Th17/Treg细胞在慢性乙型肝炎发病机制及临床转归中的作用

殷杰 徐栋花 冯灏

HBV感染仍然是一种严重影响人类健康的全球性疾病，预后不良，可发展为慢性乙型肝炎（CHB）、肝硬化和原发性肝癌。HBV感染人体后，并不直接导致肝细胞病变，而是在肝细胞内复制增殖，乙型肝炎相关抗原与宿主细胞膜或胞内的蛋白质相互作用，形成含有自身组织蛋白的抗原，导致肝细胞抗原结构发生变化，机体免疫系统被致敏，细胞免疫失去调控，体液免疫应答亢进，产生大量针对宿主自身组织的抗体，从而发生自身组织免疫反应[1]。宿主在清除病毒的同时，也攻击表面有病毒抗原的肝细胞，使其发生坏死，肝小叶的正常结构被破坏，肝脏代谢功能降低，纤维母细胞增生并合成胶原纤维，逐渐发展经肝纤维化为肝硬化，甚至肝癌，但其确切的发病机制尚不明确[2]。肝脏疾病的发生伴随着Th17及Treg细胞的异常[3，38]，它们对病毒抗原的反应状态不同，在疾病临床转归中的影响亦不同，为探讨CHB的发病机制和防治措施提供了新的思路。

一、Th17细胞概况

（一）Th17细胞的发现 2000年，Infante D等在莱姆病人的炎症关节处分离到一群高分泌IL-17而不分泌IL-4、IFN-γ的CD4+T细胞[4]。有关Thl7的突破性研究进展则主要来源于对人类自身免疫性疾病小鼠模型实验性自身免疫性脑脊髓膜炎（EAE）、胶原诱导的自身免疫性关节炎（CIA）的研究。2005年，Park H在对EAE和CIA两种自身免疫疾病动物模型的研究过程中发现了一类新的CD4+T细胞亚群—Th17细胞，它能特异性分泌IL-17[5]。

（二）Th17细胞的分化与调节 Thl7细胞分化需要IL-6和TGF-β的联合作用。Ivanov II[6]等首先发现Th17细胞发育、分化依赖的特异性转录因子——孤儿受体RORγt，而GATA3、T-bet、Smad7在控制其转录过程中均无作用。RORγt表达于造血干细胞、未成熟的胸腺细胞及Thl7等细胞中，在分化成熟的Thl7细胞中高表达，可通过启动染色体重塑机制开放IL-17的基因座位，使其他因子结合到IL-17的启动子上，从而诱导IL-17A和IL-17F基因的表达。

TGF-β和IL-6或IL-21的协同作用是诱导Thl7细胞分化的关键因素，TGF-β单独作用时也可诱导FoxP3+的Treg细胞的表达，因此TGF-β在调节T细胞分化过程中具有双重作用，只有当TGF-β与IL-6共同存在时才能启动Thl7细胞的分化。Mangan PR等[7]发现，外源性TGF-β是促进Th17细胞分化的主要因素；IL-6在促进初始CD4+T细胞向Th17细胞方向分化、抑制其分化为Treg的过程中起着重要作用[8]，当体内有炎性细胞因子IL-6存在时，FoxP3+T细胞的分化受到抑制，封闭IL-6的作用则促进FoxP3+T细胞的发育。此外，Th17细胞与其分化增殖密切相关的细胞因子IL-23构成一个IL-23/Th17轴，IL-23主要通过促进Thl7细胞的增殖与存活，招募Thl7细胞向炎症部位聚集[9]；IL-l和TNF-α 也具有促进 Thl7 细胞分化的作用[8，10]。研究发现[11，12]，细胞因子信号蛋白3（Socs3）可通过影响STAT3的磷酸化，负性调节Thl7细胞的分化；IL-6家族的新成员IL-27以STAT1依赖的方式抑制Th17细胞的分化，且这一抑制作用不依赖于IFN-γ和SOCS3。

（三）IL-17/Th17与肝纤维化之间的关系 IL-17亦称为IL-17A，是IL-17家族（IL-17A～IL-17F）中的一个成员，Th17细胞通过分泌IL-17、IL-17F及IL-22，在某些抗感染免疫和诱导自身免疫性炎症中发挥关键作用[9]。IL-17受体（IL-17R）是一类独特的细胞因子受体家族，目前发现有IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD和 IL-17RE，其中 IL-17RA和IL-17RC是IL-17和IL-17F的受体[13]。研究表明，IL-17是早期出现的促炎细胞因子，刺激人类成纤维细胞分泌IL-6、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、IL-8、粒-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CFS）和前列腺素E2；优先促进 CD34+造血干细胞成熟并分化为中性粒细胞[14，15]。用IL-17特异性单抗治疗也能缓解CIA等自身免疫病的临床症状[16]。

