辅助性T细胞亚群在重症肌无力中的作用
2020-12-25汤旎张宁谷有全张晓燕
汤旎,张宁,谷有全,张晓燕
重症肌无力(myasthenia gravis,MG)是一种自身抗体介导的以神经肌肉接头传递障碍为特征的获得性自身免疫性疾病。其临床表现主要为部分或全身骨骼肌无力和极易疲劳,活动后症状加重,休息和应用胆碱酯酶抑制剂治疗后症状明显减轻[1]。MG 的发病机制较为复杂,目前广泛认为其主要由体液免疫应答介导,在补体参与下,体内产生的乙酰胆碱受体(acetylcholine receptor,AChR)抗体与骨骼肌突触后膜AChR 结合,导致突触后膜AChR破坏,不能产生足以引起肌纤维收缩的动作电位,导致肌无力;另外,骨骼肌特异性酪氨酸激酶抗体、低密度脂蛋白受体相关蛋白4抗体、聚集蛋白抗体与MG的发生密切相关[2]。许多研究表明细胞免疫也参与了MG 的发生,其中辅助性T(helper T,Th)细胞作为辅助或诱导其他淋巴细胞发挥免疫活性的功能亚群,如Th1、Th2、Th17、Tfh 和最新发现的Th9、Th22 细胞亚群及其细胞因子均参与了MG 的发生发展。本文就Th 细胞亚群及其细胞因子在MG发病机制中的作用进行综述。
1 Th1/Th2细胞失衡
过去人们普遍认为Th前体细胞在抗原的刺激下分化为中间阶段Th0 细胞,后者在不同的微环境、接触抗原的种类和数量等条件下,分化成Th1或Th2 细胞。Th1 细胞主要通过分泌干扰素(interferon,IFN)-γ、白细胞介素(interleukin,IL)-2介导细胞免疫,诱导炎症反应及组织损伤有关的免疫应答。Th2 细胞则通过分泌IL-4、IL-6 介导体液免疫,刺激B 细胞增殖产生抗体,并能阻止Th1 过度活化介导的组织损伤[3]。Th1、Th2细胞分别通过主要细胞因子IFN-γ、IL-4发挥相互抑制、自我增强的作用。
在20 世纪90年代就有研究提出Th1 和Th2 细胞分化不平衡可引起诸多自身免疫性疾病及免疫缺陷病等的发生。过去多项实验表明Th1、Th2 细胞及其细胞因子在实验性自身免疫重症肌无力(experimental autoimmune myasthenia gravis,EAMG)中起重要作用:IFN-γ能够通过上调AChR抗体促进EAMG 全身性体液应答,IFN-γ表达缺陷的小鼠难以诱导EAMG产生[4]。Th2细胞则通过分泌IL-4 诱导AChR 特异性调节性CD4+T 细胞的分化,后者能够阻止EAMG的发展并使疾病趋于稳定的慢性化状态[5]。同样,Wang等[6]研究表明,MG患者外周血中表达IFN-γ显著升高,提示Th1 细胞可能起促进MG 的作用,而IL-4 与MG 定量评分(Quantitive MG score,QMGs)呈负相关,推测Th2细胞在MG中可能起保护性作用。MG患者中Th1/Th2 细胞比例升高,免疫抑制治疗后患者血中Th1/Th2 细胞比例明显降低,且与患者QMGs 的降低呈正相关,提示Th1/Th2 细胞比例失衡可能参与了MG的发病[7]。
2 Th17细胞
随着研究深入,一类表达转录因子RORγt的独立CD4+Th细胞谱系被发现,其表型为CD4+IL-17+,被定义为Th17细胞亚群。Th17细胞由初始CD4+T细胞在转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β、IL-6 共存的微环境下诱导分化而来,主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α等细胞因子,通过诱导其他炎性因子、趋化中性粒细胞等炎性细胞促进炎症反应。
