CD4+T细胞亚群在肝脏疾病中的作用

2022-11-19王晶晶周雨萌周晓琪于佳圻李铭杨威徐闯张冰冰

现代畜牧兽医 2022年8期

王晶晶，周雨萌，周晓琪，于佳圻，李铭，杨威，徐闯，张冰冰*

（1．黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，黑龙江大庆 163319；2．黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆 163319）

肝脏是生物体的中心器官，可调节哺乳动物碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢平衡。肝脏除具有代谢和解毒作用外，也是一个重要的免疫器官，含有大量的免疫细胞[1-2]。肝脏的高度血管化特性，加之其有孔毛细血管样血管（称为窦状管）中的血流减少，构成了一个独特的环境，可使免疫细胞最大限度地暴露于血源性和肠道源性病原体[3]。肝脏的免疫监测涉及传统的CD4+T细胞和CD8+T细胞，其中CD4+T细胞的数量低于CD8+T细胞[4-5]，主要参与机体的细胞免疫，控制和清除感染，是机体抵抗感染疾病的重要屏障。文章主要简述了肝脏疾病与肝脏微环境中CD4+T细胞亚群之间的联系。

1 CD4+T细胞的分类及功能

1.1 CD4+T细胞的分类

CD4+T细胞的亚群分为辅助性T细胞（Th）和调节性T细胞（Tregs）。其中Th细胞又被分类为辅助性T细胞1（Th1）、辅助性T细胞2（Th2）和辅助性T细胞17（Th17）细胞亚群。

1.2 CD4+T细胞的功能

细胞免疫由T淋巴细胞介导宿主防御，是一种防御细胞内吞噬微生物的机制。T淋巴细胞分为CD4+T细胞亚群和CD8+T细胞亚群；CD4+T细胞是机体免疫系统的指挥中心，负责消除和控制各种感染并对抗入侵的病菌[6]。CD4+T细胞发生反应时，涉及淋巴器官中细胞的初始激活，以产生效应细胞和记忆细胞；效应细胞迁移至感染部位，消除感染性病原体。

Th细胞是适应性免疫反应和炎症性疾病的重要调节细胞。被专门的抗原呈递细胞（APC）激活后，CD4+T细胞亚群是细胞因子分泌和免疫调节功能的基础。已有关于分化为不同细胞谱系Th细胞的研究结果表明，Th细胞谱系由细胞因子环境决定，活化APC产生的白细胞介素-12（IL-12）在Th1细胞分化中起到关键作用[7]，活化T细胞或先天免疫细胞可产生白细胞介素-4（IL-4），驱动Th2细胞分化[8]。Th17细胞的发育和功能受白细胞介素-23（IL-23）调控，Treg细胞的分化则在转化生长因子-β（TGF-β）和白细胞介素-2（IL-2）的诱导下完成。

Th1细胞是构成Th细胞的一个亚群。与免疫反应的许多其他特征一样，Th1极化受树突状细胞（DC）调节。在稳定状态下，未激活的DC向T细胞呈递自身抗原，导致耐受性。一旦被激活，载有抗原的DC即可启动抗原特异性免疫，导致T细胞增殖并分化为辅助细胞和效应细胞。Th1细胞产生干扰素-γ（IFN-γ），在细胞介导免疫细胞内病原体中发挥重要作用。

Th2细胞产生的IL-4、白细胞介素-5（IL-5）和白细胞介素-13（IL-13）可参与体液免疫和过敏反应。Th2细胞通过白细胞介素-25（IL-25）、白细胞介素-33（IL-33）和胸腺基质淋巴生成素（TSLP）细胞因子调控，在癌症的治疗中发挥重要作用。当CD4+T淋巴细胞存在于Th2型肿瘤微环境时，可通过调节TAMs的肿瘤特性促进转移，而非通过参与细胞毒性机制根除恶性细胞。上述疗法中和了肿瘤微环境中适应性和固有免疫细胞的肿瘤特性，与增强抗肿瘤免疫的细胞毒性药物联合使用时，能够延长晚期癌患者的生存时间。来自CD4+T细胞的Th2细胞因子对肿瘤发展和进展的影响可能受器官微环境或肿瘤微环境中IL-4或IL-13受体状态的调节。

