Treg/Th17 细胞平衡在变应性鼻炎的表现及机制

张菁华，向希雄

(湖北中医药大学中医临床学院，湖北 武汉)

0 引言

变应性鼻炎是最常见的过敏性疾病，是机体接触变应原后主要由IgE 介导的鼻粘膜非感染性炎性疾病。变态反应的本质是环境变应原刺激机体产生过量的IgE 而特异性变应原介导的IgE 与受体结合导致炎性介质的产生，从而发生过敏症状。由于AR 的患病率高，已成为国际关注的全球性疾病。

一直以来认为Th1/Th2 免疫失衡是变应性鼻炎发病机制中的主要环节，Th1 细胞主要分泌γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2)和肿瘤坏死因子- β(TNF-β)介导抗感染的细胞免疫；而 Th2 细胞主要分泌 IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 及IL-13 等因子介导体液免疫。传统研究认为变应性鼻炎患者以Th2 类亚群优势表达，Th2 类细胞因子在变应性鼻炎患者鼻黏膜细胞炎症反应维持中起着重要作用，其变态反应机制就是嗜酸性粒细胞聚集于气道上皮，释放出长效的炎性介质，杯状细胞分泌黏液，导致组织损伤和引起气道重塑，从而影响了气道的功能。因此治疗上也是基于扭转Th2 向Th1 应答转化。有研究[1]表明，在某些小鼠模型中过度表达的Th1 应答反而不能够减轻气道炎症。所以单纯的纠正Th1/Th2 平衡，并不能控制变应性鼻炎，而是应该寻找抑制炎症发生的机制。

1 Th17 细胞分化发育和功能发挥的调节因子

在2005 年Park 教授在对两种自身免疫性疾病的动物模型EAE 和CIA 的研究过程中发现一类新的T 淋巴细胞亚群-Th17 细胞，以其特异性效应因子IL-17 命名[2]。Th17 具有Th1 和Th2 不同的分化途径，受主要转录因子维甲酸孤儿核受体(Retinoid-related orphan receptor subfamily,ROR)Υt 调节，对炎症发展起关键作用。研究也表示如果CD4+分化异常会导致免疫调节异常，临床表现为一系列的自身免疫性内分泌病变及变态反应，那么说明Th17 及CD4+T 细胞对自身免疫疾病及变态反应性疾病起重要的调节作用。Th17 细胞不仅由IL-17 细胞产生，而且多种细胞也可产生，如胸腺细胞、上皮细胞、血管内皮细胞，人类IL-17 为155 个氨基酸组成的同型二聚体，定位于染色体2q31，受体基因定位于第22 对染色体，其受体分布广泛，在肠上皮细胞、成骨细胞、成纤维细胞、肌细胞、T 淋巴细胞及脾、肾、肺、肝等的多种细胞和组织中不同程度表达[3]。Th17 细胞的分化发育和功能发挥受多种细胞因子的调控。IFN-Υ 和IL-4 分别为Th1 和Th2 细胞分泌的特征因子，有研究表明[4]IFN-Υ 和IL-4 对Th17 细胞的分化起抑制作用，也就是说Th1 细胞和Th2 细胞对Th17 分化起负反馈。TGF-β 可以诱导初始T 细胞向Th17 分化，实验研究[5]发现TGF-β 缺乏的小鼠中Th17 细胞数量减少，相反TGF-β过表达的小鼠中Th17 细胞数量增多。在免疫应答中，抗原提呈细胞如树突状细胞产生的IL-6 协同TGF-β 抑制Treg 细胞分化，而诱导Th17 细胞分化，在机体无炎症或免疫稳定情况下，TGF-β 抑制效应T 细胞生成，促进Foxp3+Treg 细胞分化，维持自身稳态；在感染及炎性细胞浸润时，激活的固有免疫系统产生IL-6 促进Th17 细胞诱导的炎症反应，并抑制TGF-β细胞介导Treg 细胞的生成。Kom 等研究发现细胞因子IL-21联合TGF-β 可通过激活STAT3 途径增加RORγt 的表达，使初始CD4+T 细胞产生IL-17，从而促进初始CD4+T 细胞向Th17细胞分化，而体内IL-21 受体缺陷CD4+T 细胞介导的Th17细胞反应会受损[6]。IL-23 是IL-12 的家族成员，在Th12 细胞活化中起着重要作用，IL-23 的缺乏虽然不影响Th17 细胞的正常产生，却使其不能扩展或存活[7]。因此，IL-23 的缺乏不是Th17 细胞分化的必需因子，确实Th17 细胞存活、繁殖的重要因子。在诱导Th17 细胞分化的过程中，细胞因子IL-6、IL-21 和IL-23 在不同阶段起作用，首先是IL-6 上调IL-21，然后IL-6 和IL-21 上调IL-23 受体，最后由IL-23 上调Th17的效应功能和增加致病性[8]。Th17 细胞亚群所分泌产生的细胞因子中最重要的是IL-17,IL-17 是一种具有强大的招募中性粒细胞的前炎性细胞因子，能够促进多种细胞释放炎性因子，促进细胞增殖及抑制部分肿瘤生长等多种生物学作用。

