Th17细胞及白介素IL-17在系统性红斑狼疮发病机制中的作用*

朱广婷 李 芳

(1.泰山医学院，山东 泰安 271016； 2.泰山医学院附属泰山医院风湿免疫科，山东 泰安 271000)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种表现有多系统损害的慢性系统性自身免疫疾病，其血清具有以抗核抗体为代表的多种自身抗体。本病病程以病情缓解和急性发作交替为特点，可有多脏器(肾、中枢神经等)损害。发病机制仍不明确，目前大部分学者认为可能是T细胞刺激自身反应性B细胞活化和功能分化，分泌自身抗体发挥致病作用；SLE患者体内可能存在着辅助T淋巴细胞亚群(Helper T cell, Th)平衡失调。1986年，Momann和Coffman[1]根据细胞因子分泌的不同将CD4+T细胞分成Th1和Th2细胞。早期的研究表明，SLE可能是由Th2或者Th1和Th2联合驱动的。而最近的研究发现了一种新的CD4+T细胞亚群，即Th17细胞，其分泌的细胞因子白介素17(interleukin-17，IL-17)和IL-21等，可介导炎性反应和体液免疫，可能参与多种自身免疫性疾病。本篇综述主要探讨Th17细胞及分泌的主要细胞因子IL-17在SLE发病机制中可能的作用。

1 Th17细胞的发现

实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis，EAE)和胶原诱导的关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)是两种典型的自身免疫病型，过去认为此两种疾病的发病机制与Th1细胞有关。在EAE模型中IFN-γ(Th1细胞分泌的主要细胞因子)和IFN-γ受体缺陷的小鼠病情反而加重，由此矛盾提示，EAE等器官特异性自身免疫疾病不仅有Th1细胞介导，还可能有另一个不同的T细胞亚群参与。此外研究还发现EAE 和CIA 的发病与IL-23密切相关，IL-23是IL-12家族一个新成员，由IL-12p40和IL-23p19亚单位组成，与IL-12共享IL-12p40亚单位[2]。后来进一步研究发现IL-23有利于产IL-17的T细胞的扩增和增殖。在多个研究的基础上，命名产IL-17的CD4+T细胞为Th17细胞，随着对Th17细胞分化、转录及相关细胞因子等研究，表明它是一种不同于Th1和Th2细胞的T辅助细胞亚群。

2 Th17细胞的分化

2.1 小鼠的Th17细胞的分化

近些年的研究[3]发现具有免疫调节的转化生长因子-β( transforming growth factor-β,TGF-β)和促炎因子IL-6是Thl7细胞分化启动所必需。同时有研究[4]报道了由Th17细胞分泌的IL-21(IL-2家族成员)，与TGF-β共同的促进Th17细胞分化。Wei等[5]研究发现IL-21可与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)和Th17细胞，形成STAT3-Th17-IL-21的自分泌环。在活化的T细胞中IL-6诱导IL-21的产生，此过程也需要STAT3的参与。目前在Th17分化中IL-6和IL-21的相互作用还不清楚。当IL-6存在时，IL-21受体缺乏的小鼠体内外Th17反应性均降低，提示新形成的Th17细胞产生的IL-21在扩增Th17细胞分化中发挥着作用。尽管IL-23不是Th17分化的必需因子，但可作用于已分化的Th17细胞，在稳定Th17细胞中起调节作用。因此Estelle Bettelli等[6]认为Th17细胞的分化需要三步：(1)IL-6和TGF-β共同启动Th17的分化；(2)Th17产生的IL-21扩大Th17反应；(3) IL-23稳定Th17表型。

2.2 人的Th17细胞的分化

人的Th17细胞的分化更复杂，有研究[7]认为IL-1β和IL-6或是IL-1β和IL-23共同作用下，能更有效地使CD45RA+CD4+T分化成Th17细胞，因此可能是人的Th17细胞的分化因子。人Th17细胞的初始T细胞是根据CD45RA的表达从外周血单个核细胞分离出来的，目前新的研究报道TGF-β在人的Th17的分化中也是必需的。TGF-β在诱导孤独核受体(orphan receptor c，RORc)(人的RORγt同系物)是必要的，但过量的TGF-β可以抑制其表达和功能。只有加入IL-6和IL-23或IL-21等细胞因子时，RORc才能消除抑制。从分子水平上分析，人和小鼠的Th17细胞分化条件似乎没有什么不同。

3 Th17分化调节的分子机制

3.1 STAT3蛋白

STAT3是IL-17和IL-21产生的关键转录因子[5]。T细胞STAT3缺乏的小鼠，Th17分化障碍。活化的STAT3过表达可使IL-17分泌增加，可能是通过RORγt和RORα的表达来实现的，但是STAT3也可与IL-17和IL-21启动子直接结合，因此IL-17的生成有赖于RORγt和STAT3共同作用。

