T淋巴细胞亚群在慢性阻塞性肺疾病发生、发展中的作用研究进展*

赵 萌 综述，赵育周，赵志娟,霍树芬 审校

1.西安医学院，陕西西安 710068；2.陕西省人民医院呼吸与危重症医学科，陕西西安 710068

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种与慢性气道炎症及异常免疫反应相关的疾病，表现为进行性加重的气流受限。COPD急性加重期(AECOPD)是指COPD患者在短期内出现超过日常状况的持续恶化，多因细菌、病毒等感染所诱发。AECOPD患者住院率及病死率显著增加，严重影响患者的生存质量及健康，故对AECOPD进行早期准确评估、及时干预十分重要。T淋巴细胞活化、增殖能促进中性粒细胞介导的炎症反应,诱导AECOPD发生，具体表现为CD4+T淋巴细胞数量减少、患者免疫功能受损，以及CD8+T淋巴细胞释放细胞毒性物质直接或通过激活巨噬细胞间接破坏肺组织，导致患者肺功能下降；CD4+T淋巴细胞亚群[包括辅助性T淋巴细胞(Th细胞)中的Th1、Th17细胞]则发挥促炎作用，加重肺部感染，导致患者病情迁延不愈。Th2细胞和调节性T淋巴细胞(Treg细胞)则发挥免疫抑制作用，负性调控免疫反应，维持机体免疫平衡。通过了解T淋巴细胞及其相关细胞因子水平能预估COPD患者病情严重程度及免疫状态，及早预测AECOPD的发生。

1 T淋巴细胞与COPD概述

T淋巴细胞起源于骨髓多能干细胞，按照分化抗原分子不同，可进一步分化为CD3+T淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞。CD3+T淋巴细胞代表T淋巴细胞总数,CD4是Th细胞表面标志，而CD8+T淋巴细胞被称为细胞毒性T淋巴细胞,其通过分泌肿瘤坏死因子、干扰素和穿孔素等细胞因子,直接或间接杀伤靶细胞。

研究表明，T淋巴细胞在COPD发病机制中发挥重要作用[1]。COPD患者，尤其是老年患者，常伴有细胞免疫功能紊乱,具体可表现为CD4+T淋巴细胞数量明显减少，同时伴随细胞功能受损及CD8+T淋巴细胞表达活性增强[2-3]，容易引起炎症因子的级联反应,导致COPD患者病情快速进展。研究指出，COPD患者外周血中T淋巴细胞Kv1.3通道 mRNA表达水平升高，间接证实T淋巴细胞参与了COPD发生、发展[4]；且CD4+T淋巴细胞和CD3+T淋巴细胞数量与COPD严重程度有关[5]，CD8+T淋巴细胞数量随疾病进展而增加。与此同时，COPD患者CD4+/CD8+比值降低，且AECOPD患者下降程度更明显。

2 CD4+T淋巴细胞与COPD

CD4+T淋巴细胞在不同细胞因子及微环境作用下发挥对机体炎症反应的调节作用。CD4+T淋巴细胞向Th1、Th2、Th17、Treg等效应细胞分化，发挥不同的免疫调节作用。研究证实，COPD患者气道黏膜免疫缺陷及紊乱常与Th1/Th2、Th17/Treg失衡有关[6]。

2.1Th1细胞、Th2细胞、Th1/Th2失衡与COPD Th1细胞为CD4+T淋巴细胞的一个亚型，由Th0细胞在干扰素-γ(IFN-γ)及白细胞介素(IL)-12的诱导下分化形成，主要介导细胞免疫，被认为是COPD炎症反应过程中的关键因子。Th1细胞通过释放IFN-γ、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及IL-12等促炎因子在AECOPD发生过程中发挥重要作用。IFN-γ作为Th1细胞释放的炎症因子的代表，诱导CXC配体(CXCL)9、CXCL10、CXCL11在支气管上皮高表达[7]，并与TNF-α协同诱导CXCL9、CXCL10、CXCL11的释放，介导肺组织破坏，并促进中性粒细胞介导的炎症反应，促进肺气肿的发生[8]，而利用吸入型pan-JAK抑制剂减少气道上皮细胞CXCL9、CXCL10、CXCL11的释放后，肺组织损伤也随之减轻[9]。另外，有研究指出，IFN-γ治疗后转化生长因子-β(TGF-β)的活性降低，延缓了COPD的进展[10]。在AECOPD患者体内大量Th1细胞因参与免疫炎症反应而被消耗，表现为Th1细胞数量减少，而Th1细胞激活可能是引起COPD免疫炎症反应的原因[11]。

