Th17细胞及其分泌的细胞因子在自身免疫性疾病中的研究进展

李红岩，牟兆新，侯振江

(1.沧州医学高等专科学校医学技术系，河北 沧州 061001；2.沧州医学高等专科学校甲状腺疾病研究所沧州市甲状腺疾病工程技术研究中心，河北 沧州 061001)

辅助性T细胞(helper T cell，Th细胞)17不仅参与抗感染的固有免疫反应，还可分泌白细胞介素(interleukin，IL)-17、IL-22等炎症细胞因子。作为最主要的效应因子，IL-17又可分为IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F亚型，其中IL-17A通常被称为IL-17。视黄酸相关孤儿受体(retinoic acid-associated orphan receptor，ROR)γt是Th17细胞分化及调节的重要转录因子，可诱导Th17细胞的产生与分化，并分泌炎症细胞因子IL-17，IL-17是Th17细胞在RORγt调控下分泌的具有免疫抑制作用的最主要细胞因子[1]。自身免疫性疾病(autoi-mmune diseases，AID)是环境、免疫和遗传等因素共同作用导致的遗传性疾病。在动物模型以及多种AID组织和血清中均存在Th17细胞和IL-17的高表达，因此Th17细胞及其分泌的细胞因子可能参与了多种AID的重要发病过程。深入研究Th17细胞的分化、功能、调节机制以及Th17细胞与其他细胞亚群之间的关系，有助于进一步揭示AID的发病机制，为寻找有效的治疗靶点及新药的研发提供依据。通过调控IL-17(或IL-17受体)阻断IL-17的炎症作用或通过对Th17/调节性T细胞(regulatory T cell，Treg细胞)比值的干预均可为AID的治疗提供新靶点，同时为AID的临床诊断、治疗和预防提供新思路。现就Th17细胞及其分泌的细胞因子在AID中的研究进展予以综述。

1 Th17细胞的分化与功能

Th17细胞是一种与Th1、Th2细胞不同的效应性CD4+T细胞亚群，其主要特点为可分泌IL-17A和IL-17F等细胞因子。Th17细胞的分化过程主要包括3个阶段：①诱导分化。低浓度的转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)和IL-6通过激活RORγt转录因子，使CD4+T细胞分化为Th17细胞[2]。IL-6与TGF-β的平衡决定了Th17细胞或Treg细胞的分化，IL-6和TGF-β同时存在可诱导RORγt高表达，使幼稚CD4+T细胞分化为Th17细胞，并刺激Th17细胞分泌IL-17，表明免疫细胞分泌的促炎细胞因子IL-6和TGF-β均参与了Th17细胞的分化和发育[3]。同时，IL-17A和RORγt还可通过信号转导及转录激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)1、STAT3、STAT5以及缺氧诱导因子1α等进一步调节Th17细胞分化[4]。②体内扩增。CD4+T细胞分化为Th17细胞后即可分泌IL-21，从而进一步促进Th17细胞分化增殖[5]。③维持功能。树突状细胞及其他抗原呈递细胞产生的IL-23，在维持Th17细胞的生存和功能方面起主要作用[6]。分化发育成熟的Th17细胞可分泌多种细胞因子，参与炎症反应、感染和AID的发生。

2 Th17细胞与AID

2.1Th17细胞与类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA) RA是一种以慢性、对称性、多关节炎为特征的AID，其发病机制目前尚不清楚。动物实验和临床研究均证实Th17细胞失衡参与了RA的发生发展。如有研究发现，胶原诱导性关节炎小鼠膝关节IL-17的表达水平升高，IL-17可促进胶原诱导性关节炎的发生并加重关节破坏[7]；还有研究表明，在RA发生发展过程中起关键作用的是Th17细胞，而不是Th1细胞[8]，证实Th17细胞在胶原诱导性关节炎小鼠模型的发展中发挥了重要作用。正常人血清IL-17A水平极低，青少年特发性关节炎患者外周血及滑膜液中Th17细胞及其分泌的IL-17水平均显著高于正常人[9]。Lee和Bae[10]发现，RA患者外周血中Th17细胞数量显著增加。Moradi等[11]报道，RA患者关节滑液中的Th17细胞数量增加，活动期RA患者血清IL-17和TGF-β水平均高于非活动期患者及健康对照者，且IL-17水平与Treg细胞数量呈负相关，与TGF-β水平呈正相关，同时RA患者Th17/Treg细胞比值也显著升高，且Th17/Treg细胞比值随着RA活动性的增加而升高，Th17/Treg细胞比值越高，关节炎越严重。提示Th17/Treg细胞失衡参与了RA的发生发展过程。一项荟萃分析表明，外周血中Th17细胞数量增加以及Treg细胞数量减少均与RA的发病有关，Th17/Treg细胞失衡可引起免疫功能紊乱，亦是导致RA的主要原因[12]。史浩和朱平[13]报道，RA患者外周血中的IL-17水平与红细胞沉降率、C反应蛋白水平以及类风湿因子水平均无显著相关性，而关节液中的IL-17水平与C反应蛋白水平呈正相关。然而，Kim等[14]的研究结果却与之相反，可能与研究的样本量、检测方法以及检测时间等有关。联合阻滞IL-17A、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的作用，可显著改善RA患者的症状[15]。表明IL-17在RA的病理过程中发挥重要作用，抑制Th17细胞的分泌，可显著改善患者病情，从而为RA的治疗开辟了新途径。

