Treg细胞与Th17细胞的研究现状及临床意义

刘 博，李绍光，孙天胜

CD4+辅助性T细胞是一类重要的免疫调节细胞。传统观点认为CD4+辅助性T细胞，特别是Th1和Th2细胞能够反映机体的免疫功能状态。CD4+CD25+调节性T细胞(regulatory tcells，Treg)和辅助T细胞17是新发现的Th细胞亚群，它们在维持机体免疫平衡方面发挥重要作用［1-3］，是对Th1和Th2免疫平衡理论的重要补充，成为免疫学和肿瘤学等领域的研究热点［4］。炎症、感染、肿瘤、自身免疫性疾病等多种疾病状态中Th17、Treg细胞免疫失衡也有不少报道［5-7］。本文就Treg细胞及Th17细胞的研究现状及临床意义做一综述。

1 Treg细胞

Treg细胞是一组具有免疫抑制功能的T细胞亚群［8］，按其来源分为天然发生的 Treg(natural treg)和外周诱导产生的Treg(induced treg)。Treg细胞表面表达一种重要的膜分子－细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4，CD152)，它作为一种共刺激信号分子参与免疫应答的负调控。Treg细胞需要一个经CTLA-4介导的共刺激信号激活［9］，细胞活化后CTLA-4表达增加，并持续表达。CTLA-4与效应细胞上CD80/CD86结合，将抑制信号递给效应细胞，从而抑制效应细胞功能。此外，Treg细胞表面CTLA-4与DC细胞的CD80/CD86结合，通过逆向转导信号导致T细胞活化程度降低。

现在普遍认为识别Treg的标志是转录因子Foxp3，2001 年由 Brunkow 等［10］首次报道，它特异性的表达于Treg细胞。Foxp3是Treg细胞分化、发育和发挥功能中的一个关键转录因子。Foxp3基因缺陷的小鼠体内缺乏Treg细胞，而在Foxp3过度表达的小鼠体内其CD4+CD25－T细胞和CD4－CD8+T细胞也显示出免疫抑制功能［11］。人体内Foxp3基因的突变可能会导致自身免疫疾病的发生，目前普遍认为人类免疫失调－多发性内分泌腺病－肠病-X连锁综合征(IPEX)与Foxp3基因突变有关［12］。

Treg细胞的作用机制有2种:①细胞接触依赖机制。Treg细胞通过其表面分子(CTLA-4、CD25)［13］与其他细胞上的相应配体特异结合发挥免疫抑制作用。②活化的Treg细胞分泌功能。IL-10可以抑制T细胞的增殖及产生细胞因子，抑制Th1和Th2细胞合成白介素-2(IL-2)等细胞因子，还可抑制人主要组织相容性复合体Ⅱ类(MHCⅡ)分子在巨噬细胞和DC上的表达，同时阻断CD28/B7途径对T细胞增殖和活化的刺激作用，从而起到免疫抑制作用［14］。转化生长因子-β(TGF-β)从 3个方面起免疫抑制作用:①抑制免疫效应细胞的增殖。②抑制免疫效应细胞的分化和活性。③抑制细胞因子的产生及其免疫调节作用［15］。Treg细胞还分泌一种颗粒蛋白酶A直接杀伤活化的CD4+和CD8+效应T细胞。这种杀伤效应可能是通过穿孔蛋白机制发挥作用的［16］。新近研究还发现，Treg细胞可通过半乳糖凝集素(Galectin-1)与T细胞表面糖蛋白受体结合来抑制T细胞分泌IL-2和γ干扰素(IFN-γ)。

Treg细胞还可以抑制B细胞功能。其抑制B细胞的机制主要是通过抑制Th细胞对B细胞的辅助作用和直接抑制B细胞的活化及抗体生成［17-18］，从而抑制由自身抗体介导的自身免疫疾病的发生［19］。

