免疫耐受型树突状细胞对变应性鼻炎免疫调节的研究进展*

刘朋，邱书奇，胡田勇，曾宪海，刘江琦

[1.遵义医科大学珠海校区，广东 珠海 519041；2.广东省深圳市耳鼻咽喉研究所（广东省深圳市龙岗区耳鼻咽喉医院），广东 深圳518172]

变应性鼻炎是由免疫球蛋白E（immunoglobulin E,IgE）介导的环境变应原引起的鼻黏膜慢性炎症，通常表现出一系列临床症状，其中鼻痒、打喷嚏、流涕和鼻塞等较为常见，也可合并眼部及呼吸道症状，影响人体健康并带来经济负担[1]。树突状细胞（dendritic cell,DC）是主要的抗原提呈细胞，可以激活幼稚的T 细胞，并且能选择性地分化成辅助性T 淋巴细胞（T helper lymphocyte,Th）1 或2 亚群，这在变应性鼻炎的发展和维持中起重要作用[2]。通过某些特定因素可以使DC 起到免疫抑制作用，不仅能使效应T 细胞免疫应答反应变弱，还能诱导调节性T 细胞（regulatory T cell,Tr cell）抵抗机体吸入变应原后产生的应答反应，此型DC 称为耐受型树突状细胞（tolerogenic dendritic cell,tDC）[3]。并有大量研究表明tDC 能缓解变应性鼻炎等变态反应性疾病的症状和炎症反应，同时其实用性和安全性可靠，故使用tDC 来调节变应性鼻炎免疫应答反应或许会成为将来临床应用的不错选择。目前治疗变应性鼻炎的传统方法主要是针对其临床症状缓解局部症状。一些激素的非特异性免疫治疗使变应性鼻炎得不到彻底治疗，更有少数患者出现激素耐受或者产生不良反应等。深层阐述tDC 的基本特性、形成必要因素及其刺激、影响因素等，要根据变应性鼻炎发病的免疫分子机制来解释tDC 与变应性鼻炎免疫细胞及其因子之间的相互关系，这为以后tDC 能应用于临床变应性鼻炎患者机体内免疫调节提供坚实的理论依据，同时为变应性鼻炎治疗提供新的治疗思路。本文综述近年来tDC 应用于变应性鼻炎的免疫耐受调节的相关研究。

