Th17/Treg细胞在原发性胆汁性肝硬化发病中的作用研究进展*

苏兰综述，杨晋辉，唐映梅审校

Th17/Treg细胞在原发性胆汁性肝硬化发病中的作用研究进展*

苏兰综述，杨晋辉，唐映梅审校

作者单位：650000昆明市昆明医科大学第二附属医院肝病中心

第一作者：苏兰,女，26岁，硕士研究生。主要从事自身免疫性肝病的临床及基础研究。

【摘要】原发性胆汁性肝硬化（PBC）属于一种病因未明的自身免疫性疾病。Th17细胞及Treg细胞是CD4+T细胞的两个亚群，分别起着抑制、促进炎症反应的作用，它们在分化和功能上相互抑制。PBC作为肝脏特异性的自身免疫性疾病，诸多研究提示Th17和Treg细胞数量及相关细胞因子在PBC患者中较健康者有差别，但其具体机制仍不清楚。近年来，它们在PBC发病中的变化越来越成为研究的热点。本文重点介绍Treg细胞和Th17细胞的研究现状及其在PBC发病机制中的作用。

【关键词】原发性胆汁性肝硬化；Th17细胞；Treg细胞

原发性胆汁性肝硬化（Primary biliary cirrhosis，PBC）属于一种病因未明的自身免疫性疾病，其病理表现以肝内小胆管慢性进行性非化脓性炎性损伤为特征，最终导致肝纤维化及肝硬化，主要临床表现为肝内胆汁淤积。由于PBC早期缺乏明确的临床症状，多数患者确诊时已是病程晚期，治疗非常棘手。PBC在我国的检出率呈逐年增高趋势，因此探索PBC病因和发病机制，尽早检出并积极防治PBC具有重要意义。有研究表明[1]，PBC患者肝脏的损伤主要是由于针对胆管上皮细胞表面丙酮酸脱氢酶复合体特定氨基酸残基序列的自身反应性T细胞克隆迁移到肝脏引起，提示PBC患者存在自身反应性T细胞的过度增殖。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 T cells，Treg）和辅助T细胞17（T helper type 17 cell，Th17）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[2，3]，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。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。本文就Treg细胞及Th17细胞的研究现状及其在原发性胆汁性肝硬化发病机制中的作用做一综述。

1　Th17　细胞及其在PBC发病中的作用

Th17是2005年由Park et al[4]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白介素17（interleukin-17，IL-17），故被命名为Th17细胞，IL-17是Th17细胞分泌的特征性炎性细胞因子，具有广泛的细胞靶点，许多研究[5，6]提示其可诱导其他多种炎性细胞因子、趋化因子和基质金属蛋白酶的表达，同时参与中性粒细胞趋化，最终导致炎性细胞浸润和组织损伤。Th17细胞同时可分泌白细胞介素IL-21、IL-22等细胞因子，IL-21以自分泌的形式调控Th17的分化，IL-22可代表终端分化的Th17细胞所产生的终点效应性细胞因子[7，8]，可以抵抗Thl和Th2细胞不能抵抗的细胞外细菌和真菌感染。Th17细胞具有独立的分化和调节机制，其分化过程中的标志性转录因子是孤束核受体（orphan nuclear receptor，RORγt），RORγt可诱导编码IL-17A 和IL-17F的基因表达[9]。把IL-6和TGF-β注入实验动物小鼠体内可导致初始CD4+细胞向Th17细胞分化[10~12]，提示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，而IL-23则在分化后期维持Th17稳定分化成熟[10，11，13]。在正常机体外周血中，大约有1%的CD4+T细胞为Th17细胞，在肿瘤或自身免疫性疾病等病理状态下，外周血中的Th17细胞仅有少量增加，但在损伤部位却有大量的Th17细胞聚集[14]，提示Th17细胞在肿瘤、自身免疫性疾病等方面发挥重要的作用，近年来其愈加受关注也正是因为参与介导许多自身免疫性疾病的发病。

