免疫细胞在糖尿病大血管病变中的作用

杨 婵，杨嫱妃，谢子妍，鄢 然，蔡雪琴，谢春光

(1. 成都中医药大学临床医学院/附属医院，成都 610075；2. 简阳市人民医院，四川 简阳 641400；3. 成都中医药大学附属医院/四川省中医院，成都 610075)

糖尿病已成为继肿瘤、心血管疾病之后第三大严重威胁人类健康的慢性疾病。糖尿病大血管病变是其主要并发症之一，流行病学显示，约80%糖尿病患者死于大血管病变[1]。糖尿病及糖尿病大血管病变是一种低度炎症状态，即慢性免疫炎症反应[2]。免疫细胞及免疫细胞因子的紊乱可通过多种途径诱发加重血管区域免疫炎症反应，引发糖尿病大血管病变。本文主要从巨噬细胞、树突状细胞、淋巴细胞、肥大细胞等免疫细胞入手，简要分析免疫细胞在糖尿病大血管病变发生发展中的可能作用机制，旨在为未来临床防治和进一步研究提供一定的参考。

1 巨噬细胞与糖尿病大血管病变

动脉粥样硬化是大血管病变的病理基础。巨噬细胞通过表达和分泌促炎因子参与血管内膜下炎性反应，并通过参与脂质聚集及逆向转运，形成泡沫细胞(动脉粥样硬化特征性表现之一)在血管壁聚集，参与动脉粥样硬化的发展[3]，促进大血管病变发生发展。

巨噬细胞在血管壁炎性反应中起重要作用。一方面，在糖尿病高糖高脂下，巨噬细胞大量增殖，引发动脉内膜下的炎性反应，促进动脉硬化形成[4]。另一方面，巨噬细胞可表达和分泌促炎因子，引发动脉内膜下的炎性反应，促进动脉硬化形成[5]。巨噬细胞存在促炎型M1细胞、抗炎型M2细胞两种极化方式，生理状态下M1/M2保持平衡[6]。M1型可分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6、IL-1β、IL-12、单核细胞趋化蛋白-1(MCP -1)、趋化因子(CCL)2、基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP-9等促炎因子及趋化因子，可促进巨噬细胞粘附和聚集，引发加重炎症反应，损伤邻近组织，参与动脉硬化过程。M2型可分泌IL-10、转化生长因子-β(TGF-β)、巨噬细胞替代激活相关化学因子1(AMAC-1)、CCL18、MMP-12、基质金属蛋白酶抑制剂(TIMP)-1等抗炎因子，发挥抗炎、促进邻近细胞增殖、修复损伤组织的作用[7-8]。研究显示[9]，2型糖尿病存在巨噬细胞M1/M2型极化失衡(M1增多，M2减少)，从而导致炎性因子持续存在，诱发动脉内膜下的炎性反应，持续损伤大血管，最终引发糖尿病大血管病变。

巨噬细胞脂代谢状态异常参与动脉硬化形成。巨噬细胞通过摄取修饰的低密度脂蛋白(LDL)形成泡沫细胞[10]。生理状态下，巨噬细胞脂代谢中修饰型LDL流入与流出保持平衡。一方面，巨噬细胞表面具有包括巨噬细胞清道夫受体(SR)-A I、SR-A II、CD36、SR-B I、分化抗原簇68(CD68)和凝集素类氧化LDL受体-l(LOX-1)等不同结构的清道夫受体，可吞噬大量的修饰型LDL，促进泡沫细胞形成[11]。另一方面，巨噬细胞膜上ABC转运体(包括ABCAl，ABCA5，ABCGl及ABCG4)及细胞核中的PPAR-α、PPAR-γ、LXRs等受体可促进修饰型LDL及胆固醇流出，影响泡沫细胞形成[12]。而研究显示，糖尿病患者中SR-A、CD36、SR-B I、分CD68及LOX-1受体均增加，ABCAl、ABCA5、ABCGl转运体及PPAR-α、PPAR-γ、LXRs等受体均降低，促使巨噬细胞摄取大量修饰型LDL，促进泡沫细胞形成，诱发动脉硬化[3]，最终引发糖尿病大血管病变。研究表明，易损斑块形成是动脉硬化的关键步骤，而巨噬细胞凋亡可促进易损斑块形成，进而促进动脉硬化形成[13]。巨噬细胞内质网应激与大血管动脉粥样硬化发生发展密切相关[14]。研究显示，糖尿病环境下，胰岛素抵抗，糖脂代谢异常可通过P14 K/AKt，NF-KB，EK/ERK/CREBP/SERCA等信号通路诱导巨噬细胞凋亡[15]，促进斑块形成，亦可促进巨噬细胞内质网应激，从而促进动脉粥样硬化，最终诱发加重糖尿病大血管病变。

