T淋巴细胞亚群在炎症性肠病中作用的研究

徐振江， 徐洪雨

哈尔滨医科大学附属第一医院消化内科，黑龙江 哈尔滨 150001

炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一种反复发作的慢性炎症性肠道疾病，与自身免疫系统的关系十分密切，淋巴细胞主要分为T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞[1]，各亚群必然与IBD的发生、发展、转归有关，近些年对于IBD淋巴细胞亚群的各亚群变化与疾病的关系有了大量研究，尤其对于T淋巴细胞各亚群的研究较为深入，本文对T淋巴细胞亚群及其细胞因子在IBD中的作用及变化、临床应用作一综述。

1 T淋巴细胞及在IBD中的总体体现

T淋巴细胞在胸腺的发育成熟过程中，主要分化为CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞。其中 CD4+T淋巴细胞为辅助性T细胞 (helper T cell， Th)，在细胞免疫中发挥主要作用， 并且具有协助体液免疫的功能。CD8+T淋巴细胞为细胞毒性T细胞 (cytotoxic T cell，Tc)，是一类具有杀伤活性的效应细胞[1]。Funderburg等[2]及袁柏思等[3]在IBD患者外周血检测中均发现CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞活化及比例升高，其中袁柏思等还发现其与炎性因子C反应蛋白(CRP)、血沉呈正相关[3]。其中CD4+T淋巴细胞被认为是介导宿主保护和稳态的关键， CD4+T淋巴细胞的过度激活，导致宿主对病原体的防御不足，从而导致损失和慢性炎症[4]。在内镜下活动性IBD患者肠道活检CD4+T淋巴细胞比例增加，肠道炎症浸润主要由CD4+T细胞、调节性 T 淋巴细胞(Tregs)和中枢记忆T淋巴细胞(Tcm)组成，CD8+T淋巴细胞和 CD3+T淋巴细胞百分率较健康对照组和内镜下非活动性IBD低[5]。CD4+T淋巴细胞在IBD患者的损伤组织中富集， 阻断或清除 CD4+T淋巴细胞对IBD患者有疗效。在这些研究中，CD4+T淋巴细胞耗竭和阻断抗体导致一些CD患者和UC患者病情缓解，表明 CD4+T淋巴细胞在疾病发生发展中的重要性[6-7]。感染人类免疫缺陷病毒(HIV)的 IBD 患者与非 HIV 对照组相比，病情较轻，这与HIV引起的CD4+T淋巴细胞耗竭有关[8]。一些耗竭 CD4+T淋巴细胞的制剂已经显现出治疗 IBD 的疗效，如白细胞介素(IL)-23抑制剂耗竭CD4+T淋巴细胞,与安慰剂相比诱导临床缓解更有效[6-7]。

2 CD4+T淋巴细胞亚群

鉴于CD4+T淋巴细胞在IBD发病过程中的重要性，本文将着重讨论炎症肠道中 Th 细胞的分化以及 Th 家族特异性细胞因子在 IBD 发病中的作用。我们至少发现了7种 T 辅助细胞亚群：Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、T 滤泡辅助细胞(Tfh)和几种自身的Tregs。对于大多数T淋巴细胞亚群，关键细胞因子和转录因子已经被鉴定[9-10]。此外，T淋巴细胞亚群的特征是信号传导和激活(STAT)家族不同成员的表达。依赖于CD4+T淋巴细胞的激活、极化和分化，T 辅助细胞表达的趋化因子受体谱被调整，在炎症反应被解决后，部分趋化因子受体谱被保存在Tcm中[11]。下面，我们将简要介绍这些 Th 子集及相关细胞因子在 IBD 的作用。

2.1 Th1 细胞及 IFN-γ、TNFTh1 细胞积聚在 IBD 患者的肠道中，并与疾病直接相关，是预防感染性病原体的关键。Th1 细胞产生干扰素γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子(TNF)，它们分别激活巨噬细胞和直接的细胞毒性CD8+T淋巴细胞反应，进而促进清除细胞内病原体[12]。Th1 极化是由活性抗原呈递细胞(APC)衍生的IL-12驱动的[2]。IL-12 信号通过信号传导与转录激活因子(STA)4 和诱导由TBX21基因编码的关键Th1转录因子 T-box 蛋白(T-bet)驱动原始 T 细胞分化为 Th1 细胞,T-bet 上调 IL-12 受体、IFN-γ的表达，使IL-12和 STAT4 信号协同作用进一步增加 IFN-γ的产生[13]。

