HMGB1、Th17/Treg在慢性阻塞性肺疾病中作用的研究進展

龍瀛，歐陽瑤，張婧

(遵義醫學院附屬醫院，貴州遵義563000)

慢性阻塞性肺疾病(以下稱慢阻肺)是以持續呼吸系統癥狀及氣流受限為特征的慢性疾病。目前認為，氣道和肺部炎癥、氧化/抗氧化失衡和蛋白酶/抗蛋白酶失衡是其主要發病機制。除此之外，自主神經功能失調、營養不良、吸煙、氣溫變化等可能亦參與慢阻肺的發生、發展。氣道和肺實質的慢性炎癥是慢阻肺的特征性改變，吞噬細胞、T細胞、中性粒細胞等多種炎癥細胞均參與其發病過程。炎癥細胞被激活后，釋放多種炎性介質，引起氣道和肺實質的異常炎癥反應，破壞肺結構，導致外周氣道、肺實質的炎癥和水腫，黏液過度分泌和纖維化，引起氣道狹窄，氣流阻力增加，最終導致病情惡化[3,4]。近年研究認為，慢阻肺還是一種自身免疫性疾病[5，6]，T細胞介導的免疫應答在慢阻肺的發病過程中起關鍵作用[7,8]。目前慢阻肺免疫發病機制的研究熱點主要涉及CD4+T細胞介導的免疫應答，特別是輔助性T細胞17(Th17)、調節性T細胞(Treg)[9,10]。高遷移率族蛋白1(HMGB1)擁有諸多生物學功能，與炎癥反應、細胞凋亡等關系密切，是一種重要的晚期炎癥介質，在不同炎癥反應中均有表達。本研究對Th17/Treg及高遷移率族蛋白1(HMGB1)在慢阻肺中作用的研究進展作一綜述。

1 Th17/Treg在慢阻肺中的作用

Th17是CD4+T淋巴細胞的一個亞系，是一類能夠誘導中性粒細胞聚合的前炎性細胞因子，并可催化其他細胞生成炎癥因子，促進炎癥因子動員、募集及活化，從而介導炎癥反應，在自身免疫系統中有著十分關鍵的作用。Th17可生成IL-17A、IL-17F，在誘導趨化因子、促炎因子釋放之后，可直接導致組織細胞受損。Th17主要通過產生IL-17，開始啟動并逐步放大免疫反應，在較多慢性炎癥性疾病發病過程中起到極為關鍵的作用，并可參與自身免疫性疾病的發病[11，12]。在慢阻肺中，有許多細胞參與其病理生理過程，其中最重要的是中性粒細胞、巨噬細胞和CD4+CD8+T細胞，中性粒細胞遷移到炎癥區域主要是通過CD4+Th17相關的細胞因子介導，已經證實，IL-17A、IL-17F和IL-22可誘導氣道上皮細胞分泌CXCL8、CXCL1、CXCL5、G-CSF和GM-CSF[13]。Vargas-Rojas等[14]研究表明，慢阻肺患者外周血 Th17細胞較健康者增多，細胞數量與肺功能呈負相關關系，伴隨氣流受限程度加重而增加。與健康者相比，慢阻肺患者支氣管黏膜下層IL-17A、IL-17F表達明顯升高，提示 Th17細胞可直接參與慢阻肺的發生、發展和支氣管組織重組[14]。同樣，小鼠長期暴露于香煙煙霧后肺組織內IL-17表達明顯升高[15]，同時其肺上皮細胞所釋放的IL-17可引起與慢阻肺相似的肺部嚴重感染。Chu等[16]研究表明，慢阻肺患者Th17細胞的轉錄因子維甲酸相關孤核受體γt(RORγt)表達升高。上述研究顯示，Th17細胞和對應細胞因子在慢阻肺的發生、發展中具有極為重要的作用。

相反，Treg是一種擁有抑制作用的T細胞亞群，能抑制潛在的、可被激活為效應細胞的自身反應性T細胞，促進免疫系統獲得免疫耐受，在控制自身免疫反應中發揮重要作用[17]。Treg對機體過度活躍的免疫反應提供必要的保護，并在慢性炎癥中產生和誘導細胞因子。Treg生成減少或功能缺陷將導致自身免疫性疾病[18]。研究發現，肺氣腫及慢阻肺患者較健康志愿者Treg數量減少[19]；慢阻肺非吸煙患者Treg數量少于吸煙患者[20]。但在慢阻肺患者中Treg的免疫抑制作用仍存在爭議。有報道，長時間暴露于煙霧環境中會導致氣道中Treg數量增多[21]；其在穩定期慢阻肺患者體內數量遠高于健康者[22]；與不吸煙者比較，慢阻肺吸煙患者小氣道中Treg特異性轉錄因子數量減少，而大氣道中Treg數量增多[23]。可見，與兩者在分化過程中相互抑制，功能上相互拮抗，兩者之間的平衡對于維持體內免疫內環境平衡起重要作用[24]，一旦失衡，即可導致多種自身免疫性疾病發生[25]。在慢阻肺小鼠模型體內Th17及其相關的細胞因子(IL-17A、IL-6和IL -23)顯著增多，而Treg及其相關的細胞因子(IL-10)則顯著減少[25]。并且在慢阻肺小鼠模型中Th17的轉錄因子RORγt表達亦增高，Treg的轉錄因子Foxp3表達減少[26]。本課題組前期研究表明，慢阻肺小鼠模型外周血、BALF及肺組織中Th17的百分比高于健康小鼠，而Treg的百分比則低于健康小鼠。慢阻肺急性加重期和穩定期患者RORγt表達增加，與病情嚴重程度表現出線性關系，并且與肺功能呈負相關關系[27]。以上研究提示，Th17/Treg失衡可參與慢阻肺的免疫發病機制。