综上，巨噬细胞在糖尿病大血管病变的发生发展中起举足轻重的作用，通过深入研究其机制可一定程度上防治糖尿病大血管病变发生发展。

2 树突状细胞与糖尿病大血管病变

树突状细胞(dendritic cells,DCs)是体内功能最强大的专职抗原提呈细胞(APC)，也是目前唯一能激活初始型T淋巴细胞的APC，在动脉粥样硬化斑块形成中具有重要作用。糖尿病患者体内糖基化终产物可通过促进DCs分化成熟，加重动脉粥样硬化炎症免疫反应[16]，从而促进糖尿病大血管病变的发生发展。

1995年Bobrychew和Lord首先在正常动脉壁中发现了DCs[17]，这种血管DCs(VDC)主要存在于内膜下，与内皮细胞和平滑肌细胞直接接触。研究显示，早期动脉粥样硬化疾病中，病变血管内外膜即有VDC聚集，起激活T细胞和递呈脂质抗原作用[18]。DCs在动脉粥样硬化炎症反应过程中处于中心环节。DCs的免疫调节功能与其成熟状态相关，炎症状态下，未成熟DCs可在粘附分子及趋化因子介导下，由血循环迁移至外周组织，捕获、处理抗原，并于成熟后产生抗原递呈给淋巴细胞，启动局部炎性反应[19]。正常动脉内膜的内皮下层和外膜层散在分布着一些由免疫活性细胞和DCs构成的细胞群，组成血管相关性淋巴样组织(VALT)，检测其所在微环境，发现潜在有害抗原[20]。糖尿病状态下，一方面，有害抗原作用于 VALT，诱导未成熟DCs由血循环迁移至血管周围，于成熟后产生抗原递呈给淋巴细胞，启动血管区域炎症免疫反应，促进动脉粥样硬化形成，诱发大血管病变。另一方面，高糖通过增强DCs内ROS生成及p38 MAPK活性促进DCs成熟，增加T细胞激活能力[21]；氧化应激通过NF-κB通路诱导DCs表型和功能的成熟；糖基化终产物通过上调DCs表面清道夫受体、激活MAPK信号通路，促进DCs成熟并诱导T淋巴细胞反应增强；DCs参与介导ox-LDL所致的细胞免疫反应等[22]，从而扩大血管内膜下炎症免疫反应，促进动脉粥样硬化形成，进一步诱发加重糖尿病大血管病变。研究发现[23]，无论是糖尿病合并血管病变患者，亦是糖尿病动脉粥样硬化小鼠，均可见DCs含量显著增加，抗原递呈能力增加，DCs成熟度与刺激T淋巴细胞增殖能力增强，进一步说明DCs参与的免疫炎症反应在糖尿病大血管病变中的重要作用。

3 淋巴细胞与糖尿病大血管病变

淋巴细胞分为T淋巴细胞(T细胞)、B淋巴细胞(B细胞)和自然杀伤(NK)细胞。T、B细胞是抗原特异性淋巴细胞，NK细胞不依赖抗原刺激而自发地发挥细胞毒效应，杀伤靶细胞。三者均在糖尿病大血管病变中起重要作用。

3.1 T细胞与糖尿病大血管病变

T细胞可分为 CD4+和CD8+两个亚群。CD4+T细胞又可分为T辅助细胞 1(Th1)、T辅助细胞 2(Th2)、T 辅助细胞 17(Th17) 以及调节性 T 细胞(Treg)。各亚群间相互调节共同维持平衡，一旦失衡将致免疫紊乱引发疾病。

