Tfh细胞和Tfr细胞的免疫平衡在自身免疫性疾病中的研究进展

李珂颖，郝振华

(新乡医学院三全学院，河南 新乡 453000)

初始CD4+T细胞在不同类型的转录因子及细胞因子的调控下可以分化为多种辅助性T细胞(helper T cell，Th细胞)亚群和调节性T细胞(regulatory T cell，Treg细胞)亚群，参与不同的免疫应答反应[1]。近年来，新发现了两类CD4+T细胞亚群，分别为滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells，Tfh细胞)和滤泡调节性T细胞(follicular regulatory T cells，Tfr细胞)，均定位于淋巴滤泡中。Tfh细胞主要为B细胞的活化增殖、高亲和力抗体的产生、免疫球蛋白类型的转变以及生发中心(germinal center，GC)的形成提供帮助，是机体适应性免疫的重要组成部分[2]。Tfr细胞作为Tfh细胞对应的调节性细胞，虽然具有Tfh细胞的表型特征，但对B细胞的功能及GC的形成具有负向调节作用，避免自身反应性抗体的大量产生[3]。Tfh细胞和Tfr细胞的相互作用对于维持免疫激活与免疫耐受间的平衡必不可少，如果这种平衡被打破，将会增强自身免疫反应的发展，最终导致机体免疫系统紊乱，引发自身免疫性疾病。现就Tfh细胞和Tfr细胞的免疫平衡在自身免疫性疾病中的研究进展予以综述。

1 Tfh细胞

1.1Tfh细胞的分化 Tfh细胞最早被发现于人类扁桃体中，被定义为一类存在于人二级淋巴组织B细胞区中的CD4+T细胞亚群[4]。在白细胞介素(interleukin，IL)-21、IL-6等细胞因子的刺激下，初始CD4+T细胞与抗原呈递细胞相互作用，受诱导性协同共刺激分子(inducible costimulatory molecule，ICOS)及程序性细胞死亡受体1(programmed cell death1，PD-1)等信号分子的调控，活化成为CD4+CXC趋化因子受体5阳性[chemokine(C-X-C motif) receptor 5,CXCR5+]ICOS+PD-1+Tfh细胞[5]。目前认为调控初始T细胞发育成Tfh细胞的核心转录因子为B细胞淋巴瘤/白血病-6(B-cell lymphoma/leakemia-6，Bcl-6)，Bcl-6缺陷会导致Tfh细胞的发育异常，并破坏GC的免疫应答[6]。Bcl-6作为一种序列特异性转录抑制因子，一方面能够直接上调Tfh细胞表面CXCR5、PD-1等分子的表达，促进Tfh细胞的分化；另一方面Bcl-6与编码T盒子转录因子和视黄酸相关孤儿受体γt的Tbx21和RORc启动子结合，通过抑制 IL-7受体/信号转导及转录激活因子5通路来干扰其他Th细胞(如Th1、Th17细胞)表达，帮助Tfh细胞的增殖分化[7-8]。

1.2Tfh细胞的功能 Tfh细胞生成后，其中一些细胞进一步上调CXCR5和转录因子Bcl-6的表达，促使Tfh细胞向GC迁移；GC分为两个不同的区域：亮区和暗区，GC-B细胞在暗区中经历增殖和体细胞过度突变，然后迁移到亮区；在亮区中，GC-B细胞通过表面免疫球蛋白捕获抗原并呈现，同时与同源的GC-Tfh细胞相互作用，而GC-Tfh细胞根据主要组织相容性复合体Ⅱ类抗原肽水平识别高亲和力GC-B细胞，并帮助高亲和力GC-B细胞克隆增殖、分化成为长寿浆细胞或记忆B细胞[9]。

