Th17细胞及其细胞因子在HBV相关性终末期肝病中作用的研究进展*

周辉娟 汪美华 章幼奕△

1.南京中医药大学2006级中西医结合七年制2班 (江苏南京，226006) 2.南京中医药大学附属南通中西医结合临床医学院中西医结合肝病科

全球约有3.5亿慢性乙型肝炎病毒 (Hepatitis B Virus，HBV)感染者，每年约有100万人死于HBV感染所致的肝衰竭、肝硬化和肝癌 (Hepatocellular Carcinoma，HCC)［1］。在中国，随着疫苗接种等预防措施的实施，感染人群较前明显减少，但1～59岁一般人群HBsAg阳性率仍达7.18%，慢性HBV感染总人口仍达到9 300万［1］，约15% ～40%患者可进展为终末期肝病，如肝硬化、肝衰竭及肝癌等［2］，病死率居高不下。近年来的研究［3，4］表明，新发现的辅助性T细胞17(Th17)及其细胞因子与慢性HBV感染的发生发展有关，已成为肝病领域的研究热点之一。本文主要就Th17及其相关细胞因子在HBV相关性终末期肝病中作用的研究进展做一综述。

1 Th17细胞的研究概况

Thl7细胞是一种新发现的CD4+效应细胞［3］，其发现源于自身免疫性疾病机制的研究。CD4+T细胞在特异性免疫应答中起主要作用，它协助抗原呈递细胞和CD8+细胞毒性T淋巴细胞启动、促进特异性免疫应答。目前，根据转录因子和分泌因子的不同，将CD4+T细胞分为Th1、Th2、Th17、调节性T(regulatory T，Treg)细胞。初始CD4+T淋巴细胞在IL(白介素)-12和IFN(干扰素)-γ的诱导下分化为Th1细胞，产生IFN-γ，促进机体细胞免疫，从而发挥抗感染、抗肿瘤作用;在IL-4诱导下分化为Th2细胞，分泌IL-4、IL-5和IL-13，介导机体的体液免疫和超敏反应，清除细胞外病原体和寄生虫;在转化生长因子-β(TGF-β)的单独诱导下分化为Treg细胞，分泌TGF-β、IL-10并表达叉状头/翅膀螺旋转录因子(Foxp3)、转录因子5(STAT5)，抑制免疫反应的发生，在维护机体免疫平衡中发挥重要作用［5］。Th17细胞在生物学功能上完全不同于以往的Th1、Th2细胞，不表达IL-4或IFN-γ，却特异性地高水平分泌 IL-17，由此被命名为 Th17细胞［3］。Th17细胞的分化是在TGF-β与IL-6或IL-21共同作用下发生的，成熟的Th17细胞产生IL-17A、IL-17F、IL-6、IL-21、IL-22和TGF-α等细胞因子。Th17细胞形成后，在小鼠中IL-23促进其增殖，维持其功能等作用，而在人类中则由IL-1β、IL-6发挥上述作用;维甲酸受体相关孤儿受体γt(RORγt)是其关键转录因子［6］。Th17细胞的分化可被能诱导Th1、Th2细胞分化的IFN-γ、IL-4抑制;而在缺乏其他促炎症因子的条件下，单独TGF-β诱导其分化形成Treg细胞，分泌TGF-β，并表达Foxp3，而不形成Th17细胞，这表明Th17与Treg细胞之间有着密切关联［7］。Th17及其相关细胞因子作用于其他免疫细胞及非免疫细胞，分泌趋化因子IL-8、单核细胞趋化因子-1及生长相关蛋白-a，诱导中性粒细胞及单核细胞迁移到病变灶，促进免疫反应;同时也能分泌集落刺激因子促进髓系细胞增殖、成熟及调节固有免疫反应和获得性免疫反应，介导免疫反应，与炎性反应 (防御细胞外病原菌的感染)、自身免疫性疾病、哮喘、肿瘤和移植排斥等的发生和发展有关［8，9］。国外，IL-17中和抗体 (AIN457)治疗银屑病、类风湿性关节炎、克劳恩氏病已进入Ⅱ期临床研究。

