CD4+T细胞及其亚群在牙周炎病理进程中的作用

郭宣佐，韩亚琨

(1.吉林医药学院附属医院 信息中心统计室，吉林 吉林 132013；2.吉林医药学院附属医院 口腔科，吉林 吉林 132013)

牙周炎是在龈下菌斑的作用下，机体免疫系统发生免疫应答从而导致牙周支持组织发生破坏的一类疾病。虽然这一过程涉及病原微生物、宿主基因特点等多种因素，但免疫应答的强弱是决定牙周支持组织破坏程度的最直接因素[1]。在牙周炎病理过程中，CD4+T细胞在接受抗原提呈细胞的信息后可分化成多个亚群，以下将对其不同亚群在牙周炎中的功能进行详述。

1 1型与2型辅助性T细胞(T helper cell, Th)

Th1细胞可分泌γ干扰素(interferon- γ，IFN- γ)、白细胞介素2(interleukin- 2, IL- 2)及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor- α，TNF- α)等细胞因子，并可活化巨噬细胞及促进G型免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)的效能。Th1细胞能参与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型超敏反应[2]，其分化及功能主要受IL- 12调控，IL- 12与Th0细胞表面的受体结合后可活化酪氨酸激酶2，进而诱导信号传导及转录激活因子(signal transducers and activators of transcription, STAT)的磷酸化与活化。STAT4是Th1细胞分化过程中的重要调控因子，它可通过促进T- bet表达影响Th1细胞分泌IFN- γ,而IFN- γ又可促进T- bet及IL- 12受体β2的表达，进一步加强了IL- 12的作用。IL- 12介导的STAT4及T- bet途径是Th1分化及IFN- γ表达过程中不可或缺的步骤。相比于Th1细胞，Th2细胞则是非吞噬细胞途径宿主免疫的主要调控者，它的分化主要由IL- 4调控。在IL- 4的作用下，转录因子GATA3启动并上调STAT6的表达从而介导T细胞受体(T cell receptor,TCR)/IL- 4途径来调节Th2细胞的分化。GATA3还可促进Th2细胞表达功能性细胞因子如IL- 4、IL- 5及IL- 13，并抑制IL- 12受体β2的表达，在一定程度上抑制Th1细胞的分化，这也是Th1、Th2细胞的交互作用机制之一。除表达细胞因子外，Th2细胞还参与体液免疫过程：首先，Th2细胞通过促进IgE和IgG的同型转换调节黏膜免疫过程；其次，Th2细胞还可以调节嗜酸及嗜碱粒细胞使之表达IgA；再者，Th2细胞所分泌的细胞因子如IL- 4等还可抑制巨噬细胞功能[3]。

Araujo- Pires等[4]比较分析了健康人群、牙龈炎及慢性牙周炎患者牙龈中Th细胞内炎症因子的表达情况。结果显示，健康牙龈内IL- 2、IL- 5、IFN- γ以及TNF- α表达水平远不及病变的牙龈组织，其中IL- 2则仅表达于晚期牙周炎组织内，侵袭性牙周炎患者牙龈组织的T细胞中IL- 5、IL- 10、IL- 13以及转化生长因子β(transforming growth factor- β,TGF- β)显著低于对照组，两组样本中IL- 2与IFN- γ的表达无统计学差异。侵袭性牙周炎患者的外周血中IFN- γ及IL- 2的mRNA表达较高，IL- 5及粒细胞- 巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte- macrophage colony stimulating factor, GM- CSF)的mRNA表达水平则明显低于慢性牙周炎组。Bartova等[5]用刀豆蛋白A刺激健康人群及牙周炎患者牙龈内的T细胞，观察其在IL- 2、IL- 4及IFN- γ表达上的异同。在刺激前，牙周炎组细胞上述指标的表达明显高于健康组。而在刺激后，各组细胞均表现出IL- 4的高表达，并开始表达IL- 6。上述研究表明Th1及Th2细胞对牙周炎过程中的免疫反应具有调节作用，且侵袭性牙周炎的发生发展可能与Th1细胞的活动相关，而慢性牙周炎则主要受Th2细胞调控。

2 Th17细胞与调节性T细胞(Regullatory T cells, Tregs)

除传统的Th1和Th2细胞外，Th17细胞因其对炎症的特殊调节能力及在骨吸收中的作用，近年来也成为研究的热点。牙周炎牙龈中的Th17细胞表达更多的IL- 17、TNF- β、IL- 1及IL- 6；来自牙周炎牙槽骨的Th17细胞则在IL- 17及核因子κB受体活化因子配体(Receptor Activator for Nuclear Factor- κB Ligand, RANKL)这两种因子上呈明显的高表达。其可能机制为牙龈卟啉单胞菌作用于CD68+抗原提呈细胞并促进其分泌IL- 23p19，该因子又继续作用于Th17细胞所致。位于牙周炎病变局部的T细胞亚群表达较多的CD25及细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte- associated antigen- 4, CTLA- 4)，而外周血T细胞亚群则更倾向于TGF- β、IFN- γ。更为重要的是，51%的病变区域的T细胞可表达IL- 17，而在外周血中这一比例仅为11%。IL- 17在病变区牙龈中表达率和表达量均有显著升高，且这种升高与牙龈及牙周支持组织的破坏程度呈正相关。这表明除Th1及Th2细胞以外，病变区域还有大量的Th17细胞存在，它与CD4+CD25+Tregs共同调节病变局部的免疫反应特别是骨免疫过程。