有研究显示[15]，IL-17受体可表达于许多肝脏细胞，例如：肝细胞、Kupffer细胞、肝星状细胞、胆管上皮细胞、肝窦内皮细胞，这提示Th17细胞与肝脏疾病的发生，有密切关系，而近年来也有越来越多的研究证实了这一观点[16~18]。PBC作为为肝脏特异性的常见的自身免疫性疾病，近年关于Th17与PBC的研究也越来越多，Lan et al[19]研究发现在PBC患者的肝组织有大量的IL-17阳性的淋巴细胞浸润，PBC动物模型的肝脏中IL-17的表达也显著性升高，Rong et al[20]研究发现PBC患者外周血中Th17细胞表达较乙型肝炎患者和健康对照组均明显增多，从而推断Thl7在PBC发病过程中的重要作用。另有研究示[19，21]，PBC患者IL-17及前Th17细胞因子即IL-1β，IL-6和IL-23无论在基因表达还是外周血清浓度均比正常人升高。邓日辉等的研究也提示，PBC患者Naive T细胞与乙肝肝硬化患者、正常人相比在基因上已存在差别，从基因水平证明Th17细胞主要在自身免疫性疾病发病机制中起重要作用[22]。Harada et al[21]发现，在PBC患者中，Th17细胞在损伤的胆管周围聚集，并且由于先天的免疫反应，胆管上皮细胞具有产生Th17细胞诱导细胞因子（IL-6）及Th17细胞维持细胞因子（IL-23）的能力，这表明胆管的损伤可能与Th17细胞相关，这与相关动物实验结果相一致[23]。国内也有较多学者研究发现PBC患者血清IL-17的水平均明显高于健康对照者[24]。总之，诸多研究提示Th17细胞在PBC的发病机制中起着重要作用，但具体作用机制尚不清楚。

2　Treg细胞及其与原发性胆汁性肝硬化

Sakaguchi et al[25]于1995年在小鼠CD4+T细胞中分离出一群高表达表达白介素2（IL-2）受体a链的T细胞亚群，同时将分离得到的这类细胞输到裸鼠体内，可以预防裸鼠因缺少这类细胞的T细胞所致的自身免疫性疾病，这类CD4+T细胞高表达CD25且可以下调免疫应答水平，这个亚群被命名为Treg细胞，随后不久该研究小组又发现，如果在小鼠新生第3天切除胸腺，则该小鼠的CD4+CD25+T细胞缺失，表明这种T细胞是在胸腺内分化和发育的[26]。CD4+CD25+Treg细胞是目前研究最多的一类调节性T细胞，随着免疫学研究的不断深入，近年来人们还发现其他许多具有免疫调节功能的T细胞，虽然细胞表型不同，但在功能上均属于Treg的范畴，例如：CD8+CD28-Treg细胞、自然杀伤T细胞（Natural killer T cell，NKT）、Th3细胞等。调节性T细胞根据来源不同将其划分为固有Treg（亦称天然Treg）和适应性Treg。固有Treg是指那些在胸腺发育成熟后进入外周淋巴组织的Treg，在预防病理性自身免疫反应方面起作用；适应性Treg即获得性Treg，是由成熟T细胞诱导产生的，参与控制微生物感染和移植免疫应答。通常所谓的CD4+CD25+Tregs属于天然调节性T细胞，Th1和Th3属于获得性调节性T细胞。Treg细胞可组成性表达IL-2受体、CD62L、CD103、细胞毒性T淋巴相关抗原4、糖皮质激素诱导的TNF受体相关蛋白、膜型TGF-β、神经毡蛋白-1等，这些分子均与Treg细胞的调节功能有关，但并非特异性表达于Treg细胞。Foxp3参与Treg细胞的分化，且特异性高表达，因此可作为鉴别的标记[27]。CD4+CD25+Tregs具有免疫无能性及免疫抑制性两大特征。免疫无能性即对高浓度IL-2的单独刺激、固相包被或可溶性抗CD3单抗以及抗CD3单抗-抗CD28单抗的联合作用呈无应答状态，也不分泌IL-2。免疫抑制性表现在，经TCR介导的信号刺激活化以后，CD4+CD25+Tregs能够抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的增殖，这种抑制作用是非特异性的，且不具有MHC限制性，对Thl、Th2的功能和分化也有抑制作用。