3.2 RORγt和RORα

RORγt在IL-6和TGF-β存在时表达在已分化的Th17细胞上。在EAE小鼠中，T细胞缺乏RORγt则不能形成有效的Th17细胞，进而延缓了EAE的进展。RORγt促进Th17分化的具体机制还不清楚。最近有报道认为，与T-bet诱导IL-12Rβ2相似，RORγt也诱导IL-23受体表达，更准确的是，IL-6介导STAT3和RORγt的活化，促进Th17细胞产生IL-21，IL-21又能诱导IL-23受体表达，从而形成了Th17细胞对IL-23反应。在这个模型中IL-6、IL-21和IL-23的共同参与促使Th17细胞分化。更新的报道证明Th17细胞分化是由RORγt和RORα共同介导调节的，两者高表达在已分化的Th17细胞。这些转录因子任一个缺乏都可导致Th17细胞因子部分缺少，RORγt和RORα共同缺失则Th17细胞不能分化[8]。

3.3 IRF-4和IRF-4结合蛋白

干扰素调节因子(interferon regulatory factor 4，IRF-4)的转录因子在Th17细胞分化中其调节作用，通过调节RORγt的表达来调控IL-17的生成。在EAE模型中，IRF-4敲除的小鼠不能形成固定的Th17反应，表现对疾病耐受。在IL-6和TGF-β存在下，IRF-4缺乏的T细胞不能上调RORγt，不能分化成Th17细胞。还发现IRF-4缺乏的T细胞中再次引入RORγt，也不能完全恢复这些细胞对IL-17的诱导，提示IRF-4或其下游的靶点可能与RORγt共同完成Th细胞向Th17细胞定型。IRF-4还可直接作用于IL-17的启动子，表明IRF-4可以直接或间接的来调控IL-17的产生[19。此外，IRF-4也是IL-21的调节因子。现在还发现了IRF-4相关的蛋白质，命名为IRF-4结合蛋白(IRF-4-binding protein，IBP)。在无Th17的培养体系中，IRF-4上调IL-17和IL-21的表达。只有当Th细胞暴露于适当的促炎环境中IBP才在IL-17和IL-21产生的调节路径中起关键作用。

4 Th17细胞因子和趋化因子受体

Th17细胞产生的细胞因子包括IL-7A(也称IL-17)、IL-17F、IL-22和IL-21等。由于Th17细胞产生大量的IL-17A，此细胞因子介导了Th17细胞主要效应。IL-17A属IL-17家族，还包括IL-17B、C、D、F[10]。此外，Th17细胞还产生IL-17F，与IL-17A具即有相似的作用，诱导各种组织和细胞产生促炎因子、趋化因子和金属蛋白酶，从而募集中性粒细胞至组织中。除了IL-17A和IL-17F，Th17细胞产生的其他效应细胞因子IL-21和IL-22，虽不是Th17细胞特异的细胞因子，却优先表达于Th17细胞上。

Th17细胞还高表达IL-23受体(receptor,R)、IL-1R1和IL-18Rα。在Th17细胞上IL-18Rα的功能不清楚。IL-1R1对于IL-17的产生起关键的作用，在缺乏IL-1R1的小鼠，对EAE产生抵抗，可能与IL-17生成减少有关，这与人的Th17分化中需要IL-1是相一致。在趋化因子受体中，人的Th17细胞共表达趋化因子受体6(CCR6)和CCR4。

5 Th17细胞在宿主防御中的重要作用

G+、G-和抗酸杆菌及真菌均可激发实质性的Th17反应。细菌的酵母多糖、Dectin-1配体和细菌肽聚糖也能促进T细胞产生IL-17。Th17参与免疫反应的早期阶段，可激发起更强的组织炎症，参与清除Th1和Th2反应不能清除的病原体。Th17产生的趋化因子将天然免疫和适应性免疫相互联系，在炎症后期趋化其它Th亚群至感染部位。

6 Th17细胞及IL-17与自身免疫性疾病

目前发现类风湿关节炎患者外周血血清和滑膜液中的IL-17水平明显升高,进一步的研究表明IL-17在类风湿关节炎早期发挥破坏作用[11]。使用IL-17特异性抗体后类风湿关节炎的病情会得到明显缓解,因此采用IL-17拮抗剂治疗RA有较好的临床应用价值[12]。又有研究发现银屑病患者皮肤损害组织中IL-17、IL-23p19、IL-23p40 和IL-6 这四种细胞因子mRNA 的表达水平高于非皮肤损害组和健康对照组,非皮肤损害组高于健康对照组,提示Th17细胞因子在银屑病的发病机制中可能起着重要的作用。在系统性硬化、系统性血管炎、肾病综合征等自身免疫性疾病的研究结果均显示Th17细胞在这些疾病的发生和发展中发挥着重要的作用。