1 DC的表型和生物学特征

DC 大多来自骨髓造血干细胞，同时单核细胞也会产生少量DC[4]。DC 分为传统DC、单核细胞性DC 和浆细胞样DC 三个亚群[4]。依据分化阶段，又分为未成熟的DC、成熟的DC 和调节性DC 三种具有不同功能的DC，这三种不同功能的DC 的作用机制也各不相同[5]。众所周知，DC 具有摄取及呈递抗原的作用，研究证实，未成熟的DC 能够捕获抗原及产生白细胞介素-6（Interleukin,IL-6）、白细胞介素-12（Interleukin,IL-12）和肿瘤坏死因子-α 等炎症因子，这使主要组织相容性复合物I（major histocompatibility complex class I,MHC I）高表达，而MHC Ⅱ及共刺激分子低表达[6]。同时，未成熟的DC 也可以摄取抗原而活化为成熟的DC，成熟的DC 利用淋巴管途径转至效应淋巴结，进而将捕获的抗原呈递至效应T 细胞，成熟的DC 可以分泌几种共刺激分子——白细胞分化抗原（clusters of differentitation,CD）CD40、CD70、CD80 和CD86，而表达的这些细胞因子正好能与效应T 细胞的共刺激配体分子相对应，然后与效应T 细胞分泌的CD27、CD28、可溶性CD40 配体（CD40L）和诱导型共刺激分子（inducible co-stimulator,ICOS）产生作用，使得活化的T 细胞参与免疫反应[7]。此外，DC 还能使免疫反应产生耐受，但是DC 的免疫活化及成熟均受制于微循环中的抑制因子，进而产生具有致耐受性和免疫抑制活性的不同DC 亚群。最后，调节性DC 不仅能将抗原呈递给效应T 细胞，同时可以抑制T 细胞的激活，调节性DC 可以诱导IL-10、一氧化氮（nitric oxide,NO）或吲哚胺-2，3-双加氧酶（indoleamine-2,3-dioxygenase,IDO）等抑制活性因子来抑制T 细胞激活，从而达到免疫耐受目的[8]。研究发现牙髓间充质干细胞外泌体（hDPSC-exosomes）通过调控Toll 样受体4（toll like receptor 4,TLR4）/核转录因子（nuclear factor-κB,NF-κB）信号通路抑制DC 分化成熟，降低DC 表面共刺激分子的表达及促脾脏细胞增殖的能力，诱导DC 向tDC 发展，从而诱导机体产生免疫耐受，维持机体免疫平衡[9]。一项关于间充质基质细胞衍生的细胞外小泡（extracellular vesicles derived from mesenchymal stromal cells,MSC-sEV）处理成熟DC 的研究表明，经MSC-sEV 处理后增强了成熟的DC 的吞噬能力，同时减少IL-4、IL-9 和IL-13 的产生，进而抑制Th2免疫反应，此外，处理后的成熟DC 增加了Tr cell的水平[10]。另外，机体吸入过敏原后，成熟的DC可以通过致癌抑制因子 2（suppression of tumorigenicity 2,ST2）直接对IL-33 产生反应，这表明DC 中的IL-33/ST2 轴在变应性鼻炎的发病机制中发挥重要作用[11]。这也为变应性鼻炎治疗提供了新的证据。

通常，具有稳定、半成熟表型和耐受性的DC被称为tDC。在人体外周血和脾脏中发现了一种具有耐受特性的特定DC 亚群（DC-10s），这些细胞促进异基因CD4+T 细胞的低反应性，产生IL-10，并表达表面 标志物CD163、CD141、CD16 和CD14[12]。浆细胞样DCs 作为DCs 的常见亚型，可以在特定环境下被激活生成tDC，同时自身也可以诱导免疫耐受。然而当其未受到刺激时，浆细胞样DC 表达的IDO、ICOSL 也会增多，这对无害抗原同样产生耐受[13]。从外周组织捕获抗原后的浆细胞样DC 经相应细胞因子受体转至胸腺组织，可以使抗原T 细胞去能化，从而达到抑制免疫反应的目的[14]。一项关于浆细胞样DC 的相关研究证实了过继浆细胞样DC不仅能缓解屋尘螨引起的小鼠模型上呼吸道炎症，还能通过诱导Tr cell 的生成来抑制过敏性小鼠的气道高反应性[15]。同样，用屋尘螨刺激的单核细胞衍生的tDC 有利于激活Tr cell 生成，并在体外通过转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）/IL-10 依赖的方式抑制效应T 细胞反应，可抑制小鼠模型的过敏性气道炎症，而消耗CD25+细胞或阻断TGF-β/IL-10 信号可消除抑制作用，表明Tr cell参与tDC 的抗炎活性[16]，进一步证明了tDC 可以通过TGF-β 和IL-10 依赖性方式诱导免疫抑制性Tr cell 来抑制过敏性呼吸道炎症。故以分化和/或扩展tDC 为目标的策略，以及在变应性鼻炎中重新建立免疫和耐受之间的平衡，可能在未来的免疫治疗应用中具有价值。

