中医药调控肝脏疾病Th17/Treg免疫失衡的研究进展

杨 文,俞 渊,庞浇安,刘春丽,肖丽君,滕金豪,罗艳萍

(1. 广西中医药大学,广西 南宁 530200;2. 广西中医药大学第一附属医院,广西 南宁 530012)

辅助性T细胞17(Helper T cells17, Th17)和调节性T细胞(T regulatory cell, Treg)是同源于CD4+T细胞分化的不同免疫细胞亚型,两者在生理状态下发挥促炎和抑炎两种相反的作用,维持着机体免疫稳态。病理状态下,Th17分化增多而Treg增殖减少,这种免疫失衡加强了机体免疫应答,造成了持续性的炎症状态和肝脏细胞损伤。目前已证实,Th17/Treg平衡在肝脏疾病的产生、进展和预后中都起着重要的调节作用[10-14]。中医药治疗具有多靶点、个性化、毒副作用小等优点。近年来,大量临床及实验研究证明,中医药可调整机体免疫环境中Th17/Treg细胞失衡,在防治肝脏疾病方面发挥有效作用。基于此,本文从单体中药、中药有效成分、中药复方调整Th17/Treg细胞失衡防治肝脏疾病的角度进行综述,以期为中医药治疗肝脏疾病提供更新的思路。

1 Th17/Treg概述

Th17细胞是特异性表达白细胞介素-17(IL-17,由IL17A编码)和转录因子维甲酸相关孤核受体γt(RORγt,由RORC编码)的一个促炎性T细胞亚群[15]。在白细胞介素(IL)-6与转化生长因子-β(TGF-β)的共同诱导下,初始CD4+T细胞中的信号传导与转录激活因子3(STAT3)被酪氨酸激酶2 ( JAK2 ) 磷酸化,促进下游靶基因 RORC和IL-17A的表达,介导TH17细胞的分化[16]。RORγt作为Th17细胞特征性表达转录因子,可以调控Th17细胞分泌促炎介质。成熟的Th17细胞可分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-23及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等多种细胞因子参与免疫反应,造成机体炎症损伤[17-18]。IL-17可以迅速募集中性粒细胞到肝脏,促进肝细胞损伤和巨噬细胞活化,参与肝脏病变中炎症、纤维化、肝脂肪变性等疾病进程[19]。

Treg细胞的来源有胸腺和外周分化两种途径,在免疫监视、防止自身免疫性疾病和限制组织炎症方面发挥重要作用。叉头状转录因子p3(Foxp3)在T细胞抗原受体(TCR)依赖性识别主要组织相容复合体-Ⅱ(MHC-Ⅱ)配体以及接收IL-2、IL-15、IL-7触发的细胞因子信号下特异性表达,促进Treg细胞发育分化[20-21]。Foxp3是Treg细胞分化的关键调节因子,在缺乏功能性Foxp3的情况下,虽然Treg细胞在数量和表型上分化正常,但缺乏调节功能且不能抑制自体效应T细胞反应[22]。Treg细胞分泌细胞因子TGF-β、IL-10。反之,TGF-β又可以和下游SMAD2/3转录效应因子结合刺激前体CD4+T向Treg分化增殖[23]。IL-10是一种免疫抑制性细胞因子,可以限制炎症反应,在病原感染期间作为抗原免疫反应的负调节因子,并在炎症反应期间限制对宿主细胞和组织造成的间接伤害[24-25]。

Th17和Treg细胞受不同细胞因子影响分化于相同的前体细胞,发挥着诱导免疫炎症反应和限制自体免疫两种相反的作用,两者既对立又统一,既保证了机体正常的免疫应答又防止免疫系统过度应答造成自身损伤,其动态平衡维系着免疫微环境的稳态。而Th17/Treg细胞免疫失衡和许多炎症相关疾病的发生发展有密切关联。恢复Th17/Treg免疫平衡是治疗相关疾病的新切入点。

