Th17細胞及其分泌的細胞因子在自身免疫性疾病中的研究進展

李紅巖，牟兆新，侯振江

(1.滄州醫學高等專科學校醫學技術系，河北 滄州 061001；2.滄州醫學高等專科學校甲狀腺疾病研究所滄州市甲狀腺疾病工程技術研究中心，河北 滄州 061001)

輔助性T細胞(helper T cell，Th細胞)17不僅參與抗感染的固有免疫反應，還可分泌白細胞介素(interleukin，IL)-17、IL-22等炎癥細胞因子。作為最主要的效應因子，IL-17又可分為IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F亞型，其中IL-17A通常被稱為IL-17。視黃酸相關孤兒受體(retinoic acid-associated orphan receptor，ROR)γt是Th17細胞分化及調節的重要轉錄因子，可誘導Th17細胞的產生與分化，并分泌炎癥細胞因子IL-17，IL-17是Th17細胞在RORγt調控下分泌的具有免疫抑制作用的最主要細胞因子[1]。自身免疫性疾病(autoi-mmune diseases，AID)是環境、免疫和遺傳等因素共同作用導致的遺傳性疾病。在動物模型以及多種AID組織和血清中均存在Th17細胞和IL-17的高表達，因此Th17細胞及其分泌的細胞因子可能參與了多種AID的重要發病過程。深入研究Th17細胞的分化、功能、調節機制以及Th17細胞與其他細胞亞群之間的關系，有助于進一步揭示AID的發病機制，為尋找有效的治療靶點及新藥的研發提供依據。通過調控IL-17(或IL-17受體)阻斷IL-17的炎癥作用或通過對Th17/調節性T細胞(regulatory T cell，Treg細胞)比值的干預均可為AID的治療提供新靶點，同時為AID的臨床診斷、治療和預防提供新思路。現就Th17細胞及其分泌的細胞因子在AID中的研究進展予以綜述。

1 Th17細胞的分化與功能

Th17細胞是一種與Th1、Th2細胞不同的效應性CD4+T細胞亞群，其主要特點為可分泌IL-17A和IL-17F等細胞因子。Th17細胞的分化過程主要包括3個階段：①誘導分化。低濃度的轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)和IL-6通過激活RORγt轉錄因子，使CD4+T細胞分化為Th17細胞[2]。IL-6與TGF-β的平衡決定了Th17細胞或Treg細胞的分化，IL-6和TGF-β同時存在可誘導RORγt高表達，使幼稚CD4+T細胞分化為Th17細胞，并刺激Th17細胞分泌IL-17，表明免疫細胞分泌的促炎細胞因子IL-6和TGF-β均參與了Th17細胞的分化和發育[3]。同時，IL-17A和RORγt還可通過信號轉導及轉錄激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)1、STAT3、STAT5以及缺氧誘導因子1α等進一步調節Th17細胞分化[4]。②體內擴增。CD4+T細胞分化為Th17細胞后即可分泌IL-21，從而進一步促進Th17細胞分化增殖[5]。③維持功能。樹突狀細胞及其他抗原呈遞細胞產生的IL-23，在維持Th17細胞的生存和功能方面起主要作用[6]。分化發育成熟的Th17細胞可分泌多種細胞因子，參與炎癥反應、感染和AID的發生。

2 Th17細胞與AID

2.1Th17細胞與類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA) RA是一種以慢性、對稱性、多關節炎為特征的AID，其發病機制目前尚不清楚。動物實驗和臨床研究均證實Th17細胞失衡參與了RA的發生發展。如有研究發現，膠原誘導性關節炎小鼠膝關節IL-17的表達水平升高，IL-17可促進膠原誘導性關節炎的發生并加重關節破壞[7]；還有研究表明，在RA發生發展過程中起關鍵作用的是Th17細胞，而不是Th1細胞[8]，證實Th17細胞在膠原誘導性關節炎小鼠模型的發展中發揮了重要作用。正常人血清IL-17A水平極低，青少年特發性關節炎患者外周血及滑膜液中Th17細胞及其分泌的IL-17水平均顯著高于正常人[9]。Lee和Bae[10]發現，RA患者外周血中Th17細胞數量顯著增加。Moradi等[11]報道，RA患者關節滑液中的Th17細胞數量增加，活動期RA患者血清IL-17和TGF-β水平均高于非活動期患者及健康對照者，且IL-17水平與Treg細胞數量呈負相關，與TGF-β水平呈正相關，同時RA患者Th17/Treg細胞比值也顯著升高，且Th17/Treg細胞比值隨著RA活動性的增加而升高，Th17/Treg細胞比值越高，關節炎越嚴重。提示Th17/Treg細胞失衡參與了RA的發生發展過程。一項薈萃分析表明，外周血中Th17細胞數量增加以及Treg細胞數量減少均與RA的發病有關，Th17/Treg細胞失衡可引起免疫功能紊亂，亦是導致RA的主要原因[12]。史浩和朱平[13]報道，RA患者外周血中的IL-17水平與紅細胞沉降率、C反應蛋白水平以及類風濕因子水平均無顯著相關性，而關節液中的IL-17水平與C反應蛋白水平呈正相關。然而，Kim等[14]的研究結果卻與之相反，可能與研究的樣本量、檢測方法以及檢測時間等有關。聯合阻滯IL-17A、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的作用，可顯著改善RA患者的癥狀[15]。表明IL-17在RA的病理過程中發揮重要作用，抑制Th17細胞的分泌，可顯著改善患者病情，從而為RA的治療開辟了新途徑。

