先天淋巴細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化中的研究進(jìn)展

熊家瑞，黎明江

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院心內(nèi)科，武漢 430060)

心腦血管疾病嚴(yán)重危害人類健康，是世界范圍內(nèi)發(fā)病率和致死率最高的疾病。全球疾病負(fù)擔(dān)研究報(bào)告顯示，2017年心腦血管疾病造成死亡人數(shù)為1 780 萬(wàn)，位于慢性非傳染疾病造成死亡人數(shù)首位[1]。動(dòng)脈粥樣硬化是引起心腦血管疾病最主要的原因，以血管壁慢性炎癥為特征，血液中的氧化低密度脂蛋白沉積于動(dòng)脈內(nèi)膜，常聚集各類免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，產(chǎn)生大量的促炎介質(zhì)，導(dǎo)致纖維脂肪斑塊的形成，最終導(dǎo)致動(dòng)脈管壁變硬、失去彈性和管腔縮小。先天淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cells，ILCs)是新近發(fā)現(xiàn)的一類數(shù)量較少的免疫細(xì)胞家族。從2008年至今，ILCs的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)研究改變了人們對(duì)免疫調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí)，以及免疫系統(tǒng)維持組織的動(dòng)態(tài)平衡的機(jī)制。ILCs參與免疫、代謝、組織發(fā)育和重塑，在一定程度上引起了固有免疫和特異性免疫[2]。其中，1型ILC(ILC1s)細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)病原體如病毒和腫瘤起反應(yīng)；2型ILC(ILC2s)細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外寄生蟲和過敏原起反應(yīng)；3型ILC(ILC3s)對(duì)抗細(xì)菌、真菌等細(xì)胞外微生物。實(shí)驗(yàn)研究表明，ILCs可能參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生過程[2]。因此，深入了解ILCs在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用和分子機(jī)制可為心腦血管疾病提供新的潛在干預(yù)靶點(diǎn)。現(xiàn)就 ILCs 在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用及機(jī)制予以綜述。

1 ILCs概述

ILCs從共同ILCs前體發(fā)展而來，而共同ILCs前體可分化為自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell，NK細(xì)胞)前體或共同輔助淋巴細(xì)胞前體，NK細(xì)胞前體分化為NK細(xì)胞，共同輔助淋巴細(xì)胞前體分化為淋巴組織誘導(dǎo)祖細(xì)胞和ILCs前體。淋巴組織誘導(dǎo)祖細(xì)胞分化為淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞，ILCs前體分化為ILC1s、ILC2s和ILC3s。

ILCs表現(xiàn)出與CD4 T細(xì)胞相似的亞分裂，與T細(xì)胞不同的是，ILCs產(chǎn)生細(xì)胞因子的激活并不取決于抗原識(shí)別(ILCs不表達(dá)T細(xì)胞抗原受體)，而是通過整合髓系或上皮細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子信號(hào)來誘導(dǎo)[3]。ILCs在次級(jí)淋巴器官和循環(huán)中分布相對(duì)較少，大多數(shù)富集于黏膜和屏障部位，包括皮膚、腸道、肺、脂肪以及黏膜相關(guān)淋巴組織[4]。對(duì)小鼠的研究表明，ILCs主要是組織駐留淋巴細(xì)胞，分布于黏膜組織，通過從血液中募集ILCs祖細(xì)胞發(fā)育而來，并在接受微環(huán)境中的細(xì)胞因子刺激后，通過分泌細(xì)胞因子及其他介質(zhì)來發(fā)揮免疫監(jiān)視與調(diào)節(jié)作用[5]。

2013年提出的ILCs的命名法將這些細(xì)胞分為3組，每組包含1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)子集[6]。每組中的子集可以產(chǎn)生共同細(xì)胞因子，并且子集細(xì)胞的發(fā)育和功能依賴于相同的轉(zhuǎn)錄因子。第1組ILCs包含NK細(xì)胞和ILC1s，均高水平分泌γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ)，以及發(fā)育和功能依賴于轉(zhuǎn)錄因子T-bet(T-box expressed in T cells)。第2組僅有一個(gè)子集，為ILC2s，ILC2s的發(fā)育和功能依賴于轉(zhuǎn)錄因子GATA 結(jié)合蛋白3和視黃酸受體相關(guān)孤兒受體α[7]，并可以產(chǎn)生白細(xì)胞介素(interleukin,IL)5和IL-13。第3組ILCs包括ILC3s和淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞，這兩種細(xì)胞都依賴于轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關(guān)孤兒受體γt，并且可以產(chǎn)生IL-17和IL-22。