2 Th17/Treg免疫失衡与肝脏疾病的关系

2.1Th17/Treg免疫失衡与非酒精性脂肪肝 慢性炎症是NAFLD的病理进展中的重要过程。目前研究显示,Th17/Treg细胞失衡介导的适应性免疫促进了NAFLD的进展[26-28]。Cairoli等[29]通过对患者肝活检组织进行CD4+T细胞和CD4+T细胞亚群的检测,评估肝脏免疫细胞微环境。结果发现,IL-17A表达增加,FoxP3则与之相反,Th17/Treg的比例与成人NAFLD患者肝脏炎症和脂肪变性程度呈正相关趋势。Su等[30]的研究发现,在高脂饲养的NAFLD小鼠模型中来自肠系膜淋巴结(MLN)的CD4+T细胞参与了肝脏炎症和脂质积累的过程。同时,MLNs中出现了Th1、Th17细胞比例显著升高和Th2、Treg细胞比例显著降低的趋势。通过给予抗生素或益生菌, Th1/Th2和Th17/Treg细胞比例失衡可得到扭转,肝功能改善。

2.2Th17/Treg免疫失衡与病毒性肝炎 细胞免疫机制紊乱所造成的病理性炎症反应是病毒性肝炎发生发展的关键环节。目前临床上最为常见的病毒性肝炎为乙型肝炎,研究发现,Th17、Treg 细胞及其分泌的细胞因子和乙型肝炎的发生发展有着密切的联系[31]。Liu等[32]研究表明,Th17/Treg平衡可以在抗病毒治疗后得到恢复,继而重建患者免疫系统稳态,有助于降低患者HBsAg水平和减轻肝功能损伤。Yang等[33]和Teng等[34]的临床研究均证实在乙型肝炎患者中,Th17细胞的百分比增加,Treg细胞分化频率下降,导致Treg/Th17比率升高,而IL-35可以通过调节Treg/Th17比率治疗乙型肝炎中的肝细胞损伤和肝脏炎症。

2.3Th17/Treg免疫失衡与肝纤维化 肝纤维化是由长时间肝损伤所造成的病理结果,过量酒精摄入、代谢性疾病、病毒性肝炎等均可引起慢性炎症导致肝纤维化。炎症可以激活来自肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)的肌成纤维细胞分泌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白取代受损的正常组织,形成纤维瘢痕[35]。研究发现HSC分泌的前列腺素E2( PGE2)作用于EP2/EP4受体,可以促进Foxp3表达和Treg细胞活性, Th17、Treg细胞又可诱导HSC活化,从而形成了肝纤维化的有害环路[36]。Lan等[37]收集乙型肝炎相关性肝纤维化患者的外周血进行检测,结果发现,外周血 Treg 细胞减少、Th17细胞增加、Treg/Th17比值降低。Treg/Th17失衡与乙型肝炎相关性肝纤维化的临床分期密切相关。Wang等[38]检测了64例 NAFLD患者(研究组)和73例健康人(对照组)的肝功能、肝纤维化指标:血清透明质酸(HA)、层黏连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(CIV),并分析了Th17/Treg 与上述指标的关系。结果发现,与对照组比较,研究组Th17、 Th17/Treg 水平明显升高且与肝功能、肝纤维化指标呈正相关。

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2.4Th17/Treg免疫失衡与肝癌 原发性肝癌根据来源不同主要分为肝细胞癌(HCC)、肝内胆管癌(ICC)、混合型肝细胞癌-胆管癌(cHCC-CCA)3种不同病理学类型,其中 HCC 占 75%～85%[39]。Th17/Treg免疫平衡在肝癌发病机制中有着不可忽视的调控作用。Wang等[40]研究发现,肝癌患者外周血中Th17细胞的增加对应了肿瘤-淋巴结-转移( TNM )阶段的进展。肿瘤微环境中的细胞因子IL-6CD80、CD86、ICOSL通过共刺激分子接触参与修饰Th17、Treg细胞表型,Th17、Treg细胞同步升高,从而促进肿瘤微环境中的免疫逃逸,削弱抗肿瘤反应,协同肿瘤生长。Lan等[41]的临床研究显示,在HCC患者外周血中Th17、Treg细胞数量及Treg/Th17比值均高于正常组,Th17、Treg细胞与肿瘤分期、肿瘤大小呈正相关。Th17/Treg免疫失衡可能参与了促进 HCC 的侵袭和进展。