2.2Th17細胞與系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一種常見的非器官特異性自身免疫性結締組織病，以產生多種自身抗體、形成免疫復合物、導致包括腎臟在內的多器官損傷為特征[16]。SLE患者常出現面頰部盤狀或蝶形紅斑，易累及心臟、腎臟等，其中狼瘡性腎炎是最常見且最嚴重的并發癥之一，也是導致終末期腎病的主要原因[17]。Th17細胞及其分泌的相關因子參與了SLE的發生發展過程。具有狼瘡樣自身免疫的BXD2小鼠初始CD4+T細胞優先分化為Th17細胞，導致脾臟的Th17細胞比例顯著增加、B細胞IL-17A受體表達上調，從而促進自身抗體的合成和分泌，阻斷IL-17信號轉導通路，進而減輕模型小鼠的體液反應，而BXD2小鼠與內源性IL-17A受體缺乏的BXD2小鼠雜交，則自身抗體分泌減少；向SLE患者外周血單個核細胞中加入IL-17，可導致免疫球蛋白G、抗雙鏈DNA抗體及IL-6分泌增加，證實IL-17可促進SLE患者B細胞的活化[18]。黃翠麗等[19]證實，MRL-Faslpr/J小鼠脾臟中Th17細胞及IL-17A信使RNA水平均高于B6對照小鼠。

有文獻報道，SLE患者的Th17細胞和IL-17A水平顯著升高[20-21]，而IL-17CD4+T細胞及血清/血漿IL-17、IL-17A水平均與SLE疾病活動指數呈正相關[22]。徐維家等[23]發現，SLE患者外周血單個核細胞中的Th17細胞、血清IL-17、γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)水平均顯著升高，且活動期高于非活動期，同時Th17細胞、IL-17、IL-23水平均與SLE疾病活動指數呈正相關，但SLE患者與健康對照者的Th1細胞數量比較差異無統計學意義，表明Th17細胞在SLE發病中起重要作用，而不是Th1細胞。白雪等[24]證實，Th17細胞分泌的IL-17和IL-23等細胞因子在SLE的發展過程中起重要作用，并與SLE疾病活動指數密切相關。嚴瑾和胡麗華[25]發現，SLE患者血清IL-17和IL-21水平均顯著升高，但SLE患者與健康對照者的IL-22和IL-23水平比較差異無統計學意義；血清抗雙鏈DNA抗體、抗核小體、抗組蛋白陽性的SLE患者IL-17水平均顯著高于陰性患者，而抗Sm抗體陽性的SLE患者IL-17水平顯著降低，且血清IL-17、IL-21水平與C3水平均顯著相關，但IL-17、IL-21、IL-22和IL-23水平與免疫球蛋白G水平無關。研究發現，SLE患者血清IL-17水平顯著升高，而IL-17可促進抗雙鏈DNA抗體的分泌，無論在非活動期還是緩解期均易導致Th17/Treg細胞比值增加，且與疾病的活動性有關[22]。SLE活動期患者的Th17細胞水平和Th17/Treg細胞比值均高于非活動期患者和健康對照者，同時非活動期患者高于健康對照者[26]，表明Th17細胞的消長與SLE的活動性相關。Du等[27]發現，SLE合并狼瘡性腎炎患者的IL-23信使RNA水平顯著升高，且活動期患者的IL-17/IL-23比值更高，但與非活動期患者比較差異無統計學意義。SLE活動期患者Th17細胞和血清IL-17水平均顯著升高[28]。上述研究表明，SLE患者Th17細胞數量增加、Th17/Treg細胞比例失衡均參與SLE的發生發展過程。