在Nat Immunol上报道了一篇关于新型调节性T细胞“iTr35”的文章，可能为已有的调节性T细胞增添新成员［20］。新发现的调节性T细胞“iTr35”分泌的特征性细胞因子为IL-35，但不表达Foxp3，主要通过分泌IL-35发挥免疫抑制效应，而不是通过TGF-β发挥作用。该文还证明Treg细胞在体内发挥免疫抑制功能时有一部分是通过在体内诱导的iTr35完成的，该诱导过程是IL-35依赖的，IL-10也发挥一定的作用。而且，这一新型调节性T细胞的抑制功能更强，在体内维持的时间更久。

2 辅助T细胞17

辅助性T细胞17(Th17)是2005年由Park等［21］在对实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)和胶原蛋白诱导性关节炎这两个典型自身免疫疾病动物模型的研究中发现，因该群细胞特异性产生IL-17，故被命名为Th17细胞。

Th17的分化过程中标志性转录因子是孤束核受体(orphan nuclear receptor，RORγt)［22］，RORγt可诱导编码IL-17A和IL-17F的基因表达。IL-6和TGF-β是启动初始CD4+T细胞分化成Th17的主要细胞因子［23-24］，而 IL-23则在分化后期维持Th17稳定分化成熟。

Th17通过产生 IL-17、IL-6、IL-22 及 TNF-α 等细胞因子发挥功能，其最重要的效应因子是 IL-17［25］。IL-17 家族包括 6 个成员:IL-17A、B、C、D、E和F。Th17只产生IL-17A和IL-17F。IL-17具有促炎作用，诱导促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α)、趋化因子(如MCP1和MIP2)和基质金属蛋白酶的表达，引起组织细胞浸润和组织破坏。IL-17也参与中性粒细胞的增殖、成熟和趋化，对T细胞的活化起协同刺激作用，并能促进树突状细胞的成熟。IL-17与IL-22协同作用，可以增强炎性反应并造成组织损伤。

3 Treg细胞与Th17细胞的关系

Th17和Treg之间细胞分化相互抑制且功能负性调节，在机体内存在一个平衡关系，二者平衡的破坏是许多炎症和自身免疫性疾病的关键因素［26］，而TGF-β和IL-6是调控这一对细胞平衡的重要细胞因子。正常情况下，TGF-β单独存在并诱导初始CD4+T细胞分化为Treg;而当有感染或炎症时，IL-6和TGF-β共同存在并诱导初始CD4+T细胞向Th17细胞分化。Korn等［27］的研究发现，细胞因子IL-21联合 TGF-β可通过激活 STAT3途径增加RORγt的表达，使初始 CD4+T细胞产生 IL-17，同时可以抑制Foxp3的表达，从而减少CD4+T细胞分化形成Treg细胞。Voo等［28］发现通过流式细胞术从人的外周血中分离出来的部分CD4+CD25+Foxp3 的Treg细胞可以分泌IL-17，提示Treg细胞不但可以抑制机体的免疫功能，而且也有可能参与了Th17的促进炎症发生的过程，并与Th17有协同作用，但机制还不清楚，需要进一步研究。

4 Treg细胞及Th17细胞与疾病的关系

4.1 器官移植的排斥反应 Th17细胞分泌的IL-17在器官移植中具有加剧移植排斥反应的作用。在肾、肺移植急性排斥反应期，体内IL-17表达是上调的［29］。而Treg细胞能够抑制对同种抗原的混合淋巴细胞反应(MLR)，预防移植物抗宿主病(GVHD)及保留移植物的抗白血病效应，在建立移植耐受，抑制移植物排斥方面起作用。

