滤泡辅助性T细胞、滤泡调节性T细胞与自身免疫性甲状腺疾病

相萍萍 刘超

南京中医药大学附属中西医结合医院内分泌代谢病科；江苏省中医药研究院 210028

自身免疫性甲状腺疾病(AITD)是以自身抗体水平升高为主要特点的一类疾病，主要包括桥本甲状腺炎(HT)和Graves病。近年来，AITD的患病率逐渐增加且呈年轻化趋势，经细针穿刺确认的AITD的患病率约为13.4%，女性约为男性的5～10倍[1]。AITD可导致育龄期妇女不孕、流产、早产以及子代脑发育受损，亦与许多潜在的致命疾病如心房颤动、冠心病、卒中等密切相关，甚至增加死亡风险[2]。AITD作为一种多基因遗传的器官特异性自身免疫性疾病，发病机制尚未明确。目前认为，其发病主要与基因遗传、环境、自身免疫等相关。其中，CD4+辅助性T细胞(Th)与B细胞相互作用，产生大量抗体，刺激甲状腺激素过度产生，或引起甲状腺内大量淋巴细胞浸润和甲状腺组织破坏，是AITD发病的关键。

B细胞在抗原刺激下产生抗体有赖于T细胞的协助。在淋巴滤泡中，B细胞与Th交互作用，增殖分化形成生发中心，生发中心内活化的B细胞经历一系列级联反应，产生记忆性B细胞和长寿命的浆细胞。该过程中，CD4+T细胞中的重要亚型即滤泡辅助性T细胞(Tfh)辅助B细胞发育、成熟、产生并分泌高亲和力抗体、促进抗体类别转换的T细胞亚群，在机体建立长期体液免疫过程中扮演重要角色[3]。未与Tfh相互作用的B细胞，则倾向于发生凋亡，难以产生抗体[4]。另一类T细胞，即滤泡调节性T细胞(Tfr)与Tfh有共同表征，以各种方式抑制Tfh细胞和(或)B细胞来特异性调节生发中心反应，抑制抗体产生。Tfh、Tfr比例失衡及其效应分子的异常可导致自身抗体产生，引发自身免疫性疾病。

AITD是最常见的器官特异性自身免疫性疾病，Tfh、Tfr及其效应分子参与该病的发生、发展，认识和研究Tfh、Tfr的特点及其在AITD发病中的作用，有助于从新的角度认识AITD的发病机制，为寻求新的治疗靶点提供依据。

1 Tfh、Tfr的分化与发育

Tfh、Tfr的分化及发育过程十分复杂。Tfh来源于幼稚CD4+T细胞，在次级淋巴器官的T细胞区，幼稚CD4+T细胞接受抗原提呈细胞——树突状细胞的刺激，活化并高表达表面分子趋化因子受体5(CXCR5)。一部分活化的T细胞下调CXCR5并分化为其他类型的Th，另一部分T细胞仍上调CXCR5及诱导共刺激分子(ICOS)、B细胞淋巴瘤因子-6(Bcl-6)等的表达，即为Tfh前体。B细胞滤泡区表达趋化因子配体13(CXCL13)，在CXCL13的浓度梯度下，Tfh前体迁移到T-B细胞边界，Tfh前体遇到抗原致敏的B细胞并接受抗原表达，使其稳定表达Bcl-6，分化成为Tfh[3]。通过CD40-CD40L、细胞程序性死亡分子-1(PD-1)及其配体1(PD-L1)、ICOS及其配体(ICOSL)等相互作用，Tfh继续迁移至B细胞滤泡，进一步分化成生发中心-Tfh，促进生发中心反应[5]。生发中心-Tfh产生细胞因子如白细胞介素(IL)-21和IL-4以调节B细胞中的Ig类型转换和突变，最终促进生发中心B细胞分化成长寿命浆细胞或记忆B细胞[6]。Tfr源于胸腺调节性T细胞(Treg)细胞亚群，与Tfh的分化过程相似，受到树突状细胞刺激后的T细胞，依赖转录因子活化T细胞的核因子2(NAFT2)上调CXCR5，迁移至T-B细胞交界处，成为Tfr前体，同样，通过稳定表达Bcl-6，并进入B细胞滤泡区，分化为生发中心-Tfr[7]。Tfr与Tfh一致，均高表达Bcl-6、CXCR5、PD-1和ICOS，但Tfr保留有Treg的特征，表达转录因子叉头转录因子3(Foxp3)，以各种方式抑制Tfh和(或)B细胞来特异性调节生发中心反应，抑制抗体产生[8]。因Tfh和Tfr具有共同的表型特征，受很多共同的细胞因子调控，相互拮抗，以平衡形式存在于机体中。Tfh或Tfr功能障碍可能导致免疫紊乱和各种自身免疫性疾病[4]。健全的体液免疫不仅与Tfr或Tfh数量或功能相关，还与刺激性Tfh和抑制性Tfr之间的平衡相关。