Th17细胞产生的白细胞介素-17（IL-17）、白细胞介素-17F（IL-17F）和白细胞介素-22（IL-22）可促进组织炎症。IL-23可促进肿瘤生长并防止免疫监视，为Th17细胞发育后期必需，且具有扩增Th17细胞并促进其功能的作用，故在Th17细胞内大量表达。IL-17可通过调节趋化因子表达发挥促炎的作用[9]，诱导成纤维细胞和上皮细胞等产生白细胞介素-6（IL-6）、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和几种趋化因子。Th17细胞在维持慢性炎症和塑造肿瘤发展所必需的微环境方面发挥关键作用。虽然已有针对Th17细胞的研究，但Th17细胞与肝脏疾病的关系及其在免疫中的作用仍待进一步探讨。

Treg细胞在控制体内自身免疫反应性及其他细胞的免疫应答、帮助维持机体的免疫平衡和预防自身免疫病等方面发挥重要作用。Treg细胞作为构成CD4+T细胞的一个亚群，包括CD4+CD25+亚群等[10]。已有研究表明，CD4+CD25+Treg细胞的叉状核转录因子3（FoxP3）及其细胞表面的细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）表达水平发生变化时，Treg细胞功能的发挥受到影响，进而影响机体的免疫调节功能。Foxp3被确定为对Treg的功能特性至关重要的谱系特异性因子[11-12]，其稳定性和连续基因表达对维持Treg的功能至关重要。胸腺中Treg的发育过程涉及一个活跃、渐进的去甲基化过程，自Foxp3诱导开始，于进入外周组织后完成。

2 CD4+T细胞亚群与肝脏疾病

奶牛脂肪肝是一种能量代谢性疾病，多发生于围产期，极大地危害奶牛的健康。产犊后，奶牛的采食量减少，泌乳量增加，此时体内乳糖的消耗导致奶牛糖供应不足，促进肝脏脂肪动员，非酯化脂肪酸显著增加，奶牛易患脂肪肝[13]。脂肪肝可破坏围产期奶牛的免疫系统，导致生育时间推迟，提高感染乳腺炎、子宫内膜炎的概率。

奶牛脂肪肝是揭示非酒精性脂肪肝（NAFLD）发病机制的良好动物模型。肝脏脂质积累通过改变肝脏合成和降解，参与免疫反应的化合物的能力，进而直接影响免疫反应，还可通过改变具有免疫功能的代谢物间接降低免疫反应[14]。目前，奶牛泌乳期脂肪肝的防治一般采用产前减少精料饲喂量。CD4+T细胞在维持慢性炎症和形成肿瘤发展所必需的微环境方面具有关键功能，但CD4+T细胞亚群在奶牛肝脏免疫相关疾病中的相关报道甚少，主要聚焦于小鼠模型和人体。

2.1 CD4+T细胞亚群与非酒精性脂肪性肝炎

NAFLD是由除酒精外的其他因素造成的肝脏脂肪性病变，表现为脂质代谢紊乱，肝实质细胞聚集甘油三酯和胆固醇引起的脂肪肝变性，产生胰岛素抵抗，导致血清中游离脂肪酸的含量增加，肝脏吸取血液中的游离脂肪酸进行脂质合成或直接代谢。当脂质合成与脂质氧化长期不平衡时，脂质长期累积导致脂质变性甚至脂毒性[15]。免疫系统是NAFLD进展的主要驱动因素之一，肝脏的免疫微环境遭到破坏[14]。在患有NAFLD的小鼠模型中，由于亚油酸积累引起脂质代谢失调，导致CD4+T淋巴细胞死亡，从而改变了肝脏内的免疫系统平衡并促进肝损伤[16]。NAFLD的肝脏脂肪变性导致释放到肝脏中的游离脂肪酸显著增加，诱导氧化应激和内质网应激，引起肝细胞损伤并激活肝巨噬细胞。Th17细胞在NAFLD发病机制中起到关键作用[17]，Th17细胞数与非酒精性脂肪性肝炎（NASH）发病呈正相关。研究发现，益生菌能够明显缓解小鼠的NAFLD症状，降低肝脏中甘油三酯的含量，缓解脂肪变性[18]。白及寡糖由甘露糖和葡萄糖组成，代谢组学分析发现，白及寡糖可显著调节高脂饮食（HFD）喂养小鼠的脂肪酸、花生四烯酸和其他相关代谢物的肝脏代谢，同时减少肝脏组织中的脂质积累和纤维化，表明白及寡糖具有作为功能性食品治疗NAFLD的巨大潜力[19]。

