TH17细胞平衡及免疫微环境在过敏性哮喘发病中的作用

王 莉 王小军

哮喘(asthma)也被称为支气管哮喘是一种气道慢性炎症性疾病，因其发病可由多种细胞以及细胞成分所引起，所以至今为止尚不能对病因做出明确解释[1-2]。流行病学研究显示，过敏是哮喘发病的独立危险因素。在多种细胞因子以及细胞下所引发的呼吸道变态反应性疾病被称为过敏性哮喘(allergic asthma)，该病的患病人群正随时间推移而不断增长[3-6]。多种细胞及细胞因子、组分所协同影响下的气道慢性炎性病变是哮喘根本原因，哮喘的本质是气道慢性炎性病变，由多种细胞及组分、细胞因子共同参与，其中CD4+T淋巴细胞免疫调节失衡是其重要免疫学机制[7-8]。调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)和辅助性T细胞(helper T cells)会在抗原激活CD4+T淋巴细胞时，以不同的条件分化而出[9]。而辅助性T细胞1型(Th1)/辅助性T细胞2型(Th2)细胞失衡也往往被认为是引发哮喘的重要因素，然而现在已有更多的报告显示，在引发过敏性哮喘的过程中辅助性T细胞17(Th17)连同其分泌的细胞因子也扮演着重要角色，因此仅仅依靠Th1/Th2平衡理论来判断哮喘的发病原理已经不再准确了。有报道通过研究表明哮喘的成因与Th17细胞和调节性T细胞及其代表性细胞因子IL-17、IL-10有着极其重要的联系，且在功能上两者相互拮抗，所以提出哮喘的病发机制中Th17、Treg细胞的免疫失衡在其中有重要的影响[10-11]。 本文旨在探讨TH17及其相关细胞因子表达水平在过敏性哮喘发病中的作用。

资料与方法

一、一般资料

选择2016年6月至2018年8月我院收治的符合过敏性哮喘诊断标准的患者60例以及符合非过敏性哮喘诊断标准的患者60例。将120例哮喘患者依据吸入物变应原筛查特异性IgE以及外周血总免疫球蛋白E水平分成过敏性哮喘组60例以及非过敏性哮喘组60例。此外选取同期入院体检的48例健康人作为对照组。过敏性哮喘组60例，男性18例，女性42例；平均年龄(35.15±10.38)岁；酗酒6例；平均FEV1%(%)79.49±18.86。非过敏性哮喘组60例，男性22例，女性38例，平均年龄(40.61±15.46)岁；酗酒5例，平均FEV1%(%)77.81±20.43； 对照组48例， 男性20例，女性28例；平均年龄(38.39±11.69)岁；酗酒3例。三组受试者在性别、年龄、酗酒以及FEV1%上均无显著差异(P>0.05)。

入组标准：①25岁至55岁的哮喘患者；②符合由中华医学会呼吸病学分会哮喘学组制定的“支气管哮喘防治指南”中过敏性哮喘以及非过敏性哮喘的患者[12]；③非急性发作期患者；④患者非急性发作超过6周。排除标准：①吸烟者；②间质性肺疾病患者；③伴支气管扩张者；④伴重要脏器(如心、肝、肾等)疾病患者。本项目已经获得医院医学伦理委员会批准，且受试者均已签署书面知情同意书。

二、检测方法

采用流式细胞学检测法对三组受试者外周血中Th17、Treg以及Th2的比例进行测定；采用酶联免疫吸附试验(ELISA法)对三组受试者血浆以及诱导痰中细胞因子IL-17A、IL-10、IL-4、IL-5以及IL-18的浓度水平进行测定；细胞分类通过瑞吉氏染色法进行染色，记录三组受试者诱导痰中中性粒细胞以及嗜酸粒细胞的数目。

三、统计学方法

结 果

一、受试者外周血中Th17、Treg、Th2比例

过敏性哮喘组Th17比例高于对照组(P<0.05)；过敏性哮喘组Treg比例低于对照组(P<0.05)；过敏性哮喘组Th17比例低于非过敏性哮喘组(P<0.05)；三组间Th2比例无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 受试者外周血中Th17、Treg 、Th2比例(%)

二、受试者血IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18

过敏性哮喘组IL-17A、IL-4以及IL-5水平高于对照组(P<0.05)；过敏性哮喘组IL-10及IL-18水平低于对照组(P<0.05)，过敏性哮喘组IL-17A水平低于非过敏性哮喘组(P<0.05)；过敏性哮喘组IL-4水平高于非过敏性哮喘组(P<0.05)，过敏性哮喘组IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18水平均高于对照组，见表2。

三、受试者诱导痰中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18

过敏性哮喘组IL-17A以及IL-18水平低于非过敏性哮喘组(P<0.05)；过敏性哮喘组IL-4水平高于非过敏性哮喘组(P<0.05)；两组间IL-5、IL-10水平无统计学意义(P>0.05)，见表3。