2 Th17细胞在慢性HBV感染中的研究

2.1 Th17细胞与慢性乙型肝炎 (CHB) 曾有研究［10，11］认为，HBV感染后是否发病并慢性化与Th1/Th2细胞亚群的比例失衡及Treg功能失调有关，但上述淋巴细胞表达的改变并不能完全解释HBV感染后肝脏免疫反应的全过程。Zhang Y等［12］使用HBV转基因小鼠模型研究了Th17在HBV感染后的作用，发现小鼠在注射Th17特征性细胞因子IL-22后，肝脏促炎因子基因表达增加，但未发现IL-22有直接抑制HBV复制的作用。然而，多项临床研究提示在HBV感染患者中Th17与肝脏疾病的严重性及肝脏损伤的程度密切相关。Wang L等［13］人研究发现：CHB患者外周血IL-17A、外周血单个核细胞 (peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)分离的 IL-17mRNA表达水平较HBV携带者、正常人群增多，肝组织免疫组化分析发现，IL-17在正常健康人群不表达，HBV携带者轻微表达，CHB患者表达较多，且随着炎症程度的升高而增多;FENG H等［14］对CHB患者肝组织免疫组化研究发现：肝损伤部位Th17聚集增多;聚集程度与炎症程度呈正相关;小叶区Th17细胞分布炎症程度G4＞G2～G3、G0～G1;门脉区Th17细胞分布：G4＞G2～G3＞G0～G1;外周血Th17表达G2～G3＞ G0～G1。上述研究［14～18］结果可能的机制为 Th17被HBV病毒抗原诱导激活，主要通过由抗原提呈细胞所产生的IL-23细胞因子所调节分泌相关细胞因子，激活成纤维母细胞、星状细胞、树突状细胞、内皮细胞、巨噬细胞、表皮细胞分泌IL-1、IL-6、TNF(肿瘤坏死因子)-α、诱导型一氧化氮合成酶 (NOS-2)、金属蛋白酶、趋化因子等炎症因子调节免疫反应，引起肝组织损伤。虽然上述研究结果表明CHB患者Th17/IL-17表达升高，但均未发现其与HBV DNA水平有明确的相关性，可能是IL-17可上调抗凋亡分子，使病毒感染的细胞生存时间延长，导致病毒持续感染，从而引起肝脏炎症的加重和疾病进展。但也有研究［19］表明，在CHB患者中，外周血IL-17与正常人群相比差异无统计学意义。有报道［20，21］认为，CHB患者肝组织中IL-22表达较高，IL-22表达水平与组织学炎症活动指数呈负相关，与IL-17水平呈正相关。但目前在CHB患者中IL-22的确切机制以及与IL-17的相互联系仍然不清楚。最近有学者对CHB抗病毒治疗中Th17及IL-17的变化进行了研究［19～22］，发现恩替卡韦导致的HBV复制抑制能够导致Treg/Th17比率的明显下降，且第4周时的Treg/Th17比率下降和其后血清HBeAg的消失关系密切;普通干扰素α病毒学应答组血清IL-17在18周后出现明显升高，而无应答组血清IL-17呈现水平波动，应答组中HBeAg转阴者血清IL-17水平在18周明显高于未转者，提示Th17参与了机体的抗病毒应答，其机制尚不明了。

2.2 Th17细胞与HBV相关性肝纤维化 众所周知，肝纤维化是肝硬化发展的重要病理过程。虽Foster RG等［23］研究发现外周血中Th17表达水平与丙型肝炎病毒引起的肝纤维程度无明显相关性;但Wang L等［13］研究表明CHB患者肝组织纤维化程度越高，IL-17表达越多;外周血中IL-17与纤维化指标 (透明质酸、层粘连蛋白、Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原纤维)之间存在明显的正相关，肝组织免疫组化分析也提示IL-17主要表达在肝脏纤维化区域;Ye Y等［15］研究发现，IL-17A表达阳性细胞随着肝纤维化分级上升而增多。这可能与TGF-β1在肝纤维化的发生发展过程起到至关重要的作用［24，28］，而TGF-β1可能与IL-6诱导CD4+T细胞向Th17细胞分化有关。值得注意的是，最新一项研究表明，肝星状细胞表达IL-17R，而活化的星状细胞可分泌胶原纤维参与纤维化的发生［25］;北京302医院Zhang JY等［26］研究也发现，HBV能活化巨噬细胞CD16亚群参与肝纤维的发生发展，其有很强的诱导Th17细胞在肝脏内表达的能力。因此，有理由相信，Th17/IL-17可通过多种途径参与肝纤维化的发生。