2.3Th17細胞與銀屑病 銀屑病即尋常型銀屑病，又稱牛皮癬，其特征為角質細胞增生、T淋巴細胞及炎癥細胞浸潤。銀屑病患者皮膚常出現紅色炎性丘疹、紅斑皮疹和銀白色鱗屑以及皮膚瘙癢等癥狀，約1/3的銀屑病患者會發展為銀屑病關節炎[29]。銀屑病是由Th1細胞介導的一種自身免疫性皮膚病，Th17細胞參與了銀屑病的發病過程。有研究表明，有皮損的銀屑病患者細胞因子(IL-17、IL-6、IL-23p19和IL-23p40)信使RNA水平均顯著高于無皮損患者[30]。銀屑病患者真皮組織中Th17細胞表達增加，而表皮組織中無Th17細胞表達，皮損組織中IL-17和IL-22信使RNA水平均升高，且與疾病活動程度相關，同時在銀屑病皮損組織中發現大量由角質化細胞和朗格罕細胞分泌的IL-23[31]。IL-17的致炎作用較強，可與IFN-γ協同促進前炎癥細胞分泌細胞因子，與中性粒細胞共同參與銀屑病皮損組織的浸潤和表皮中微膿瘍的形成[32]。Diani等[33]發現，銀屑病患者皮損組織和血漿中存在與Th1和Th17細胞相關的細胞因子，表現為IL-23和Th17表達增加。Abji等[34]發現，銀屑病和銀屑病關節炎患者外周血中IL-17+T細胞和IL-22+T細胞及其分泌的IL-17和IL-22等細胞因子水平均顯著升高。將IL-17A轉移至CIA動物模型中，不僅表現為IL-17A誘導IL-17RA+CD11b+Gr1(低)破骨前體細胞的增加，且伴隨骨吸收標志物的增加出現銀屑病關節炎病理性骨吸收的關鍵特征，提示IL-17A可直接活化破骨前體細胞[35-36]。

另有報道顯示，銀屑病關節炎患者滑膜組織及滑液中的IL-17A水平和Th17細胞數量均顯著增加，且與關節的損傷程度顯著相關，從無癥狀到出現皮損，CD3+、CD4+、叉頭框蛋白P3(forkhead box protein P3，FoxP3)+細胞水平逐漸升高，且皮損組織的Treg/CD4+T細胞性別比值遠高于非病變組織[37-38]。Th17細胞的標志性轉錄因子RORc和IL-1β、IL-6、IL-23等炎癥細胞因子水平均顯著升高，可能與IL-23、IL-17A誘導表皮和原角質細胞增生以及中性粒細胞在皮膚中的募集有關[37]。劉雯等[39]發現，尋常型和活動期銀屑病患者血清IL-17A水平顯著升高，且與皮損的嚴重程度相關；特殊型銀屑病患者血清IL-17E水平則顯著低于尋常型銀屑病患者和健康對照者，但IL-6水平顯著升高；輕度銀屑病患者IL-17F水平高于健康對照者，但與銀屑病的分型、分期無關，同時銀屑病患者血清TNF-α水平顯著升高，但不受其類型、病期和皮損嚴重程度的影響；Spearman相關分析顯示，銀屑病患者血清IL-17A、IL-17F和IL-17E水平與TNF-α水平呈高度正相關，提示IL-17A、IL-17E、IL-17F與TNF-α相互協同，分別在尋常型銀屑病、T細胞免疫失衡和發病早期炎癥中發揮作用，共同參與了銀屑病的發生發展。彭科等[40]發現，隨著銀屑病的加重，患者血清IL-17、IL-23水平升高，而IL-10、TGF-β水平降低，表明Th17/Treg細胞失衡參與了銀屑病的發生發展。Wang等[41]發現，銀屑病患者的Th17細胞數量顯著增加，且與病變的嚴重程度密切相關，病變程度越重，Th17細胞數量增加越顯著，因此Th17細胞可作為觀察銀屑病患者病情的有效指標。周洋等[42]發現，銀屑病患者IL-6、IL-17、IL-23、可溶性IL-2受體、TNF-α水平均升高，且與病情的嚴重程度呈正相關，而TGF-β水平降低，與病情的嚴重程度呈負相關。廖曉容和黃慧[43]對銀屑病患者Th17細胞、CD4+、CD25+Treg細胞表達水平的Pearson相關性分析顯示，嚴重程度指數評分與CD25+TGF-β+T細胞無相關性，與Treg細胞和Th17細胞呈負相關，且銀屑病患者的病情發展與CD4+Treg細胞、FoxP3、IL-10、TGF-β表達下調以及Th17細胞表達上調有關。綜合研究資料發現，銀屑病患者外周血和皮損組織中Th17細胞數量顯著高于健康對照者，且Th17細胞水平與疾病的嚴重程度呈正相關；另外，血清IL-17A水平還與銀屑病面積及嚴重程度指數評分顯著相關，經治療好轉后患者的IL-17A水平顯著降低[44]。上述研究表明，Th17細胞和IL-17可能在銀屑病的炎癥中起直接或關鍵性作用，其變化與病情有關。一般認為，IL-6和TGF-β共同作用使CD4+T細胞進一步分化為Th17細胞，并上調IL-23受體表達，可見IL-23/Th17細胞軸在AID中發揮重要作用[45]。因此，研發針對IL-23/Th17細胞通路的單克隆抗體、阻斷信號向下游傳遞、減輕炎癥反應是目前銀屑病治療的主要策略。