2 tDC 在调节变应性鼻炎Th1/Th2 平衡中的作用

Th2 型细胞相关免疫因子分泌增加而引起的Th1/Th2 细胞因子比例向Th2 方向倾斜是变应性鼻炎的主要发病机制，同时伴有鼻部黏膜释放组胺和嗜酸性粒细胞浸润[1]。在机体产生免疫反应的进程中，DC 的各个亚群及阶段都可以引起Th1/Th2 细胞比例及其炎症因子表达变化。其他外界因素刺激同样会造成DC 对Th 细胞分化方向的改变，研究[17]发现过继回输tDC 不仅能减轻变应性鼻炎小鼠的症状，同时可以调节动物模型中Th1/Th2 细胞炎症因子水平，血清特异性IgE 表达下降，Tr cell 表达上调，从而调节Th1/Th2 平衡。屋尘螨Derp1 抗原修饰的DC 增加了CD4+CD25+叉头蛋白p3（forkhead box protein p3,Foxp3）+Tr cell 的百分比，升高IL-10，减少IL-4 及IL-13，进而影响了Th1/Th2的平衡，显示出对变应性鼻炎的免疫治疗作用[18]。经鼻给予卵清蛋白（Ovalbumin,OVA）脉冲CD40 沉默的tDC 可显著上调IL-10、IL-35 和Foxp3 的表达，并提高颈部淋巴结内CD11c+CD40-和CD4+CD25+细胞的百分比[19]。通过上述研究结果可以推测tDC 在调节和恢复变应性鼻炎患者的Th1/Th2 平衡时起至关重要的作用（见图1）。

最近研究[20]表明，通过服用免疫抑制药物来调节免疫耐受，受体小鼠体内产生干扰素-γ（Interferon-γ,IFN-γ）和Foxp3+Tr cell 均增多，增强tDC 的免疫耐受性。DEAK 等[21]用耐受性药物组合（地塞米松、辛伐他汀和SC-514）与toll 样受体（toll-like receptor,TLR）激动剂结合使用时，可诱导活跃的tDC 表型，这些tDC 在体外和体内均诱导特异性Tr cell 的分化。有研究[22]还发现，miR-223 可以通过Irak1 靶点抑制抗原呈递，使tDC 能有效诱导Tr cell，同时IL-10 水平显著升高。以上均表明tDC 在调节Tr cell 分化及耐受作用方面值得进一步研究。

2 型固有淋巴细胞（type-2 innate lymphiod cell,ILC2）与适应性免疫中的Th2 细胞相对应，是Th2 细胞因子的主要起源之一，而且对于各种过敏性疾病来说是不可或缺的，研究提示过敏性气道疾病患者外周血ILC2 比例明显升高[23]。已经证实变应性鼻炎患者的鼻黏膜中确实存在ILC2、成熟的DC和调节性DC，发现同种自体或异体成熟的DC 都可以引起变应性鼻炎患者的ILC2 活化，并提高GATA结合蛋白3（GATA-binding protein-3,GATA3）和信号转导子及转录信号通路激活子的水平，IL-33 诱导生成的成熟的DC 可以与ST2 聚集，从而发挥ILC2的重要作用。有实验同时证实了在抗原激发下，变应性鼻炎患者高表达成熟的DC、IL-33 和ILC2，活化的调节性DC 可以通过生成IL-6 来限制变应性鼻炎患者ILC2 产生细胞因子，成熟的DC 能通过IL-33/ST2 途径促使ILC2 发挥作用[24]。这为tDC 和ILC2 在变应性鼻炎免疫调节中的相互作用提出了新的见解。

3 tDC在诱导免疫耐受中的可能机制

tDC 可以通过分泌免疫调节因子、抑制效应T细胞的功能和诱导Tr cell 的生成等途径来诱导免疫耐受（见图2）。其中抗炎因子IL-10、TGF-β 升高是tDC 引起免疫耐受的重要机制。

