CD8+T细胞与支气管哮喘关系研究进展①

徐 敏 王 伟

(武汉铁路职业技术学院医护学院，武汉430205)

支气管哮喘(简称哮喘)是常见的慢性肺部疾病，以多种炎性细胞浸润为特征，其中辅助性CD4+T淋巴细胞(T helper，Th)在哮喘的发生、发展中起关键性作用。近年来人们发现CD8+T淋巴细胞(CD8+cytotoxic T lymphocytes,Tc)也通过分泌多种细胞因子在调节哮喘气道炎症的发病中发挥重要作用[1]。

1 CD8+T细胞概述、分类及功能

1.1CD8+T细胞概述 T淋巴细胞是来源于骨髓中的淋巴样干细胞，具有高度异质性。T细胞表面抗原受体(T cell receptor,TCR)是由两条肽链构成的同源二聚体或异二聚体，构成TCR的肽链有α、β、γ、δ四种类型。根据TCR和功能特征的不同，T细胞分为两大类,即αβT细胞和γδT细胞。αβT细胞根据其细胞表面特征性分子不同，又可分为CD4+T和CD8+T细胞两个亚类。在外周淋巴器官，初始T淋巴细胞分别通过CD4和CD8分子识别抗原提呈细胞(Antigen presenting cell,APC)表面MHCⅡ类和Ⅰ类分子提呈的特异性抗原肽被激活。TCR以非共价键与CD3分子结合形成TCR-CD3复合物转导TCR识别抗原所产生的活化信号。CD8+T细胞是一类适应性淋巴细胞亚群，初始CD8+T细胞在淋巴器官经过分化、增殖形成效应细胞后迁移至外周，在调节机体免疫相关的疾病(如自身免疫性疾病、过敏性疾病、感染性疾病以及肿瘤性疾病)病理过程中发挥重要作用[2,3]。

1.2CD8+T细胞的分类及功能 在外周淋巴器官，CD8+T细胞经过抗原再刺激分化成不同功能的亚群，根据其产生的细胞因子不同，CD8+T细胞分为Tc1(CTLs)、Tc2、Tc9、Tc17、CD8+Tregs及NK样CD8+T细胞。

Tc1细胞：Tc1细胞是最具细胞毒特征的效应性CD8+T细胞亚群，由细胞因子白细胞介素(Interleukin，IL)-2和IL-12促进转录因子T-bet和Id2表达诱导初始CD8+T细胞分化而成，能够通过释放毒性细胞分子穿孔素1和颗粒酶B以及促炎因子干扰素γ(Interferon-γ，IFN-γ)和肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α，TNF-α)杀灭目标细胞，同时这些释放的细胞因子进一步触发天然和适应性免疫反应。Tc1细胞在清除胞内病原体以及抗肿瘤过程中发挥重要作用[4]。

Tc2细胞：在体外IL-4存在的情况下，Tc2细胞可诱导生成。Tc2细胞可以产生几乎与Th2细胞相同的细胞因子，它们可以分泌IL-4、IL-5和IL-13，而且Tc2细胞可以表达特异性转录因子GATA3[5]。Tc2细胞在功能上不同于Tc1细胞，在过敏性疾病方面，Tc1细胞有益于过敏性气道炎症，而Tc2细胞表现较弱的细胞毒性作用并可加重过敏性疾病，这可能与Tc2细胞产生IL-13有关[6]。此外，Tc2细胞可能参与类风湿性关节炎的发生、发展[7]。另外，Tc2细胞也表现Tc1细胞毒作用而抵抗流感和自身免疫性疾病，但相对Tc1细胞弱[7]。