目前，绝大多数的研究者认为，IL-17是一种致纤维化的细胞因子，参与细胞外基质（ECM）重塑，导致纤维化[17]；它可以上调小鼠心肌成纤维细胞的胶原蛋白的基因表达，还可以间接地通过诱导IL-6而促进胶原聚集[15]；IL-17还参与TGF-β介导的器官移植后慢性排斥反应中的纤维化过程[18]。TGF-β和IL-1β是非常关键的致纤维化因子，二者可通过上调IL-17的表达促进纤维化的发[19]。IL-17在肾脏纤维化中也可能起重要作用，Zuber J等发现，在肾移植术后慢性排斥反应的纤维化组织中观察到IL-17阳性细胞的浸润[20]。Zhang JY等研究发现，CHB患者外周血和肝细胞内Th17细胞都有表达，并可能加剧慢性HBV感染的肝脏损伤[21]。研究发现，CHB的肝组织炎症反应使肝脏间质细胞大量表达TGF-β，它与IL-6共同作用可启动CD4+初始T淋巴细胞向Thl7细胞的迅速分化[22]。成熟的Thl7细胞能够分泌IL-l7、IL-6等炎性介质，IL-17又可诱导TNF-α、IL-1β等炎性因子、趋化性细胞因子和金属蛋白酶的表达，进一步协同放大炎症反应，引起炎症细胞浸润和肝组织损伤[23]。

肝脏纤维化是肝脏疾病发展过程的一个阶段，轻度可以逆转，但当不可逆性时，其转化为肝癌的机率明显上升。肝星状细胞活化是肝纤维化形成的关键，可活化为肌成纤维细胞，通过旁分泌与自分泌作用的方式，合成并分泌多种ECM，同时释放大量基质金属蛋白酶抑制剂，从而减少ECM的降解，导致细胞外基质合成大于降解，最终过量积聚在肝内，造成肝脏纤维化。Lemmers A[24]等证实IL-17/Th17通路在酒精性肝炎患者疾病的进展起到关键作用，IL-17在患者外周血中的水平明显升高，肝组织中也出现大量Thl7细胞的浸润，且疾病严重程度和肝脏纤维化的程度均与Thl7细胞浸润程度成正比；此外，他们还发现在患者肝组织活检中，肝星状细胞表面有IL-17R的表达，患者肝组织周围浸润大量分泌lL-17炎性因子的细胞，推测其是造成中性粒细胞归巢的主要因素。Rong G等[25]对胆汁性肝硬化病人、乙型肝炎病人及正常人外周血中的Thl7、Treg细胞进行流式细胞仪和RT-PCR分析，发现Thl7相关因子在胆汁性肝硬化病人外周血升高显著，而Treg细胞数量则下降。上述研究提示，IL-17与TGF-β、TNF-α、IL-6、IL-lβ等与肝纤维化相关的细胞因子之间存在着密切的生物学关系，推测IL-17/Th17可能在肝脏纤维化的发生中扮演重要的角色。

二、Treg细胞概况

（一）Treg细胞的发现 1995年，日本学者发现，CD4+CD25+T细胞回输之后可以抑制裸鼠多种自身免疫疾病的发生，该细胞被命名为Treg细胞，其特征性标志为FoxP3[26]。根据其来源，可分为天然Treg细胞（nTregs）和诱导性Treg细胞（iTregs）[27]。

（二）Treg细胞的分化与调节 Treg的特征性高表达CD25、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原（CTLA-4）、糖皮质激素诱导型肿瘤坏死因子受体（GITR）[28]及低水平的CD-127（IL-7受体α链）[29]，FoxP3是其发育、分化及维持功能的关键调控基因。CD4+CD25+T调节细胞约占正常人外周血CD4+T细胞的5%～10%，主要发挥免疫抑制功能，下调机体免疫应答的水平以维持自身耐受。Laurence A等研究表明，IL-2在维持和促进Th1、Th2、Treg细胞功能活性的同时，却发挥着抑制Thl7细胞分化的作用[30]。