2.5Th17/Treg免疫失衡与肝衰竭 肝衰竭是临床常见的严重肝病症候群。在我国,病毒、药物、酒精等所造成的肝脏损害是引起肝衰竭的主要病因[42]。研究发现,Th17/Treg免疫细胞失衡贯穿了HBV相关慢加急性肝衰竭(ACLF)的早期、中期和晚期[43]。失衡的Th17/Treg轴向Th17偏移,Th17表达失调异常释放促炎细胞因子IL-17、IL-23、TNF-α。虽然Treg细胞及其效应细胞因子TGF-β和IL-10也通过代偿性诱导上调,但是其抑炎作用不足以有效抑制异常的炎症反应。Ni等[44]采用四氯化碳制备ACLF大鼠模型,实验显示,ACLF组Th17细胞比例及IFN-γ水平均呈先升高后下降趋势;Treg细胞比例及IL - 10水平呈逐渐下降并趋于稳定的趋势。提示在ACLF进展过程中,促炎免疫显著上调而抗炎免疫下调。最终在肝衰竭慢性过程中形成新的Th17/Treg平衡轴。有临床研究发现,在ACLF进展过程中恢复Th17/Treg免疫失衡,有助于维持免疫系统的稳态,可改善患者预后[45]。

3 中医药调节Th17/Treg免疫失衡对肝脏疾病的防治作用

3.1非酒精性脂肪肝 刺五加总皂苷是刺五加的主要活性成分,具有调节免疫、保护肝损伤、调血脂等功能。吕鹏等[46]使用高脂饲料制备NAFLD大鼠模型,并采用小中高三种剂量刺五加总皂苷进行治疗,结果发现刺五加总皂苷各组大鼠相比较模型组IL-2、IL-6、IL-7、TNF-α、INF-γ含量明显下降,IL-4、IL-10含量上升。刺五加总皂苷通过纠正Treg/Th17以及Th1/Th2免疫细胞失衡状态,抑制炎症反应以改善肝功能和代谢紊乱,防止 NAFLD 大鼠肝脏病变进展。

丹参为活血化瘀药,具有养血护肝、凉血活血的功效。崔桂玉等[47]采用丹参治疗NAFLD模型大鼠,实验发现,丹参治疗组RORγt基因表达量降低,进而减少了Th17细胞增殖及其细胞因子IL-6、IL-17、TNF-α分泌,同时Treg细胞含量升高。丹参可通过调整Th17/Treg免疫失衡,减轻炎症反应及脂肪变性,在防治NAFLD中起到一定的作用。

钩吻素子是从中药钩吻中分离出的主要活性成分,药理作用以抗炎、抗肿瘤、调节免疫等为主。Yue等[48]的实验研究发现,钩吻素子治疗可显著降低NALFD大鼠肝脏组织中IL-6、IL-1β、IFN-γ、IL-17A、TNF-α的水平,提高抗炎细胞因子IL-10的水平,同时抑制Th1和Th17细胞分化,促进Th2和Treg细胞增殖。钩吻素子通过调节不同亚型T细胞比例和削弱免疫反应来改善NAFLD。

3.2病毒性肝炎 柴胡疏肝散出自《医学统旨》,由柴胡、陈皮、川芎、香附、枳壳、芍药、炙甘草组成,具有行气活血、疏肝解郁的功效。霍瑞静等[50]通过小鼠尾静脉注射rAAV8-1.3HBV重组病毒建立HBV感染小鼠模型,采用低中高3种不同剂量进行治疗,结果发现不同剂量治疗组小鼠肝脏组织中HBV-DNA、HBcAg含量依次降低,治疗组小鼠肝脏组织Th17/Treg细胞亚群比例高于对照组。柴胡疏肝散通过纠正Th17/Treg细胞亚群失衡,调节免疫功能紊乱,从而减轻肝细胞免疫损伤。