Tc9细胞：与辅助性Th9(Th9)细胞类似，体外初始CD8+T细胞在IL-4和转化生长因子β(Transforming growth factor-β，TGF-β)条件下由转录因子STAT6和IRF4诱导生成分泌IL-9的CD8+T(Tc9)细胞。Tc9细胞表达较少的Tc1相关转录因子T-bet和毒性细胞分子颗粒酶B，在体外，Tc9细胞显示较弱的细胞毒性作用。功能上，Tc9细胞以依赖IL-10方式抑制抗原特异性CD4+T细胞激活并阻止CD4+T介导的结肠炎[8]。Tc9细胞可以触发过敏性气道炎症，加重Th2细胞介导的气道炎症[9]。此外，Tc9细胞还表现强于Tc1细胞的抗肿瘤特性，其抗肿瘤的特性依赖特征性细胞因子IL-9而不是IFN-γ[10]。

Tc17细胞：一种新的细胞毒性CD8+T细胞亚群，细胞因子IL-6和TGF-β可诱导初始CD8+T细胞分化成分泌IL-17和IL-21的CD8+T(Tc17)细胞。Tc17细胞能够表达特异性转录因子RORγt和RORα；此外，转录因子IRF4也有助于Tc17细胞的分化[11]。研究显示，Tc17细胞在移植和自身免疫性疾病中表现明显的促炎特性，能够促进Th17介导的自身免疫性脑脊髓炎[12]。此外，研究发现，Tc17细胞还参与过敏性哮喘的发病，细胞比例在哮喘患者中明显增高[13,14]。

CD8+Treg细胞：早在1970年，人们发现有一种CD8+T细胞能够介导调节效应性CD4+T细胞反应，现在我们将其命名为CD8+调节性T细胞(CD8+Tregs)，它们类似于CD4+Tregs功能，能够在机体发挥免疫抑制作用。CD8+Tregs包括种类较多，目前主要有下面几个亚类[15]：Qa-1限制性CD8+T细胞、HLA-E限制性CD8+T细胞、CD8+CD122+Tregs、CD8+CD28-Foxp3+T细胞、CD8+CD103+Tregs、CD8+HLA-G+FoxP3-T细胞、CD8+CD25+Tregs、CD8+CD45RO+T细胞、CD8+CD11c+Tregs、CD8+LAP+Tregs。CD8+Tregs介导免疫抑制功能主要依赖于细胞间接触与非接触，如通过接触APC而降低抗原提呈能力，可以非接触方式分泌抑制性细胞因子(IL-10、TGF-β和IFN-γ)、趋化因子(CCL4)或免疫调节分子(HLA-G)来抑制效应性靶细胞。Foxp3是CD8+Treg细胞发育成熟和发挥抑制功能的重要转录因子。研究发现，CD8+Tregs能够保护并促进自身免疫性脑脊髓炎小鼠恢复，同时在炎症性肠炎、多发性硬化及1型糖尿病患者体内CD8+Tregs功能明显受损[16]。

NK样CD8+T细胞：表达典型NK细胞分子标记，如CD56、CD161、CD16、CD94和CD57。NK样CD8+T细胞表型有CD8+CD28-，CD8+CD28+CD57+，CD8+CD27-和CD8+效应记忆性T细胞，功能上可表现促炎、调节和组织修复。NK样CD8+T细胞表达白三烯B4受体(Leukotriene B4 receptors，BLT1)可表现促炎症作用并分泌穿孔蛋白、IL-5、IL-9和IL-13。在IL-4、IL-12和IL-15的环境下，NK样CD8+T细胞可分化成调节性T细胞，分泌IFN-γ、TGF-β、IL-10。在IL-13和IL-33的环境下，NK样CD8+T细胞分泌双调蛋白，促进组织再生。CD8+CD28-T细胞是NK样CD8+T细胞的一类；慢性持续免疫刺激导致人类CD8+CD28-T细胞表达CD57，并分泌大量的颗粒酶和穿孔蛋白[17]。此外，CD8+CD28-CD27-T细胞只有较弱的细胞毒作用，但能够释放大量的IFN-γ和TNF-α[18]。