IFN-γ是 Th1 细胞产生的定义性细胞因子，在疾病环境中几乎完全用于识别 Th1 细胞。一般认为 IFN-γ在 IBD 中起到的是促进炎症作用，在 IBD 患者中显著升高[12]。此外，在与致病性细胞因子途径1相关的基因中发现了各种单核酸多态性表现(SPNs)，例如 Th17/IL-23 途径、IL-10 途径，同时也有 IFN 信号传导途径[14-15]。反复静脉输注中和性抗 IFN-γ抗体可使临床反应率加倍，同时降低血清CRP[16]， 而通过IFN-γ诱导肝细胞分泌细胞外囊泡，可使患肠炎的小鼠模型症状得到缓解。这些数据表明，IFN-γ至少可能在促进人类 IBD 中发挥作用。

Th1 细胞在炎症过程中产生TNF，通过两个不同的受体 TNFR1 和TNFR2 诱导信号传导。Yang等[17]证明，TNFR1、TNFR2和TNFR1/TNFR2 双缺陷小鼠与对照小鼠相比，表现出类似的 TNBS 诱导小鼠模型的 IBD 减少，表明该模型中每个受体均发挥一定作用。抗TNF治疗已较广泛用于治疗 CD 和 UC，并在许多患者中有效。有趣的是，虽然抗TNF治疗足以完全缓解 IBD 相关症状[18-19]，但根据所用抗TNF抗体的类型，只有 24%～50%的患者出现黏膜伤口愈合[20]。

2.2 Th2 细胞及 IL-4、IL-5 和 IL-13Th2 细胞的典型功能是提供抗寄生虫免疫，也被认为导致 IgE 反应，可引起哮喘，并在IL-4 的驱动下分化。Th2 细胞产生 IL-4、IL-5 和 IL-13。Th2 细胞中的 IL-4 信号导致受体相关信号分子 STAT6 的激活[21]， 转录因子 GATA-3 是 Th2 细胞分化的最主要调节因子，GATA-3能够通过自身的激活途径,进一步分化 Th2 细胞，也可以在外周表达时将 Th1 细胞转化为 Th2 细胞[21]。

IL-4 在 IBD 中的作用存在争议，IL-4 与 Th2 细胞的形成和分化密切相关[21]，在 UC 患者外周血的表达量高于正常对照组[21]，在多项抗 IL-4 治疗的小鼠模型中，可以预防大多数疾病，这表明 IL-4 可能存在促在炎作用。在UC 和 CD 患者的细胞因子转录评估中发现 IL-5、IL-13表达明显升高[22]。从 UC 患者结肠固有层分离出的 T 细胞表达 IL-5 水平，较 CD组和健康对照组明显升高,同时 UC 患者肠固有层分离出 T 细胞表达 IL-13 的水平，较CD组和健康对照组也明显升高[23]。然而，IL-13 特异性抗体应用于临床治疗，对于活动期UC患者与使用安慰剂相比，在临床缓解和具有黏膜愈合的受试者比例方面并无差异[23]。

2.3 Th9 细胞及 IL-9、IL-10Th9 细胞对寄生虫产生免疫反应，在过敏和自身免疫中发挥有害作用。Th9 细胞的特征是产生 IL-9，但也可能分泌 IL-10 等抗炎细胞因子，Th9 细胞及其分泌细胞因子 IL-9 可以促进IBD[24]。Th9 细胞与 Th2亚群密切相关，与 Th2 细胞一样，Th9 细胞需要通过 STAT6 的 IL-4 信号来分化，同时需要转化生长因子β(TGF-β)的存在[25]，进一步促进 IL-9 的表达。

