自闭症中T细胞及相关细胞因子的研究进展①

申 晨 曹 霞 喻哲昊 李 萌 （昆明医科大学第二附属医院中心实验室，昆明 650000）

自闭症是一组以社会交流障碍、语言和非语言交流障碍、兴趣狭窄及行为重复刻板为主要特征的神经发育障碍性疾病。1943 年，美国霍布金斯医院的儿童精神病学家KANNER 教授首次报道，并于2013年在美国精神病学诊断统计手册第5版（DSM-Ⅴ）正式提出孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）的概念，并将儿童自闭症、未分类的广泛性发育障碍、阿斯伯格综合征统称为ASD。

ASD 病因不明，且发病率逐年提高，尚无特效治疗手段，其中患者个体异质性强，也成为早期筛查和诊断治疗的一大难题。ASD 被认为是环境和遗传共同作用的结果，但仍未证实发病的病理机制和有效的临床生物学指标，诊断主要依据行为学标准，存在较大局限。临床病例显示，ASD 患儿常伴有一种或多种自身免疫性疾病，家庭成员患有自身免疫病史的后代患ASD 的概率更高，且母体免疫激活已被认为是ASD 的风险因素，同时在患者体内也发现多种针对自身组分的反应性抗体存在，表现出自身免疫基础［1-2］。近年来发现ASD 中枢和外周普遍存在不同程度的免疫失调，其中T 细胞及其细胞因子在其发生发展中显现出越来越重要的作用。本文综述了ASD中T细胞和相关细胞因子的研究进展，探讨ASD 中免疫调节体系的缺失造成的不同T 细胞表型激活及其对于疾病进展的重要作用，为寻找潜在有效的生物学标志物和ASD 个性化防治提供新思路。

1 T细胞简述

T 淋巴细胞简称T 细胞，源自骨髓产生的淋巴干细胞，在胸腺中发育成熟，循环于次级淋巴组织间发挥免疫功能，是适应性免疫应答的重要组成部分。T 细胞在胸腺中经过阴性选择和阳性选择后，筛选具有自身主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex，MHC）限制和自身免疫耐受的T 细胞，并主要以幼稚的 CD4+或 CD8+T 单阳性 T 细胞向外周输出，其表面的T 细胞受体（T cell receptor，TCR）决定T 细胞多样性，遇到带有相同抗原肽的抗原提呈细胞后，识别MHCⅡ类分子提呈的抗原决定簇的幼稚CD4+T 细胞分化为具有辅助效应的T（helper T cell，Th）细胞亚群，分泌相应的细胞因子对抗病原体感染；识别MHCⅠ类分子的幼稚CD8+T细胞分化为对抗病毒和肿瘤的细胞毒性T 细胞（cytotoxic T cell，CTL）；同时在特定细胞因子环境下，分化成能抑制T 细胞过度增殖与活化的调节性T 细胞（regulatory T cell，Treg），预防自身免疫反应。

2 ASD中的T细胞失调

2.1 神经炎症与T 细胞 ASD 近年来研究的主要进展之一就是发现神经炎症可能是ASD 的致病因素。有证据表明，在ASD 多个脑区中发现激活的小胶质细胞和星形胶质细胞，从而导致脑组织中的促炎因子 IL-1β、IL-6、IL-17 和 TNF-α 表达增多，介导病理损伤［3］。最新研究报道，在患者死后大脑腔隙的血管周围，出现大量多灶性淋巴细胞浸润，主要是以 CD8+T 细胞为主，CD4+和 CD3+标记的 T 细胞次之［4］。作为我们认知中的免疫豁免区，正常情况下T 细胞不会跨越血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）。而 FIORENTINO 等［5］通过分析 ASD 死后脑组织BBB 相关基因序列和蛋白谱，认为ASD 的BBB功能受损，且和神经炎症相关，因此不难解释T细胞的“越位”现象，同时CD8+T 细胞的脑内优势提示可能存在潜在病毒感染。