2 CD8+T细胞与哮喘的关系

研究发现，CD4+T细胞在哮喘气道炎症中有着重要的作用，此外，越来越多的研究表明，CD8+T细胞也与CD4+T细胞一样，在不同的环境下分化成各种亚类，分泌产生多种细胞因子，调节哮喘气道炎症；起着促炎和抑制气道炎症两方面的作用，与哮喘的发生、发展有着密切的关系[19]。

2.1CD8+T细胞保护哮喘、抑制气道炎症 CD8+T细胞抑制IgE的产生和调节Th1/Th2平衡：IgE产生是CD4+Th2细胞反应及过敏性哮喘发生的特征性表现[20]。IgE还触发早期炎症介质释放、加重后续哮喘炎症反应。研究发现，卵白蛋白(Ovalbumin，OVA)诱导的CD8+T细胞增殖能够抑制过继转移致敏动物体内的IgE反应[21]。进一步研究发现，CD8+T细胞抑制IgE分泌不依赖于IFN-γ，而主要依赖CD8+T细胞能够作用于树突状细胞(Dendritic cells，DCs)，并引起分泌更多的IL-12和IL-18作用于Th1细胞发挥更大免疫抑制IgE产生的作用[22]。CD8+T细胞拥有强大的极化效应，能够分化成长时间存活的记忆性细胞群，这类CD8+T细胞在抗原致敏阶段能够诱导强大的Th1细胞反应，并减低Th2反应和Th2细胞诱导的免疫病理[23]。

CD8+Tc1细胞能够抑制哮喘气道炎症：CD8+T细胞来源的IFN-γ在调节肺部对抗原的免疫应答中起重要的作用。清除了CD8+T细胞后，小鼠表达IFN-γ和IL-2减少，而经过抗原激发后，小鼠出现明显的气道高反应性(Airway hyperresponsiveness，AHR)和嗜酸性粒细胞增多[24]。同样，清除CD8+T细胞的动物模型，在致敏后多次OVA抗原激发导致气道重塑明显[25]。而通过过继转移OVA抗原特异性CD8+T细胞后，肺组织分泌IFN-γ的细胞比例明显增加，并可使AHR正常化，进一步发现Tc1细胞反应可减轻OVA诱导的气道炎症。同样，过继转移体外极化的Tc1细胞至幼稚小鼠，并用OVA激发，小鼠体内出现Tc1细胞，同时同样的细胞过继转移至OVA激发的小鼠体内，则可抑制嗜酸性粒细胞，提示CD8+Tc1细胞可以对抗Th2细胞反应[26]。

CD8+Tregs在自身免疫性疾病和炎症性疾病中发挥重要作用。研究发现，哮喘患者急性发作时外周血CD8+CD28-T细胞比例明显低于健康人，提示机体内CD8+CD28-T细胞数目和功能的缺陷可能是导致哮喘发作重要原因；CD8+CD25+FoxP3(brigh)Tregs与哮喘患者肺功能损害严重程度有着明显关系[27]。此外，研究发现，CD8+Treg细胞与CD4+Treg细胞以APC为桥梁形成抑制性T细胞级联，其中，CD8+Treg可诱导APC表面免疫球蛋白样转录物(Immunoglobulin-like transcripts，ILT3/ILT4)受体表达上调，当CD4辅助性T细胞与APC接触后可诱导转化成CD4+CD25+Treg，CD4+CD25+Treg又可以与APC接触并再次诱导APC表面ILT3/ILT4受体表达，这样就形成无限放大促进其在哮喘中的调节作用[28]。目前，CD8+调节性T细胞在哮喘中的作用还需进一步深入研究。

