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.i s s n .2096-6113.2020.04.023引用格式:唐㊀洁,蒲姝陶.辅助性T 细胞亚群分化机制及临床意义研究进展[J ].巴楚医学,2020,3(4):103G107,116.
基金项目:绵阳市中心医院孵化课题(N o :2019F H 05
)作者简介:唐㊀洁,女,硕士,副主任医师,主要从事临床检验诊断G血液免疫检验研究.E Gm a i l :24971874@q q
.c o m 辅助性T 细胞亚群分化机制及临床意义研究进展
唐㊀洁㊀蒲姝陶
(绵阳市中心医院检验科,四川绵阳㊀621000
)摘要:辅助性T 淋巴细胞是机体免疫系统的重要组成部分,由来源于胸腺的C D 4+
纯真T 细胞,
在不同强度抗原刺激㊁不同细胞因子以及其他一些内环境因素的共同作用下,进一步分化出的多个功
能亚群的混合体.这些功能亚群根据其激活所需的特异性转录因子㊁表达的不同细胞因子和归巢受体而定义.它们在机体感染㊁炎症反应㊁肿瘤㊁自身免疫性疾病以及过敏性疾病的发生发展中发挥重要的调节作用.本文将就辅助性T 淋巴细胞亚群的分化机制㊁临床意义做一综述.关键词:辅助性T 淋巴细胞亚群;㊀分化机制;㊀临床意义中图分类号:R 392.12㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:2096G6113(2020)04G0103G05
㊀㊀辅助性T (Th e l p
e r ,T h )淋巴细胞亚群是机体适应性免疫系统的关键组分,包括了在分子特征㊁产细胞因子㊁效应功能及组织分布上有所差异的一群细
胞[1].T h 亚群细胞由胸腺C D 4+
N a ïv eT 细胞(纯真T 细胞)在不同强度抗原刺激因素㊁不同内细胞因
子及转录信号等诱导作用下进一步分化而来,并根据分化过程中激活的转录因子㊁表达的不同细胞因子和归巢受体而定义.目前研究较多的T h 亚群主要是
T h 1㊁T h 2㊁T h 17㊁T r e g
㊁T h 22㊁T h 9和T 滤泡辅助细胞(Tf o l l i c u l a rh e l p e r ,T f h )亚群[2,3
].T h 细胞亚群是机体免疫系统重要的调节器,在适应性免疫调节反应中,它们既参与细胞毒性细胞免疫应答调节,又介导B 细胞依赖性抗体的产生,还能与固有免疫系统组分相互作用.研究显示,与树突状细胞(d e n d r i t i c
c e l l ,D C )接触进而产生的细胞因子决定了T h 细胞亚
群的分化方向[4]
.T h 细胞亚群是宿主免疫防御的关键因素,也是免疫介导疾病的主要驱动分子,其通过产生一系列细胞因子,参与感染㊁炎症㊁过敏性疾病㊁
自身免疫性疾病以及肿瘤等疾病的发生发展[
2,5,6
].细胞因子决定了T h 亚群的分化方向,
而分化的亚群细胞通过产生不同的细胞因子参与疾病进展;各亚群之间保持平衡维持了机体健康状态,失衡则将导致疾病状态[6
].本文将就T h 亚群特点㊁青埂峰
分化机制㊁效应机制及其与临床疾病的关系进行综述,以期了解T h 细胞亚群的临床价值.