2 Tfr细胞

2.1Tfr细胞的分化 Tfr细胞是Treg细胞的一个子集，与Tfh细胞拥有共同的表型特征，但同时表达叉头状转录因子p3(forkhead transcription factor p3，Foxp3)、细胞毒淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic Flymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)等[9-10]。Tfr细胞的分化过程与Tfh细胞类似，是一个多步骤、多因子参与的过程。在分化早期，PD-1和其他细胞因子受体与相应的配体结合，启动Treg细胞向Tfr细胞的分化信号，该信号诱导转录因子Bcl-6及CXCR5的表达，使得Tfr细胞初步活化并在B细胞的帮助下进一步发育和扩展；B细胞聚集的淋巴滤泡及GC中大量表达血清CXC趋化因子配体13，趋化早期分化的Tfr细胞通过CXC趋化因子配体13-CXCR5轴进入GC区域；在GC中，Tfr细胞通过表达淋巴细胞活化信号分子结合蛋白与GC-B细胞及Tfh细胞的粘连，最终分化为功能成熟的Tfr细胞[9,11-12]。

2.2Tfr细胞的功能 Tfr细胞独特的表型特点使其在功能上具有Tfh细胞和Treg细胞的双重特性。Tfr细胞表面表达的CXCR5使Tfr细胞定位于GC，并进一步借助Foxp3、CTLA-4发挥负向调控作用，抑制B细胞的增殖分化以及GC的反应；在Treg细胞特异性CTLA-4剔除的小鼠中虽然有大量Tfr细胞存在，但Tfr细胞功能受到限制，不能发挥抑制Tfh细胞功能和调节GC形成的作用，因此推测CTLA-4依赖性抑制是Tfr细胞控制体液免疫的主要机制[10]。

3 Tfh细胞和Tfr细胞的免疫平衡

Tfh细胞和Tfr细胞在功能上相互制约，维持机体自身免疫反应的稳定进行。正常生理状态下，Tfh细胞迁移至GC后协同B细胞作用于自身抗体的产生，而Tfr细胞作为Tfh细胞对应的Treg细胞，通过多种机制发挥抑制功能，防止自身免疫反应的失控；一方面，Tfr细胞通过降低Tfh细胞分泌IL-4和IL-21 的能力及减少B细胞表面GL7分子和B7-1分子的表达，达到抑制Tfh细胞和B细胞功能的目的[13]；另一方面，Tfr细胞通过CTLA-4等共抑制受体、IL-10、转化生长因子-β等抑制性细胞因子的分泌以及颗粒酶释放的细胞毒性作用抑制GC反应[10,14-15]。但在致病因素的影响下，Tfh细胞过度活化产生大量IL-21，IL-21大量积累抑制Tfr细胞的负向调控功能，并进一步促进Tfh细胞的分化，形成恶性循环，造成Tfh细胞和Tfr细胞免疫平衡的持续破坏以及GC-B细胞功能异常[16]。Tfh/Tfr细胞的免疫失衡使得自身抗体的产生失控，自身免疫耐受性丧失，免疫系统无法进行“自我”与“非我”的分辨，导致机体攻击自身正常的组织，最终引发自身免疫性疾病。因此，Tfh细胞和Tfr细胞之间的免疫平衡对于维持机体正常的免疫功能至关重要。

4 Tfh/Tfr细胞平衡与自身免疫性疾病

4.1Tfh/Tfr细胞平衡与类风湿关节炎(rheumatic arthritis，RA) RA是由于免疫复合物沉积在滑膜组织上引起的一类自身免疫性疾病，其形成机制与B细胞和浆细胞过度激活而产生大量免疫球蛋白和类风湿因子有关。对胶原诱导的关节炎小鼠静脉注射免疫球蛋白后，小鼠GC内的Tfr细胞增加，Tfh细胞和自身反应性B细胞数量下降，症状减轻[17]。T细胞与B细胞的相互作用在RA的调节中起重要作用，提示Tfh细胞与Tfr细胞可能协同B细胞参与RA的发病过程。临床研究显示，RA患者体内循环中的CD4+CXCR5+Foxp3-Tfh细胞增加，CD4+CXCR5+Foxp3+Tfr细胞减少，Tfh/Tfr细胞的平衡被破坏；随着RA患者病情的缓解，循环中的Tfr细胞增多并与类风湿因子呈负相关，增加的Tfr细胞可以抑制RA患者自身免疫反应，从而稳定病情[18-20]。因此推测，调节Tfh细胞与Tfr细胞的免疫平衡在RA的临床治疗中可能有效。Tfh细胞和Tfr细胞的免疫平衡依靠细胞因子微环境的调节，在RA患者外周血中可以检测到IL-6和IL-21的表达上调，IL-6可激活信号转导及转录激活因子3，增强IL-21的表达，而IL-21的高表达能够抑制Tfr细胞的表达和功能，增强Tfh细胞的分化[20-22]。因此，IL-6、IL-21等细胞因子可能作为Tfh细胞和Tfr细胞免疫平衡的新型调节器，成为RA治疗的新靶点。