2 Treg 细胞分化发育及作用发挥

Treg 细胞首次报道以来即受到广大关注，调节性T 细胞在诱导和维持外周免疫耐受具有重要作用，是最重要的调节性T 细胞之一。Treg 细胞主要来源于胸腺，约占正常人外周血的CD4+T 细胞的5%-10%，叉头状转录因子(Forkhead box protein-3,Foxp3)是Treg 细胞的特异性标志，在调控其分化发育及功能起重要作用。Treg 细胞具有无反应性及免疫抑制性两大功能特征，无反应性是指它们对IL-2、特异性抗原、抗原提呈细胞的刺激呈无反应性状态也不分泌IL-2，免疫抑制性表现在经 TCR 介导的信号刺激活化以后能够抑制 CD4+ T 淋巴细胞和CD8+T 细胞的活化增殖及细胞因子的分泌。Treg 细胞的分化发育及功能发挥也受细胞因子的调节。TGF-β 诱导初始T 细胞分化为Treg 细胞，是调节性T 细胞的分化及功能维持的关键因子，IL-6 加入可以阻断这一途径。Foxp3 的缺乏也会导致CD4+CD25+Treg 细胞的缺乏，IL-2 联合TGF-β诱导T 细胞并表达Foxp3[9],Foxp3 表达量对Treg 细胞的抑制功效以及细胞增殖均有决定性作用[10]。前述已经提到TGF-β参与Th17 及Treg 细胞分化，Foxp3 和RORγt 也存在负相关，在促炎细胞因子和低溶度的TGF-β 的条件下，RORγt 的表达上调，Foxp3 表达和功能受到抑制，并且Treg 细胞能够在炎症信号如IL-1β、IL-6、IL-21、IL-23 的情况下转化为Th17 细胞[11]。IL-10 由单核吞噬细胞、自然杀伤细胞、1 型调节性 T细胞、Th1 和 Th2 细胞产生，它在 T 细胞的反应中作为细胞增殖和细胞因子的抑制剂[12]。IL-10 是抑制性的细胞因子，它能抑制IgE 同时提高 IgG4 的产生。IL-10 通过以上方式来发挥其在AR 中的免疫抑制作用，减少炎症对组织的损伤，邓俊松等人[13]通过共培养体系和由TransWell-PCF 构建的分隔培养体系对Treg 细胞和效应性T 细胞进行共培养和隔离培养发现在共培养和隔离培养同时证明的细胞因子体制中，以IL-10 对效应性T 细胞的抑制作用占主导，通过IL-10 对效应性T 细胞的抑制强度高于通过TGF-β。Collison 等[14]发现了又一个抑制性的细胞因子 IL-35，它是 IL-2 家族的新成员，IL-35 由Treg 细胞分泌，它主要的功能是抑制效应T 细胞的活性。虽然 IL-35 与 IL-12 细胞因子家族其他成员有相同的结构基础和配体，但在其产生和生物学特性方面有所不同。IL-35 不同于其他家族成员由多种抗原呈递细胞产生，它仅由Treg 细胞分泌；实验研究表明，IL-35 能够促进 Th1 和Treg 细胞的增殖，另一方面又能抑制 Th17 细胞的分化，从而发挥其免疫抑制的作用[15]。耿珊珊[16]实验发现VD 缺乏与Treg/Th17 失衡存在一定相关性，VD 影响T 细胞增殖、成熟的同时，还可使IL-17的生成减少，可促进调节性T 细胞的增殖，诱导并增强其免疫耐受功能，因VD 的代谢酶和免疫系统的细胞VDR 的表达被发现，VD 作为免疫系统的一个关键调节因子越来越被认可。