2 Tfh、Tfr的相关因子及其功能

Tfh特异性表达Bcl-6，分泌细胞因子IL-21，Tfr特异性表达Bcl-6及Foxp3，两者共有的表面标志包括CXCR5、ICOS、PD-1等，这些因子在Tfh、Tfr的分化、发育、成熟及辅助B细胞产生抗体的过程中发挥关键作用(表1)[9-15]。

Bcl-6是Tfh、Tfr共同的选择性表达转录因子，在Tfh、Tfr分化过程中扮演重要角色。T细胞内Bcl-6缺陷导致Tfh发育和生发中心反应受损，并改变了其他效应性T细胞亚群的产生[16]。转录因子B淋巴细胞诱导的成熟蛋白-1(Blimp-1)是Bcl-6的拮抗因子，抑制Tfh的分化和功能，Blimp-1通过Bcl-6依赖性和非依赖性途径抑制Tfr分化，Tfh、Tfr在体内的正常表达很大程度上取决于Bcl-6和Blimp-1之间的平衡[17]。IL-21是Tfh分泌的细胞因子，正向调控Tfh的发育，还能够通过信号转导与转录激活因子3促进Bcl-6的表达，诱导Tfh分化[18]。另一方面，IL-21又可抑制Tfr分化、降低生发中心Tfr的数量并减弱Tfr对Tfh和B细胞的抑制功能[19]。此外，IL-21能够直接作用于B细胞上的IL-21受体，促进B细胞增殖，加强B细胞分化成浆细胞和记忆性B细胞，进而诱导抗体类别转换以及免疫球蛋白的产生[20]。

表1 主要参与Tfh、Tfr功能发挥的相关分子

注：Tfh：滤泡辅助性T细胞；Tfr：滤泡调节性T细胞；Bcl-6：B细胞淋巴瘤因子6；IL-21：白细胞介素-21；IL-21R：白细胞介素-21受体；ICOS：诱导共刺激分子；ICOSL：诱导共刺激分子配体；CXCR5：趋化因子受体5；PD-1： 细胞程序性死亡分子1；Foxp3：叉头转录因子3；GC：生发中心；Treg：调节性T细胞；Th：辅助性T细胞

CXCR5是Tfh、Tfr的特征性标志，促进Tfh、Tfr迁移至B细胞滤泡区调节生发中心反应。若缺乏CXCR5的表达，CD4+T细胞不能迁移到T-B细胞交界处与同源B细胞作用，更倾向于分化为其他Th亚群[13]。ICOS是经典的T细胞共刺激分子，表达于Tfh的ICOS与其在B细胞表面的配体ICOSL相互作用，使Tfh向B细胞滤泡区迁移，一方面ICOS-ICOSL共刺激所产生的信号为Bcl-6的激活提供重要信号，促进Tfh分化、维持Tfh的功能；另一方面，ICOS与ICOSL作用，诱导Tfh产生多种细胞因子，如IL-2、IL-4、IL-10、IL-21等，促进生发中心的形成[5]。此外，ICOS也可通过激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号转导，促进Tfr细胞分化或是肿瘤坏死因子受体相关因子3通过调节Treg中ICOS的表达来介导Treg分化成Tfr[5，21]。

PD-1是CD28家族中的一员，在Tfh中高表达，生发中心内的B细胞表达PD-L1和PD-L2，PD-1与PD-L1、PD-L2相互交联，协助B细胞促进生发中心形成、抗体产生及浆细胞的形成[14]。Tfr的分化与功能同样受PD-1影响。PD-1可能与抗原提呈细胞表面的PD-L1结合，抑制Tfr产生。据报道，PD-1基因敲除小鼠或缺乏PD-L1的小鼠受免疫刺激后淋巴结和外周血中的Tfr增加[22]。

Foxp3是Tfr与Treg的特异性转录因子，是一种X染色体编码的转录因子，属于叉头家族。Tfr起源于Treg，并保留其重要的转录因子Foxp3。Foxp3基因敲除或表达减弱可导致Foxp3靶基因失调，Treg功能受损，Foxp3的稳定表达对于维持Treg谱系，包括Tfr等的功能具有重要作用[15]。

