IL-17+γδT细胞在相关疾病中的免疫作用

陈 立 林文源

(宜昌市第二人民医院·三峡大学第二人民医院检验科，宜昌443000)

IL-17是一类重要的炎症介质，在炎症、自身免疫性疾病、肿瘤、过敏性疾病等发生发展中发挥着重要作用。关于IL-17的来源，目前已知产生 IL-17的适应性免疫细胞主要包括CD4+αβT 细胞(Th17细胞)和CD8+αβT细胞(细胞毒性T淋巴细胞17，cytotoxic T cell 17，Tc17 cell)[1-3]，近年来关于自身免疫疾病和感染的相关研究发现，γδT细胞也可以产生IL-17，在多种自身免疫性疾病和感染性疾病中，特别是在免疫反应早期，γδT细胞作为IL-17最重要的来源发挥了重要作用[4,5]。现就近年来对IL-17+γδT细胞的研究以及在各种疾病中的作用作一简要综述。

1 γδT细胞的亚群分类及在组织中的分布

构成T细胞抗原受体(T cell receptor，TCR)的肽链有αβγδ四种类型，根据肽链的不同，TCR分为TCRαβ和TCRγδ两种，表达αβTCR的T细胞称为αβT细胞，表达γδTCR的T细胞称为γδT细胞。人类γδT细胞主要分布在皮肤和黏膜相关淋巴组织，而在外周血中仅占有核细胞的1%～10%[6]。

人类γδT细胞的TCR分子由γ链和δ链构成，多数表现为CD4-CD8-，根据δ链不同可以分成Vδ1-Vδ8共8个亚群。该8个亚群中研究较多的是Vδ1和Vδ2亚群，其中Vδ1+γδT细胞主要分布于黏膜和皮下组织中,在不同的组织中数量不等，Vδ2+γδT细胞(γ链主要为Vγ9+)主要存在于外周血和扁桃体中,占外周血淋巴细胞的0.5%～10%[7]；感染某些细菌或寄生虫后，Vγ9Vδ2T细胞在血液有核细胞中的比例甚至可以达到50%[8]，而其他Vδ3-8亚群(即Vδ1-Vδ2-亚群)很少有研究涉及。

2 IL-17的主要来源及其生物学效应

IL-17是一类T细胞来源的细胞因子，是调节固有免疫应答的重要细胞因子之一。IL-17家族由6个配体IL-17A(IL-17)、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(IL-25)、IL-17F[9]和5个受体IL-17RA～IL-17RE组成。IL-17是重要的炎症介质，能诱导基质细胞分泌集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)和前列腺素E2、IL-6等的表达，促进中性粒细胞的增殖、成熟和趋化，还可以介导炎症细胞和T细胞在组织中的浸润，并能够与一些细胞因子发挥协同作用，促进T细胞的活化，放大靶器官的免疫反应及炎症性破坏等多种生物学作用，参与多种自身免疫病和感染性疾病的发生和发展[10]。

关于IL-17的来源，对自身免疫性疾病的研究中发现，Th17细胞是一类独立于Th1和Th2细胞的新的CD4+αβT细胞亚群，该细胞以分泌IL-17为主要特征，被认为是IL-17的主要来源。近年来研究发现，CD8+αβT细胞、γδT细胞、NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等多种免疫细胞均可以产生IL-17。在多种自身免疫性疾病和感染性疾病中，γδT细胞是重要的产生IL-17的固有免疫细胞[5,11]。

3 IL-17+γδT 细胞的激活及影响因素

γδT细胞能表达各种趋化因子受体、细胞因子受体和模式识别受体，而这些受体参与了IL-17+γδT细胞的活化。正是由于γδT细胞能组成性表达IL-1R1和IL-23R，因此，研究发现，IL-1α或IL-1β与IL-23的协同作用在诱导小鼠和人体内γδT细胞产生IL-17中起到关键作用[12]。而IL-18和IL-1β一样都属于IL-1家族，γδT细胞也能高表达IL-18R，正如IL-1β和IL-23联合刺激γδT细胞产生IL-17一样，IL-18和IL-23也能联合诱导γδT细胞产生IL-17[13]。