4.2Tfh/Tfr细胞平衡与系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一种以T淋巴细胞失衡及B细胞过度增生为特点的自身免疫性炎症性结缔组织病。Roquin是一类新型的环指型泛素连接酶，Roquin缺陷的小鼠会表现出SLE的症状，研究发现，Roquin介导的磷脂酰肌醇-3-激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路通过抑制Tfh细胞或Th17细胞的活化以及Treg细胞的特异性来阻止自身免疫反应，缺乏Roquin的Treg细胞会下调CD25分子的表达，从而获得Tfr细胞表型，抑制GC反应，提示导致SLE症状出现的根本原因可能与Tfh细胞和Tfr细胞的分化相关[23]。利用sanroque狼疮小鼠模型，Simpson等[24]发现，Tfh细胞增多会伴随病理性GC的形成，导致高亲和力的抗双链DNA抗体产生，最终会引发靶器官炎症。同时，在狼疮小鼠中还发现，Tfr细胞缺失会引起抗双链DNA免疫球蛋白A抗体效价显著增加[25]。由此推测，Tfh细胞与Tfr细胞介导的免疫失衡可能是SLE潜在的发病机制。在SLE患者中存在Tfh细胞增多、Tfr细胞减少的情况，且经过治疗后，Tfh/Tfr细胞的比率显著降低[26]。这些证据显示，Tfh/Tfr细胞比率可能作为评估SLE疾病活动性的新指标。但也有研究指出，SLE患者体内循环的Tfr细胞和Tfr/Tfh细胞比率均增加，且Tfr细胞与自身抗体和疾病严重程度呈正相关[27]。以往的研究主要集中于Tfh细胞在SLE发病中的作用，但随着Tfr细胞的发现以及对Tfr细胞功能的不断深入研究，对SLE的研究不能再局限于Tfh细胞，从Tfh/Tfr细胞的免疫平衡角度入手，将更有利于早日阐明SLE的发病机制，从而找到更为精确的治疗靶点。

4.3Tfh/Tfr细胞平衡与重症肌无力(myasthenia gravis，MG) MG是一种典型的乙酰胆碱受体抗体介导的自身免疫性疾病，患者胸腺常表现为滤泡增生或胸腺瘤。通过共聚焦显微镜，Zhang等[28]观察到，在MG患者的胸腺中，Tfh细胞和B细胞共同定位在异位GC内，并且发现Tfh细胞的频率增强、B细胞和自身抗体滴度增加；体外研究进一步显示，Tfh细胞通过效应细胞因子IL-21诱导自身抗体的分泌。以上研究结果表明，胸腺内Tfh细胞和B细胞的相互作用在胸腺异位GC的形成和抗乙酰胆碱受体抗体的产生中起关键作用，这种相互作用可能触发MG。有研究发现，与健康对照受试者相比，MG患者体内循环Tfh细胞的增加伴随循环血浆的扩张，并与临床严重程度和疾病形式相关，且Tfr细胞比例下降，对MG患者进行免疫治疗后，患者病情好转的同时伴随自身免疫调节因子及Tfr/Tfh细胞比值不同程度的回升[29]。在对动物模型的干预治疗中发现，全反式视黄酸改变了实验性自身免疫性MG动物Th细胞的分布，导致Th1/Th17/Tfh细胞类型减少，Th2/Treg/Tfr细胞类型增加，从而减轻了病情的严重程度[30]。因此，T淋巴细胞亚群平衡的调节可能是MG治疗药物的作用机制，以Tfh/Tfr细胞为靶点设计新型药物可能有助于MG的治疗。