2 NK細(xì)胞、ILC1s與動(dòng)脈粥樣硬化

第1組ILCs的特征在于能夠產(chǎn)生IFN-γ，包含兩種主要類型：常規(guī)NK細(xì)胞(common natural killer cell,cNK細(xì)胞)和ILC1s。目前已有兩組主要cNK細(xì)胞得到經(jīng)鑒，一類為主要存在于血液中，具有低表達(dá)CD56和高細(xì)胞毒性。另一類主要存在于人類次級(jí)淋巴組織如淋巴結(jié)、扁桃體、脾，高表達(dá)CD56，具有低細(xì)胞毒性，并且能在IL-18、IL-12或IL-15等細(xì)胞因子的刺激下產(chǎn)生大量高水平的IFN-γ[8]。非cNK細(xì)胞，也稱為ILC1s，是一類非NK細(xì)胞前體發(fā)育而來的組織駐留NK樣細(xì)胞，通常在血液或淋巴器官中不存在，多分布于非淋巴器官中如小腸、皮膚、肝、肺等黏膜屏障部位[9]。ILC1s具有非細(xì)胞毒性或弱細(xì)胞毒性，但能夠產(chǎn)生幾種反映Th1細(xì)胞的炎癥細(xì)胞因子。NK細(xì)胞和ILC1s的區(qū)別是發(fā)育過程是否有轉(zhuǎn)錄因子Eomes的參與，NK細(xì)胞的發(fā)育需要依賴轉(zhuǎn)錄因子Eomes，而ILC1s的發(fā)育不需要依賴Eomes[10]。雖然轉(zhuǎn)錄因子Eomes的表達(dá)通常用作NK細(xì)胞的標(biāo)志物，但是也可以在少量的ILC1s上表達(dá)，因此,在人類及小鼠中均未發(fā)現(xiàn)可以區(qū)分NK細(xì)胞及ILC1s細(xì)胞的單一標(biāo)志物。

NK細(xì)胞和ILC1s類似于Th1細(xì)胞，與細(xì)胞免疫應(yīng)答相關(guān)，并表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子T-bet，分泌IFN-γ。但是Th1細(xì)胞是人類動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中最豐富的T細(xì)胞亞型，所產(chǎn)生的IFN-γ可以發(fā)揮多種致動(dòng)脈粥樣硬化作用[11]。動(dòng)脈粥樣硬化是一種Th1驅(qū)動(dòng)的炎癥性疾病，缺乏T-bet、IFN-γ或IL-12的小鼠動(dòng)脈斑塊均減少[12-14]。然而，這些研究常被用于Th1細(xì)胞免疫致動(dòng)脈粥樣硬化作用的證據(jù)。目前仍不清楚ILC1s(或其他先天來源的IFN-γ)對(duì)缺乏T-bet、IFN-γ 或IL-12的小鼠動(dòng)脈斑塊形成的影響程度，有待于進(jìn)一步研究。已有研究表明，NK細(xì)胞可能在動(dòng)脈粥樣硬化中起作用，用抗Asialo-GM1抗體(NK細(xì)胞抑制劑)耗竭NK細(xì)胞，而不減少自然殺傷T細(xì)胞等其他淋巴細(xì)胞的數(shù)量，可減少ApoE-/-(載脂蛋白ApoE缺陷)小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化[15]。向ApoE-/-小鼠移入來自野生型小鼠的NK細(xì)胞后，斑塊體積增加，由此可證實(shí)NK細(xì)胞具有促動(dòng)脈粥樣硬化的作用。此外，該研究還表明，NK細(xì)胞通過依賴細(xì)胞毒性分子穿孔素和顆粒酶B的機(jī)制加速動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展和壞死核心的擴(kuò)張，而與IFN-γ的產(chǎn)生無關(guān)。但是NK細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的數(shù)量?jī)H占病變中所有白細(xì)胞的一小部分，因此采用耗竭NK細(xì)胞的藥物來治療心血管疾病可能是有益的，但還需進(jìn)一步的基礎(chǔ)研究。

有研究探討ILC1s細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用發(fā)現(xiàn)，與用抗IL-15R單克隆抗體耗竭cNK細(xì)胞的ApoE-/-Rag1-/-小鼠相比，用抗小鼠NK1.1單克隆抗體消耗ILC1+和cNK細(xì)胞后，動(dòng)脈粥樣硬化損害明顯減輕[16]。通過將ApoE-/-Toll樣受體4正常表達(dá)小鼠脾臟中的ILC1s細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移到抗小鼠NK1.1單克隆抗體處理的ApoE-/-Rag1-/-小鼠體內(nèi)，可加重動(dòng)脈粥樣硬化。然而，ApoE-/-Toll樣受體4缺陷小鼠脾中的ILC1s細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移到抗小鼠NK1.1單克隆抗體處理的ApoE-/-Rag1-/-小鼠體內(nèi)，卻未能出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化損害加重，提示ILC1s細(xì)胞的促動(dòng)脈粥樣硬化作用依賴于Toll樣受體4。此外，氧化型低密度脂蛋白可以誘導(dǎo)ApoE-/-ILC1s細(xì)胞 IFN-γ表達(dá)增加與BACH2(CNC同源類似物2)表達(dá)降低有關(guān)[17]。總之，ILC1s細(xì)胞依賴于Toll樣受體4的作用或BACH2的表達(dá)，增加促炎癥細(xì)胞因子的水平而加重動(dòng)脈粥樣硬化。