研究发现，活化的树突状细胞(Dendritic cell，DC)产生的IL-1β和IL-23或IL-23单独就能诱导幼稚型γδT细胞产生IL-17，但IL-6和TGF-β的联合刺激不能使γδT细胞产生IL-17[14,15]。新生儿的Vγ9Vδ2 T细胞需要IL-6、IL-1β和TGF-β的诱导才能产生IL-17。成人的Vγ9Vδ2 T细胞属于记忆性细胞，与新生儿不同，成人Vγ9Vδ2 T细胞产生IL-17需要依赖IL-23、IL-1β和TGF-β的作用，但不依赖IL-6[16]。另有研究发现IL-6-/-小鼠体内的γδT细胞产生的IL-17的量与野生型小鼠相当，也证实了γδT细胞产生IL-17并不依赖于IL-6[17]，而TGF-β被证实在IL-17+γδT细胞的发育和维持中起到必要的作用[18,19]。此外，IL-2或CD25缺陷的小鼠体内分泌IL-17的γδT细胞数目减少，提示IL-2对IL-17+γδT细胞的维持也有作用[20]。

通过Toll样受体2(Toll-like receptor 2，TLR2)和树突状细胞相关性C型植物凝集素(Dendritic cell-associated,C-type lectin 1,Dectin-1)的活化以及芳基烃受体(Ary1 hydrocarbon，AhR)的调节也能诱导IL-17+γδT细胞的活化，但γδT细胞是否是通过直接与TLR或Dectin-1配体反应从而扩增和分泌IL-17尚不清楚[21]。

4 IL-17+γδT细胞在感染性疾病中的免疫作用

早期研究发现，在感染结核杆菌小鼠模型中，γδT细胞能在感染早期迅速产生IL-17，并且在感染过程中持续分泌[14]，从而证实IL-17+γδT细胞在抗结核感染免疫机制中发挥了重要作用。虽然健康人外周血中存在少量产生IL-17γδT的细胞，但在结核病患者外周血中产生IL-17的γδT细胞明显比健康人增多[22]，由此也证明，在结核杆菌感染的肺脏中，产生IL-17A的TCRγδ+T细胞是结核分枝杆菌感染的保护性免疫不可或缺的来源[23]。

此外，最近有研究发现，在呼吸道病原体百日咳博德特氏菌的感染免疫中，γδT细胞在感染后2 h就在肺中产生IL-17。与未接触抗原的小鼠相比，被百日咳杆菌感染过的小鼠肺脏中的γδT细胞能产生明显更多的IL-17[24]。在利什曼原虫感染的小鼠肝脏模型中发现，产生IL-17的γδT细胞在感染的第一周即被引入肝脏，是IL-17的关键来源[25]。此外，在急性铜绿假单胞菌肺部感染的早期阶段，γδT细胞是IL-17的主要来源，其在宿主免疫应答和防御细菌中起关键作用[26]。这些都表明γδT细胞能通过产生IL-17在免疫应答的早期发挥免疫调节作用。

研究发现，在乙型肝炎相关急性肝衰竭(HBV-ACLF)患者的血液样品中，γδT细胞的比例远远低于慢性乙型肝炎病毒感染(CHBV)患者和健康对照组,在用PMA和离子霉素刺激后，来自HBV-ACLF患者的γδT细胞能产生最大量的TNF-α或IL-17。这些结果表明γδT细胞可能是通过产生大量的炎性细胞因子和/或增加细胞毒性能力来参与HBV-ACLF患者的肝损伤[27]。而近期通过研究小鼠感染病毒性肝炎的模型发现，在感染后的24 h内IL-17和IL-23显著增加，且肝脏中大部分的IL-17是由γδT细胞产生。此外，肝内IL-17+γδT细胞优先表达IL-7Rα，在体外，IL-7与IL-23的协同作用也能刺激γδT细胞产生IL-17[28]，这些都证实IL-17在抗病毒感染免疫过程中也发挥了重要作用。