1㊀T h 细胞亚群的分化机制
1.1㊀T h 1细胞
白细胞介素(i n t e r l e u k i n ,I L )G12是N a ïv eT 细
胞向T h 1分化的关键因子,γ干扰素(i n t e r f e r o n
g
a m m a ,I F N Gγ)也同样发挥了重要的作用,并且I F N Gγ还在消除I L G12促分化极化,维持亚群数量平衡方面发挥了作用[7]
.机体感染细菌㊁真菌和病毒,均可诱
导N a ïv eT 细胞分化为T h 1.在D C 细胞吞噬病原体后提取和递呈抗原肽给T 细胞时,即产生和分泌
I F N Gγ和I L G12,
二者调动和协调机体固有免疫和适应性免疫应答反应的同时,也促使N a ïv eT 向T h 1细胞分化.最初,T h 1的分化主要依赖D C 分泌的I F N Gγ和I L G12,分别通过S T A T1和S T A T4信号转导和转录因子通路介导实现.随后,分化出的T h 1细胞在上述细胞因子及其胞内信号通路作用下,激活调节转录因子T Gb e t 进而产生大量的I F N Gγ,二者相互作用的正反馈调节环路,产生T h 1分化的级联放大效
应[8]
.在T h 1分化后期,借助I L G12/S T A T4信号通
路,T h 1细胞膜表面I L G18R α受体上调,进一步促进了I F N Gγ的产生进而分化出更多的T h 1细胞.上述通过细胞因子及其信号通路促进T h 1细胞分化的过程,是不依赖于T 细胞受体的,这种非抗原依赖的纯
歌曲大碗茶301 巴楚医学㊀2020年第3卷第4期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L ,2020,V o l 3,N o 4
细胞因子效应途径是T h1分化的重要机制.T h1主要产生I F NGγ,通过活化巨噬细胞介导机体细胞免疫调节.
1.2㊀T h2细胞
促使N aïv eT细胞向T h2分化的细胞因子是I LG4,其通过S T A T6信号通路介导T h2细胞的分化,主要受转录调节因子G A T A3调控.这条控制细胞分化的信号通路也同T h1的S T A T1和S T A T4信号通路一样,具有自我激活的正反馈调节效应,表现为T h2分化的级联放大反应[9].当D C细胞表达配体J a g g e dG1时,就会触发N aïv eT细胞产生I LG4.此外,研究发现,被蠕虫感染的动物肠道中的肥大细胞和巨噬细胞,以及肺上皮细胞均能产生I LG25,其能进一步诱导动物N aïv eT细胞产生I LG4,进而引发T h2极化[10].T h2细胞可以产生I LG4㊁I LG5和I LG13,前两者可诱导趋化㊁激活嗜酸性粒细胞和肥大细胞,进而导致组胺㊁前列腺素㊁白三烯等炎症因子的触发和释放,这些炎症因子作用于局部使血管扩张和渗漏㊁支气管收缩以及肠蠕动增强,即发生过敏反应,此种类型的过敏反应又称为即时超敏反应.即时超敏反应对于消除肠道蠕虫非常重要,实际上蠕虫卵能够强烈的诱导T h2分化[11].T h2也参与机体变态反应和过敏反应,例如哮喘和过敏.
1.3㊀T h17细胞
T h17细胞系是近年来发现的独立于T h1及T h2以外的新T细胞亚群,由N aïv eT细胞在I LG6和转化生长因子(t r a n s f o r m i n g g r o w t h f a c t o r, T G F)Gβ作用下分化而来,该过程主要受S T A T3㊁S m a d信号通路和视黄酸受体相关孤儿受体R O Rγt 等转录因子调控[12].此外还有其他一
些细胞因子参与调节T h17的生成,如I LG1β㊁T N FGα能够增强I LG6和T G FGβ对T h17的促分化作用,I LG23也在T h17的增殖和维持方面发挥了正向作用[13];与此相反, T h1㊁T h2产生的细胞因子如I F NGγ和I LG4以及其他一些S T A T1激活途径生成的细胞因子如I LG27,均能抑制T h17的分化.T h17亚群本身以分泌I LG17家族细胞因子(主要是I LG17A及I LG17F)为特点,同时也能产生I LG22和粒细胞巨噬细胞刺激因子(g r a n u l o c y t eGm a c r o p h a g e c o l o n yGs t i m u l a t i n g f a c t o r, G MGC S F),后者对中性粒细胞和单核细胞有趋化效应.1.4㊀T r e g细胞
T r e g细胞即调节T细胞(t h er e g u l a t o r y T c e l l),由N aïv eT在T G FGβ单独诱导作用下,主要通过转录因子F o x p3调控分化而来.T r e g和T h17两个亚群相互对抗,若T G FGβ和I LG6同时存在,T r e g 分化受抑,T h17会成为优势亚群.对T r e g的免疫识别研究显示,T r e g细胞强表达C D4,同时表达C D25㊁C D127l o w和胞浆F o x p3,可以利用这些胞内外标志物对其识别和研究[14,15].T r e g细胞的稳定性受其来源影响,一般来源于胸腺的T r e g细胞较为稳定;而来源于外周血经T G FGβ诱导而来的i T r e g稳定性欠佳.T r e g的功能主要是维持免疫耐受,它可以通过细胞间接触,释放如I LG10㊁T G FGβ等抑制性细胞因子的方式抑制效应T细胞及抗原递呈细胞的功能,从而发挥免疫抑制效应[14,15].机体的T r e g和T h17保持着动态平衡以维持机体免疫自稳.