3 Tfh、Tfr与AITD的关系

早在2004年，Aust等[23]提出，Graves病患者的甲状腺组织内CXCR5和CXCL13 mRNA表达与淋巴细胞浸润和异位生发中心的数量及甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)水平呈正相关。越来越多的证据显示，Tfh辅助B细胞产生抗体，在AITD发病中发挥重要作用。Graves病及HT患者外周血及甲状腺组织中Tfh的比例明显升高，且外周血或甲状腺内IL-21、IL-21受体、Bcl-6的mRNA表达增加。Tfh比例与甲状腺球蛋白抗体(TGAb)、TPOAb、促甲状腺激素受体抗体(TRAb)滴度呈正相关，在Graves病患者中，外周血Tfh比例与血清FT3、FT4呈正相关，部分Graves病患者接受抗甲状腺药物治疗后，体内的Tfh数量明显降低。表明Tfh数量与疾病严重程度密切相关，由此提示，Tfh可能通过影响B细胞产生抗体的能力，在AITD的发展与转归中发挥重要作用[24]。

Zhang等[25]同样发现，Graves病患者甲状腺组织中Tfh的比例明显增加，而且，Tfh相关因子如IL-21、IL-21受体、CXCR5、CXCL13等的表达也较正常人群显著增加，同时，甲状腺组织中IL-21 mRNA的表达水平与血清FT3、TPOAb、TGAb、TRAb均呈正相关，与促甲状腺激素、FT4无显著相关性。近年来，microRNA在自身免疫性疾病中的重要调控作用也备受瞩目，有学者通过基因芯片技术筛选发现，Graves病患者microRNA-346水平下调，且microRNA-346能够在转录和翻译水平抑制Bcl-6。研究发现，Graves病患者外周血Bcl-6的表达增加，microRNA-346水平下调，经治疗后Graves病患者可恢复microRNA-346的正常表达。不仅如此，Graves病患者microR-346的水平与Tfh比例以及TRAb、TGAb和TPOAb水平呈负相关，过表达microRNA-346可抑制Tfh的功能[26]。提示microRNA-346可能通过调节Bcl-6的表达在Graves病的发病机制中起重要作用。

Zhao等[27]的研究纳入了13名健康受试者和52例HT患者，采集外周血检测Tfh水平，结果发现，HT患者体内Tfh的比例显著高于正常对照组。该研究组同时对Tfh亚群进一步分析，发现PD-1+Tfh比例与TGAb水平呈正相关，而Tfh17比例与TGAb、TPOAb水平均呈正相关，与FT3、FT4呈负相关。提示Tfh的不同细胞亚群具有不同的作用，Tfh17和PD1+Tfh可能在HT的发病过程中发挥重要的致病作用。Tfr是晚近发现的一类T细胞，目前Tfr与AITD的相关研究较少。Zhao等[28]对46名健康受试者和84例HT患者进行研究，分析其外周血Treg、Tfr等的水平，结果发现，两组人群外周血Treg水平并无明显差异，但HT组与健康受试组人群相比，Tfr比例增加，Tfr/Tfh比例也明显增加，无论Tfr或Tfr/Tfh比例变化均与TPOAb、TGAb无明显相关性。既往研究提示，AITD患者Tfh水平升高， Tfh水平的增加引起Tfr比例降低，导致自身抗体产生，加剧自身免疫性疾病的进程，而该研究结果与之相悖，可能是因体内过多的Tfh引起机体免疫系统的代偿性调节，迫使Tfr比例升高，以维持相对平衡的生发中心反应；另一解释是外周血过高比例的Tfr可能是未成熟的Tfr，无法进入生发中心分化为效应细胞，发挥其保护性作用。然而，迄今为止，关于Tfh、Tfr与AITD的关联性尚未厘清，Tfh在Graves病发生、发展和复发中的具体作用和机制亦有待进一步探索。

众多研究表明，Tfh、Tfr的数量及功能失调是导致自身免疫性疾病的重要因素，鉴于Tfh能够迁移到生发中心，辅助生发中心-B细胞的活化、增殖并分化成为长寿命浆细胞和记忆性B细胞，促进高亲和力抗体产生、维持体液免疫，因此，诱导Tfh对自身抗原的免疫耐受，阻断B细胞分化为浆细胞，抑制浆细胞产生致病性自身抗体或可成为治疗自身免疫性疾病，包括AITD的一个重要策略。而根据T-B细胞交互作用中所涉及的多种机制，可考虑通过抑制ICOS-ICOSL、CD40-CD40L、PD-1-PD-1L、IL-21、Bcl-6等表达来阻断Tfh辅助B细胞的作用。对Tfh的进一步研究，有望挖掘更多阻断B细胞产生自身抗体的措施。所以，研究Tfh是全面理解免疫应答的关键，可借此提高对AITD发病机制的认识水平，从而有助于探究更加合理有效的AITD治疗措施。