甲型H1N1流感病毒有很高的致病性，研究发现细胞因子风暴是H1N1重症感染乃至患者死亡的重要原因。而IL-17A作为重要的炎症因子，能大量募集活化多种免疫细胞参与炎症反应，对多种靶器官产生免疫病理损伤。在H1N1重症感染小鼠模型中发现，肺组织中γδT细胞比例和数目明显增高，同样的早期肺组织中IL-17A浓度也显著升高，并且感染早期，γδT17细胞是浸润肺脏的主要细胞，而非Th17和Tc17细胞，因此证实γδT17细胞通过释放IL-17A参与了H1N1重症感染小鼠早期肺组织炎性损伤的过程[29]。

5 IL-17+γδT细胞在自身免疫性疾病中的作用

除了在感染性疾病中发挥着重要作用以外，大量研究证实，IL-17+γδT细胞也参与了自身免疫性疾病的发生发展。有研究者通过建立实验性自身免疫性肝炎(Experimental autoimmune hepatitis,EAH)小鼠模型，经过检测后发现，运用肝抗原S-100处理后EAH小鼠肝脏组织中的IL-17+γδT细胞比例明显升高，中和IL-17 或清除γδT细胞后肝脏炎症均可减轻，而清除 CD4+T细胞，肝脏炎症并无明显变化，进一步提示肝脏γδT细胞是EAH的IL-17的主要来源，而非传统的CD4+T细胞[30]。由于γδT细胞表面表达IL-23受体(IL-23R)，与IL-23结合能产生大量IL-17，引起免疫炎症反应，近期研究显示，成人特发性血小板减少性紫癜(Idiopathic thrombocy topenic purpura,ITP)患者外周血γδT细胞、IL-17与IL-23的水平高于正常人，经过统一剂量激素治疗后再次检测发现，治疗有效组γδT细胞、IL-17、IL-23水平下降，治疗无效组γδT细胞、IL-17、IL-23水平较治疗前无明显下降，进一步证实γδT细胞、IL-17在ITP的发生发展中发挥了重要作用[31]。

类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性全身性自身免疫性疾病，以滑膜炎为主要的病理特征。IL-17作为强大的炎症因子，可诱导滑膜细胞产生前列腺素E2(Prostaglandin,PGE2)和GM-CSF,能刺激关节液中巨噬细胞分泌TNF-α和IL-1，促发滑膜炎症及滑膜增生。研究发现IL-17通过STAT3信号通路上调RA患者成纤维样滑膜细胞中Bcl-2的表达，从而促进患者成纤维样滑膜细胞的增殖[32]。持续性的滑膜炎会导致骨侵蚀和骨破坏，最终影响关节的完整性，研究显示，IL-17可促进成骨细胞的凋亡而导致骨破坏，对类风湿关节炎具有致病作用[33]。虽然有研究表明，IL-17介导的骨破坏是由Th17细胞分泌的[34]，但早期研究发现在小鼠肿胀关节的关节液中，分泌IL-17的γδT细胞与Th17细胞相比明显升高[35]。此外，在RA患者滑膜中，检测到了 Vδ1 和 Vδ2细胞[36,37]，也可见IL-17+γδT 细胞的增长[34]，均提示IL-17+γδT 细胞参与了RA的炎性过程。

皮肤的γδT细胞也能表达IL-23受体(IL-23R)，研究发现，IL-23能刺激银屑病患者受损皮肤的γδT细胞大量扩增，并产生大量的IL-17，从而加剧了局部炎症的发生和发展，这一点在小鼠模型中也得以证实[38]。

对小鼠实验性自身免疫性脑脊髓膜炎(Experimentfal autoimmune encephalomyeliti,EAE)研究显示，疾病发展过程中小鼠的脊髓和脑组织能产生大量的IL-17，从而发挥其致病性，而这些IL-17主要由γδT细胞产生。经过进一步研究发现，γδT细胞的两个亚型(即Vγ4+亚型和Vγ1+亚型)在EAE的进程中发挥了不同的作用，一方面Vγ4+亚型主要通过产生IL-17发挥致病作用，而另一方面，Vγ1+亚型产生CCR5配体，促进调节性T细胞的分化从而发挥保护作用[39]。上述研究表明，IL-17+γδT 细胞在自身免疫性疾病中通过多种途径发挥作用。