四、受试者诱导痰中中性粒细胞、嗜酸粒细胞比例比较

过敏性哮喘组60例患者中性粒细胞比例(25.18±3.16)%，嗜酸粒细胞比例(3.27±2.16)%。非过敏性哮喘组60例中性粒细胞比例(35.86±9.63)%，嗜酸粒细胞比例(1.76±0.96)%；对照组48例健康人群，中性粒细胞比例(4.79±2.88)%，嗜酸粒细胞比例(1.19±0.58)%。过敏性哮喘组中性粒细胞和嗜酸粒细胞比例均高于对照组(P<0.05)，过敏性哮喘组中性粒细胞比例低于非过敏性哮喘组，且差异存在统计学意义(P<0.05)；过敏性哮喘组嗜酸粒细胞比例高于非过敏性哮喘组，且差异存在统计学意义(P<0.05)。

讨 论

过敏性哮喘是一种慢性气道炎症，由许多类型的细胞(T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞以及肥大细胞等)共同参与[13]。在易感者中此种炎症可引起反复发作的喘息、气促、胸闷和/或咳嗽等症状，好发于夜间或/和凌晨，气道对各种刺激因子的敏感性增加[14]。国内外哮喘患者的人数以及死亡率呈现逐年增加的趋势，据统计哮喘已经成为一种严重威胁群众身体健康甚至生命的慢性疾病，全世界的患病人数高达一亿患者。国内整体人群哮喘的患病率为1%左右，我国儿童哮喘的患病率高达3%。相关报道已经证实CD4+T细胞亚群是能够引发哮喘病的决定性因素之一，其中包括了Th1、Th2、Th17、Treg等，细胞会对哮喘的病因构成影响[15]。

表2 受试者血浆IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18(ng/L)

表3 受试者诱导痰中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18(ng/L)

我国专家通过试验证明哮喘组的Th17以及Treg细胞比例较正常组差异有统计学意义[16-18]，这与本研究过敏性哮喘组外周血中Th17比例高于对照组，Treg比例低于对照组，且差异存在统计学意义(P<0.05)的结论相一致。一些相关的报道中提到体内与体外的条件差异会对T细胞的分化构成影响，比如在一些共生菌的影响下T细胞在体内会倾向于Th17，而在体外则倾向于Treg细胞。不同分化阶段的Treg细胞为部分体内共生菌维持黏膜的耐受性[19]，但是在体内有炎症或者抵抗力降低时反而诱导对Th17的分化[20]。由此可以推断细胞微环境中Th17、Treg的比例失衡，在过敏性哮喘的病发原理中占据了重要的一环。

此外，本文结果表明，过敏性哮喘组与对照组以及非过敏性哮喘组血浆中IL-17A、IL-4、IL-5、IL-10及IL-18水平均存在显著差异(P<0.05)。活化的Th17能够促进炎性病变局部具有生物活性的IL-17A、IL-4、IL-5等细胞因子的释放，内皮细胞活化后会分泌IL-18等趋化因子。相关试验证明Treg细胞通过分泌IL-10可以对气道高反应性和气道炎症进行控制[21-23]。也有研究表明对于IL-17依赖性过敏性哮喘患者血浆中的IL-10比例无法进行有效的控制[24]。有报道通过研究表明哮喘的成因与Th17细胞和调节性T细胞及其代表性细胞因子IL-17、IL-10有着极其重要的联系，且在功能上两者相互拮抗，综上所述，多种细胞因子对初始CD4+T淋巴细胞形成刺激，促进初始CD4+T淋巴细胞分化或增殖为Th17细胞，比例失衡的Th17细胞最终参与过敏性哮喘的发生与发展。

本文结果表明，过敏性哮喘组与对照组、非过敏性哮喘组诱导痰中中性粒细胞、嗜酸粒细胞比例均存在显著差异。已有研究证实，难治性哮喘、重症哮喘、以及哮喘的持续状态等与中性粒细胞性气道炎性病变关系密切。过敏性哮喘患者常伴随嗜酸粒细胞浸润为主的气道炎性病变；非过敏性哮喘常伴随Th17介导的中性粒细胞浸润为主的气道炎性病变，且IL-17A以及IL-18水平增加[25-26]。由此可以推断Th17的与哮喘类型密切相关。

过敏性哮喘组与对照组、非过敏性哮喘组外周血中Th2比例无显著差异。在Th2与IL-17A的共同作用下，中性粒细胞以及嗜酸粒细胞聚集于气道中，进而引起气道反应性增加，然而仅仅凭借Th2的免疫应答无法引起气道反应性增加，由此可以推断，Th2的免疫应答无法独立导致哮喘的发生。然而Th17能够在不依靠Th2免疫应答的时候对气道的重构进行诱导[27]，由此可以推断Th17可能独立导致哮喘的发生。综上所述，过敏性哮喘患者的Th2比例及IL-4水平升高，气道炎性病变以嗜酸粒细胞为主[28-30]。结果表明，Th17在过敏性哮喘以及非过敏性哮喘患者中的比例均增加，而Th2只在过敏性哮喘患者中比例增加。故而得出结论，相较于Th2而言，Th17的细胞失衡在哮喘的致病机理中的作用更为重要。

综上所述，过敏性哮喘的病因及严重程度可能是由于Th17细胞的比例失衡导致细胞微环境发生变化所影响的，这对传统的哮喘免疫学机制产生了重大影响，也为更加深入的对哮喘的免疫学机制进行研究提供了崭新的方向。