调节性T细胞是一类具有较低的增殖能力，可分泌IL-10、TGF-β等能抗炎细胞因子，能抑制免疫反应的细胞群[28]，在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反应和维持机体免疫平衡方面发挥重要的作用。目前对Treg在自身免疫病发生中的作用给予高度关注。近年来的研究表明，细胞因子和CD4+CD25+调节性T细胞在PBC发病机制中起着重要的作用[29]。国内学者高会霞等[2]使用流式细胞仪检测PBC患者外周血，发现PBC患者外周血CD4+CD25+T细胞比例显著低于正常对照组，肝功能严重损伤的PBC患者外周血CD4+CD25+T细胞比例显著低于肝功能轻度损伤者，且CD4+CD25+T的数量与肝功能损伤指标ALP、GGT呈负相关，并提出刺激机体产生CD4+CD25+T细胞来治疗PBC的设想。这与之前Liu et al[30]的PBC外周血Tregs数量的减少与病变程度无相关性的结论不一致。许茵等[31]研究显示PBC患者外周血CD4+CD25+Foxp3+调节性T淋巴细胞减少，免疫抑制功能减弱，提示CD4+CD25+Foxp3+调节性T淋巴细胞在PBC的免疫发病机制中可能起重要作用，对评估PBC患者细胞免疫状态和预后有重要价值。Sasaki et al[32]发现，PBC患者胆管炎症区Tregs数量增加，增加程度与炎症损害程度相关，推测PBC患者外周血循环池中Tregs动员至肝组织，可能间接导致外周血中Tregs比例降低。然而，也有少数学者的研究结果与上述结论不符，Bernuzzi et al[33]的研究结果显示，PBC患者外周血中的CD4+CD25+T细胞数量与健康对照组无差异。

3　Th17　/Treg平衡在原发性胆汁性肝硬化中的作用

介导免疫炎症反应的效应细胞Th17与介导免疫耐受的Treg细胞来自共同的细胞分化前体[34]，（再次提醒，不要中英文标点混用，请认真检查全文）它们的分化均依赖TGF-β。众多因素影响两者的平衡，TGF-β在Treg细胞分化过程中具有双重作用。机体处于稳定状态或无病原体刺激的情况下，TGF-β抑制效应性T细胞的功能，诱导初始T细胞分化为Foxp3 Treg细胞，从而维持免疫耐受，防止自身免疫性疾病的发生。感染或病原入侵时，IL-6和其他炎症因子大量分泌，与TGF-β共同作用抑制Treg细胞分化，并促进Thl7细胞分化，从而介导炎症反应。由此可见，Treg细胞或Thl7细胞在免疫应答中是否占主导地位取决于周围环境中IL-6含量。近来越来越多的研究证实IL-6发挥作用与树突状细胞（Dendritic cells，DCs）有密切关系，DCs可以激活初始T细胞使其分化为不同类型的效应T细胞[35，36]。首先，不成熟DC可分泌高水平的TGF-β，促使初始T细胞分化为Treg细胞，而成熟DC则促生IL-6等炎症细胞因子，诱导Th17细胞的分化；其次，DCs自身分泌的IL-6、IL-23、IL-27等细胞因子，与Th17/Treg细胞的分化同样至关重要。通过调节DCs的成熟和功能以控制Th17/Treg细胞的研究仍处在初步阶段，有待进一步深入的研究。