2.2Th17细胞与系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一种常见的非器官特异性自身免疫性结缔组织病，以产生多种自身抗体、形成免疫复合物、导致包括肾脏在内的多器官损伤为特征[16]。SLE患者常出现面颊部盘状或蝶形红斑，易累及心脏、肾脏等，其中狼疮性肾炎是最常见且最严重的并发症之一，也是导致终末期肾病的主要原因[17]。Th17细胞及其分泌的相关因子参与了SLE的发生发展过程。具有狼疮样自身免疫的BXD2小鼠初始CD4+T细胞优先分化为Th17细胞，导致脾脏的Th17细胞比例显著增加、B细胞IL-17A受体表达上调，从而促进自身抗体的合成和分泌，阻断IL-17信号转导通路，进而减轻模型小鼠的体液反应，而BXD2小鼠与内源性IL-17A受体缺乏的BXD2小鼠杂交，则自身抗体分泌减少；向SLE患者外周血单个核细胞中加入IL-17，可导致免疫球蛋白G、抗双链DNA抗体及IL-6分泌增加，证实IL-17可促进SLE患者B细胞的活化[18]。黄翠丽等[19]证实，MRL-Faslpr/J小鼠脾脏中Th17细胞及IL-17A信使RNA水平均高于B6对照小鼠。

有文献报道，SLE患者的Th17细胞和IL-17A水平显著升高[20-21]，而IL-17CD4+T细胞及血清/血浆IL-17、IL-17A水平均与SLE疾病活动指数呈正相关[22]。徐维家等[23]发现，SLE患者外周血单个核细胞中的Th17细胞、血清IL-17、γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)水平均显著升高，且活动期高于非活动期，同时Th17细胞、IL-17、IL-23水平均与SLE疾病活动指数呈正相关，但SLE患者与健康对照者的Th1细胞数量比较差异无统计学意义，表明Th17细胞在SLE发病中起重要作用，而不是Th1细胞。白雪等[24]证实，Th17细胞分泌的IL-17和IL-23等细胞因子在SLE的发展过程中起重要作用，并与SLE疾病活动指数密切相关。严瑾和胡丽华[25]发现，SLE患者血清IL-17和IL-21水平均显著升高，但SLE患者与健康对照者的IL-22和IL-23水平比较差异无统计学意义；血清抗双链DNA抗体、抗核小体、抗组蛋白阳性的SLE患者IL-17水平均显著高于阴性患者，而抗Sm抗体阳性的SLE患者IL-17水平显著降低，且血清IL-17、IL-21水平与C3水平均显著相关，但IL-17、IL-21、IL-22和IL-23水平与免疫球蛋白G水平无关。研究发现，SLE患者血清IL-17水平显著升高，而IL-17可促进抗双链DNA抗体的分泌，无论在非活动期还是缓解期均易导致Th17/Treg细胞比值增加，且与疾病的活动性有关[22]。SLE活动期患者的Th17细胞水平和Th17/Treg细胞比值均高于非活动期患者和健康对照者，同时非活动期患者高于健康对照者[26]，表明Th17细胞的消长与SLE的活动性相关。Du等[27]发现，SLE合并狼疮性肾炎患者的IL-23信使RNA水平显著升高，且活动期患者的IL-17/IL-23比值更高，但与非活动期患者比较差异无统计学意义。SLE活动期患者Th17细胞和血清IL-17水平均显著升高[28]。上述研究表明，SLE患者Th17细胞数量增加、Th17/Treg细胞比例失衡均参与SLE的发生发展过程。