Th2细胞能够分泌IL-4、IL-6、IL-9等抑炎因子,介导体液免疫和过敏反应。在不同呼吸道疾病中，Th1细胞和Th2细胞会产生偏移现象，具体表现为COPD以Th1细胞介导的炎症反应为主，肺癌、哮喘则与Th2细胞功能亢进有关[12]。在COPD不同阶段发挥主导作用的Th细胞也不同，具体表现为在AECOPD中Th2细胞占主导地位，而Th1细胞在COPD缓解期占主导地位,AECOPD患者Th1/Th2平衡呈现向Th2细胞偏移的特点[13]。

当Th1细胞免疫活跃而Th2细胞免疫减弱时,二者平衡被打破，会触发持续的炎症反应,促进气道重塑和肺气肿的发生。有研究在建立的COPD动物模型中发现，与健康大鼠比较，患有COPD大鼠的外周血Th1和Th2细胞数量明显增加，此外，Th1/Th2比值升高，证实了在COPD大鼠中Th1/Th2失衡[14]。也有研究认为，AECOPD患者Th1细胞大量被消耗,导致其Th1细胞相关细胞因子水平低于COPD缓解期患者[15]。

2.2Th17细胞、Treg细胞 和Th17/Treg失衡与COPD CD4+T淋巴细胞还可分为Treg细胞和Th17细胞两个亚群，在功能上Th17细胞与Treg细胞相互拮抗，二者失衡可引起炎症细胞浸润和组织破坏，是COPD进行性加重的重要因素。Th17细胞在COPD的发展和维持炎症反应方面发挥重要作用,促炎因子及趋化因子IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α可促使Th17细胞增殖分化，引起COPD患者呼吸道炎症迁延不愈,导致气道重塑,诱发持续性气流受限加重,最终使患者肺功能进行性恶化。国内研究报道，COPD患者支气管黏膜下层、气道上皮、肺组织、支气管肺泡灌洗液及外周血中Th17细胞和Treg细胞数量较非COPD吸烟者和健康人群(无吸烟史)均增加[16]，而且Th17细胞数量与气流受限程度呈正相关[6]。有研究也证实了COPD患者外周血 Th17细胞数量、Th17/Treg比值均明显升高，且以AECOPD患者升高更明显；并且COPD患者外周血Treg细胞数量及肺功能均明显下降，尤其是AECOPD患者下降更明显。此外，COPD患者外周血 Th17细胞数量、Th17/Treg比值与肺功能呈负相关，而Treg细胞数量与肺功能呈正相关[17]。

Th17细胞能特征性分泌IL-17A、IL-17F和IL-22等细胞因子，IL-17作为上游促炎因子，不仅能诱导单核巨噬细胞及中性粒细胞趋化因子CXCL1和CXCL8在肺部聚集和活化，释放弹性蛋白酶及金属蛋白酶等多种酶破坏肺组织，也能刺激IL-6、一氧化氮(NO)、前列腺素E2合成，加重COPD患者局部炎症反应[18-19]。缺乏IL-17A可对因吸烟引起的肺气肿患者产生保护作用[20]，这可能与转录因子视黄酸相关孤儿受体γt(ROR-γt)mRNA表达增加有关，ROR-γt可特异性调节Th17细胞转录，促进IL-17生成,参与细胞因子诱导的Th17细胞分化和炎症反应[21-22]。

COPD患者Treg细胞数量减少，且减少程度与患者病情严重程度相关[23]。Treg细胞数量减少一方面促使效应T淋巴细胞功能被抑制，导致其对机体免疫抑制作用减弱，加重炎症反应，这可能与脂肪细胞因子瘦素合成过多，减少T淋巴细胞参与糖酵解过程有关[24]；另一方面，促使CD4+T淋巴细胞向Th17细胞分化，引起炎症因子分泌增加，加重肺组织破坏，引起气流受限程度加重[25-26]。有研究也证实了COPD患者Treg细胞数量与第一秒用力呼气容积、第一秒呼气容积占用力肺活量百分比呈显著负相关[27]。此外，Treg细胞释放抗炎因子IL-10、TGF-β，通过抑制炎症反应和自身免疫来调节免疫应答，维持免疫稳态；COPD患者血清IL-4及IL-10水平均下降，提示Treg细胞数量减少或功能受损，抑制IL-10信号转导会加剧肺组织中的促炎反应，而转录因子叉头盒P3(Foxp3)的表达则调控了这一过程[28]。