在一项整合1 695 例自闭症、精神分裂症和双相情感障碍患者脑样本基因型和RNA 序列信息分析转录组调控异常的研究中，发现4 个模块与神经免疫过程直接相关，揭示了神经发育障碍性疾病NF-κB 炎症信号通路模块普遍上调，而ASD 在干扰素反应和小胶质细胞模块中表达最强，表现出疾病特异性［6］。此外，NADEEM 等［7］通过分离培养 ASD患儿T细胞，证实其T细胞中脂多糖主要受体TLR-4表达增加，激活NF-κB信号通路，导致NADH氧化酶（NOX-2）和活性氧（ROS）产生过多。而T 细胞在脑部浸润，也很可能通过神经系统中大分子的过度氧化修饰而引发神经炎症。

2.2 ASD外周T细胞过度活化

2.2.1 T 细胞数量与激活状态改变 1977 年STUBBS 等［8］通过植物血凝素（phytohemagglutinin，PHA）刺激ASD 患者淋巴细胞转化，首次发现ASD中T 细胞数量减少，随后越来越多的研究发现ASD中适应性免疫应答出现异常，以T 细胞为主表现在T细胞数量、活化状态和相关细胞因子的改变。

ASD 外周T 细胞主要通过流式细胞术进行检测，早些年研究认为ASD 患儿的易感性主要与CD4+T 细胞的减少相关，在鲜少报道的成人ASD 的检测中，却发现更多的是以CD8+T 细胞升高为主的免 疫 表 型 ，CD4/CD8 有 所 下 降［9-10］。 然 而 根 据ASHWOOD团队［11］的报道，与健康儿童相比，并未发现 ASD 患儿 T 细胞或是 CD4+T 细胞、CD8+T 细胞数量有统计学差异，受单一时间点检测局限，同时也提示ASD 免疫学表现的异质性结果，但在同期研究中发现ASD中T细胞的激活状态明显发生改变。

ERICKSON等［12］发现ASD患者的淋巴细胞细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）激活增加，ERK 被认为是一种丝裂原活化激酶，该细胞外信号通路激活增加是ASD 淋巴细胞过度活化的非特异性标志。此外T细胞活化的早期标记物HLA-DR 和CD26 在ASD 中发现表达增加，提示ASD患者T细胞可能存在持续激活状态［11］。2018 年 AHMAD 等［13］通过检测 ASD 单个核细胞中表 达 HLA-DR 的 CD4+、CD8+、CD28+、CXCR4+和CCR7+细胞数量，发现ASD 患儿HLA-DR、共刺激因子和作用于初始T细胞的趋化因子受体表达水平显著升高，再次证实以上猜想。另一方面，ASD 患者T 细胞CD95 表达减少，作为细胞凋亡信号，提示ASD中可能过度活跃的T细胞凋亡减少［14］。

2.2.2 适应性免疫反应相关细胞因子异常 细胞因子是由免疫细胞经刺激合成、分泌的一类具有广泛生物活性的小分子蛋白。在ASD 的研究中，普遍发现其细胞因子分泌偏向于促进炎症发生。最新研究证实ASD表达IFN-γ、IL-6、IL-9、IL-22和GM-CSF的CD45 细胞显著增加，同时针对ASD 促炎因子的荟萃分析，为ASD体内更高浓度的IL-1β、IL-6、IFN-γ和TNF-α的存在提供更有力的证据［15-16］。

虽然在ASD 个体中产生的细胞因子表型不尽相同，但这种紊乱与其异常行为直接相关。研究发现ASD 体内高表达的IFN-γ与其刻板行为和交流障碍密切相关［12］。同时近年来多有报道ASD 患者Th2细胞分化倾向，证实其特征性细胞因子IL-4、IL-5、IL-6、IL-13 在患者血清中升高，且具有这类特征的ASD 患儿发育评分较低［17-18］。在新生儿血斑检测中，IL-4的升高增加了ASD的发病率，并与其严重程度呈正相关，同时还显示出增加智力障碍的风险［19-20］。在被确诊为ASD 的母体血清和羊水中也发现IL-4 明显升高，提示其在早期发育中影响胎儿乃至出生后儿童的正常发育［21-22］。