NAFLD是世界上最常见的慢性肝病，并可能演变为NASH。NASH存在炎症变化和肝细胞损伤，代表了一种更严重的疾病。除了脂质介导的应激和肝细胞死亡，NASH期间的肝脏环境也会导致患者和小鼠模型的氧化应激[20-21]。炎症在上述过程中的重要作用表明，富含免疫细胞的肝脏环境可调节NASH的发作和严重程度。肝脏免疫细胞库在NASH期间被重塑，并参与促进肝损伤和肝纤维化不受控制的炎症环境，进一步加重疾病的程度。传统的CD4+Th细胞与特定DC子集和细胞因子环境的相互作用决定细胞极化为不同的Th细胞[22-23]。

在NASH小鼠模型中，缺乏Th1细胞分泌的细胞因子IFN-γ的小鼠可显著防止肝损伤和肝纤维化[24]。IFN-γ诱导的趋化因子CXCL10也参与了NASH发病机制，CXCL10缺失或抗体介导的CXCL10可中和限制小鼠脂肪变性、肝损伤和纤维化[25]；CXCR3缺乏同时也影响了小鼠NASH发病机制[26]。因此，CXCL10-CXCR3信号减弱可以部分解释IFN-γ缺乏对NASH的影响。

Th17细胞具有加剧病原体引起炎症性疾病的功能[27]。有研究发现，采用黄芩汤干预的NASH大鼠血脂、肝功能和炎性因子水平均得到改善，肝组织的脂肪变性和炎性浸润亦得到改善，表明黄芩汤对NASH大鼠具有明确的治疗作用[28]。牛初乳对多种慢性感染均具有治疗作用，如口服超免疫初乳制剂可以缓解与NASH相关的慢性炎症、肝损伤以及胰岛素抵抗[29]。

2.2 CD4+T细胞亚群与慢性丙型肝炎

慢性丙型肝炎（CHC）是一种进行性疾病，可导致肝硬化或肝细胞癌[30]。丙型肝炎病毒（HCV）感染与脂质代谢异常存在非常强的相关性，HCV感染中的脂代谢异常是丙型肝炎致病机制之一。肝脏微环境极其复杂，具有大量的免疫细胞群，可在病毒消除方面发挥核心作用[31]。在HCV感染的过程中，细胞毒性T淋巴细胞（CTL）是控制HCV感染的重要效应因子，通过释放细胞毒性颗粒和表达诱导细胞死亡受体的配体，参与感染细胞的清除。Th细胞通过增强CTL反应和抗原特异性B淋巴细胞作为适应性免疫反应的中枢调节细胞，改变了病毒功能，同时还降低了增殖活性。此外，体外研究表明，Th细胞的分化阶段不确定，是对微环境变化的灵活反应[32]。免疫反应具有双重作用，可评价CHC中病毒和肝脏免疫微环境间潜在的相互作用。临床研究表明，茵陈蒿汤加减在改善湿热蕴结型病毒性肝炎方面卓有成效[33]。在茵陈蒿汤的基础上加茯苓、猪苓、柴胡及虎杖等药物制得加味利胆退黄汤，在治疗慢性丙型肝炎方面效果显著，且不良反应较少[34]。