温肾方为成都中医药大学扈晓宇教授参考蒿芩清胆汤(《重订通俗伤寒论·六经方药》)和右归丸 (《景岳全书》卷五十一) 研制而成, 由炮附片、巴戟天、菟丝子、淫羊藿、黄芪、熟地黄、桑寄生、黄芩片、大黄、青蒿、炙甘草组成,功效温肾扶正、因势利导、 透邪外出。张扬等[51]的临床研究表明温肾方可提高肾阳虚型高ALT水平慢性乙型肝炎患者的临床抗病毒疗效,推测其机制可能是通过提高TLR-4活性,降低IL-6水平促进Treg细胞增殖,从而调控Th17/Treg细胞的促炎与抑制免疫功能平衡,缓解肝脏炎症。

柴芍六君汤出自《医宗金鉴》,方中包含党参、白术、茯神、炙甘草、陈皮、半夏、柴胡、白芍,具有疏肝理气、健脾化痰的功效。柏文婕等[52]招募了106例慢性乙型肝炎纤维化患者,对照组53例采取基础治疗,观察组加用柴芍六君汤内服,结果发现,观察组患者肝功能指标AST、ALT、TBil、GGT及肝纤维化指标HA、PCⅢ、Ⅳ-C、LN均显著低于对照组,且Th17/Treg比值明显下降。推测柴芍六君汤通过调节Th17/Treg免疫细胞平衡改善肝功能及肝纤维化水平提高临床疗效。

3.3肝纤维化 三甲散来源于《瘟疫论》,牟德英等[53]基于吴又可“主客交”理论对三甲散进行加减,方中包括鳖甲、穿山甲、僵蚕、土鳖虫、桃仁、柴胡、黄芪、当归,具有养血滋阴和通络祛邪的功效。将其用于治疗肝纤维化大鼠,结果发现,加减三甲组肝脏组织中细胞因子RORγt、FoxP3、RORγt/FoxP3、IL-6、IL-17、IL-10、IL-6/IL-10、IL-17/IL-10均明显降低,肝纤维化指标LN、PCⅢ、HA显著下降。表明加减三甲散可以调控Th17/Treg免疫平衡异常,促进平衡向Treg偏移,发挥治疗肝纤维化的作用。

芪参汤是来自黑龙江省中医药科学院张雅丽教授治疗肝纤维化的经验方,具有益气养阴、活血化瘀、祛痰通络的作用,方中包含黄芪、西洋参、丹参、山楂、荷叶、泽泻、女贞子、三七、墨旱莲、绞股蓝、甘草。袁维等[54]将芪参汤用于治疗肝纤维化大鼠,结果发现芪参汤组大鼠肝脏组织中IL-17A含量下降,RORγt蛋白和mRNA表达明显降低,同时IL-10含量升高,Foxp3 蛋白表达明显上升,从而抑制Th17细胞分化,促进Treg细胞增殖,降低炎症水平,达到防治肝纤维化的目的。

肝爽颗粒是由逍遥散加减而成的上市中成药,具有清热疏肝、软坚散结的功效,全方由柴胡、党参、白术、当归、丹参、虎杖、茯苓、白芍、桃仁、鳖甲、蒲公英、夏枯草、枳壳组成。陈芳芳等[55]的临床研究显示,肝爽颗粒通过减少Th17细胞因子IL-17、IL-23分泌及促进Treg细胞因子IL-10、IL-35分泌,恢复Th17/Treg细胞平衡,显著改善了治疗组患者肝功能,减轻了肝脏纤维化程度。

3.4肝癌 羟基红花黄色素A(HSYA)提取自传统中药红花,具有抗肿瘤、抗氧化、免疫调节等多种作用。Ma等[56]通过在小鼠皮下注射Hepal-6肝癌细胞注入建立肿瘤模型,使用HSYA进行药物治疗。结果显示,HSYA通过调节RORγt和Foxp3蛋白及mRNA表达,调整免疫微环境,抑制肝癌细胞的增殖。

梁潇等[58]将温肾方用于治疗乙肝相关性晚期原发性肝癌患者,通过降低外周血中Th17/Treg细胞比值,下调IL-17水平,纠正免疫细胞失衡,达到了延长患者中位生存期时间的效果,提高了内科保守治疗下晚期肝癌患者的临床疗效。

