不明原因復發性流產機制中Th17細胞和CD4+CD25+調節性T細胞的研究進展

文妍琪，楊菁

(武漢大學人民醫院生殖中心，武漢 430060)

復發性自然流產(recurrent spontaneous abortion，RSA)是指與同一性伴侶連續2次或2次以上在妊娠20周前的胎兒(體重≤500 g)丟失者，我國目前的發病率約占育齡婦女的1%～5%[1-2]。其發病原因有很多，包括遺傳、解剖、內分泌和血栓前狀態、感染以及免疫等。約有一半以上的患者發病原因不明，稱之為不明原因復發性流產(Unexplained Recurrent Spontaneous Abortion，URSA)[3]。

URSA與母胎免疫耐受失衡有著密切的關系。母體蛻膜組織和胎盤滋養層組織共同構成的母-胎界面是妊娠免疫耐受的基礎。母胎免疫耐受的建立與維持，需要多種免疫細胞和細胞因子等因素的共同參與[4]。CD4+T細胞亞群在母胎免疫耐受中發揮著重要的調節作用，原始的CD4+T細胞經抗原刺激以后，在不同分化環境中根據其所分泌的細胞因子分化為 Th1 細胞、Th2 細胞、Th17細胞和 CD4+CD25+調節性 T 細胞(Treg細胞)，通過多種途徑發揮著不同的生物學功能從而維持免疫耐受[5]。其中Th17和 Treg 細胞是近年來新發現的免疫調節細胞，特別是Th17/Treg細胞亞群的平衡對于維持母胎免疫耐受平衡起著關鍵的作用。本文主要是對Th17細胞和 Treg細胞在URSA發病機制中的研究現狀進行綜述。

一、Th17細胞的分化和功能

1.Th17細胞的分化：Th17細胞發現于2005年，不同于其他的CD4+T細胞亞群，主要是一類以分泌細胞因子IL-17為特征的CD4+T細胞亞群。Th17 細胞主要通過其分泌的細胞因子IL-17A(也稱為IL-17)、IL-21、IL-22、IL-6、IL-9 等導致組織器官的炎性損傷，具有很強的促炎癥作用，從而參與了多種自身免疫性疾病的發生發展[6]。

研究表明初始CD4+T 細胞在炎性因子TGF-β、IL-6、IL-1β、IL-21 和IL-23協同刺激下向Th17細胞分化，需要表達轉錄因子視黃酸受體相關的維甲酸相關孤核受體γt(RORγt)并產生細胞因子IL-17，并且TGF-β劑量在Th17的分化中有著重要的作用，高劑量TGF-β單獨刺激初始CD4+T 細胞，則向CD4+CD25+調節性 T 細胞(Treg細胞)分化，低劑量TGF-β 與細胞因子IL-6、IL-1β、IL-21 和IL-23 協同刺激初始CD4+T 細胞則向Th17 細胞分化[7]。

Th17 細胞分化的關鍵核因子是RORγt，其活性可以以配體依賴性方式進行調節，例如乙酰化和泛素化以及與各種輔因子的相互作用。通過對其活性的調節進一步調控Th17細胞的分化。Kim等[8]研究發現，運用特殊的RORγt轉錄活性抑制劑地高辛可以顯著抑制人以及小鼠的Th17細胞的分化，從而降低Th17細胞促炎細胞因子的分泌，其相關的自身免疫性疾病的發生率有所下降。越來越多的小分子RORγt轉錄活性抑制劑如TMP778和TMPTMP920[9]、A213[10]參與調節Th17細胞的分化。

信號轉導和轉錄活化因子3(STAT3) 途徑在Th17細胞的分化中也起著重要的作用，Th17細胞在極化條件下誘導RORγt需依賴于STAT3通路，在IL-6、IL-23等細胞因子的刺激下協同作用促進Th17的分化。Baek等[11]通過體內以及體外實驗均證實，應用熊果酸(UA)可以通過抑制STAT3磷酸化降低Th17細胞的數量，并且相關的促炎細胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-21和IL-17以及硝基酪氨酸和iNOS的表達降低。過氧化物酶體增長因子活化受體(PPARs)，包括PPARα、PPARβ/δ和PPARγ，是一類被配體激活的核轉錄因子，屬于II型核受體超家族，同時可以調控Th17細胞的分化。PPARα可以通過減少磷酸化信號轉導及轉錄激活蛋白3(p-STAT3)并下調蛋白質表達RORγt，降低Th17細胞分化所必需的細胞因子IL-6的水平從而選擇性地抑制Th17細胞的分化。另一方面PPARα 還可以通過抑制RORγt的表達同時增強Foxp3的表達來抑制CD4+T細胞向Th17細胞的分化[12]。干擾素調節因子4(interferon regulatory factor，IRF4)同樣在調控Th17分化中起著很重要的作用，Biswas等[13]發現IRF4發生磷酸化，通過 Rho相關激酶2(ROCK2)，影響多種細胞因子分泌，一方面可以促進IL-21以及IL-17分泌，另一方面抑制IL-22分泌從而調節Th17細胞的分化[13-14]。研究表明運用ROCK2的特異性抑制劑KD025可以抑制STAT3通路的磷酸化，下調IRF4以及RORγt的水平，導致IL-17、IL-21的水平降低，并且這種抑制效應與KD025劑量有一定的聯系[15]。Tengesdal等[16]通過運用ROCK2的特異性抑制劑KD025表明，ROCK2對Th17細胞的調控效應并不能影響IL-1β、IL-6 以及IL-1α的水平，ROCK2對Th17細胞的調控并不依賴于IL-1途徑而是通過STAT3途徑實現。Yang等[17]通過運用Slx-2119成功地抑制了ROCK2的活性，伴隨著IFN-γ、IL-17A和IL-21的水平顯著降低而IL-10顯著增加，IL-4水平無明顯改變，Th17細胞增加。