3 Th17/Treg 免疫失衡与变应性鼻炎的关系

变应性鼻炎的发病机制复杂，近些年研究认为Th17/Treg 免疫失衡是导致其发生的重要原因即变异性鼻炎患者体内存在Th17 细胞的过度激活及Treg 细胞的表达减少甚至缺失。Liu Y等人在变应性鼻炎的小鼠模型中发现血清中IL-17 的含量大幅上升，分泌的细胞因子IL-17 具有强大的募集中性粒细胞的作用。符涛[17]观察者外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值较高，Treg 细胞的比例较低，说明变应性鼻炎体内存在Th17 细胞的异常激活及Treg 细胞的减少，证实Th17/Treg 细胞的免疫失衡参与变应性鼻炎的发生。随着病情发展出现的鼻部症状如鼻塞，头晕等也直接与外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值及Treg 细胞的水平直接相关，其中IL-4、IL-6、IL-12、IL-31 含量较高，说明变应性鼻炎患者存在显著的全身炎症反应。胡玲俐[18]对30例尘螨变应原皮肤点刺试验(skin prick test,SPT)阳性的AR 患儿于健康组患儿对照，发现变应性鼻炎患儿外周血中CD4+CD25+调节性T 细胞、CD4+CD25+Foxp3+调节性T 细胞比例均有下降，Treg 细胞及Foxp3 的低表达甚至缺陷可能会减弱个体对免疫的抑制作用。张成等人[19]实验组Foxp3 mRNA、TGF-β 表达量均明显低于对照组；RORCmRNA、IL-17 表达量均高于对照组，因此推测Treg 细胞、Th17 可以作为变应性鼻炎免疫治疗的新靶点。刘莉等人[20]观察中重度组和轻度组变应性鼻炎患者Foxp3mRNA 及血清 TGF-β 表达水平明显低于对照组(P＜0.05)RORCmRNA 和血清IL-17 表达水平明显高于对照组(P＜0.05)，且随病情严重程度加重，Foxp3mRNA 及血清TGF-β 表达水平明显降低(P＜0.05)，而RORCmRNA 及血清TGF-β 表达水平明显升高(P＜0.05)；Huang 等[21]通过检测14 例AR 患者和6 例健康人血液中Th17、Treg 百分率和IL-17、TGF-β1 水平，发现AR组Th17 细胞百分率和IL-17 水平显著高于对照组，而Treg 细胞百分率和TGF-β1 水平显著低于对照组；黄雪琨等[22]收集24例AR 患者和16 例健康志愿者，分别为AR 组和对照组，检测其外周血中Th17 和Treg 细胞比例及血清中IL-17、TGF-β1 水平，发现AR 组外周血中Th17 细胞百分率、IL-17 水平明显高于对照组，而Treg 细胞百分率、TGF-β1 水平明显低于对照组，说明AR 的发生与Th17 细胞与Treg 细胞免疫失衡相关。由此可知，Treg/Th17 细胞失衡可能在AR 发病中占有重要的作用。

4 展望

由Th1/Th2 细胞扩展到Th1/Th2/Thl7/Treg 细胞模式使对AR 的发生发展机制有了更深入和更全面的了解。Th2 细胞分泌IL-4、IL-5 等介导体液免疫与Th17 细胞在AR 或是变应性疾病中是如何共同发挥协调作用尚不得而知。Treg 细胞上游影响细胞因子研究尚少。对于Treg/Th17 细胞的分子学机制研究仍需要不断深入以便对其AR 治疗提高新的靶点和方法。