Treg细胞与Thl7细胞分别起着抑制、促进炎症反应的作用，它们在分化和功能上相互抑制，Voo et al[37]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。Th17细胞/Treg细胞平衡对维持免疫内环境的稳定起重要作用，失衡可引起全身或局部免疫应答异常，导致自身免疫性疾病、持续感染、肿瘤等疾病[38]。作为肝脏特异性的自身免疫性疾病，在原发性胆汁性肝硬化的发病机制研究中，也有越来越多的学者将目光集中于Th17/Treg细胞失衡。Rong et al[20]通过对PBC患者、乙型肝炎患者和正常人外周的Th17细胞和Treg细胞研究也发现，PBC患者外周的Th17细胞和相关细胞因子明显增加，而Treg细胞数量下降、Th17细胞和Treg细胞失衡在免疫耐受破坏中存在潜在作用。Fenoglio et al[39]的研究表明，在PBC的自身免疫性疾病模型中，伴随着Th1细胞数量减少的是Th17细胞的大量增生和CD8+Treg细胞的减少。同样，在Bernuzzi et al[40]的研究中，PBC患者CD8+Treg的表型与正常对照组相比发生了显著改变，包括高表达CD127及CD39的表达减少；而在诱导生成CD8+Treg的体外实验中，PBC患者CD8+Treg的数量减低的更加明显，这些数据都显示，PBC患者CD8+Treg细胞无论在数量或功能上都发生了改变。综上所述，Th17/Treg细胞失衡在PBC的发病机制中起着重要作用，但具体作用机制不清。

4　展望

PBC目前已成为引起肝功能衰竭的常见病因之一，熊去氧胆酸为目前治疗PBC的唯一公认药物，早期应用可望改善患者的远期预后；对于熊去氧胆酸疗效不佳者迫切需要其他有效药物治疗，但糖皮质激素、免疫抑制药或其他药物的疗效及安全性尚需进一步的临床研究证实。随着对Th17、Treg这两群细胞的不断深入，对PBC发病机制的阐明提供重要线索，将有可能为自身免疫性肝病的早期诊断及治疗提供新的手段，可通过众多因素干预影响Th17细胞/Treg细胞平衡，从而达到预防和治疗疾病的目的，甚至有学者提出给PBC患者体内注入Treg细胞或使用抗TNF-α类制剂来抑制或逆转PBC的免疫反应从而达到治疗PBC的目的，这为临床上原发性胆汁性肝硬化的治疗开辟了新的途径，但由于PBC具体的发病机制仍不清楚，Th17细胞/Treg细胞失衡在PBC发病中的确切机制仍未证实，且上述手段存在诸多问题，这还有待于进一步的研究。

【参考文献】

[1]刘海英，姚定康，屠小卿，等.原发性胆汁性肝硬化患者中自身抗原丙酮酸脱氢酶特异性CD8+CTL表位预测及鉴定.中国医学科学院学报，2004，26（5）：500-504.

[2]高会霞，刘玉珍，袁文芳.原发性胆汁性肝硬化患者调节性T细胞及相关细胞因子与肝功能损伤的相关性研究.现代中西医结合杂志，2012，21（4）：345-347.

[3]Zhu J，Paul WE. Heterogeneity and plasticity of T helper cells. Cell Res，2010，20（1）:4-12.

[4]Park H，Li Z，Yang XO，et al. A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17. Nat Immunol，2005，6（11）:1133-1141.

[5]Bian Z，Guo Y，Ha B，et al.Regulation of the inflammatory response:enhancing neutrophil infiltration under chronic inflammatory conditions.J Immunol，2012，188（2）:844-853.

[6]徐维家，李志，杨婷婷，等.系统性红斑狼疮患者Th17和Th1细胞及其细胞因子水平的变化及临床意义.检验医学，2013，28 （5）:396-399.

[7]Weaver CT，Harrington LE，Mangan PR，et al. Th17:an effector CD4 T cell lineage with regulatory T cell ties. Immunity，2006，24（6）:677-688.

[8]Mckarns SC，Schwartz RH. Distinct effects of TGF-beta 1 on CD4+and CD8+T cell survival，division，and IL-2 production:a role for T cell intrinsic Smad3. J Immunol，2005，174（4）: 2071-2083.