2.3Th17细胞与银屑病 银屑病即寻常型银屑病，又称牛皮癣，其特征为角质细胞增生、T淋巴细胞及炎症细胞浸润。银屑病患者皮肤常出现红色炎性丘疹、红斑皮疹和银白色鳞屑以及皮肤瘙痒等症状，约1/3的银屑病患者会发展为银屑病关节炎[29]。银屑病是由Th1细胞介导的一种自身免疫性皮肤病，Th17细胞参与了银屑病的发病过程。有研究表明，有皮损的银屑病患者细胞因子(IL-17、IL-6、IL-23p19和IL-23p40)信使RNA水平均显著高于无皮损患者[30]。银屑病患者真皮组织中Th17细胞表达增加，而表皮组织中无Th17细胞表达，皮损组织中IL-17和IL-22信使RNA水平均升高，且与疾病活动程度相关，同时在银屑病皮损组织中发现大量由角质化细胞和朗格罕细胞分泌的IL-23[31]。IL-17的致炎作用较强，可与IFN-γ协同促进前炎症细胞分泌细胞因子，与中性粒细胞共同参与银屑病皮损组织的浸润和表皮中微脓疡的形成[32]。Diani等[33]发现，银屑病患者皮损组织和血浆中存在与Th1和Th17细胞相关的细胞因子，表现为IL-23和Th17表达增加。Abji等[34]发现，银屑病和银屑病关节炎患者外周血中IL-17+T细胞和IL-22+T细胞及其分泌的IL-17和IL-22等细胞因子水平均显著升高。将IL-17A转移至CIA动物模型中，不仅表现为IL-17A诱导IL-17RA+CD11b+Gr1(低)破骨前体细胞的增加，且伴随骨吸收标志物的增加出现银屑病关节炎病理性骨吸收的关键特征，提示IL-17A可直接活化破骨前体细胞[35-36]。

另有报道显示，银屑病关节炎患者滑膜组织及滑液中的IL-17A水平和Th17细胞数量均显著增加，且与关节的损伤程度显著相关，从无症状到出现皮损，CD3+、CD4+、叉头框蛋白P3(forkhead box protein P3，FoxP3)+细胞水平逐渐升高，且皮损组织的Treg/CD4+T细胞性别比值远高于非病变组织[37-38]。Th17细胞的标志性转录因子RORc和IL-1β、IL-6、IL-23等炎症细胞因子水平均显著升高，可能与IL-23、IL-17A诱导表皮和原角质细胞增生以及中性粒细胞在皮肤中的募集有关[37]。刘雯等[39]发现，寻常型和活动期银屑病患者血清IL-17A水平显著升高，且与皮损的严重程度相关；特殊型银屑病患者血清IL-17E水平则显著低于寻常型银屑病患者和健康对照者，但IL-6水平显著升高；轻度银屑病患者IL-17F水平高于健康对照者，但与银屑病的分型、分期无关，同时银屑病患者血清TNF-α水平显著升高，但不受其类型、病期和皮损严重程度的影响；Spearman相关分析显示，银屑病患者血清IL-17A、IL-17F和IL-17E水平与TNF-α水平呈高度正相关，提示IL-17A、IL-17E、IL-17F与TNF-α相互协同，分别在寻常型银屑病、T细胞免疫失衡和发病早期炎症中发挥作用，共同参与了银屑病的发生发展。彭科等[40]发现，随着银屑病的加重，患者血清IL-17、IL-23水平升高，而IL-10、TGF-β水平降低，表明Th17/Treg细胞失衡参与了银屑病的发生发展。Wang等[41]发现，银屑病患者的Th17细胞数量显著增加，且与病变的严重程度密切相关，病变程度越重，Th17细胞数量增加越显著，因此Th17细胞可作为观察银屑病患者病情的有效指标。周洋等[42]发现，银屑病患者IL-6、IL-17、IL-23、可溶性IL-2受体、TNF-α水平均升高，且与病情的严重程度呈正相关，而TGF-β水平降低，与病情的严重程度呈负相关。廖晓容和黄慧[43]对银屑病患者Th17细胞、CD4+、CD25+Treg细胞表达水平的Pearson相关性分析显示，严重程度指数评分与CD25+TGF-β+T细胞无相关性，与Treg细胞和Th17细胞呈负相关，且银屑病患者的病情发展与CD4+Treg细胞、FoxP3、IL-10、TGF-β表达下调以及Th17细胞表达上调有关。综合研究资料发现，银屑病患者外周血和皮损组织中Th17细胞数量显著高于健康对照者，且Th17细胞水平与疾病的严重程度呈正相关；另外，血清IL-17A水平还与银屑病面积及严重程度指数评分显著相关，经治疗好转后患者的IL-17A水平显著降低[44]。上述研究表明，Th17细胞和IL-17可能在银屑病的炎症中起直接或关键性作用，其变化与病情有关。一般认为，IL-6和TGF-β共同作用使CD4+T细胞进一步分化为Th17细胞，并上调IL-23受体表达，可见IL-23/Th17细胞轴在AID中发挥重要作用[45]。因此，研发针对IL-23/Th17细胞通路的单克隆抗体、阻断信号向下游传递、减轻炎症反应是目前银屑病治疗的主要策略。