3 ILC2s與動(dòng)脈粥樣硬化

ILC2s定義是一類依賴于轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3和視黃酸受體相關(guān)孤兒受體α的調(diào)節(jié)，并且可以產(chǎn)生IL-5和IL-13的組織居留細(xì)胞[18-19]。當(dāng)上皮細(xì)胞受到損傷或炎癥反應(yīng)刺激時(shí)可產(chǎn)生IL-33、IL-25 和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)，從而激活I(lǐng)LC2s[20]。研究者用IL-33處理小鼠后動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積減小，相反注射可溶性ST2(一種中和IL-33的誘餌受體)能夠使動(dòng)脈粥樣硬化體積增加，而用IL-33與IL-5阻斷抗體共同處理后則未出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積減小[21]。總之，IL-33可通過誘導(dǎo)IL-5和氧化型低密度脂蛋白抗體的產(chǎn)生抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。同樣有研究證明，用IL-25治療ApoE-/-小鼠可減輕動(dòng)脈粥樣硬化，IL-25可提高ILC2s細(xì)胞數(shù)量以及血漿和脾臟中IL-5水平，并伴隨血漿中抗磷酸膽堿天然IgM抗體水平的升高[21]。而在IL-5缺陷型小鼠中使用IL-25導(dǎo)致擴(kuò)增的ILC2s群體，但不刺激抗磷酸膽堿天然IgM抗體的產(chǎn)生，表明IL-5不是ILC2s擴(kuò)增所必需的，而是下游產(chǎn)生的抗磷酸膽堿天然IgM抗體[22]。在另一項(xiàng)研究中，用TSLP注射ApoE-/-小鼠可減少斑塊形成，并與巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)減少和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增加有關(guān)，另外，注射TSLP可顯著提高抗磷酸膽堿天然IgM抗體[23]。總之，IL-33/IL-25/TSLP-ILC2s-IL-5-IgM軸可抑制病變的發(fā)展。

ILC2s和Th2細(xì)胞產(chǎn)生的另一個(gè)關(guān)鍵細(xì)胞因子是IL-13。有研究表明，IL-13能增加斑塊膠原沉積和減少內(nèi)皮血管細(xì)胞黏附分子-1依賴的單核細(xì)胞募集，有利于更加穩(wěn)定的斑塊形成，降低斑塊巨噬細(xì)胞水平[24]。而巨噬細(xì)胞因活化狀態(tài)不同，在動(dòng)脈粥樣硬化中作用也不同，與IFN-γ-活化的(M1)巨噬細(xì)胞相比，由IL-13活化的(M2)巨噬細(xì)胞能增加氧化型低密度脂蛋白清除率。而IL-13可以通過誘導(dǎo)活化的(M2)巨噬細(xì)胞表達(dá)保護(hù)血管免于動(dòng)脈粥樣硬化并有利于更加穩(wěn)定的斑塊形成。另外，ILC2s在調(diào)節(jié)脂肪組織的動(dòng)態(tài)平衡、促進(jìn)白色脂肪組織的“褐變”和限制肥胖方面也具有重要意義[25-26]。

總之，ILC2s的激活與降低動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成有關(guān)，而缺乏ILC2s效應(yīng)細(xì)胞因子的小鼠則表現(xiàn)為動(dòng)脈粥樣硬化增加。大多數(shù)研究支持Th2細(xì)胞免疫反應(yīng)具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用，但目前尚不清楚ILC2s在抗動(dòng)脈粥樣硬化中的具體作用。綜上所述，目前有3種抑制動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制：①調(diào)節(jié)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)；②調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞活化；③IL-33/IL-25/TSLP-IL-2-IL-5-IgM軸。