2.Th17 細胞的功能：Th17細胞分泌的細胞因子除了IL-17(IL-17A)外，還包括Ⅱ-17F、以及IL-21、I-22、IL-6、TNF-α等細胞因子.

IL-17是一種重要的炎癥介質，IL-17家族包含IL-17A～IL-17F，其中IL-17A對于妊娠免疫 最為重要。IL-17 受體(IL-17R) 家族則有5 種受體，為IL-17RA～IL-17RE。IL-17 家族通過與受體結合，參與多種自身免疫性疾病的發病過程[18]。Th17細胞的許多生物學效應都與IL-17密切相關。IL-17通過誘導其他炎癥細胞因子如IL-6、TNF、基質細胞分泌集落刺激因子(GM-CSF)和前列腺素E2，以及趨化因子如MCP1、MIP2等的表達，還可介導炎癥細胞和T細胞在局部的浸潤及組織損傷。同時發現IL-l7也參與了中性粒細胞、樹突狀細胞(DC)細胞的增殖、成熟及趨化過程等，并能夠與一些細胞因子發揮協同作用，促進T細胞的活化，放大靶器官的免疫反應及炎癥性破壞等多種生物學作用，參與多種自身免疫病和感染性疾病的發生和發展[19-20]。IL-21是一種自分泌細胞因子，它一方面可以促進Th17 的分化，同時也可以抑制Thl、Treg細胞。

3.Th17細胞與妊娠：Th17有很強的的促炎性作用，關于其在妊娠期的表達目前有不同的觀點。有研究顯示正常妊娠時體內IL-17的水平較未妊娠時低，Th17/Treg細胞的比例也降低，并且在妊娠晚期Th17細胞水平下降得更多。但是有的研究顯示這種差別僅僅只在蛻膜組織中表現，外周血則無明顯差別。同時多項研究發現，URSA患者外周血及蛻膜組織中IL-l7水平顯著高于正常妊娠者和非妊娠者[21]。RORγt、IL-23等對Th17細胞分化、增殖至關重要的轉錄因子水平也同樣有所增高[21]。

二、Treg細胞

1.Treg細胞的分化：Treg 細胞主要來源于胸腺，小部分可通過外周誘導產生，大部分則是CD4+T細胞自然選擇方式產生，分化則主要依賴于T細胞抗原受體與復合體分子-Ⅱ(MHC-Ⅱ)類分子肽或者胸腺內皮遞呈的外周自身肽介導。叉頭狀轉錄因子(Foxp3)，是 Treg細胞的特異性細胞內標志物。Foxp3存在時，CD4+T細胞可分化 為Treg細胞。研究表明應用曲古抑菌素A(TSA)可以提高Foxp3 乙酰化水平，從而促進CD4+T細胞向Treg細胞分化[22]。IL-2是調節Treg細胞的重要因子，IL-2和抗T細胞受體(TCR)刺激誘導的信號傳導對于Treg細胞相關標志物(Foxp3、CTLA-4、PD-1、TGF-β和IL-10)的誘導也非常重要。TCR受到刺激后，CD25、Foxp3、CTLA-4、PD-1 、TGF-β和IL-10的水平都有所增加[23]。

2.Treg細胞的功能：Treg細胞在維持免疫自我耐受、免疫穩態以及調控各種生理和病理免疫反應(包括抗微生物、抗腫瘤反應和移植免疫)方面起著重要的作用。Treg細胞可以通過多種不同的方式殺死應答T細胞，包括顆粒酶和穿孔依賴機制，或者通過向應答T細胞發送負信號。