2.4Th17细胞与炎性肠病(inflammatory bowel disease，IBD) IBD是一种非特异性结肠炎症，包括溃疡性结肠炎(ulceralive colitis，UC)和克罗恩病(Crohn′s disease，CD)。环境、遗传和免疫因素共同参与了CD的发生发展。有研究表明，Th17和Treg细胞在CD肠道炎症发生发展过程中起重要作用[46]，Th17/Treg细胞失衡可导致IBD的发生[47]。IBD的小肠炎症部位表达IL-17，其固有层内聚积大量的Th17细胞，且抗原呈递细胞可通过IL-1β、IL-6、IL-23诱导Th17细胞分化，同时在结肠黏膜内存在IL-17+IFN-γ+T细胞和IL-17+FoxP3+T细胞[48]。活动性IBD患者肠道内Th17细胞及其相关细胞因子(IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-26)和趋化因子(CC趋化因子配体20、IL-23受体等)水平均显著高于健康人群[49]。然而，关于Th17细胞在IBD中的作用目前仍存在争议。Chao等[50]发现，Th17细胞可介导慢性炎症和AID的发生，同时可与Treg细胞相互转化。CD动物模型证实，IL-23受体对初始T细胞增殖分化为致病性IL-17A+IFN-γ+T细胞至关重要，IL-17A+IFN-γ+T细胞可促进肠道炎症的发生发展；同时，IL-23还可诱导Th17细胞活化，生成IL-17A、IL-17F等，而Th17细胞/IL-23途径缺陷表达可改善CD患者的病情[51]。在CD动物模型中，IL-17A具有促炎和抗炎双重作用，表明IL-17A在CD动物模型中的作用比较复杂[52]。

有研究发现，急性期IBD患者肠黏膜内Th17细胞数量显著增加，其中UC患者的Th17细胞主要集中于黏膜固有层内，而CD患者的Th17细胞几乎分布于肠壁全层，且CD患者肠黏膜组织和血清IL-17水平均高于UC患者，提示Th17细胞和IL-17水平与IBD的严重程度密切相关[53]。IL-17可促进IL-6和TGF-β分泌，加速疾病进展。何智超等[54]报道，活动期及缓解期UC患者Th17细胞及Th17/Treg细胞水平均高于健康对照者，且活动期高于缓解期。Pearson相关性分析显示，Th17细胞及Th17/Treg细胞与疾病活动度、C反应蛋白水平以及IL-17水平均呈正相关，与IL-10呈负相关[43]。任渝棠等[55]报道，IL-23p19RNA可有效抑制IL-23的表达，降低血清和结肠组织中IL-17、TNF-α的表达水平。戴媛媛等[56]发现，抑制Th17细胞分化、促进Treg细胞分化、调节Th17/Treg细胞失衡可能是雷公藤多苷治疗IBD的机制之一，为雷公藤多苷用于IBD的治疗提供了依据。上述研究表明，Th17细胞、Th17/Treg细胞以及IL-17等细胞因子在诱导和维持IBD黏膜的炎症反应中发挥重要作用，参与IBD的发生发展过程，并与疾病的严重程度和疗效显著相关。

3 小 结

AID是由免疫、环境、遗传等因素共同作用所致的遗传性疾病，其中免疫因素的作用备受关注。Th17细胞是重要的免疫细胞之一，主要通过分泌IL-17、IL-6等细胞因子诱发炎症反应。Th17细胞参与了多种炎症和AID的发生发展过程。目前，国内外学者对Th17细胞及其分泌的细胞因子展开了广泛研究，有助于进一步揭示AID的发病机制，为有效防治AID提供依据。以IL-17/Th17细胞途径作为治疗AID的靶点，通过调控IL-17或IL-17受体阻断IL-17的炎症作用，已取得较好的疗效。未来深入开展Th17细胞及其分泌细胞因子的研究，可为AID的临床诊断、精准治疗和有效预防提供新思路。