1.5㊀T h22细胞
T h22是在对I LG22来源细胞的研究中发现的新C D4+T细胞亚群,起初被认为是T h17的一个分支群,但实际上T h22是不同于T h17的一个独立亚群.一项对T h22和经典的T h17转录组比对分析结果表明,二者有超过600个差异基因表达,T h22转录组与以往被描述为 致病性T h17 细胞高度相似,以高表达I LG23R㊁S T A T4和TGb e t等致病相关基因为特点,而经典的T h17则与过去所谓的 非致病性T h17 类似[16].I LG22是I LG10因子家族成员,通过作用于皮肤㊁呼吸道及消化道上皮细胞介导机体的皮肤粘膜屏障抗感染效应.过去普遍认为I LG22主要由T h17细胞产生,但D u h e n等[17]在一项人类皮肤免疫的研究中发现,一群大量产生I LG22但不产生I LG17的非T h17细胞,即T h22细胞.上述研究均证实T h22细胞群的独立性.T h22的诱导因子也是T G FGβ和I LG6,但N aïv eT细胞发育为T h22还是T h17主要由T G FGβ和I LG6的相对浓度决定.在高浓度I LG6和低浓度T G FGβ环境下,N aïv eT细胞更易分化为T h22,反之则为T h17.借助I LG22㊁I LG13㊁T N FGα以及皮肤归巢受体C C R10等细胞因子的产生,T h22主要在调节皮肤稳态,参与呼吸道㊁消化道等腔道免疫保护,以及调控上皮组织免疫相关炎症中起作用[18].
1.6㊀T h9细胞
T h9细胞是一群以产生细胞因子I LG9为主要特点的辅助T细胞亚群,于20世纪80年代末首次被报道[19].T h9的体内诱导机制复杂,目前仍不十分明确,但体外实验显示,T h9主要由N aïv e T细
胞在T G FGβ和I LG4的作用下诱导分化而来,但仅有一小部分细胞对此种诱导敏感,因此T h9细胞群数量极少[20].在仅有T G FGβ或I LG4存在的情况下,N aïv e T细胞分化为T r e g或T h2;而当二者同时作用于N aïv eT细胞时,I LG4通过负调节F O X3转录因子抑
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7个人制T r e g分化,T G FGβ又抑制T h2亚群分化,在同时抑制T r e g和T h2分化机制下,T h9分化得以实现[21].也有研究发现,有部分T h2通过自我关闭I LG4的表达而转化为T h9,这说明T h2与T h9之间有着某种潜在的联系[22].与前述辅助性T细胞亚群都有明确的诱导信号通路不同,目前尚未发现T h9转化相关特异性信号通路,故推测T h9的转化是多条信号通路叠加参与的结果.目前已明确肿瘤坏死因子受体(t u m o rn e c r o s i s f a c t o r r e c e p t o r,T N F R)超家族的共刺激分子,如O x40㊁糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体(g l u c o c o r t i c o i dGi n d u c e dt u m o rn e c r oGs i s f a c t o r r e c e p t o r,G I T R)和死亡受体(d e a t hr e c e pGt o r,D R)3等参与了T h9的诱导分化过程[23].1.7㊀T f h细胞
T滤泡辅助细胞(Tf o l l i c u l a rh e l p e r c e l l s,T f h)是一种特殊类型的C D4+T细胞,在生发中心反应中发挥维持B细胞记忆和辅助B细胞产生抗体的作用.T f h细胞主要特点为表达C X C趋化因子受体
(C X Cc h e m o k i n e r e c e p t o r,C X C R)5㊁诱导共刺激分子(i n d u c e dc o s t i m u l a t o r y m o l e c u l e s,I C O S)㊁程序化死亡因子(p r o g r a mm e dd e a t h f a c t o r,P D)G1㊁B c lG6和I LG21[24].T f h的分化受B c lG6㊁I R F4㊁cGM a f㊁B a t f 以及S T A T3/5等主要转录因子参与的复杂转录网调节,其也可由其他效应T细胞转化而来,例如在病毒感染期间T h1细胞就可转化为T f h细胞[24,25].效应T细胞转化为T f h的具体机制尚不清楚.