7 Th17细胞及IL-17与SLE

7.1 Th17细胞及IL-17在小鼠的SLE模型的作用

目前的研究认为Th17细胞是小鼠EAE和CIA主要的驱动者。最近的研究表明，IL-17和Th17细胞在某些小鼠的SLE模型中也发挥着作用。MRL/lpr狼疮小鼠易于形成缺血损伤性炎症的原因，可能是缺血再灌注后增强了IL-17介导的组织损伤所致。BXD2狼疮小鼠模型，可自发形成关节炎、肾小球肾炎和自身抗体，在此小鼠血清IL-17和脾的Th17细胞数均升高。此外，这些小鼠B细胞上的IL-17RA上调。用IL-17竞争抑制剂处理小鼠或与IL-17RA-/-小鼠杂交后，BXD2小鼠自发形成依赖IL-17的生发中心。在年幼BXD2小鼠形成明显的疾病之前，引入外源IL-17可以促进生发中心的形成。用IL-17处理也可促进IgM和IgG自身抗体的分泌，但是BXD2小鼠与IL-17RA-/-小鼠杂交可减少自身抗体的分泌。IL-17对生发中心和自身抗体的效应与上调B细胞上的G蛋白信号Rgs13(regulator of G-protein signaling 13)和Rgs16调节子基因有关，减少了趋化因子迁移。这提示B细胞迁移能力的降低可以促进其在生发中心的滞留。

另一狼疮的小鼠模型，Ets-1(protein C-Ets-1)敲除的小鼠检测出高滴度的IgM和IgG自身抗体，导致免疫复合物在肾小球沉积和局部的补体活化，还同时有肺和肝脏的炎症。虽未检测到IL-17，但在肺脏中可发现IL-17A、IL-17F和IL-22mRNA，与组织中的炎症严重程度相一致的[13]。

在自发的狼疮小鼠模型SNF1小鼠中，用核小体作为抗原刺激脾细胞，发现有大量活化Th17细胞。在体内，应用免疫组化染色发现肾小球有Th17细胞浸润。在SNF1小鼠模型中Th17细胞在疾病发病过程中是必需，因为低剂量的组胺肽可以促进对核小体DNA的耐受，组胺肽治疗也可以减少产IL-17的T细胞的数目[14]。

相反，有些小鼠模型研究表明Th17并不是狼疮形成所必需的。例如，衔接蛋白Act1对于通过IL-17RA给NF-κB发信号是很关键的。但是Act1-/-小鼠可形成严重的狼疮样自身免疫疾病。在Act1缺乏的小鼠，狼疮的形成似乎是由B细胞驱动的，因为Act1-/-敲除的小鼠B细胞数目增加和生存能力增强。但是Act1信号蛋白不仅参与了IL-17R信号命令，还参与了CD40和B淋巴细胞刺激因子(B cell aactivating factor，BAFF)受体下游的信号命令，因此它在调节免疫反应上具有双向性。在另一狼疮样自身免疫的小鼠，细胞质分子伴侣热休克蛋白gp96在细胞表面表达，在此模型显示了IL--23并不是自身免疫必需的。由于Th17的活性是由IL-23控制的，有可能IL-17和Th17也并不是此狼疮模型必需的。

7.2 IL-17/Th17在人的SLE的作用

许多研究表明在人的狼疮发病机制中，T细胞来源的细胞因子发挥潜在的作用，只有最近的数据表明IL-17在狼疮中有作用。2000年，Wong等[15]报道了在36例中国SLE患者与18例健康者相比，血清IL-17水平明显升高。但是，未能检测到IL-17与疾病严重程度存在显著相关(通过SLEDAI评估)。与健康者相比，SLE患者产IL-17PBMCs比例很高。确实，大约25%～30%SLE患者IL-17升高，血清的IL-17的浓度与血清IL-6水平、抗组胺和抗胰岛素及类风湿因子抗体水平相关。虽然这些实验只是初步的研究，但是均表明了IL-17和Th17在人SLE进程中都有潜在的作用。

另一方面，某些学者不认为IL-17在SLE中发挥作用。如Kurasawa等[16]报道了24例日本狼疮患者血清IL-17无升高。此外，由浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cell，pDC)分泌的IFN-α可以阻断人的外周血单个核细胞IL-17和IL-23分泌。由于许多SLE患者IFN-α升高，表明在这些患者中限制了IL-17的分泌。相似的情况同样存在于小鼠中，有许多的证据不支持IL-17在SLE中的作用。

目前许多国内外研究表明在小鼠的模型和SLE患者中IL-17和Th17细胞在疾病的进程中发挥着作用，但也有证据表明Th17并不是疾病发生必需的。众所周知SLE发病机制非常复杂，IL-17在SLE发病机制中的确切作用还未定论，可能与肾脏等脏器损害有关。不同的患病人群和模型中，发病机制可能不同。这也打开了筛选IL-17升高的SLE患者用抗IL-17的抗体治疗以阻止器官损害的可能性。

8 前景及展望

关于SLE患者Th亚群平衡的偏离方向至今尚未定论，现在Th1/Th2模式在被不断更新充实, 其中最重要是Th17亚型的补充，目前已经有更多的研究表明Th17亚型与自身免疫性疾病密切相关，深入研究Th17细胞的分化、生理和病理功能以及调控机制，有助于我们对T细胞免疫应答的机制的理解和认识，对IL-17/Th17在治疗自身免疫疾病中具有理论和实际意义。对Th17细胞诱导自身免疫病研究打开了T细胞生物学作用的新篇章,更重要的是对器官特异性自身免疫病的治疗开辟了新思路。

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