4.2 自身免疫性疾病 Sato等［30］发现，Th17细胞在自身免疫性关节炎中起到介导T细胞激活和骨吸收的作用，IL-23/IL-17轴则参与了自身免疫性关节炎发病的起始和骨组织破坏2个阶段。IL-17可以通过刺激滑膜细胞表达分泌多种血管因子促进血管翳的形成，在类风湿关节炎(RA)早期即发挥破坏作用。IL-17刺激、活化滑膜细胞及巨噬细胞，增加了破骨细胞分化因子的基因表达，诱导破骨细胞祖细胞向成熟破骨细胞分化，促进软骨蛋白多糖及胶原降解，抑制软骨细胞蛋白多糖的合成。多发性硬化、系统性红斑狼疮、银屑病以及哮喘等患者的血清及组织中也检测到了 IL-17的高表达［31-35］。同时IL-17还能促进多种炎性因子的分泌，如IL-6、TNF-α、CC家族的趋化因子等，这些增多的炎性细胞因子提高了局部炎性反应的强度，加重了组织器官的炎性损伤，从而直接影响了疾病的严重程度。而Treg细胞是维持自身免疫耐受的主要细胞之一，可以控制变态反应性疾病，防止自身免疫性疾病的发生。

4.3 感染性疾病 Th17细胞在细菌感染中起到重要防御作用。Th17细胞分泌的IL-17可以促进气道上皮细胞或成纤维细胞释放IL-8、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)等细胞因子招募中性粒细胞至炎症局部，激活弹力酶和髓样过氧化物酶后间接激活中性粒细胞的活性［36］;Ye等［37］发现 IL-17 可加快对肺炎克雷伯杆菌的清除。Th17细胞分泌的IL-22也可以加强宿主对革兰阴性肺炎杆菌(克雷伯杆菌)的防御能力［38］;此外，IL-17亦过诱导其他细胞因子和G-CSF的表达在肺部感染中起到重要的防御作用。而Treg细胞有效控制抗感染免疫，可以防止引起组织破坏的病理性免疫应答发生，但同时也是病原体长期存在难以清除的因素［39］，延长了慢性感染的病程。在急性乙型肝炎病毒(HBV)感染者体内，Treg细胞的比例减小伴随其抑制能力的降低，此类变化可能对清除病原体、减轻免疫损伤发挥积极作用;但慢性HBV感染者体内的Treg细胞在CD4+T细胞中比例显著升高，可能促进病原体的持续性感染。

4.4 肿瘤 肿瘤患者外周血中Th17细胞水平增高，这一点可以在肝癌、胃癌、前列腺癌、卵巢癌、黑色素瘤、头颈部鳞状细胞癌、纤维肉瘤、髓母细胞瘤等恶性肿瘤中得到印证。但是Th17细胞在肿瘤中的作用尚不明确，大多数观点认为，Th17细胞通过肿瘤免疫抑制肿瘤生长［40］，而有些学者认为，Th17细胞可以促进肿瘤生长。由于肿瘤抗原是自身抗原量或质的改变，Treg细胞能抑制T细胞对外来和自体抗原的免疫应答，因而会阻止机体对肿瘤细胞的免疫应答，从而导致了肿瘤的免疫逃逸。有研究将肺癌患者与对照组外周血Treg细胞检测结果进行比较发现，肺癌组Treg细胞比例明显高于正常对照组，转移组Treg细胞比例明显高于未转移组，随着病程的进展，Treg细胞逐渐增多［41-42］。

4.5 创伤 已有研究表明严重创伤后5 d Treg细胞比例开始升高，并呈持续性［43］。在对严重创伤患者外周血中Th17细胞、Treg细胞的研究中发现，严重创伤患者外周血Th17细胞比例较健康人群稍高但差异无统计学意义，创伤脓毒症患者外周血Th17细胞比例明显高于严重多发伤患者。严重创伤组及创伤脓毒症组外周血Treg细胞比例较健康对照组高，严重创伤组与创伤脓毒症组比较差异无统计学意义。严重创伤后Th17/Treg比值下降，机体处于轻度免疫抑制状态中;当发生创伤脓毒症时Th17/Treg比值上升，Treg细胞比例并没有下降，反而轻度升高。由此可见，创伤后机体并不是单纯的过度免疫抑制，而是炎性反应抗炎反应相互作用的结果，机体的免疫平衡严重紊乱。

由于Th17、Treg细胞在维持机体免疫中的有不可替代的作用，不同疾病状态下Th17/Treg平衡状态的研究，有利于正确评价患者的免疫功能状态，选择适当的时机，针对不同免疫状态实施有效的免疫调节措施成为临床治疗的必要。

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