[9]Ivanov II，McKenzie BS，Zhou L，et al. The orphan nuclear receptor RORgammat directs the differentiation program of proinflammatory IL-17+T helper cells. Cell，2006，126（6）:1121-1133.

[10]Mangan PR，Harrington LE，O'Quinn DB，et al. Transforming growth factor-beta induces development of the T（H）17 lineage. Nature，2006，441（7090）:231-234.

[11]Bettelli E，Carrier Y，Gao W，et al. Reciprocal developmental pathways for the generation of pathogenic effector TH17 and regulatory T cells. Nature，2006，441（7090）:235-238.

[12]Zhou L，Ivanov II，Spolski R，et al. IL-6 programs T（H）-17 cell differentiation by promoting sequential engagement of the IL-21 and IL-23 pathways. Nat Immunol，2007，8（9）:967-974.

[13]McGeachy MJ，Chen Y，Tato CM，et al. The interleukin 23 receptor is essential for the terminal differentiation of interleukin 17-producing effector T helper cells in vivo. Nat Immunol，2009，10（3）:314-324.

[14]Muratori L，Longhi MS. The interplay between regulatory and effector T cells in autoimmune hepatitis:Implications for innovative treatment strategies. J Autoimmun，2013，46:74-80.

[15]Lafdil F，Miller AM，Ki SH，et al. Th17 cells and their associated cytokines in liver diseases. Cell Mol Immunol，2010，7（4）: 250-254.

[16]Zhao L，Qiu de K，Ma X. Th17 cells:the emerging reciprocal partner of regulatory T cells in the liver. J Dig Dis，2010，11 （3）:126-33.

[17]Hammerich L，Heymann F，Tacke F. Role of IL-17 and Th17cells in liver diseases. Clin Dev Immunol，2011，2011:345803.

[18]Ye C，Li WY，Zheng MH，et al. T-helper 17 cell:a distinctive cell in liver diseases. Hepatol Res，2011，41（1）:22-29.

[19]Lan RY，Salunga TL，Tsuneyama K，et a1. Hepatic IL -17responses in human and murine primary biliary cirhosis. J Autoimmun，2009，32（1）:43-51.

[20]Rong G，Zhou Y，Xiong Y，et a1. Imbalance between T helper type 17 and T regulatory cells in patients with primary biliary cirrhosis:the serum cytokine profile and peripheral cell popu

lation.Clin Exp Immunol，2009，156（2）:217-225.

[21]Harada K，Shimoda S，Sato Y，et al. Periductal interleukin-17 production in association with biliary innate immunity contributes to the pathogenesis of cholangiopathy in primary biliary cirrhosis. Clin Exp Immunol，2009，157（2）:261-270.

[22]邓日辉，周迎春，陈曲波.白细胞介素-1β和白细胞介素-23对原发性胆汁性肝硬化患者Th17细胞的影响.广东医学，2014，35（8）:1238-1240.

[23]Wakabayashi K，Lian ZX，Moritoki Y，et al. IL-2 receptor α-/-mice and the development of primary biliary cirrhosis. Hepatology，2006，44（5）:1240-1249.

[24]彭辉，陈维贤，陈敏. IL-17与B淋巴细胞刺激因子在原发性胆汁性肝硬化患者中的表达及临床意义.临床检验杂志，2011，29（4）:254-256.

[25]Sakaguchi S，Sakaguchi N，Asano M，et a1. Immunologic selftolerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha-chains（CD25）. Breakdown of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases. J lmmunol，1995，155（3）:1151-1164.

[26]Sakaguchi S，Toda M，Asano M，et a1. T cell-mediated maintenance of natural self -tolerance:its breakdown as a possible cause of various autoimmune diseases. J Autoimmun，1996，9 （2）:211-220.

[27]Sakaguchi S，Miyara M，Costantino CM，et al. FOXP3+ regulatory T cells in the human immune system. Nat Rev Immunol，2010，10（7）:490-500.