近年来发现其参与了MG 等多种自身免疫性疾病的病理生理过程。研究显示,Th17 细胞及IL-17 在伴胸腺瘤MG 患者外周血中表达增加,且其数目与AChR 抗体水平、疾病严重程度呈正相关,而非胸腺瘤MG患者外周血中Th17、IL-17与健康对照组相比无明显差异,推测Th17变化可能与MG胸腺病变有关[8];最新一项研究[9]中也证实:失衡的IFN I 型通路激活IL-23/Th17 通路并形成正反馈的慢性炎症循环,Th17 表达的一种蛋白podoplanin 过度表达能够刺激和维持胸腺异位生发中心产生,促进B 细胞产生更多自身反应性抗体。Th17 细胞与具有免疫抑制作用的CD4+调节性T(regulatory T cells,Treg)细胞均受TGF-β诱导分化而来,在一定条件下Treg细胞可转化为Th17细胞[10],Jing F 等[11]研究发现Th17/Treg 细胞失衡可能参与了EAMG,免疫抑制治疗可调节Th17/Treg 比例并改善EAMG 症状。基于Th17/Treg细胞在MG发病机制中的重要作用,针对其通路上的细胞因子、转录因子等靶向药物有望成为治疗MG 的新 手 段。目 前TNF 抑 制 剂[12]如Etanercept、Infliximab 和Adalimumab,可通过促进Foxp3磷酸化及Treg细胞抑制功能从而调控Th17/Treg 平衡以改善MG 临床症状。针对IL-17 和IL-17A(brodalab,inekizumab,secukinumab)的单克隆抗体可阻断细胞因子与相应受体结合,抑制Th17/Treg通路炎症信号传递从而缓解肌无力症状[13]。
3 滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells,Tfh)
早在2000年,科学家在人类的扁桃体次级淋巴组织中发现了这类CD4+T 细胞亚群(表型为CXCR5+CD4+T 细胞),并命名为Tfh。高表达趋化因子受体CXCR5的CD4+T细胞在CXCL13的趋化下迁移至B细胞滤泡区进一步分化,并受其特异性转录因子BCL-6、诱导性共刺激分子(inducible co-stimulator,ICOS)、CD40、程序性坏死因子(programmeddeath-1,PD-1)等多种因素调控。Tfh 细胞亚群及其主要细胞因子IL-21 能够直接或通过影响相关细胞因子的表达间接促进生发中心形成并参与辅助其内B细胞的成熟、增殖和分化,以及免疫球蛋白产生及类别转换等免疫调控过程。
MG 的发生主要与B 细胞分泌自身抗体相关,因此许多学者相继研究了Tfh 细胞在MG 中的作用。通过建立EAMG 模型,Xin等[14]研究证实EAMG小鼠的脾单核细胞中CD4+CXCR5+PD-1+Tfh 细胞及相关分子Bcl-6、IL-21 上调,并且Tfh 细胞水平与血清AChR 抗体滴度呈正相关。Song Y 等研究[15]表明,伴胸腺瘤全身型MG 患者胸腺组织中Tfh 细胞及相关转录分子CXCR5、ICOS、Bcl-6 和IL-21 表达增高,表明Tfh 细胞可能与MG患者胸腺异常有关。Zhang等[16]通过观察Tfh与B细胞相互接触的动态行为及其共培养物中检测到高IL-21 水平及高AChR抗体滴度,推测胸腺内Tfh与B细胞相互作用导致胸腺内异位生发中心形成、AChR 抗体产生可能为MG 的触发机制。另外,MG 患者循环血中能够发挥抑制生发中心B、Tfh 细胞增殖,与Tfh 细胞在体液免疫调节中起相反的作用的滤泡辅助性调节T(T follicular regulatory,Tfr)细胞/Tfh 细胞比例与临床严重程度呈负相关,提示循环Tfr/Tfh细胞的不平衡可能参与MG的免疫发病机制[17]。最新的研究[18]发现,血清中游离PD-1 和T细胞表面PD-1 在MG 患者中表达上调,且与患者病情严重程度、AChR 抗体、Tfh、IL-21 呈正相关,治疗后PD-1 浓度明显下降,提 示 PD-1 免 疫 检 查 点(ipilimumab、nivolumab、pembrolizumab)可能成为治疗MG 新的靶点,也有许多报道称PD-1抑制剂还能够诱导MG,其机制尚不清楚。
4 Th9细胞
过去人们一直认为IL-9 为Th2 细胞分泌的细胞因子,直到2008年Veldhoen M和Valérie Dardalho2个研究团队同时发表文章,证实分泌IL-9的CD4+T细胞不同于其他辅助性T细胞亚群,被称为Th9细胞。Th9细胞亚群在TGF-β和IL-4共同诱导刺激下由初始CD4+T 细胞分化而来,也可以由TGF-β单独诱导Th2细胞产生;Th9 细胞亚群分泌细胞因子IL-9、IL-10,主要在维持促进CD4+T细胞、肥大细胞和多种其他细胞存活,促进辅助T细胞其他亚群活化,B细胞增殖分化产生IgE等方面发挥作用[19]。