Tregs是一种以CD4+、CD25+为标志性特征的T细胞亚群，其主要作用为负向调节炎症反应，该类细胞亚群可在包括牙周炎在内的多种炎症中发挥重要的作用[6]。Tregs可有效地对自身免疫反应进行调节，当体内的Tregs缺乏时，某些因素如免疫机能亢进或移植排异反应等所引发的自身免疫反应就会显著加强，从而造成严重的免疫性破坏[7]。在Tregs中，固有的Tregs亚群负责调控自身免疫反应，而获得性Tregs亚群则可调控获得性免疫反应[8]。

研究表明，在牙周炎过程中，Treg细胞通过表达叉状头转录因子P3(foxkhead transcription factor p3,Foxp3)来降低牙周炎时自身免疫反应的程度，从而在一定程度上延缓了牙周骨吸收，进而保护牙周组织。然而也有研究证实，在Treg细胞群中有部分细胞不能或仅能表达较低程度的Foxp3，这类Treg细胞可通过下调IL- 10和TGF的合成来加速牙周炎骨免疫的进程。因此，Treg细胞在牙周炎骨免疫过程中有双重作用。无论是健康的牙周组织还是炎症状态下的牙周组织内，均可观察到CD4+CD25+Treg细胞，但牙周病变组织中阳性率高；细胞核内的转录因子Foxp3被认为是到目前为止Treg细胞最具特征性的标志物，能够维持Treg细胞表型和其抑制功能。Treg细胞可以分泌抑制性细胞因子如IL- 4、IL- 10和TGF- β，参与抑炎反应，并能够减少破骨细胞形成[9]。此外，还有研究表明，Tregs可有效地抑制B细胞的活化及功能，从而降低体液免疫反应的程度。

3 CD4+T细胞亚群间的交互作用

在牙周炎的局部免疫过程中，各T细胞亚群并非独立工作而是互相调节、互相依存。在这一过程中，有复合作用的细胞因子是不可或缺的。如前文所述，IL- 4诱导Th2细胞分化；IL- 12促进Th1的分化，同时抑制Th17的分化和IL- 17的分泌，IL- 4也有同样的作用，但Th17细胞却不能通过IL- 17来负向调控Th1及Th2细胞[10]。

Th17与Tregs之间可相互作用与调节，在两者的分化增殖过程中存在大量的共作用因子如TGF等，可同时调节两者的分化功能。病原微生物未入侵时，Th0细胞在无IL- 6的情况下可经TGF- β诱导分化成Tregs来下调免疫反应，并防止自身的免疫性破坏[11]。当病原微生物进入机体后，抗原提呈细胞接触特异性抗原并同时分泌IL- 6，Th0细胞则可在IL- 6与TGF- β的协同作用下分化为Th17，同时上调免疫反应以保护机体不受外界侵害。除此之外，IL- 21也参与Th17细胞的分化与增殖。研究表明，IL- 21可诱导Th17细胞分泌IL- 21，并可在TGF的协同作用下继续诱导其它亚群的CD4+T细胞分泌IL- 17；当IL- 21及其受体表达下调时，经TGF和IL- 6诱导所产生的Th17细胞数量则明显下降。上述研究表明IL- 21在Th17细胞分化过程中的作用与IL- 12对Th1及IL- 4对Th2的作用机制相同。

除Th17细胞外，其它的Th细胞亚群及部分粒细胞也可分泌IL- 17。这些IL- 17+细胞相互作用，共同促进牙周炎的发展。Chen等[12]研究发现，巨噬细胞可通过分泌IL- 23及IL- 1来激活补体及Toll样受体，诱导Th细胞上调IL- 17的表达，在促进Th17细胞分化增殖的同时抑制Tregs。虽未完全明确，但已证实IL- 23与牙周炎发展过程中Th17/Tregs的转化密切相关。两者的动态平衡及转换在一定程度上决定了牙周炎的活动及静止，这是也当下研究的热点。

Th17和Tregs之间的反馈作用及其与Th1/Th2亚群间的交互关系，进一步解释了牙周炎发生发展过程中的免疫机制。经T细胞分泌的促进因子虽可造成机体的免疫性破坏，但也同时清除了病原微生物，起到屏障作用；而由Tregs等细胞分泌的抑炎因子，虽降低屏障的作用，但也同时避免了因免疫反应过激而造成的组织破坏。各细胞及因子相互作用错综复杂，很难将免疫屏障和免疫保护完全分开，各种Th细胞在牙周炎病理进程中的作用仍有待进一步研究。

4 结 语

牙周炎是在病原微生物、宿主基因型及免疫应答反应等多种因素共同影响下所形成的疾病，由于其涉及因素较广，时至今日仍未能完全明确其作用机制。一般认为，由淋巴细胞所介导的免疫反应是牙周炎宿主组织破坏的主要原因。各淋巴细胞亚群间相互作用、相互协调，共同维持牙周炎病理环境下的动态平衡。然而目前的报道仍未完全明确各淋巴细胞亚群的功能，有关其病理机制仍需进一步探讨。