起始阶段,Th17 大量分泌IL-17,引起进一步的炎症因子级联反应。IL-17 与体内广泛表达的IL-17受体结合,通过多种信号转导途径,诱导上皮细胞、支气管纤维母细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等释放IL-6、IL-8、TNF-a、GM-CSF、CXCL 及ICAM-1 等炎症细胞因子及前列腺素E2、NO 等炎症介质,发挥其集体动员、募集及活化中性粒细胞的作用,加重气道炎症反应,诱使气道重塑。
2 Treg 细胞
Treg 是于1995 年由Sakaguchi 等[3]首次提出的CD4+T 细胞新亚群,它能有效地调控其他免疫细胞的功能,在控制哮喘等变态反应性疾病中发挥重要作用。
根据Treg 表面标志物、细胞因子和作用机制的不同,可分为CD4+CD25+Treg、Tr1、Th3、NKT 细胞、CD8+调节性T 细胞等。根据其特异性、效应机制和来源的不同,又可划分为胸腺来源的CD4+CD25+Treg(nTreg)和诱导产生的Treg(iTreg 或aTreg)。iTreg 可分为三种类型,第一类是表达特异性Foxp3的CD4+CD25+Treg;第二类是大量分泌IL-10 的Tr1,第三类是以分泌TGF-β 为主的Th3。
研究表明,CD4+CD25+Treg 具有免疫无能性和抑制性两大特点。在正常个体中,CD4+CD25+Treg 在调节免疫应答中起重要作用,主要是抑制免疫应答,维持自身免疫耐受和维持内环境平衡。在支气管哮喘发病过程中,它既能抑制Th1、Th2、Th17 细胞,还能抑制CD8+T 细胞。因此,目前的研究表明,CD4+CD25+Treg 数量的减少和抑制功能的减弱可能是哮喘的发病机制之一。
CD4+CD25+Treg 主要通过细胞之间的直接接触或者分泌TGF-β、IL-10 等细胞因子来发挥免疫调节作用[4]。研究表明,TGF-β 可抑制T 细胞的增殖和分化,还可以抑制多种炎性细胞如B 细胞、嗜酸性粒细胞和肥大细胞的功能,减轻气道炎症。但如果TGF-β 持续增高,将引起组织纤维化和气道重塑。由Treg 细胞分泌的IL-10 可以抑制促炎因子如嗜酸性粒细胞、肥大细胞等的释放和聚集,减轻气道炎症、气道高反应性和气道重塑的发生。
3 Th17/Treg 相关细胞因子与哮喘的关系
传统免疫学说认为哮喘的发病机制主要与Th1/Th2 的应答失衡相关。然而,Th17/Treg 在哮喘的发病中也发挥了重要的作用。Th17 和CD4+CD25+Treg 细胞之间关系密切,两者不仅在功能上相互拮抗,还在分化上还相互制约,对机体的免疫平衡起着非常重要的作用。Treg 细胞与Th17 细胞来源于同种前体Th 细胞,当只有TGF-β 单独作用时,初始T 细胞可以向Treg 细胞方向分化;当机体发生炎症时,诱导产生大量IL-6,TGF-β 和IL-6 则共同启动初始T 细胞向Th17 分化,从而诱导以Th17 为主的炎症应答,导致Th17/Treg 失衡,引发异常免疫反应,导致哮喘等疾病的发生[5]。
4 中医药对Th17/Treg 的影响
4.1 复 方 Foxp3 是Treg 细胞分化和功能的关键调控因子,加味过敏煎(防风、乌梅、五味子、银柴胡、地龙、蝉蜕、甘草等)可上调哮喘小鼠中Treg 细胞特异性转录因子Foxp3 的表达[6]。石克华等[7]自制补肾平喘膏可使哮喘大鼠肺组织的IL-17、IL-6 和TGFβ 的水平降低,使Foxp3 mRNA 表达升高,RORγt mRNA 表达降低,以通过调节RORγt/Foxp3 平衡,改善Th17/Treg 的失衡状态。李希等[8]选用补肾温阳的中药干预哮喘小鼠,发现其可通过上调CD4+CD25+调节性T 细胞数量、诱导Foxp3-mRNA 的表达与活化、增加IL-10、IFN-γ、TGF-β1 水平来缓解哮喘炎症。抗敏平喘方(炙麻黄、射干、平地木等组成)能够下调小鼠血液中TNF-α、Th17 细胞比例和上调TGF-β、Treg 细胞比例,并且存在剂量依赖效应[9]。崔正昱[10]采用加味茵陈蒿汤治疗小儿湿热哮喘,发现其疗效优于对照组,可提高患儿IL-10 水平,降低IL-17 水平,纠正Th17/Treg 细胞功能失衡。敏咳煎(玄参、炙麻黄、防风、钩藤、五味子、僵蚕等)对咳嗽变异性哮喘大鼠有治疗作用,能上调IL-10 表达,降低IL-17A 释放,调节体内Th17/Treg 平衡,减轻炎性细胞浸润[11]。杨兴蒽等[12]自制的平哮颗粒干预哮喘大鼠,发现高剂量组血清IgE 和IL-17 水平明显低于哮喘模型组。