Th17 是新发现的一个独特的CD4+T 细胞亚群，主要产生IL-17、IL-21 和IL-22，已经证实在多种自身免疫病中发挥作用。ASD中Th17亚群升高，IL-17明显高于健康对照组，增强炎症反应的同时，证实这些改变与ASD 异常行为呈正相关［23］。同时IL-17可穿越胎盘屏障，在婴儿大脑中起作用，导致皮质和行为异常，在早期的母体免疫激活中可能发挥重要作用［24］。ASD 患者肠道微生物还显示出 Th17 极化倾向，合并肠道问题共病的ASD患儿Th17和IL-17显著升高，未合并肠道问题的ASD 儿童则表现为以IL-13+CD4+T 细胞为特征的Th2 亚群优势，两组显示出无差异性IFN-γ 升高。在体外细胞实验中，拮抗IL-6 可以阻断CD4+T 细胞中上调的IL-17a 信号传导，提示治疗的潜在靶点［25］。

与此同时，T 细胞活化相关的转录因子和不同的 T 细胞亚群，即 Th1（T-bet）、Th2（GATA-3）、Th17（RORγt）在ASD 患儿中均有增加，表明ASD 存在免疫障碍的同时，并未支持单一细胞极化倾向的论证，由此推测效应T 细胞的普遍激活状态可能与缺乏充分的调控机制有关［26］。

2.3 Treg 体系缺陷 Treg 是一类具有抑制T 细胞作用的调节性CD4 T 细胞亚群，主要通过分泌IL-10、TGF-β 和 IL-35 参与自身免疫耐受的建立，同时在外周不同组织中适度调节T 细胞介导的免疫应答。

研究表明有ASD 患者出现Foxp3+Treg系统性缺陷，循环CD4+CD25highTreg 频率显著降低，且 Treg 减少导致抗炎因子IL-10和TGF-β分泌减少，与疾病严重程度呈负相关，显示出更糟的行为变化［23，27］。此外，在Treg 细胞中发挥重要免疫调节作用的转录因子Helios 也出现改变，证实与健康儿童相比，ASD 患儿Helios mRNA 和蛋白表达水平较低，且CD4+细胞、CD8+细胞、Tim-3+细胞和 CXCR3+细胞中 Helios下调，提示免疫功能障碍［28］。在最近的ASD 分组研究中也发现Treg和表达IL-10+的CD4+细胞有下降趋势，表明T 细胞调节受限的共性现象［29］。同时在ASD 中发现IL-35 分泌减少，作为Treg 发挥免疫抑制作用所必需的效应因子，IL-35的浓度水平与ASD的嗜睡、过度活动以及不当语言成反比［30］。有趣的是，由于Treg 和Th17共用一个前体细胞和一套TGF初始信号，正常情况分化为Treg，而炎症状态下分化为Th17，因此Treg 的缺失，很大程度促进了Th17 的炎症性激活。综上表明Treg 体系的缺陷可能是导致T 细胞亚群出现不同程度过度激活的重要因素，进而引发ASD的相关症状表现。

3 小结与展望

ASD 患者普遍存在免疫紊乱，以T 细胞介导的适应性免疫为例，ASD 患者可能缺少适当的免疫应答机制。由于缺乏正常人调控T细胞增殖和分化的完整Treg 体系，T 细胞出现不同程度的激活表型导致ASD 长期的炎症状态，其异常表型与ASD 患者的行为和发育密切相关，表明T 细胞在ASD 发病中发挥重要作用，因此恢复其调节机制很可能有利于ASD 症状的改善。但是免疫失调并不是ASD 的全体现象，因为ASD 异质性强，遗传背景和环境因素尚不清楚，且当前研究又受限于样本量小的问题，很难得出共性结果。然而存在免疫失调的ASD 患者很可能是一类特殊的亚组，研究探索的相关免疫指标有机会用于ASD 的早期筛查和靶向治疗。虽然越来越多的证据显示免疫功能障碍在ASD 发病中发挥重要作用，但其中关联尚未可知，仍存在许多问题等待解答。

不过近些年通过免疫调节治疗改善ASD 行为的报道并不少见。如应用具有一定免疫抑制作用的抗精神病药物利培酮，联合塞来昔布和环氧合酶-2选择性非甾体类抗炎药物，改善ASD 的刻板行为和社会戒断的有效性报道，以及通过静注丙种球蛋白改善免疫指标和不良行为的成功案例，都表明免疫治疗这条路是可行的［31-32］。随着动物模型的介入，应用不同干预措施帮助确定ASD 发展及恶化的相关机制，以及通过聚类分析进行ASD 亚组分型的研究手段，都可以塑造未来的ASD 研究假说，为逐步揭示ASD的病理机制打下坚实基础。