最近的研究表明，在 UC 和 CD 患者中，IL-9 的产生均增加，并与疾病活动度相关[26]。其中进一步的研究还显示，在 UC 患者中，外周活化的淋巴细胞产生了更多的 IL-9，血清 IL-9 的高水平可能提示患者的预后不良[27]。在小鼠研究模型中，恶唑酮诱导的结肠炎小鼠表现出IL-9表达增加，IL-9 缺乏的小鼠表现出对疾病的一定抵抗力[24]。与其他细胞因子相比， IL-9 在人体和各种小鼠模型表现出了致病的一致性，使其成为 IBD 治疗的潜在靶点。Th9 细胞同时产生 IL-10,IL-10 通常被认为是起免疫抑制作用的。但IL-10 和 Th9 在导致 IBD 的联系上需要进一步研究。

2.4 Th17 细胞及 IL-17、IL-23Th17 细胞在皮肤和肠道黏膜起重要屏障作用，抵御细菌和真菌，是自身免疫性疾病的重要驱动因素，在自身免疫环境中被触发时，往往会加重疾病。Th17 的分化主要由 IL-6 和 TGF-β驱动，并由IL-23、IL-1β等辅助细胞因子信号进一步稳定[28]。Th17 相关的 IL-23-IL-17 轴被认为在许多慢性炎症和自身免疫性疾病中发挥作用。

Th17 细胞的功能主要由表达 IL-17 的能力决定。UC患者血清 IL-17 的表达量明显升高[14]，此外，活动性 IBD 患者肠道中产生 IL-17 的细胞数量高于非活动性患者和健康对照者[29]。然而，Maxwel 等[30]和 Lee 等[31]在不同的IBD小鼠模型，通过阻断抗体阻断IL-17RA信号，发现小鼠的肠道通透性增加，最终导致结肠炎症增加和死亡率增加。以上数据表明，尽管IL-17具有真正的炎症特性，但 IL-17 的屏障维持和微生物调节功能可能占主导地位，对防止结肠炎期间肠屏障破坏和炎症增强至关重要。IL-23 可以明显增强 IBD 患者的Th17 细胞分化，在 IBD 患者肠道活检中 IL-23 的水平升高，一些抗 IL-23 治疗取得了一定疗效，但尚未在临床试验中通过[32]。这些报道与上面报道一起表明，缺乏 IL-17 可能会导致 Th1 细胞反应增强，并表明在控制肠道炎症发展的机制中存在微妙的平衡。

2.5 Th22 细胞及 IL-22Th22 细胞的特异性细胞因子是 IL-22，IL-22 属于 IL-10 家族，IL-22 的作用是防止组织和细菌感染[33-34]。Th22 细胞的分化需要 IL-6、TNF-α和 IL-1β的存在，受到 TGF-β的抑制[35-36]。尽管 Th22 细胞不产生 IFN-γ，但 Th22 细胞的分化依赖于 T-bet 和芳香烃受体(AhR)的表达,虽然 AhR 的表达在 Th22 细胞较 Th17 细胞较低，但对 IL-22 的产生却至关重要[34-35]。

Th22 细胞比例及 IL-22 水平在UC患者和CD患者的外周血中均显著高于对照组[36]，IL-22 在小鼠模型和人类研究中均发现升高[33]，发挥 IL-22 对肠道炎症、组织损伤和细菌感染的保护作用[33-34]。IL-22 的表达在不同患者中存在差异，并因患者病情进展发生变化。有些 UC 患者肠道炎症组织中产 IL-22 的 Th22 细胞明显减少，提示 IBD 患者的抗炎细胞和炎性细胞的平衡破坏。在小鼠模型中，IL-22 的缺乏导致更易感染大肠杆菌，在 Th22 细胞条件下的小鼠足以抵抗结肠炎的发生[37]。在不同的小鼠诱导结肠炎模型中，缺乏 IL-22 或接受 IL-22 缺乏的 Th 细胞的小鼠，与对照组相比表现出严重的体质量减轻和结肠炎症[38]，表明 IL-22 在 IBD 中的炎症抵抗作用。