[28]Sakaguchi S. Naturally arising CD4+regulatory T cells for immunologic self-tolerance and negative control of immune responses. Annu Rev Immunol，2004，22:531-562.

[29]Bernuzzi F，Fenoglio D，Battaglia F，et al. Phenotypical and functional alterations of CD8+regulatory T cells in primary biliary cirrhosis. J Autoimmun，2010，35（3）:176-180.

[30]Liu B，Shi XH，Zhang FC，et al. Antimitochondrial antibodynegative primary biliary cirrhosis:a subset of primary biliary cirrhosis. Liver Int，2008，28（2）:233-239.

[31]许茵，杨小娟，蒯守刚.原发性胆汁性肝硬化患者外周血CD4+ CD25+Foxp3+调节性T细胞检测及其临床意义.中国实验诊断学，2014，18（4）:592-594.

[32]Sasaki M，Ikeda H，Sawada S，et al. Naturally-occurring regulatory T cells are increased in inflamed portal tracts with cholangiopathy in primary biliary cirrhosis. J Clin Pathol，2007，60（10）:1102-1107.

[33]Bernuzzi F，Fenoglio D，Battaglia F，et al. Phenotypical and functional alterations of CD8 regulatory T cells in primary biliary cirrhosis. J Autoimmun，2010，35（3）:176-180.

[34]王兰，杨瑞宁，张丽. Th17细胞和调节性T细胞与自身免疫性肝病的关系.国际检验医学杂志，2014，35（8）:1022-1025.

[35]Reizis B，Colonna M，Trinchieri G，et al. Plasmacytoiddendritic cells:one-trick ponies or workhorses of the immune system Nat Rev Immunol，2011，11（8）:558-565.

[36]Gautreau L，Chabannes D，Heslan M，et al. Modulationof regulatory T cell-Th17 balance by plasmacytoid dendritic cells. J Leukoc Biol，2011，90（3）:521-527.

[37]Voo KS，Wang YH，Santori FR，et al. Identification of IL-17-producing FOXP3+regulatory T cells in humans. Proc Natl A－cad Sci U S A，2009，106（12）:4793-4798.

[38]Lina C，Conghua W，Nan L，et al. Combined treatment of etanercept and MTX reverses Th1/Th2，Th17/Treg imbalance in patients with rheumatoid arthritis. J Clin Immunol，2011，31 （4）:596-605.

[39]Fenoglio D，Bernuzzi F，Battaglia F，et al. Th17 and regulatory T lymphocytes in primary biliary cirrhosis and systemic sclerosis as models of autoimmune fibrotic diseases. Autoimmun Rev，2012，12（2）:300-304.

[40]Bernuzzi F，Fenoglio D，Battaglia F，et al. Phenotypical and functional alterations of CD8 regulatory T cells in primary biliary cirrhosis. J Autoimmun，2010，35（3）:176-180.

（收稿：2014-06-11）

（本文编辑：张骏飞）

·综述·

T helper type 17 and T regulatory cells in primary biliary cirrhosis

Su Lan，Yang Jinhui. Second Affiliated Hospital，

Kunming Medical University，Kunming 650000，China

【Abstract】Primary biliary cirrhosis（PBC）is a kind of autoimmune diseases with unknown etiology. Th17 cells and Treg cells are two subpopulations of CD4+T cells，plays suppression of，or promotion of inflammatory reactions respectively. They inhibit each other in the differentiation and function. Many studies suggest that Th17 and Treg cells，and related cytokines differ in PBC patients from in healthy persons，but the exact mechanism remains unclear. In recent years，their changes in the pathogenesis of PBC has become a hot topic. This review focuses on the research about Treg cells and Th17 cells and their roles in the pathogenesis of PBC.

【Key words】Primary biliary cirrhosis；Th17 cells；Treg cells

DOI：10.3969/j.issn.1672-5069.2015.02.031

通讯作者：杨晋辉，E-mail:827613177@qq.com

*基金项目：云南省卫生厅科技计划项目（编号：2012WS0102）