6 IL-17+γδT细胞在肿瘤免疫中的作用

目前关于IL-17+γδT细胞在肿瘤免疫中的确切作用仍然存在争议。近年来的研究显示γδT细胞对某些癌症有抑制作用。γδT细胞通过穿孔素-颗粒酶途径、抗体依赖性细胞毒作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)等方式裂解肿瘤细胞发挥直接抗肿瘤作用[40，41]。γδT细胞还能通过产生炎性细胞因子如IFN-γ和TNF-α发挥抑癌作用、通过促使DC成熟以增强细胞毒性及免疫调节作用、通过诱导NK细胞介导的抗肿瘤细胞毒作用等发挥间接抗肿瘤作用[42，43]。有研究发现，IL-17+γδT细胞能促进化疗后Tc1 CTLs细胞在肿瘤部位浸润并发挥作用[44]，有研究者将γδT细胞和卵巢癌症干细胞(Cancer sterm cell,CSCs)共培养后发现癌症细胞的增殖率明显下降，对化疗的敏感性大幅增加，此外，由于CSCs和γδT细胞共培养后，产生IL-17的量也明显增加，由此推断γδT细胞可以通过产生IL-17有效地杀死卵巢CSCs[45]。这些研究显示IL-17+γδT细胞能发挥一定抑癌作用。

另外有研究显示IL-17+γδT细胞也有促癌作用。研究发现，在肿瘤微环境中，IL-17主要由γδT细胞产生，而IL-17通过调节包括血管内皮生长因子在内的多种促血管生成因子的产生，以刺激胃癌、胆囊癌、非小细胞肺癌以及其他癌症的肿瘤组织的血管生成从而促进肿瘤发展[46-49]。也有研究指出，IL-17+γδT细胞可以增加髓源性抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)的积累,而MDSCs能抑制宿主免疫反应，同时刺激肿瘤血管生成，从而促进肿瘤的生长和发展[50，51]。最近有研究者发现结直肠癌患者外周血Vδ2 T细胞的IL-17表达较正常人明显升高[52]，而先天性γδT细胞是人结直肠癌(Colorectal cacer,CRC)中IL-17的主要细胞来源，肿瘤上皮屏障破坏引发的微生物产物与人类肿瘤中的炎性树突状细胞(inflammatory DCs,inf-DC)累积和IL-17+γδT细胞的极化相关。活化的inf-DC能诱导IL-17+γδT细胞分泌IL-8、TNF-α和GM-CSF，导致肿瘤中PMN-MDSCs的趋化，从而维持其免疫抑制活性，与肿瘤的发展相关联[53]。此外，有研究发现，卵巢肿瘤组织中浸润的γδT细胞也能产生IL-17A，而IL-17A通过招募非典型腹腔小巨噬细胞(Small peritoneal macrophages,SPMs)能促进肿瘤细胞增殖并抵消肿瘤免疫监视作用[54]。

另外通过对小鼠肝癌模型的研究发现，IL-17通过抑制抗肿瘤免疫应答，特别是CD8+T细胞应答而介导，从而促进了肿瘤的发展，而IL-17主要由Vγ4 γδT细胞产生，可以通过抑制Vγ4 γδT细胞从而抑制肿瘤的发展[55]。有关乳腺癌的研究显示，IL-17+γδT细胞能促进中性粒细胞的扩增和极化，导致全身性炎症级联反应，两者相互作用共同促进肿瘤的转移[56]。这些研究提示IL-17+γδT细胞在肿瘤免疫中可能有双重功能。

7 总结

γδT细胞是分布于机体的第一道屏障，通过直接识别入侵生物表面的抗原，发挥其毒性T细胞作用。IL-17是一类促炎因子，长期以来认为IL-17主要是由Th17细胞产生，近年来，大量的研究发现，γδT细胞也是产生IL-17的主要来源，目前的研究证实γδT通过早期、快速、非特异性地分泌大量的IL-17参与了感染性疾病、自身免疫性疾病以及肿瘤的发生和发展。但是综合国内外研究发现，对于IL-17+γδT细胞的研究多数还局限于实验室研究，相信随着对产生IL-17的γδT细胞在疾病中的作用及相关机制的深入研究能进一步完善我们对免疫体系的认识，同时为相关疾病的治疗提供新的思路。

致谢：本文撰写得到蚌埠医学院免疫学教研室李柏青教授审阅，并提出修改建议，特此致谢。