4.4Tfh/Tfr细胞平衡与1型糖尿病(diabetes mellitus type 1，T1DM) T1DM是一类由多种免疫细胞参与的针对胰岛β细胞的自身免疫性疾病。研究发现，在初发的T1DM患者外周血中，Tfh细胞比例较正常对照者显著升高，同时观察到B细胞数量增多及血清中自身抗体水平升高，表明Tfh细胞的过度活化引起B细胞功能的紊乱可能是T1DM的发病机制之一[31]。Xu等[32]研究发现，随着T1DM的进展，患者体内Tfr细胞比例显著下降，且Tfr细胞与T1DM患者胰岛功能呈显著正相关，与胰岛自身抗体的滴度呈显著负相关；此外，与健康对照者相比，T1DM患者体内的Tfr细胞对T细胞及B细胞功能的抑制能力显著降低，提示Tfr细胞参与T1DM的发生和进展，且Tfr细胞功能的损失可能是T1DM发生的主要机制；而T1DM患者在接受利妥昔单抗治疗后，CXCR5+PD-1+Tfr细胞频率降低，CXCR5+ICOS+Tfr细胞频率升高。因此推测，PD-1与Tfr细胞功能相关。PD-1在Tfh细胞和Tfr细胞的表面表达，在感染治愈疫苗免疫的小鼠中发现，PD-1的缺失导致Tfr细胞的频率和数量显著减少，同时促进了Tfh细胞的增殖；进一步机制研究发现，PD-1信号对T细胞的调控依赖于细胞因子(如IL-10、γ干扰素、单核细胞趋化蛋白1等)[33]。因此，控制PD-1的表达从而调控Tfh细胞与Tfr细胞之间的功能可能是预防和治疗T1DM的新方向。

4.5Tfh/Tfr细胞平衡与干燥综合征(sjogren syndrome，SS) SS是一个主要累及以唾液腺和泪腺为主的外分泌腺体的慢性炎症性自身免疫性疾病，常伴有大量自身抗体的产生。SS的发病及病情严重程度与Tfh细胞和Tfr细胞有密切联系。Fu等[34]研究发现，Tfr细胞缺陷的小鼠GC免疫应答增强，针对唾液腺抗原的自身抗体增加，加速了原发性SS的发病进程。临床资料显示，SS患者中也存在着Tfh/Tfr细胞的比率失调，提示Tfh/Tfr细胞的比率是SS诊断的一个强有力的预测因子[35]。有研究在SS患者唇腺组织中发现，CXCR5以及IL-21的表达增加，且与组织中细胞凋亡数呈正相关[36]，提示Tfh细胞可能以影响组织细胞凋亡的方式参与SS的发病。目前SS尚无根治的方法，深入研究Tfh/Tfr细胞平衡及其分子机制可能为SS的治疗提供新思路。

5 小 结

Tfh细胞和Tfr细胞是两类独特的CD4+T细胞亚群，两者通过直接的相互作用以及间接调控细胞因子分泌的方式，帮助B细胞的发育以及GC反应的正常进行，从而产生高亲和力的抗体，抵御病原体的入侵。而异常的Tfh/Tfr细胞比率导致自身免疫耐受性的丧失和自身抗体过量的产生，引起机体免疫平衡紊乱，最终促进自身免疫性疾病发展。因此，从Tfh细胞和Tfr细胞之间的免疫平衡入手，开发设计出一种新的治疗方法可能有效防止自身免疫性疾病的发生和发展。但目前关于Tfh/Tfr细胞失衡的生物学作用及分子机制尚不明确，进一步了解Tfh细胞和Tfr细胞的免疫平衡在疾病发展中的作用将有利于阐明自身免疫性疾病的发病机制，为自身免疫性疾病的治疗提供新的靶点。