2 HMGB1在慢阻肺中的作用

HMGB1是一類擁有促炎功能的核內非組蛋白，由A盒(A-box)、B盒(B-box)和C端尾部3個結構域組成。HMGB1能夠經由活化以后的免疫細胞分泌到細胞外，也可由壞死的細胞釋放，之后轉移到炎癥處，與有關受體，如Toll樣受體2(TLR2)、TLR4等結合促進炎性細胞因子生成并介導下游炎癥反應[28]。研究表明，HMGB1信號參與膿毒癥、腫瘤、關節炎等疾病的發生[29～31]；吸煙者和慢阻肺患者血漿中HMGB1水平升高。慢阻肺患者血漿HMGB1水平顯著高于不吸煙者及吸煙無慢阻肺者，且與肺功能顯著相關[32,33]。Kanazawa等[34]研究發現，慢阻肺吸煙患者氣道HMGB1表達顯著高于非吸煙者，且HMGB1表達與氣流堵塞密切聯系。Ferhani等[33]報道，慢阻肺患者支氣管活檢和肺組織切片HMGB1表達明顯高于健康吸煙者。研究發現，慢阻肺患者氣道上皮細胞和黏膜下層細胞HMGB1表達明顯升高[34]；慢阻肺患者痰液HMGB1水平升高且與慢阻肺的嚴重程度呈線性關系；血液中HMGB1水平亦升高[35]；HMGB1表達與慢阻肺炎癥和病理改變的嚴重程度存在一定正相關關系[36]。上述研究結果提示，HMGB1可能通過與多種炎癥介質相互作用而放大炎癥反應，從而參與慢阻肺的發病。

3 HMGB1與TH17/Treg的關系

有研究表明，HMGB1能夠通過與晚期糖基化終末產物受體(RAGE)結合而參與慢阻肺的炎癥反應[37]，但其具體機制尚不完全明確。RAGE是細胞表面受體的免疫球蛋白超級家族一員，能識別病原體和宿主的內源性配體，以啟動對組織損傷、感染和炎癥的免疫反應。盡管在肺生理學和病理生理學中RAGE的作用尚不清楚，但最近的全基因組關聯研究已經將RAGE基因多態性與氣流阻塞聯系起來[38]。研究發現，RAGE在慢阻肺患者氣道上皮平滑肌高表達，且與HMGB1一同定位，而在正常機體中則沒有這種情況[39]。Th17和Treg均表達RAGE，故HMGB1可能與這兩種細胞上的RAGE相互作用來調節其平衡。HMGB1與一些免疫炎癥性疾病中T細胞介導的免疫失調有關。如在小鼠急性移植排斥反應模型中發現，HMGB1可誘導同種反應性T 細胞產生IL-17[40]。此外，在慢性乙型肝炎患者外周血中RORγt表達升高，Foxp3表達減少，而且RORγt/Foxp3失衡與HMGB1表達增加有關，通過抗HMGB1抗體抑制HMGB1表達可使RORγt表達降低而Foxp3表達增加，從而調節這種失衡；HMGB1 能通過TLR4-IL-6 軸來調節慢性乙型肝炎患者Th17/Treg 平衡[41]。有資料顯示，哮喘小鼠HMGB1濃度和細胞數量均較對照組明顯升高，重組高遷移率族蛋白1可誘導DCs分泌IL-23，從而啟動哮喘小鼠Th17細胞應答，并通過體內外實驗證實，抑制HMGB1表達可調控這種免疫失調[42]。上述研究提示，在這些疾病的發病機制中Th17/Treg失衡與HMGB1表達有關。

綜上所述，在慢阻肺的發病機制中HMGB1可導致Th17/Treg失衡，進而導致慢阻肺的發生、發展。抗HMGB1抗體可抑制HMGB1表達，繼而使RORγt表達降低、Foxp3表達增加，從而調節Th17/Treg失衡。

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