生理状况下，CD4+和CD8+T细胞数量和适当的比例是免疫调节的中枢，二者相互调节制约，共同维持微环境平衡。CD4+T亚群促炎性Th1、Th17亚群细胞比例上调或功能亢进，抗炎性Th2、Treg细胞亚群比例下降或功能受损是促发慢性炎症反应的直接扳机点[24]。研究显示，2型糖尿病患者外周血清CD4+T、CD8+T、CD4+T/CD8+T细胞比值增高，Th1、Th17比例上调，Th2、Treg比例下调[25]。CD4+T可分泌 TNF-α、IFN-γ、IL-1等细胞因子，激活TNF-α及NF-KB信号通路[26]，c促使糖尿病慢性炎症反应，损伤大血管内皮细胞，并伴随长期高糖状态基化终末产物等，可诱发糖尿病大血管病变。活化的CD8+T细胞具有细胞杀伤功能，不仅可分泌大量炎症因子，激活巨噬细胞，再释放多种细胞因子，扩大免疫级联效应，促进免疫炎症反应，亦可激活Notch信号通路[27]，降低CD8+T细胞的细胞杀伤和非细胞杀伤功能，从而引起免疫细胞在大血管区域侵润，诱发血管区域免疫炎症反应，持续损伤血管内皮细胞，最终导致糖尿病大血管病变发生发展。

调节性T细胞(Treg)调节机体自身免疫T细胞亚群，与慢性炎症和糖尿病大血管病变密切相关。Treg细胞通过分泌不同细胞因子打破免疫平衡，促使糖尿病慢性炎症反应发生[28]。研究表明，在合并糖基化终产物及LDL等作用下，激活CD4+CD28-Treg使机体免疫反应明显增强[29]，诱发糖尿病大血管病变。CD4+CD28-Treg能产生穿孔素及颗粒酶，特异性杀伤靶细胞及溶解内皮细胞；CD4+CD28-Treg产生干扰素γ刺激巨噬细胞分泌炎性细胞因子损伤血管壁，从而引发血管区域炎症反应[29]，损伤内皮细胞，参与糖尿病大血管病变发生发展。CD4+CD25+Treg是一类免疫保护性Treg细胞，CD4+CD25+Treg活化可诱导Th1及Foxp3+Treg(CD4+CD25+Treg发育及功能的关键调节剂)产生，增加TGF、IL-10分泌，减少干扰素及IL-7分泌，控制免疫炎症反应，可通过抑制CD4+/CD8+Treg的IL-2基因转录和表达，抑制T细胞的活化与增殖[30]；其数量或质量降低可致免疫功能下降，致内皮功能障碍、脂质代谢异常及免疫复合物沉积，导致血管壁破坏，相关炎性因子在血管内皮黏附，诱发糖尿病大血管病变。故而，高激活CD4+CD28-Treg及低水平CD4+CD25+FoxP3+Treg可能是导致糖尿病大血管病变发生发展的原因之一。

3.2 B细胞与糖尿病大血管病变

目前越来越多研究显示B细胞在炎症免疫领域的重要性[31]。一方面，B细胞可产生抗体，有抗原加工递呈及共刺激作用，可分泌如TNF-α、淋巴霉素及IL等炎性因子，增强免疫反应。另外，B细胞分泌的IL-10能够激活DCs，通过反馈环刺激B细胞功能，加重并延长慢性炎症反应[32]。研究显示，B细胞缺失型小鼠IR和血糖水平均低于野生型小鼠，提示B细胞缺失可抑制炎症反应和糖尿病发生[33]。可见，糖尿病患者B细胞数量的增加，增强血管区域免疫炎症反应，可能是糖尿病大血管病变发生发展的原因之一。

1997年，Mizoguchi等正式提出了“调节性B细胞(Breg)”这一新名词[34]。Breg细胞可调节CD4+T细胞的分化，影响Th1/Th2/Th17/Treg细胞分化[33]，负向调控免疫炎症反应，参与糖尿病大血管病变发生发展。在糖尿病患者体内发现Breg数量减少[35]。研究显示[36-38]：Breg可分泌IL-10、IL-35、TGF-β等抑炎因子，抑制炎症反应；Breg可产生IgG、LgM等抗体参与炎症免疫；Breg可分泌TNF-α，抑制CD8+T细胞毒性；Breg可上调Treg中Foxp3和CTLA-4(Treg抑制性功能标志)的表达，诱导CD4+Foxp3+Treg细胞产生，促进Treg自身稳态。由此可见，Breg数量减少，负向调控血管区域免疫炎症反应，可能是诱发糖尿病大血管病变另一原因之一。