图2 tDC诱导免疫耐受的简要机制

MAAZI 等[25]研究表明，抗炎因子IL-10 可以促使信号通路的转导和转录因子的磷酸化来强化Tr cell 的生物学特性，还能降低效应T 细胞的信号转导通路磷脂酰肌3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B,PKB/Akt）活性，强化叉头转录因子（forkhead box O1,FoxO1）的活性，而FoxO1 能够持续强化Tr cell 的免疫作用。而在自身免疫性疾病中，过度表达的肺腺癌转移相关 转录物 1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1）通过miR-155/DC-sign/IL-10 轴诱导tDC 和免疫耐受[26]。XU 等[27]的研究发 现，在体外，DC-IL-10 中MHCII、CD80 和CD86 的表达受到显著抑制，与DC-IL-10 孵育的同种CD4+T 细胞显示出较低的增殖反应，分泌到DCIL-10 培养上清液中的IL-10 和IL-12（p70）水平分别显著升高和降低，而体内的Tr cell 显著增加。有研究[28]发现，DCs 内在的蛋白酪氨酸磷酸酶非受体2型（protein tyrosine phosphatase non receptor type 2,PTPN2）可能是免疫系统中维持免疫耐受性核心作用的关键，PTPN2 的激活将是经DC 增强机体免疫耐受的途径。而tDC 耐受机制对TGF-β 的依赖性缺乏研究，但tDC 的免疫耐受可以通过TGF-β 的诱导而明显增强。而且DC 衍生的TGF-β 会增加炎症反应中的Tr cell，进而增强免疫耐受[29]。OLIVEIRA等[30]研究发现，TLR 诱导可以通过IDO1 依赖性形式增强CD4+CD25+Foxp3+Tr cell 的表达，增加了IL-10的分泌，也可以通过IDO1 独立形式增强Tr cell 的表达，这些发现为TLR 诱导的DC 中自由度表型及耐受机制提供了新的理解。另一项试验证实了通过非标准NF-κB 信号转导通路可以诱导DC 生成IDO1，进而能遏制T 细胞分化及其参与的免疫应答[31]。tDC 可以通过细胞相互间的接触依赖信号、产生靶向蛋白和免疫因子等机制来诱导Tr cell 的生成[32]。此外，Tr cell 对DC 具有较强的黏附性，使免疫突触形成过程中的重要肌动蛋白FasCIN 不能有效的与DC 结合[33]，这对维持DC 的未成熟状态和免疫耐受性至关重要。研究表明，IFN-γ/IL-27 轴诱导单核细胞衍生的DCs 中的程序性死亡配体-1（programmed death-ligand 1,PD-L1）表达，可以恢复自身的免疫耐受性[34]，这丰富了tDC 诱导耐受机制的多样性。而且，tDC 和Tr cell 之间的相互作用对机体免疫稳态的维持起到关键作用，也可以阻止自身免疫反应[35]。

同时，tDC 免疫耐受的维持包括依赖免疫球蛋白样转录物（immunoglobulin-like transcript,ILT）ILT2、ILT3、ILT4、ICOSL 和PD-L1 等分子的接触依赖机制和免疫调节因子IL-10、TGF-β 及相关的酶如IDO、精氨酸酶1（arginase 1,Arg1）相关的非接触依赖机制[36]。

4 tDC 在变应性鼻炎免疫调节中的应用前景

tDC 于2001 年首次应用于人体，研究显示机体对人未成熟DC 的耐受未见不良反应，能长时间地遏制CD8+T 细胞反应，并初次提出了DC 在机体内强大的致耐受性[37]。以往大量实验充分阐述了tDC 在炎症反应、免疫调节以及过敏性疾病中诱导免疫耐受的关键性，这使得tDC 调节免疫耐受有望彻底治疗变应性鼻炎，而且其干预鼻黏膜DC 的免疫相关活性将成为控制变应性鼻炎免疫调节的重要一环。