3 Th17细胞在HBV相关性终末期肝病中的研究

3.1 Th17细胞与HBV相关性肝硬化 肝硬化是肝纤维化进一步发展的终末阶段，表现为肝脏结构的改变以及再生结节的形成，发展为失代偿期时，导致许多严重不良事件的发生，极易并发上消化道出血、肝性脑病、肝肾综合征等严重并发症而死亡。有关Th17/IL-17在HBV相关性肝硬化中的研究文献不多。有研究［13］认为肝硬化患者血清IL-17A和PBMCs中分离的IL-17mRNA明显高于CHB、肝癌、重型肝炎以及HBV携带者;Ye Y等人［15］研究发现：肝组织内IL-17A表达阳性细胞比值Child C级患者较Child A、B级明显增多;产IL-17A/IFN-γ细胞比值Child C级明显高于Child A、B级;该研究还发现IL-17阳性细胞表达密度在HBV相关性肝硬化中明显高于酒精性肝硬化、丙型肝炎相关性肝硬化、原发性胆汁性肝硬化，提示IL-17阳性细胞参与了HBV相关性肝硬化的形成。

3.2 Th17细胞与HBV相关性肝衰竭 我国《肝衰竭诊疗指南》［27］根据病理组织学特征和病情发展速度，将肝衰竭分为5类：急性肝衰竭 (acute liver failure，ALF)、亚急性肝衰竭(subacute liver failure，SALF)、慢性肝衰竭 (chronic liver failure，CLF)、慢加急性肝衰竭 (acute-on-chronic liver failure，ACLF)和慢加亚急性肝衰竭 (subacute-on-chronic liver failure，SACLF)。目前的研究文献以ACLF及CLF的相关报道居多。关于Th17在肝衰竭中的作用，Yang W等［28］对C57BL/6小鼠腹腔注射鼠肝炎病毒 (Mouse Hepatitis Virus，MHV)-59，死亡组外周血IL-17水平明显高于生存组，并与反映肝脏炎症程度的指标ALT同步升高，提示血清IL-17与MHV感染性肝损伤、预后明显相关;该研究还表明，敲除IFN-γ和IFN-γR的小鼠对MHV更为敏感，血清IL-17、Th17/CD4+比值较野生型小鼠均明显上升，死亡率也明显上升，提示IFN-γ有抑制IL-17产生的作用;进一步研究发现，Th17主要通过诱导IL-6、TNF-α、编码人单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等细胞因子诱导肝脏损伤。但是 Li J等［29］研究发现，扑热息痛、特异性药物引起的ALF有60%左右能检测到IL-17;病毒性肝炎引起的检测到IL-17的几率较低;Th17分泌的IL-21在特异性药物引起的ALF中升高，HAV、HBV等引起的无明显升高，认为HBV、HAV等所致的病毒性肝炎并不能激活IL-17A阳性细胞表达。研究者［29］还认为，IL-17除Th17外，还有CD8+T细胞、NKT细胞、γδT、巨噬细胞、NK等多种细胞产生，考虑到扑热息痛引起ALF的发病机制，由于Th17分化、增殖需要数天甚至数周，该类药物所致ALF患者IL-17可能并非来自Th17，而是来源于非特异性免疫应答导致细胞死亡后释放，而特异性药物 (如利福平)等引起的ALF的高水平IL-17则主要由于Th17产生。关于HBV相关的ACLF(HBV-ACLF)的临床研究目前已有相关报道，Zhai S等人［30］研究发现HBVACLF患者外周血Th17(CD3+CD8+IL-17A+)/CD4+细胞比值较CHB、正常对照人群明显上升，Th17与Treg呈正相关，但在CHB、正常人群则无明显的相关性;Th17/Treg比值与患者的预后密切相关，提示Th17以及Th17/Treg失调参与了HBV-ACLF的形成。一项类似的研究［31］结果也表明，HBVACLF患者外周血Th17/CD4+T、PBMCs中IL-17mRNA含量明显高于CHB、健康人群;Th17/CD4+T、IL-17mRNA与 HBVACLF患者TBil、终末期肝病模型 (MELD)评分呈正相关，与凝血酶原活动度 (PTA)呈负相关;Th17/CD4+T、IL-17mRNA在生存组中明显高于死亡组;Niu Y等［4］研究发现IL-17+细胞主要在HBV-ACLF肝组织门脉区表达;在小叶区也有表达，但主要集中在坏死区域，表达IL-17+细胞明显高于CLF组;HBV-ACLF患者 IL-17+细胞/CD4+T 与 TBil、MELD呈正相关。上海仁济医院章鹏等［32］的研究也发现，亚大块坏死组肝组织IL-17阳性细胞浸润区域，IL-17、RORrt mRNA表达均较G2～G4炎症组广泛，主要表达在门管区和纤维间隔处。上述研究结果为进一步阐明HBV-ACLF的免疫发病机制提供了理论基础和实验依据，对临床制订治疗干预方案、判断疗效有重要的指导意义。在我国，临床所见HBV相关性肝衰竭，以在慢性肝炎或肝硬化背景下发生亚急性肝衰竭即SACLF居多，但由于国内外肝衰竭分型的差异，针对慢加亚急性肝衰竭患者Th17/IL-17表达及其意义的研究尚未见报道，Th17/IL-17能否作为HBV相关肝衰竭疾病严重程度及预后判断的指标尚需进一步研究。