2.2CD8+T细胞促进哮喘气道炎症 研究表明，吸烟的哮喘患者气道黏膜下存在大量的CD8+T细胞、CD68+巨噬细胞的浸润和类似慢性阻塞性肺疾病上皮下重塑；CD8+T细胞吸烟哮喘患者疾病进展[29]。经过OVA致敏和激发的小鼠肺组织有大量CD8+T浸润，同时伴有高水平的Th2型细胞因子(如IL-4、IL-5和IL-13)，但IFN-γ浓度较低，提示在过敏性炎症中，CD8+Tc2细胞占优势地位[20]。Tc2细胞在齿类动物模型的过敏性肺部炎症中占有重要作用。表现Tc2细胞极化的幼稚小鼠在抗原激发前24 h就已经出现嗜酸性粒细胞增多和AHR，提示过继转移CD8+T细胞可以引起非致敏小鼠对抗原的AHR，这些CD8+T细胞定位在OVA致敏的肺部，而磷酸盐缓冲液(Phosphate buffered solution，PBS)诱导的肺组织则不明显，进一步证明Tc2细胞在肺部可引起肺部炎症[25]。研究发现，Tc2细胞表达的细胞因子基因几乎完全与Th2细胞一致，这就是为什么Tc2细胞能够诱导与Th2类似的气道炎症。研究发现，来自于IL-13基因敲除小鼠的CD8+T细胞不能够建立OVA致敏的哮喘模型，以上表明过敏性炎症肺组织中Tc2细胞的存在有明显不利作用，而Tc1细胞在肺部的聚集则表现保护作用[30]。最近，人们发现一类能够分泌特征性细胞因子IL-9的CD8+T细胞新亚群(Tc9)，研究发现，Tc9细胞在过敏性皮炎的人和小鼠外周血中明显增加，这种过敏性皮炎常常发生在哮喘之前，其中主要的机制为Tc9细胞能够触发过敏性气道炎症，加重Th2细胞介导的病理免疫反应，如嗜酸性粒细胞及呼出气一氧化氮(Fractional exhaled nitric oxide，FeNO)增高[9,31]。此外，分泌特征性IL-17的CD8+T细胞(Tc17)也参与了过敏性哮喘的发病，发现Tc17细胞数目在哮喘患者中明显增高，提示Tc17细胞加重哮喘AHR和气道炎症[13,32]。

记忆性CD8+T细胞促进气道炎症反应：根据细胞表面CD62L和CCR7的相对表达，记忆性CD8+T细胞分为中枢记忆性CD8+T细胞(TCM)和效应记忆性CD8+T细胞(TEFF)[33]。TCM和TEFF最大的区别在于TEFF能够诱导BLT1 mRNA的表达，而TCM不能[34]。然而，CD8+TEFF细胞能够加重减轻的AHR和气道炎症，提示白三烯在抗原介导的CD8+T细胞聚集和诱导嗜酸性粒细胞增多、AHR过程中必不可少。因此，表型CD8+BLT1+IL-13+TEFF细胞具有明显促炎作用，其部分原因是这类细胞具有Tc2类似表型，它们在肺部接触抗原激发后可产生IL-13[35]。

呼吸道病毒诱导的CD8+T细胞加重AHR和Th2型气道炎症：研究发现，呼吸系统病毒感染伴有明显的CD8+T细胞炎症反应，表现细胞毒性和分泌IFN-γ的CD8+T淋巴细胞增多，这些细胞能够有效地清除入侵的呼吸道病原体，同时人们发现这些细胞能够加重哮喘。特别是呼吸道合胞病毒，其与小儿哮喘有明确的关系[36]。

3 总结与展望

目前CD8+T细胞在支气管哮喘免疫调节中的精确作用还不完全清楚，一方面，CD8+T细胞可通过DCs分泌IL-12和IL-18调节IgE的产生和Th1/Th2失衡；Tc1细胞可减轻气道炎症和AHR；CD8+Treg细胞具有免疫抑制作用，能够抑制哮喘的发生发展。另一方面，Tc2、Tc9和Tc17细胞加重哮喘发作。CD8+T细胞在哮喘中到底是保护性还是病理性作用可能取决于微环境状态。因此，进一步诠释CD8+T细胞在哮喘发生、发展中的作用将为哮喘免疫治疗带来新的前景。