（三）Treg细胞与CHB的关系 CHB分为免疫耐受期、免疫激活期、免疫清除期三个不同的临床阶段。Treg在不同的临床阶段发挥的功能是有差异的，一方面，它能维持免疫稳定，防止自身免疫性肝病的发生；另一方面，Treg抑制免疫反应，导致肝炎病毒的慢性感染持续，在一定程度上促进原发性肝癌的发生。在急性肝炎、暴发性肝炎或自身免疫性肝病早期，Treg的表达频率较低，在恢复期频率明显增高，而在器官移植患者中Treg功能表现为促进移植耐受，提示Treg与HBV感染所导致的免疫耐受相关[31]。Lan RY等在对自身免疫性肝病的研究中则发现患者外周血中Treg细胞数量明显减少[32]；Ormandy LA等研究发现，HCC患者外周血中CD4+CD25+Treg的频率与健康对照组相比显著上调，提示Treg细胞的变化与乙肝病毒相关性肝癌的进展可能存在相关性[33]。国内外研究中，关于CHB患者外周血及肝组织中CD4+CD25+Treg细胞的频率及表型差异，报道并不一致，且对于CD4+CD25+Treg细胞在CHB发病机制中的免疫学作用及去除CD4+CD25+Treg细胞后是否能有效增强HBV抗原肽诱导的抗HBV免疫应答尚不确定[34]。有报道提出[35]，Treg细胞在HBV感染的持续化过程中发挥重要作用，且CHB外周血中Treg细胞的频率与血清中HBV DNA的含量存在正相关关系。还有研究发现，CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞的异常与乙型肝炎的慢性化及病毒清除存在密切关系，并与疾病进展为肝硬化相关，但具体机制尚不明确[34，36]。HBeAg被认为是HBV感染的耐受原，参与诱导机体Treg细胞的分化，在鼠动物模型中，HBeAg能够诱导其发生T细胞免疫耐受[37，38]。众多研究报道的异质性可能是研究对象处于CHB的不同临床进展阶段或研究者对Treg细胞的人为标记（表现为CD4+CD25+T、CD4+Foxp3+T、CD4+CD25+Foxp3+T等）不同造成的。

三、Th17/Treg细胞

（一）Th17与Treg细胞的关系 Romagnani S等证明[39]，Thl7和Treg细胞具有共同的起源，二者的分化均依赖TGF-β。在TGF-β单独作用下，活化的初始CD4+T细胞分化为抗炎的Treg细胞；而在TGF-β和IL-6共同作用下，活化的初始CD4+T细胞分化为促炎的Thl7细胞，IL-6在其中起着关键的调节作用。有报道称[40]，低浓度的TGF-β可以引起RORγt的表达，高浓度的TGF-β却抑制RORγt的表达和功能，并利于Treg细胞的产生。因此，促炎性Th17细胞与抑炎性Treg细胞之间平衡状态的打破可能是很多炎症性疾病及自身免疫性疾病发生的是一个关键因素。

（二）Th17/Treg细胞在CHB发病中的作用 在CHB患者体内，抗病毒的免疫功能低下或免疫耐受，主要表现为DC功能的低下、CD8+T细胞对HBV抗原的耐受、CD4+T细胞功能缺陷等[41]。现有研究发现，CHB患者外周血及肝组织中Th17/Treg 细胞的频率异常[25，33，42，43]。Th17 细胞的肝内聚集可能加重肝脏组织炎症损伤，参与肝炎-肝硬化-肝癌的发生；而Treg细胞能够抑制HBV特异的CD4+T、CD8+T细胞的增殖及IFN-γ的分泌，且Treg细胞频率与病人血清中HBV-DNA的数量相关，提示CHB慢性进展的不同临床阶段，患者肝组织及外周血中Treg与Th17的频率不一、比率不同、表型及功能特征的差异可能与乙型肝炎的发病、临床转归及CHB患者血清中的病毒载量有关。Zhang等[38]应用恩替卡韦抗病毒药物治疗CHB患者时发现，随着血清中HBV DNA载量的减少，外周血Th17细胞频率升高，而Treg细胞频率则减低，导致Treg/Th17比率明显降低；同时发现，随着抗病毒治疗、病毒复制的减少，患者外周血单个核细胞（PBMC）在HBcAg的刺激作用下，IL-17的分泌呈下降趋势。提示我们，Treg和ThI7细胞的功能失衡可能是CHB抗病毒治疗过程中感染持续的重要原因。研究CHB患者外周血中Thl7细胞与Treg细胞之间的相互关系，对于治疗CHB及判断CHB预后等临床难题的意义重大。

四、展望

在CHB的发生及临床进展过程中，Th17/Treg发挥重要的作用。目前，对Th17、Treg细胞的研究主要集中在动物模型及人外周血水平上，缺乏人体肝脏组织内的相关研究，特别是关于Treg和Th17细胞的功能失衡及相互关系在CHB的发病机制及临床转归中的影响。另外，通过调控Th17与Treg细胞的平衡对CHB进行治疗的策略也值得进一步探究。

[1]BERTOLETTI A，MAINIMK，FERRARI C.The host-pathogen interaction during HBV infection:immunological controversies[J].Antivir Ther，2010，15（Suppl 3）:15-24.