芍药甘草汤具有解痉、止痛、抑制气道重塑等作用,何飞等[13]研究发现,芍药甘草汤可降低大鼠BALF 细胞总数和嗜酸性粒细胞含量,同时能降低Th17 和IL-2、IL-6、IL-17 水平,升高Treg 比例及IL-10 水平,从而改善Treg/Th17 比例失衡。隋博文等[14]研究认为,射干麻黄汤可通过抑制哮喘小鼠TGF-β1 表达,减少Th17 细胞,增加CD4+CD25+Treg 细胞数量来调节Th17/CD4+CD25+Treg 的免疫失衡,延缓气道重塑。赵文娟等[15]自制的益气涤痰化瘀方可降低哮喘小鼠IL-17 的表达,减轻气道炎症,干预哮喘发作[15]。玉屏风散联合生脉饮可显著降低哮喘患者Th17、Th17/Treg 和IL-17 水平,且Treg、IL-10 及FEV1、FEV1/FVC 均显著高于对照组,表明该方可通过调节Th17/Treg 免疫平衡[16]。
4.2 中药单药和单体 研究发现当归可明显减少阴虚哮喘小鼠哮喘发作的次数及症状,抑制IL-17 和TNF-α,调节T-bet/GATA-3、Th17/Treg 的功能平衡,改善气道的炎症状态[17]。红景天具有益气活血,通脉平喘的功效,郑琦等[18]研究发现红景天可抑制哮喘小鼠气道炎症反应,其作用可能与调控哮喘小鼠Th17/Treg 平衡及其细胞因子IL-17、IL-23、IL-10、TGFβ1 表达有关。黄芪具有补气固表、托毒排脓、利尿、生肌之功,余德豹等[19]在60 例哮喘患儿的临床研究中发现,黄芪治疗组外周血Treg 细胞百分比显著增加,Th17 百分比则明显降低。中药前胡的提取物白花前胡丙素通过增加哮喘小鼠CD4+CD25+Foxp3+细胞比例,并增加Foxp3 mRNA 的表达,改善哮喘鼠Th17/Treg 失衡[20]。川芎嗪通过增加哮喘组小鼠的IL-10 含量和Treg 细胞数量,减少IL-17 和Th17 细胞数量,从而起到调控作用[21]。红球姜的提取物花姜酮可通过抑制naiveT 细胞中stat-3 的磷酸化,继而抑制RORγt 的转录,从而抑制IL-17 的分泌来产生免疫调节作用[22]。三七主要成分三七总皂苷可以降低哮喘小鼠IL-17 的水平,减轻气道炎性反应,缓解哮喘症状[23]。
4.3 中成药 喘可治注射液主要由淫羊藿和巴戟天组成。有学者发现该药物可诱导哮喘小鼠Foxp3+Treg 细胞的生成,并下调RORγt mRNA 的表达,抑制IL-17、IL-6 等炎症因子的释放[24]。黄慧婷等[25]在临床研究中也得出类似结果,发现试验组哮喘患者CD4+CD25+Foxp3+Treg 细胞比例及Foxp3 mRNA 表达均较治疗前显著升高,且穴位注射效果优于肌注。薛克营等[26]发现,丹参注射液可促进CD4+CD25+Treg 的产生,减轻哮喘大鼠气道炎症反应,随后该研究小组在临床研究发现,丹参治疗组患者CD4+CD25+Treg 的比例较治疗前显著提高。消食剂健儿乐颗粒可使小鼠血清、BALF 中IL-17 水平降低,IL-10 水平升高,从而调节Th17/Treg 细胞因子间的平衡[27]。
4.4 针灸及其他外治法 RORγt 是控制Th17 细胞分化的关键转录因子,而Foxp3 是Treg 细胞调节功能密切相关的特异性转录因子。王勇等[28]采用传统针灸治疗OVA 致敏气道高反应性BALB/c 小鼠足三里和大椎穴,发现针刺可调节Foxp3/RORγt 失衡,从而影响Treg/Thl7 失衡[28]。莫律等[29]观察自血穴注法干预哮喘大鼠的肺部炎症后发现,该法注射大鼠肺俞穴和肾俞穴后可以下调Th17(IL-17)及相关mRNA,上调保护因素Treg(IL-10、Foxp3)及相关mRNA,从而改善哮喘大鼠肺部炎症细胞的浸润。上官文姬等[30]将麻黄、细辛、白芥子、甘遂等中药调制成糊状后,沿督脉及膀胱经贴敷在哮喘患者身上,随访后发现治疗组患者血CD4+CD25+Treg 增加,血清总IgE水平明显下降。麻芥平喘巴布剂是一种由麻黄、白芥子、延胡索、杏仁、姜汁制成的中药外用制剂,有学者将其治疗哮喘大鼠后发现,在血清、BALF、肺匀浆中,治疗组IL-4、IL-17 低于对照组,IL-10 和IFN-γ高于对照组,认为其通过改善Th1/Th2 和Th17/Treg失衡对哮喘进行免疫调节[31]。
5 小 结
哮喘的发病机制十分复杂,至今尚未完全阐明。Th17/Treg 细胞的发现,扩展了传统的免疫失衡学说。中医药治疗哮喘历史悠久,临床疗效可观,在哮喘的Th17/Treg 免疫调节方面有明显的优势,但具体作用机制仍缺乏更深入透彻的研究,也缺乏对不同阶段、不同中医证型的哮喘患者的研究,此外中药有效成分之间是否具有协同作用及其协同作用的机制也缺乏深入的研究。