3.3 NK细胞与糖尿病大血管病变

NK细胞是天然免疫最主要细胞，主要生物学效应有细胞毒性和分泌细胞因子。只有活化的NK细胞才能扩散浸润至感染源发挥作用。NK细胞的活化受其表面表达的活化受体和抑制受体调控[39]。

研究显示，活化的NK细胞可通过直接或间接方式杀伤感染靶细胞减轻炎症反应[40]。一方面NK细胞表面低亲和力的FcgRⅢ-CD16分子与感染靶细胞IgG抗体复合物结合后，通过P13-K/Akt信号通路释放穿孔素和颗粒酶等细胞毒性物质，诱导靶细胞凋亡，直接杀伤感染靶细胞(既抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 (ADCsC))。亦可通过天然细胞毒性直接杀伤感染靶细胞。另一方面NK细胞通过释放炎性因子如IFN-γ、TNF-α、IL-1、IL-2、CCL3和CCL4等，抑制B细胞增殖，抑制反应性 T细胞，间接发挥细胞毒作用[41]。同时活化的NK细胞表达FasL和TNF-α，与靶细胞表面相应受体Fas(CD95)、TN-FR-1结合，形成Fas三聚体和TNF-R三聚体，启动靶细胞凋亡系统，杀伤靶细胞[42]。在炎性反应中机体可产生多种趋化因子，NK细胞表面能表达某些趋化因子受体如 CX3CR1、CCR2等，招募其至血管组织发挥治疗效应[43]。研究显示，糖尿病大血管患者NK 细胞数目减少[44]，可见，NK 细胞数目减少，活性降低，活性降低，效应细胞增殖、分化和成熟亦受抑制，不能及时杀伤感染靶细胞，致免疫细胞侵润血管区域，引发血管区域免疫炎症反应，继而诱发糖尿病大血管病变。

4 肥大细胞与糖尿病大血管病变

肥大细胞通过多种受体活化脱颗粒，释放炎性活性介质如组胺、前列腺素 D2 (PGD2)，白三烯 B4 (LTB4)、白三烯 C4(LTC4)和白三烯 D4(LTD4)、TNF等而发挥作用。研究显示[45]，糖尿病大血管病变患者存在肥大细胞数量增多。

Th2分泌IL-4、IL-10和IL-13，能有效激活B细胞产生IgE抗体与肥大细胞结合，致其脱颗粒释放类胰蛋白酶、糜蛋白酶、组胺、细胞因子等介质，参与炎症免疫反应[46]。干细胞因子(SCF) 是肥大细胞最主要趋化因子。SCF 与其表面表达的c-kit受体结合，通过SCF/C-kit 信号通路促进肥大细胞募集、增殖和活化，释放大量炎症因子，参与炎症免疫反应。同时SCF 能上调肥大细胞 MCP-1 的表达，促进其合成，引发免疫炎症反应[47]。且肥大细胞一旦激活，可大量分泌包括ILs(IL-2、IL-5、IL-6、IL-8、IL-9、IL-13)、 TGF-β、血管内皮生长因子(VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、TNF-α等血管活性及促炎性介质，促进血管扩张与收缩，致新生血管生成，引起细胞凋亡，同时使白细胞趋化至血管组织浸润，促进免疫炎症反应[48]。故而，肥大细胞增多，释放大量炎性因子，驱使免疫细胞致大血管区域侵润，诱发血管区域免疫炎性反应，持续损伤血管，最终诱发糖尿病大血管病变。

5 小结

综上，巨噬细胞、树突状细胞、淋巴细胞、肥大细胞等免疫细胞失衡，可通过释放大量TNF-α、IL-4、IL-10等炎性因子，调控JAK-STAT1/STAT3、TNF-α、NF-KB、Notch等信号通路等多种途径引起大血管区域免疫炎症微环境紊乱，扩大免疫炎性反应，引起血管持续损伤，诱发糖尿病大血管病变。治疗上，调控免疫细胞的失衡，可调控大血管区域免疫炎症微环境紊乱，从而防止糖尿病大血管病变，可为未来临床及进一步研究提供一定的参考。