[2]MIROUX C，VAUSSELIN T，DELHEM N.Regulatory T cells in HBV and HCV liver diseases:implication of regulatory T lymphocytes in the control of immune response[J].Expert Opin Biol Ther，2010，10（11）:1563-1572.

[3]FISICARO P，VALDATTA C，BONI C，et al.Early kinetics of innate and adaptive immune responses during hepatitis B virus infection[J].Gut，2009，58（7）:974-982.

[4]INFANTE D，HORTON HF，BYRNE MC，et al.Microbial lipopeptides induce the production of IL-17 in Th cells[J].J Immunol，2000，165（11）:6107-6115.

[5]PARK H，LI Z，YANG XO，et al.A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17[J].Nat Immunol，2005，6（11）:1133-1141.

[6]LVANOV II，MCKENZIE BS，ZHOU L，et a1.The orphan nuclear receptor RORγt directs the differentiation program of proinflammatory IL-17+T helper cells[J].Cell，2006，126（6）:1121-1133.

[7]MANGAN PR，HARRINGTON LE，O'QUINN DB，et al.Transforming growth factor-beta induces development of the THl7 lineage[J].Nature，2006，441（7090）:231-234.

[8]STOCKINGER B，VELDHOEN M.Differentiation and function of Thl7 T cells[J].Curt Opin Immunol，2007，19（3）:281-286.

[9]KORN T，BETTELLI E，OUKKA M，et al.IL-17 and Th17 Cells[J].Annu Rev Immunol，2009，27:485-517.

[10]SUTTON C，BRERETON C，KEOGH B，et al.A crucial role for interleukin（IL）-1 in the induction of IL-17-producing T cells that mediate autoimmune encephalomyelitis[J].J Exp Med，2006，203（7）:1685-1691.

[11]CHEN Z，LAURENCE A，KANNO Y，et al.Selective regulatory function of Socs3 in the formation of IL-17-secreting T cells[J].Proc Natl Acad Sci USA，2006，103（21）:8137-8142.

[12]BATTEN M，LI J，YI S，et al.Interleukin 27 limits autoimmune encephalomyelitisby suppressing the developmentofinterleukin 17-producing T cells[J].Nat Rev lmmunol，2006，7（9）:929-936.

[13]GAFFEN SL.Structure and signaling in the IL-17 receptor family[J].Nat Rev Immunol，2009，9（8）:556-567.

[14]STEINMAN L.A brief history of TH17，the first major revision in the TH1/TH2 hypothesis of T cell-mediated tissue damage[J].Nat Med，2007，13（2）:139-145.

[15]DIAZ JA，BOOTH AJ，LU G，et al.Critical role for IL-6 in hypertrophy and fibrosis in chronic cardiac allograft rejection[J].Am J Transplant，2009，9（8）:1773-1783.

[16]LUBBERTS E，KOENDERS MI，VANDER BW.The role of T cell interleukin-17 in conducting destructive arthritis：lessons from animal models[J].Arthritis Res，2005，7（1）:29-37.

[17]BETTELLI E，KORN T，OUKKA M，et al.Induction and effector functions of TH17 cells[J].Nature，2008，453（7198）:1051-1057.

[18]FAUST SM，LU G，MARINI BL，et al.Role of T cell TGFbeta signaling and IL-17 in allograft acceptance and fibrosis associated with chronic rejection[J].J Immunol，2009，183（11）:7297-7306.

[19]WILSON MS，MADALA SK，RAMALINGAM TR，et al.Bleomycin and IL-1beta-mediated pulmonary fibrosis is IL-17A dependent[J].J Exp Med，2010，207（3）:535-552.

[20]ZUBER J，BRODIN-SARTORIUS A，LAPIDUS N，et al.FOXP3-enriched infiltrates associated with better outcome in renal allografts with inflamed fibrosis[J].Nephrol Dial Transplant，2009，24（12）:3847-3854.

[21]ZHANG JY，ZHANG Z，LIN F，et al.Interleukin-17-producing CD4+T cells increase with severity of liver damage in patients with chronic hepatitis B[J].Hepatology，2010，51（1）:81-91.

[22]VELDHOEN M，HOCKING RJ，ATKINS CJ，et al.TGF beta in the context of an inflammatory cytokine milieu supports de novo differentiation of IL-17-producing T cells[J].Immunity，2006，24（2）:179-189.