3.3 Th17细胞与HBV相关性肝癌 目前关于Th17/IL-17在肿瘤发生发展中的作用存在两种截然不同的观点。Zhang J P等人［33］研究发现 Th17/CD4+T在HBV-HCC肿瘤组织中的比值明显高于非肿瘤组织;Th17在HCC患者的表达规律为外周血PBMC少于非肿瘤组织，非肿瘤组织少于肿瘤组织;HCC内部Th17表达密度与分化程度无相关性，但肿瘤内部和外周Th17表达水平与患者生存时间呈负相关;肿瘤内部Th17表达密度为预测HCC患者预后的独立因子;Th17表达密度与肿瘤内微血管的密度相关。王维维等［34］认为，HCC患者外周血Th17细胞、PBMC中IL-17mRNA表达水平明显高于正常对照组;外周血Th17表达水平与肿瘤大小、门脉肿瘤栓塞、转移程度以及肿瘤TNM分期呈正相关;且随着TNM分期的升高，Th17表达水平也升高;中晚期HCC明显高于早期HCC。Hou W等［17］的研究表明，Th17细胞有抗凋亡功能，这是有利于肝癌肿瘤组织的生存的。浸润肿瘤的Th17细胞高度表达CC趋化因子受体4(CCR4)和CCR6，因此其对肿瘤源性趋化因子CCL20的信号能作出相应的应答。这提示Th17能通过促进血管生成［35］、通过AKT通路激活IL-6、JAK2、STAT3等途径促进HCC细胞生长、增殖［36］。但也有研究报道Th17/IL-17具有抗肿瘤效应功能［37，38］。Th17/IL-17在HCC中的确切作用机理还有待更深入地研究。

4 小结

Th17细胞作为一种新型的CD4+T亚群，在HBV相关性终末期肝病的发生发展中起到重要作用。但是至目前为止，还没有一项研究能明确Th17细胞及其细胞因子在它们中的确切作用以及如何发挥免疫调节作用。因此，研究Th17细胞在HBV相关性终末期肝病中的作用以及相关细胞因子、细胞因子受体如何促进Th17在HBV相关性终末期肝病中募集、表达就显得尤为重要，或可为HBV相关性终末期肝病发病机制的研究提供一个新思路，并在治疗方面取得新的突破。

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