诱导免疫耐受、恢复免疫稳态是治疗变应性疾病的新热点。目前已发现，中药、小分子药物，以及调节肠道菌群等治疗在诱导免疫耐受改善变应性鼻炎中具有良好效果。一项针对4 种益生菌菌株（包括唾液乳杆菌、双歧杆菌、凝结芽孢杆菌和纳豆枯草杆菌）的研究结果表明，这4 种益生菌菌株均能诱导刺激体内DC 产生IL-10 和TGF-β，双歧杆菌和凝结芽孢杆菌表现出的诱导能力更强[38]。tDC 的半成熟表型能表现出低水平的T 细胞共刺激特性，与抗炎分子相比，产生促炎细胞因子的能力降低，尤其是通过Tr cell 的扩增和/或诱导[39]。tDC被诱导产生TGF-β、IL-10，并刺激Tr cell 的产生，抑制Th2 免疫反应，能缓解小鼠模型的过敏性上呼吸道炎症，而CD25+细胞的耗竭或阻断和TGF-β、IL-10 信号可消除这种抑制作用，表明Tr cell 参与了tDC 的抗炎活性调控[16]。一项关于DC 诱导的对比性研究选择了IL-10、TGF-β、地塞米松、维生素D3 分别诱导tDC，结果表明DC-10s 诱导生成的IL-10 最多，表现其强致耐受性，同时唯有DC-10s 在其效能抑制试验中诱导的Tr cell 能够体现出极强抑制T 细胞反应的作用，从而得出DC-10s 或许是极有临床研究价值的tDC[40]。过往研究还表明，NFκB 抑制剂、生长因子、丙酮酸乙酯（ethyl pyruvate,EP）、组蛋白脱乙酰化酶（histone deacetylase,HDAC）等能诱导产生tDC[41]，这些都可能是治疗变应性鼻炎的方法。以上研究结果提示，使用特定刺激因素诱导的tDC 相对容易激活DC 对变应性鼻炎产生免疫调节作用。

目前tDC 在治疗变应性鼻炎领域的试验研究正在不断进行，在许多免疫相关疾病的应用中已经很好地证明了其可行性和安全性。此外，tDC 子集的数量不断增加，通过对体外分化的不同tDC 群体进行比较分析的结果表明，所有不同的髓系调节细胞亚群在维持耐受性方面都具有有益的特性[42]。在针对变应性鼻炎的免疫耐受调节中，如何筛选出最有效的tDC 类型将是目前研究的热点和难题，进一步研究可充分联合利用tDC 的体外诱导。最近的研究还表明，免疫代谢和微环境在控制tDC 的功能和性质方面起着关键作用，未来治疗的表观遗传学改变可能提供新的靶点来调节tDC 的状态[43]。并已有研究证实经鼻给药后调节性DC 渗入颈部淋巴结，比皮下、腹腔或静脉给药能更有效地诱导鼻黏膜耐受[19]。如何选择更有效及稳定的微环境，在不同环境下去维持tDC 的耐受表型及其功能将是未来临床应用研究的关注点。而且基于tDC 的诱导治疗可以将免疫系统恢复到更稳定的水平，从而减少传统免疫抑制剂带来的不良反应[44]，在临床运用中非常有实用价值。下一个目标是更好地了解与免疫性疾病有关的tDC 的性质和应用，从单细胞分析的新方法去解释与免疫细胞之间的明确信号通路[45]，这也将为tDC 和免疫细胞之间更深层的研究提供理论支持。

5 小结与展望

综上所述，在变应性鼻炎免疫治疗相关应用研究中，tDC 可以通过诱导免疫耐受调节Th1/Th2相关免疫因子的平衡，也能够强化Tr cell 的功能来调节免疫耐受，从而进一步维持机体免疫稳定。而从DC 中构建新靶点，会给能预防和治疗变应性鼻炎的新药物研发带来新思路。当前将tDC 过继给变应性鼻炎小鼠模型来影响免疫调节作用的实验获得了许多成果，但临床研究尚需进一步探索。将来应增强对tDC 抑制变应性鼻炎发生的免疫分子机制、诱导tDC 的具体方案及相应条件、给药方式及剂量等各个方面的系统性研究，这也将为tDC 未来能更好地应用于临床变应性鼻炎的防治提供理论依据。