[23]KOLLS JK，LINDN A.Interleukin-17 family members and inflammation[J].Immunity，2004，21（4）:467-476.

[24]LEMMERS A，MORENO C，GUSTOT T，et al.The Interleukin-17 Pathway Is Involved in Human Alcoholic Liver Disease[J].Hepatology，2009，49（2）:646-657.

[25]RONG G，ZHOU Y，XIONG Y，et al.Imbalance between T helper type 17 and T regulatory cells in patients with primary biliary cirrhosis：the serum cytokine profile and peripheral cell population[J].Clin Exp Immunol，2009，156（2）:217-225.

[26]SAKAGUCHI S.Regulatory T cells：key controllers of immunologic self-tolerance[J].Cell，2000，101（5）:455-458.

[27]B1UESTONE JA，ABBAS AK.Natural Versus adaptive regulatory T cells[J].Nat Rev Immunol，2003，3（3）:253-257.

[28]SAKAGUCHI S.Naturally arising Foxp3-expressing CD25+CD4+regulatory T cells in immunological tolerance to self and nonself[J].Nat Immunol，2005，6（4）:345-352.

[29]LIU W，PUTNAM AL，XU-YU Z，et al.CD127 expression inversely correlates with FoxP3 and suppressive function of human CD4+Treg cells[J].J Exp Med，2006，203（7）:1701-1711.

[30]LAURENCE A，TATO CM，DAVIDSON TS，et al.Interleukin-2 signaling via STAT5 contains T helper 17 cell generation[J].Immunity，2007，26（3）:371-381.

[31]XU D，FU J，JIN L，et al.Circulating and 1iver resident CD4+CD25+regulatory T cells actively influence the antiviral immune response and disease progression in patients with hepatitis B[J].J Immunol，2006，177（1）:739-747.

[32]LAN RY，CHENG C，LIAN ZX，et al.Liver-targeted and peripheral blood alterations of regulatory T cells in primary biliary cirrhosis[J].Hepatology，2006，43（4）:729-737.

[33]ORMANDY LA，HILLEMANN T，WEDEMEYER H，et al.Increased populations of regulatory T cells in peripheral blood of patients with hepatocellular carcinoma[J].Cancer Res，2005，65（6）:2457-2464.

[34]STOOP JN，VAN DER MOLEN RG，KUIPERS EJ，et al.Inhibition of viral replication reduces regulatory T cells and enhances the antiviral immune response in chronic hepatitis B[J].Virology，2007，361（1）:141-148.

[35]YOU J，HUANG L，ZHANG YF，et al.Peripheral T-lymphocyte subpopulations in different clinical stages of chronic HBV infection correlate with HBV load[J].World J Gastroenterol，2009，15（27）:3382-3339.

[36]STOOPJN，WOLTMAN AM，BIESTA PJ，et al.Tumor necrosis factor alpha inhibits the suppressive effect of regulatory T cells on the hepatitis B virus-specific immune response[J].Hepatology，2007，46（3）:699-705.

[37]CHEN MT，BILLAUD JN，SALLBERG M，et al.A function of the hepatitis B virus precore protein is to regulate the immune response to the core antigen[J].Proc Natl Acad Sci USA，2004，101（41）:14913-14918.

[38]ZHANG JY，SONG CH，SHI F，et al.Decreased Ratio of Treg Cells to Th17 Cells Correlates with HBV DNA Suppression in Chronic Hepatitis B Patients Undergoing Entecavir Treatment[J].Plos One，2010，5:e13869.

[39]ROMAGNANI S.Human Thl7 cells[J].Arthritis Res Ther，2008，10（2）:206.

[40]HANIDZIAR D，KOULMANDA M.Inflammation and the balance of Treg and Th17 cells in transplant rejection and tolerance[J].Curr Opin Organ Transplant，2010，15（4）:411-415.

[41]TSAI HT，TSAI TH，LU TM，et al.Immunopathology of hepatitis B virus infection[J].Int Rev Immunol，2008，27（6）:427-446.

[42]SPRENGERS D，STOOP JN，BINDA RS，et al.Inductionof regulatory T-cells and interleukin-10-producing cells in nonrespondersto pegylated interferon-alpha therapy forchronic hepatitis B[J].Antivir Ther，2007，12（7）:1087-1096.

[43]STOOP JN，VAN DER MOLEN RG，BAAN CC，et al.Regulatory T cells contribute to the impaired immune response in patients with chronic hepatitis B virus infection[J].Hepatology，2005，41（4）:771-778.