Th17/Treg平衡在COPD发生、发展中发挥重要调控作用。有研究观察到与COPD患者相比，健康吸烟者Th17细胞数量增多，Treg细胞数量减少，尤其是与重度COPD患者存在的差异更加明显[29-30]，这也提示COPD患者存在Th17/Treg失衡，且急性加重期该失衡更加明显[31]，其可能的机制是Th1细胞及其特征性炎症因子IL-17的高表达和Treg细胞低表达导致Th17/Treg失衡[27]。有研究显示，通过调控Th17细胞和Treg细胞特征性转录因子Foxp3、ROR-γt表达，可以促使外周血Th17/Treg维持平衡，从而抑制肺组织细胞凋亡，修复损伤肺组织，延缓呼吸道重塑进程[32]。

3 CD8+T淋巴细胞与COPD

CD8+T淋巴细胞为COPD病理改变过程中最重要的效应细胞。根据是否表达CD28分子CD8+T淋巴细胞又可分为CD8+CD28+T淋巴细胞和 CD8+CD28-T淋巴细胞两个亚群，其中CD8+CD28+T淋巴细胞通过分泌穿孔素、颗粒酶、TNF-α，借助Fas配体(FasL)/Fas 途径引起肺泡上皮细胞的裂解和凋亡，在机体发挥抗感染、抗肿瘤作用。有研究显示，COPD患者外周血中CD3+T淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞数量明显减少,CD8+T淋巴细胞数量增多，COPD患者气道上皮、支气管上皮中CD8+T淋巴细胞浸润并处于激活状态[33]。与此同时，COPD患者外周血及支气管肺泡灌洗液中颗粒酶B和穿孔素水平均升高[34]，推测COPD发病可能与CD8+T淋巴细胞释放的颗粒酶B和穿孔素凋亡途径激活有关；另外，CD8+T淋巴细胞产生的CXCL10等因子和CXC趋化因子受体4作用，促进巨噬细胞表达基质金属蛋白酶12降解弹性纤维，促进COPD进展[35]。烟草刺激可促进CD8+T淋巴细胞增殖并抑制其凋亡，引起局部气道免疫损伤[36]。与稳定期比较， AECOPD患者外周血CD8+T淋巴细胞数量明显增多，且以Tc2细胞为主[24]；但一项队列研究得出了与之不同的结论：AECOPD患者CD8+T淋巴细胞数量先减少，然后再增加，最后维持在稳定水平，此外，CD8+T淋巴细胞数量减少先于患者症状出现，提示CD8+T淋巴细胞可用来预测AECOPD发生[37]。

4 CD4+/CD8+失衡与COPD

CD4+/CD8+比值在一定程度上能够反映机体免疫状态。COPD患者CD4+T淋巴细胞数量减少、CD8+T淋巴细胞数量增多导致CD4+/CD8+比值降低，提示患者免疫功能处于过度活跃状态，这可能与病原体诱导CD8+T淋巴细胞合成增多而抑制CD4+T淋巴细胞的合成有关。在经过抗炎、平喘等治疗后，COPD患者CD3+、CD4+T淋巴细胞占比及CD4+/CD8+比值均逐渐升高[38]，因此推测细胞免疫功能失调是COPD急性加重的重要因素[39]。另有研究表明，COPD患者肺功能下降与CD4+/CD8+比值下降有关[40-41]。此外，刘燕等[42]研究证实了CD4+/CD8+比值与疾病转归有关，CD4+/CD8+失衡是COPD患者病情进展、预后不良的危险因素。

5 小 结

T淋巴细胞亚群及其相关细胞因子在COPD发生和发展过程中起着正/负免疫调控作用，但目前研究尚存在以下不足之处：(1)利用T淋巴细胞及其相关细胞因子来预测AECOPD发生及预后仍缺乏相应的界值作为标准；(2)与其他感染指标联合能否提高预测的准确性仍缺乏进一步的研究；(3)COPD患者急性加重过程中主要表现为CD8+T淋巴细胞数量增多，但仍有学者观察到COPD患者气道固有层中存在CD8+T淋巴细胞数量减少[37],因此今后仍需要大量的前瞻性研究来证实COPD与适应性免疫之间存在的确切关系。另外，T 淋巴细胞亚群及其相关细胞因子与COPD的严重程度有关，免疫功能的降低增加患者感染的风险,导致症状进一步加重,可考虑根据T淋巴细胞亚群水平对AECOPD患者提前进行干预，以改善患者预后。