2.4Th17細胞與炎性腸病(inflammatory bowel disease，IBD) IBD是一種非特異性結腸炎癥，包括潰瘍性結腸炎(ulceralive colitis，UC)和克羅恩病(Crohn′s disease，CD)。環境、遺傳和免疫因素共同參與了CD的發生發展。有研究表明，Th17和Treg細胞在CD腸道炎癥發生發展過程中起重要作用[46]，Th17/Treg細胞失衡可導致IBD的發生[47]。IBD的小腸炎癥部位表達IL-17，其固有層內聚積大量的Th17細胞，且抗原呈遞細胞可通過IL-1β、IL-6、IL-23誘導Th17細胞分化，同時在結腸黏膜內存在IL-17+IFN-γ+T細胞和IL-17+FoxP3+T細胞[48]。活動性IBD患者腸道內Th17細胞及其相關細胞因子(IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-26)和趨化因子(CC趨化因子配體20、IL-23受體等)水平均顯著高于健康人群[49]。然而，關于Th17細胞在IBD中的作用目前仍存在爭議。Chao等[50]發現，Th17細胞可介導慢性炎癥和AID的發生，同時可與Treg細胞相互轉化。CD動物模型證實，IL-23受體對初始T細胞增殖分化為致病性IL-17A+IFN-γ+T細胞至關重要，IL-17A+IFN-γ+T細胞可促進腸道炎癥的發生發展；同時，IL-23還可誘導Th17細胞活化，生成IL-17A、IL-17F等，而Th17細胞/IL-23途徑缺陷表達可改善CD患者的病情[51]。在CD動物模型中，IL-17A具有促炎和抗炎雙重作用，表明IL-17A在CD動物模型中的作用比較復雜[52]。

有研究發現，急性期IBD患者腸黏膜內Th17細胞數量顯著增加，其中UC患者的Th17細胞主要集中于黏膜固有層內，而CD患者的Th17細胞幾乎分布于腸壁全層，且CD患者腸黏膜組織和血清IL-17水平均高于UC患者，提示Th17細胞和IL-17水平與IBD的嚴重程度密切相關[53]。IL-17可促進IL-6和TGF-β分泌，加速疾病進展。何智超等[54]報道，活動期及緩解期UC患者Th17細胞及Th17/Treg細胞水平均高于健康對照者，且活動期高于緩解期。Pearson相關性分析顯示，Th17細胞及Th17/Treg細胞與疾病活動度、C反應蛋白水平以及IL-17水平均呈正相關，與IL-10呈負相關[43]。任渝棠等[55]報道，IL-23p19RNA可有效抑制IL-23的表達，降低血清和結腸組織中IL-17、TNF-α的表達水平。戴媛媛等[56]發現，抑制Th17細胞分化、促進Treg細胞分化、調節Th17/Treg細胞失衡可能是雷公藤多苷治療IBD的機制之一，為雷公藤多苷用于IBD的治療提供了依據。上述研究表明，Th17細胞、Th17/Treg細胞以及IL-17等細胞因子在誘導和維持IBD黏膜的炎癥反應中發揮重要作用，參與IBD的發生發展過程，并與疾病的嚴重程度和療效顯著相關。

3 小 結

AID是由免疫、環境、遺傳等因素共同作用所致的遺傳性疾病，其中免疫因素的作用備受關注。Th17細胞是重要的免疫細胞之一，主要通過分泌IL-17、IL-6等細胞因子誘發炎癥反應。Th17細胞參與了多種炎癥和AID的發生發展過程。目前，國內外學者對Th17細胞及其分泌的細胞因子展開了廣泛研究，有助于進一步揭示AID的發病機制，為有效防治AID提供依據。以IL-17/Th17細胞途徑作為治療AID的靶點，通過調控IL-17或IL-17受體阻斷IL-17的炎癥作用，已取得較好的療效。未來深入開展Th17細胞及其分泌細胞因子的研究，可為AID的臨床診斷、精準治療和有效預防提供新思路。