4 ILC3s與動(dòng)脈粥樣硬化

目前有兩個(gè)公認(rèn)的ILC3s亞群，淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞和ILC3s[27]，這兩類細(xì)胞都需要視黃酸受體相關(guān)孤兒受體γt作為發(fā)育和功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可被IL-23、IL-1β及IL-2刺激激活，產(chǎn)生IL-17或IL-22。ILC3s存在于黏膜組織和皮膚中，盡管占ILCs 的比例不到5%，卻是IL-17和IL-22的主要來源，所分泌的IL-17和IL-22在黏膜免疫防御中起關(guān)鍵作用；另外ILC3s還通過分泌相關(guān)細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)感染和疾病的免疫力[28]。在人類中，急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者IL-17低水平與死亡和心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[29]。有研究表明采用IL-17治療后，可減少血管細(xì)胞黏附分子-1的表達(dá)和血管T細(xì)胞浸潤(rùn)，進(jìn)而抑制動(dòng)脈粥樣硬化病變的加重，但使用IL-17阻斷抗體注射后則會(huì)使動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的體積增大[30-31]。另一項(xiàng)研究表明，與對(duì)照組(ApoE-/-)相比，ApoE-/-IL-17A-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成明顯加快，脾臟CD4+T細(xì)胞增加，IFN-γ增多，IL-5 生成減少，血管平滑肌細(xì)胞數(shù)量和Ⅰ型膠原的產(chǎn)生減少[32]。提示IL-17通過調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞數(shù)量，產(chǎn)生IFN-γ和降低IL-5的表達(dá)加快動(dòng)脈粥樣硬化的早期進(jìn)展和增加動(dòng)脈硬化粥樣斑塊的穩(wěn)定性。然而，其他研究表明，IL-17對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的形成有抑制作用。例如在ApoE-/-小鼠中，IL-17或IL-17受體的表達(dá)基因缺失則會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積的減小[33]。IL-17通過促進(jìn)血管內(nèi)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的聚集，加重內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成[34]。IL-22作用于非造血細(xì)胞(如上皮細(xì)胞)，通過增加防御素的產(chǎn)生來促進(jìn)屏障功能和限制微生物入侵，但也與炎癥性皮膚病如銀屑病有關(guān)[35]。先前有研究報(bào)道，急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者頸動(dòng)脈斑塊中IL-22表達(dá)水平升高[36]。有研究表明與對(duì)照組(ApoE-/-)相比，ApoE-/-IL-22-/-小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積減小，膠原沉積減少[37]。這是由于血管平滑肌細(xì)胞中IL-22受體表達(dá)的激活以及免疫細(xì)胞通過釋放IL-22，刺激血管平滑肌細(xì)胞脫分化為合成表現(xiàn)型，有利于血管修復(fù)。這種反應(yīng)有助于斑塊的生長(zhǎng)，使血管平滑肌細(xì)胞遷移到內(nèi)膜，但也可能在維持斑塊穩(wěn)定性方面發(fā)揮作用。總之，ILC3s相關(guān)細(xì)胞因子對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化影響的研究結(jié)果并不一致。此外，因?yàn)镮LC3s常分布于黏膜組織和皮膚中，使得ILC3s在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用也備受質(zhì)疑。

5 小 結(jié)

目前炎癥和脂質(zhì)沉積是已知的致動(dòng)脈粥樣硬化的兩大因素，雖然他汀類降脂藥物的使用極大改善了心腦血管疾病的發(fā)病率和致死率，但人們?nèi)韵Ｍㄟ^抗炎治療進(jìn)一步降低心腦血管疾病的發(fā)病率。目前已有CANTOS研究證明，卡納單克隆抗體通過中和IL-1β，降低IL-6水平，在不降低血脂的情況下來抑制炎癥，可以降低心肌梗死后心血管事件的發(fā)生率[38]。最新的CIRT研究表明，低劑量甲氨蝶呤未能有效降低臨床癥狀穩(wěn)定且心血管疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)高的動(dòng)脈粥樣硬化患者的心血管事件發(fā)生率，也不能降低IL-6或高敏C反應(yīng)蛋白的水平[39]。抗炎藥物降低心血管事件風(fēng)險(xiǎn)的作用可能取決于靶向通路，因此有待于了解更多的炎癥因子反應(yīng)通路與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系。

總之，未來的研究需要證明ILC2s在抗動(dòng)脈粥樣硬化中究竟能發(fā)揮多大程度的作用。ILC1s產(chǎn)生細(xì)胞因子與動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展有關(guān)，促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化形成。ILC3s相關(guān)的細(xì)胞因子大多與動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)，但是否具有相關(guān)性仍存在爭(zhēng)議，還需進(jìn)一步研究。通過了解ILCs以及相關(guān)細(xì)胞因子對(duì)動(dòng)脈粥樣斑塊的作用機(jī)制，有助于更深層次了解動(dòng)脈粥樣硬化的病理機(jī)制，提高對(duì)免疫系統(tǒng)與動(dòng)脈粥樣硬化之間關(guān)系的理解，發(fā)現(xiàn)新的心血管疾病的預(yù)測(cè)指標(biāo)，為新治療觀點(diǎn)的提出和研發(fā)治療動(dòng)脈粥樣硬化的藥物提供了思路。