2.6 Tfh 细胞Tfh 细胞的作用是参与 B 细胞分化，并在免疫球蛋白的产生和淋巴细胞组织生发中心的形成过程中发挥作用,但在 IBD 中 Tfh 是如何发挥作用的尚不可知，在此不做详细探究。Tregs 细胞的作用主要是通过抑制 T 细胞和调节其环境中的其他免疫细胞来抑制炎症，尤其与Th17 细胞在分化上相互联系, 在功能上相互抑制, 共同维持着机体免疫微环境的平衡, 一旦这种平衡被打破, 多种自身免疫性疾病包括 IBD 就随之发生[39]。Tregs可分为胸腺源性Treg(tTregs)和外周源性Treg(pTregs)，两者均能抑制免疫反应和维持外周耐受在 UC 小鼠模型中发现，小鼠外周血的 Tregs 细胞数目减少[40]。在 IBD 患者和小鼠模型肠组织中发现，与对照组相比，Tregs细胞减少[41]。现在普遍认为 Tregs 在肠道中含量丰富，是十分重要的抗炎性 CD4+T 细胞[42]，其通过多种机制发挥作用，包括IL-2 的清除，IL-10、IL-35、TGF-β[43]等调节性细胞因子的产生。在一些阻断 Tregs 表达实验的小鼠模型中，均表现出 Tregs 表达缺陷更容易发生自身免疫性疾病，包括 IBD[43]。在 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型中，利用雌激素β促进了Tregs 分化，结肠炎症状得到改善[44]。引入 Tregs 细胞分化的特异结合性受体治疗也取得一定效果[45]，以上研究均为 IBD 的治疗提供了新的可能性。

3 CD8+T淋巴细胞亚群

CD8+T淋巴细胞是机体发挥细胞毒性作用的主要效应细胞，可特异性杀伤靶细胞， 主要参与抗胞内感染、抗肿瘤及参与移植排斥反应[1]。活动性 IBD 患者的肠道活检中发现，与非活动性 IBD 和健康对照组相比，CD8+T 细胞的比例下降[5]。在活动期 IBD 患者的随访中， 肠道活检发现 CD8+T 细胞的比例下降，在缓解期 CD8+T 细胞的比例恢复到与健康对照组差不多的水平[46]。

CD8+T 细胞并非均一的细胞群体，可能由于缺乏适合的模型，CD8+T 细胞亚群在 IBD 发生发展中所起的作用研究较少，目前研究较多的是 CD8+Tregs细胞，CD8+Tregs细胞存在于胸腺、淋巴结和脾脏，在 CD8+T 细胞中所占比例不足1%，可直接杀伤活化的 T 细胞， 或通过分泌 IL-10、TGF-β等发挥免疫抑制作用[1]，在调控肠道免疫炎症平衡、维持免疫系统的自稳状态发挥重要作用。在小鼠 IBD 模型中，CD8+CD28-Tregs能够抑制小鼠肠道炎症、改善黏膜屏障功能，并可以抑制 CD4+T淋巴细胞的活化，抑制其分泌 FIN-γ[47]。CD8+Tregs细胞可能为 IBD 治疗提供了一种更为有效治疗手段，但其具体的分化过程、生物学功能、确切的细胞表面标志物仍需要进一步研究。

4 IBD的治疗展望

在治疗 IBD 的过程中，全身免疫抑制剂得到了广泛的应用，一定程度上缓解了患者的病情，但增加了患者不良反应的风险，如感染、肿瘤等。过去几十年，研究人员对 T 淋巴细胞尤其是 CD4+T 淋巴细胞亚群，如何在 IBD 的发生中发挥作用做了大量的研究，催生了一些针对某一特定细胞或细胞因子的药物，并已经有一些生物制剂(如抗TNF制剂)投入使用，暂时缓解了疾病，但只有一部分患者得到缓解。因为 IBD 的炎症反应是多因子参与，多种类单一因子的药物会增加经济负担，如果能有抵抗多种有害细胞因子的药物产生，可以预期会取得更好的效果与效益。同时，一些人黏膜免疫系统的细胞计数法的形成[48]，可以帮助我们识别与组织和疾病相关的免疫亚群，定位导致 IBD 的靶细胞，而不会破坏人体正常的免疫反应。