3.Treg細胞與妊娠：Treg細胞在體內主要發揮特異性抑制的免疫特性。正常妊娠時一定數量的Treg細胞有利于抑制母體免疫系統對父本半同種異體組織的識別。研究表明正常妊娠早期孕婦外周血及蛻膜組織中可以檢測到Treg細胞，該細胞能夠維持母胎免疫耐受平衡，從而有利于妊娠的維持[24]。

妊娠期間，選擇性刺激母體Foxp3+Treg細胞。外周血中Treg細胞數量呈動態變化：早期迅速增殖，中期時達到最高值，分娩以后逐漸下降到妊娠前的水平，其在分娩后很長時間內持續存在[25]。正常妊娠時蛻膜中的Treg細胞也增加并且具有穩定的表型。反復流產的婦女蛻膜中的Treg細胞則明顯減少，Treg細胞可作為評估孕婦流產風險的標志物[26]。正常妊娠早孕蛻膜中 Treg細胞的數量顯著高于外周血，然而在自然流產患者中卻沒有這種情況[27]。

三、Th17/Treg失衡與URSA

Th17細胞和Treg細胞兩者有內在的聯系，分化條件是相互影響的。在缺乏IL-6的條件下，TGF-β1 可以同時刺激Foxp3和RORγt的合成，由于Foxp3和Rorγt的相互作用，從而抑制了Th17細胞的分化[28]。但有IL-6存在時，其可以下調Foxp3，從而促進Rorγt分泌IL-17促進初始T細胞向Th17細胞分化[29]。也有研究證實，TGF-β1不足時Treg細胞可以轉化為Th17細胞[30-31]。AMP活化蛋白激酶(AMPK)在T細胞活化和分化中具有重要作用，AMPK活化劑AICAR通過激活脂肪酸氧化抑制體外Th17細胞分化[32]。同樣作為AMPK活化劑的二甲雙胍則通過下調STAT3介導的信號通路抑制Th17細胞的分化，相關的細胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-17均有下降，Treg細胞數量增多，Th17/Treg細胞比值下降，通過Th17和Treg平衡的相互調節發揮抗炎作用[33]。多項研究也表明Rho相關激酶2(ROCK2)，一方面可以磷酸化 IRF4從而促進STAT3磷酸化刺激Th17細胞分化，另一方面可以調控STAT1、STAT3、STAT5磷酸化和相關轉錄因子的表達來促進Treg細胞分化[13-14，17]。

正常妊娠時Th17/Treg 比例是平衡的，兩種細胞相互抑制維持著穩定免疫狀態；Th17/Treg失衡則會導致炎癥反應過強，相對的免疫抑制作用不足，從而導致URSA的發生。研究表明URSA女性外周血和子宮內膜Th17細胞數量多于Treg細胞[29]。IL-27可能參與Th17/Treg平衡的調節，URSA女性蛻膜組織中IL-27水平較低，同時伴隨著IL-17的水平升高[34]，IL-27可以激活Foxp3，抑制RORα 和 RoRγt，從而促進Treg細胞分泌IL-10，抑制Th17細胞分泌IL-17，并且這種效應呈現劑量依賴性[35]。人羊膜上皮細胞(hAEC)可以調控初始CD4+T細胞的分化，研究者提取URSA患者外周血并分選出初始的CD4+T細胞與hAEC共培養后發現，hAEC顯著抑制CD4+T細胞的活化并且這種效應呈劑量依賴型，同時IL-4、IL-10以及TGF-β1水平顯著增加，IFN-γ和IL-17A水平降低，Treg細胞的數量明顯增加，說明hAEC可以促進初始CD4+T細胞向Treg細胞分化且同時表達高水平的細胞毒性T細胞相關抗原4(CTLA-4)[36-38]。

吲哚胺2，3-雙加氧酶(IDO)可以誘導分化Treg 細胞，IDO缺乏時Treg細胞向Th17 細胞轉化[39]。在妊娠期間，較大劑量雌性激素能夠有效促進臍血干細胞生成Treg細胞并同時抑制Th17細胞，孕激素則也可抑制臍血干細胞向Th17細胞分化，從而調節Treg的功能[26]。

四、結語

綜上所述，妊娠是一個極其復雜的生理過程，需要母體免疫系統的協同參與和精準調節才能維持成功的妊娠。URSA的病因復雜，越來越多的研究顯示，造成URSA原因之一是由于母胎免疫耐受遭到破壞，母-胎界面蛻膜免疫細胞Th17/Treg 細胞、Th1/Th2細胞間比例失衡，母體免疫細胞過度激活。Th17 細胞以及Treg 細胞分化發育機制及其相關細胞因子間的調控值得進一步深入研究。通過阻斷或加強其關鍵轉錄因子的表達維持母胎免疫平衡，有望獲得新的治療URSA 的有效手段。