目前已证实Th9细胞亚群与气道炎症、过敏性疾病、自身免疫性疾病等疾病密切相关。关于Th9细胞与MG方面的研究甚少:Yao等[20]研究观察到AChR97-116肽免疫的大鼠在病程慢性期,其淋巴结单核细胞中Th9细胞显著增加、PU.1表达上调,使用抗IL-9抗体治疗的EAMG大鼠其临床症状明显改善且AChR抗体水平显著降低;取其淋巴结单核细胞体内或体外培养,均发现Th1 水平降低且Treg 细胞水平增加;表明Th9 细胞可能参与EAMG发病,抗IL-9抗体治疗在EAMG中的保护作用不仅通过抑制体液免疫应答介导,而且可能通过抑制Th1 细胞分化和扩增Treg 细胞群来介导。Yao 等[21]最近研究发现AChR97-116 肽免疫的大鼠注射外源性重组大鼠IL-9(exogenous recombinant rat IL-9,rrIL-9)出现和之前研究相同的结果,然而最初的假设是rrIL-9 会加剧EAMG 症状,推测可能该外源蛋白质与内源性IL-9 竞争拮抗其在实验动物中的作用。此外,Th9 细胞及IL-9在MG 患者中的致病作用最近也得到了证实,MG 患者外周血Th9、IL-9 水平均明显升高,且与患者血清中AChR 抗体滴度呈正相关[22]。目前这些研究表明Th9细胞亚群及其主要细胞因子IL-9 在MG 和EAMG 中起着致病作用,抗IL-9 抗体及rrIL-9 治疗有希望成为MG治疗的新途径。
5 Th22细胞
Th22 细胞为Sara Trifari 和Thomas Duhen2 个研究组于2009年定义的新型Th细胞亚群,其表型为CD4+IFN-γ-IL-17-IL-22+。Th22 细胞主要分泌细胞因子IL-22、IL-26、IL-13、TNF-α,而不分泌IFN-γ、IL-17。IL-6 单独存在或与TNF-α共表达能够促进初始CD4+T 细胞向Th22 细胞分化,而TGF-β则抑制其分化。诱导Th22 细胞分化的关键转录因子为芳香烃受体AHR。Th22 细胞主要的功能分子为IL-22,主要在增强机体先天性免疫、防御病原体、促进伤口愈合及维持皮肤稳态方面发挥重要作用。
越来越多研究证明,Th22细胞及其细胞因子参与了多种自身免疫性疾病,在不同的疾病中Th22 细胞作用不同,可能起致病性促炎或保护性抗炎的双重作用。Sonnenberg GF 等[23]研究通过观察小鼠气道炎症模型推测IL-22发挥其促炎或抗炎作用可能取决于IL-17A是否表达。关于Th22及IL-22在MG中作用的研究相对较少:秦等[24]研究发现,MG 患者外周血中Th22、IL-22 水平相比健康对照组显著降低,且与AChR 抗体呈负相关,提示Th22及IL-22在MG中可能发挥着抗炎的保护性作用;Zheng 等[25]研究还发现MG 患者血清IL-22 水平与IL-17 水平呈负相关,将MG 患者外周血单核细胞培养并给予不同剂量重组人白介素-22(recombinant human IL-22 ,rhIL-22),发现外源性给予rhIL-22 浓度越高,培养标本中IL-17 水平越低,说明IL-22与IL-17在MG中的作用可能恰好相反,正如Trifari等观察到β-萘黄酮作为AHR激动剂,不仅能够促进Th22细胞表达,还能抑制Th17 细胞的分化,证明Th22 与Th17 可能存在某种平衡,平衡打破将导致免疫失调引发自身免疫疾病。
综上所述,各种Th 细胞及其细胞因子均参与了MG 的发病,其中胸腺内Tfh 与B 细胞相互作用可能直接触发胸腺内异位生发中心形成和自身抗体的产生,并且MG 患者中过度表达的IL-23/Th17通路激活产生势不可挡的炎症循环可能参与异位生发中心的维持。各亚群之间通过各种细胞因子相互协调,共同影响MG的发生发展。深入研究各种辅助性T细胞在MG患者中的作用及调控机制,对理解MG发病机制、寻找MG治疗新策略具有重要的理论及临床价值。