西黄丸始载于王洪绪所著的《外科证治全生集》,由牛黄、麝香、乳香、没药组成,具有清热解毒、软坚散结、活血消痈的功效。刘艳之等[59]将西黄丸用于治疗H22荷瘤小鼠,结果发现给药组CD3+、CD4+、CD8+含量上升,同时血清中细胞因子IL-2和IFN-γ上升,IL-6、IL-10下降明显。推测西黄丸可能是通过上调免疫细胞表达及纠正Th1/Th2漂移现象以提高免疫力,从而发挥抑制肿瘤作用。

3.5肝衰竭 解毒化瘀Ⅱ方为广西中医药大学毛德文教授创立,药物组成为茵陈、赤芍、白花蛇舌草、生大黄、郁金、石菖蒲,有清毒解毒、活血化瘀、豁痰醒神的功效 。柏文婕等[60]招募了136例慢性肝衰竭患者,在给予西医综合治疗的情况下,对照组68例予茵陈蒿汤配方颗粒治疗,观察组68例予解毒化瘀颗粒治疗。结果显示观察组患者临床症状、肝功能及生存改善,病变程度减轻,其机制是通过降低观察组PCT、TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17、Th17水平,恢复Th17/Treg失衡偏移,从而阻止肝衰竭进展。石清兰等[61]将解毒化瘀Ⅱ方用于治疗慢加急性肝衰竭患者。研究发现,解毒化瘀Ⅱ方可以升高患者Treg细胞水平,降低Th17和Th17/Treg比值 ,提高机体免疫状态,抑制炎症因子释放,从而有利于肝脏免疫重建。

阳解毒化瘀方为湖南中医药大学陈斌教授基于清温并用法所创立,全方由茵陈、白术、赤芍、附片、丹参、薏苡仁组成,具温阳健脾、解毒化瘀的功效。陈斌等[62]以皮下注射牛血清白蛋白致敏法,腹腔注射D-氨基半乳糖(D-Gal)+脂多糖(LPS)建立慢加急性肝衰竭大鼠模型,将其分为清法组、温法组、清温并用法组分别予茵陈蒿汤、茵陈术附汤、温阳解毒化瘀方治疗。结果显示3组大鼠肝组织中的FoxP3、RORγtmRNA及IL-10、TGF-β、IL-17A、IL-23、TGF-α水平均下降,其中清温并用法组最为显著且持续稳定。通过减少炎症因子分泌,扭转Th17/Treg细胞失衡状态,阳解毒化瘀方改善了肝脏病理损伤状态,发挥抗肝衰竭的作用。也有研究证明阳解毒化瘀方可以升高Th17/Treg比值,调节Th17/Treg免疫细胞失衡,推测是其治疗肝衰竭肠源性内毒素血症的调控机制[63]。

4 总结与展望

综上所述,Th17和Treg细胞的异常增殖及免疫失衡在肝脏疾病的慢性病变过程中扮演着重要角色。研究表明,中药单体、中药提取物和中药复方可以通过抑制Th17、Treg细胞异常分化和恢复Th17/Treg平衡状态,减轻免疫炎症反应和肝脏功能障碍,为中医药治疗肝脏疾病开拓了新的思路。但是,Th17/Treg失衡调控肝脏疾病的相关研究还存在许多不足:一是现有研究多集中于组织和细胞层面,Th17/Treg失衡调控疾病的分子机制还不够明确;二是中药和中药复方成分复杂,是多成分还是单一成分在疾病治疗中起到的具体作用还需深入研究;三是中药和中药复方作用靶点多,药物是单一或者多靶点作用于疾病治疗的机制不明,同时其会否通过其他机制对肝脏产生不良影响也尚未明确。未来通过与生物信息学、基因组学等先进技术结合,将会进一步阐明Th17/Treg免疫失衡在肝脏疾病发病中的分子机制和中医药治疗的药效基础。在精准医疗时代,肝病患者有望根据自己的“分子标签”进行诊断和治疗,最终实现“个性化用药”。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。