2㊀T h细胞亚群功能与临床疾病
过期面膜9大妙用2.1㊀T h1/T h2
T h1㊁T h2功能细胞亚群是最早被描述的辅助性T细胞亚群,在过去的数十年里得到了较为充分的研究.T h1主要参与细胞免疫调节,通过产生高水平的I F NGγ,参与吞噬细胞的活化,通过调理吞噬作用以及补体固定抗体,在机体抗病毒或胞内病原微生物感染以及消除肿瘤细胞中发挥用.此外T h1也介导机体炎症反应和迟发型超敏反应,与一些自身免疫疾病,如自身免疫性脑炎和机体慢性炎症反应,如胶原相关关节炎和炎症性肠病有关[26].T h2主要介导体液免疫调节,通过促进抗体的产生对抗胞外病原体(如寄生虫感染),并在过敏反应的发生发展以及异种移植和妊娠过程中的免疫耐受方面发挥作用.T h1主要通过产生I F NGγ发挥其生理功能,T h2则主要产生I LG4发挥效应.生理情况下二者相对稳定,受到相互抑制和自分泌的转录和信号因子的调节.病理
情况下稳态打破,表现为某亚型优势参与疾病发展.
在病毒感染性疾病中,H B V感染所致慢性肝炎㊁活动性肝炎后肝硬化及慢性重症肝炎等情况下常表现为T h1亚群优势[27],而H C V隐匿性感染和H I V 感染后A I D S进展后期则以T h2应答为主[28,29].在细菌性脓毒血症患者中,表现为T h2优势应答的患者临床进展更快㊁死亡率更高[30].在机体抗肿瘤免疫方面,适应性免疫细胞中的T h细胞通过产生I F NGγ直接杀伤或招募激活N K或巨噬细胞等间接方式对抗肿瘤细胞,以T h1应答为主的患者预后更好[31].
2.2㊀T h17/T r e g
T h17主要诱导机体的炎症反应,参与自身免疫性疾病的发生发展.T r e g则主要发挥免疫抑制作用,在机体免疫自稳过程中意义重大,机体T r e g不足将更容易发生自身免疫性疾病.正常情况下,T h17/ T r e g保持着动态平衡,在机体免疫防御㊁炎症反应和免疫耐受等方面发挥效应.
夸组词在机体细菌和真菌感染后,T h17能通过直接产生GMGC S F招募和激活中性粒细胞和单核细胞,或间接诱导患者C S F和C X C L8发挥抗感染作用,而在特应性皮炎㊁克罗恩病㊁牛皮癣和多发硬化症的患者中发现升高的T h17,均提示其参与了自身免疫性疾病和炎症反应[13].研究对T h17在肿瘤免疫方面的作用结论不一,患者的转归与肿瘤类型有关,有可能成为未来肿瘤免疫治疗的靶点[32].而T r e g则是明确的肿瘤免疫障碍成分,是肿瘤细胞免疫逃逸的重要帮凶.在肿瘤发生早期,T r e g
通过直接抑制实体瘤局部的免疫效应细胞帮助肿瘤进展;在肿瘤发生后期,T r e g通过自身系统上调,抑制机体对转移瘤的免疫效应,促进肿瘤转移.因此,减少T r e g细胞和控制其功能以增加抗肿瘤免疫应答是肿瘤免疫治疗领域潜在的靶点[33].机体T h17/T r e g相互作用调节,维持机体免疫稳态,在疾病状态下二者调节失衡,疾病则表现出进展状态.如在肿瘤患者中表现出T r e g优势的患者更易复发和转移[33].在细菌性脓毒血症患者中,外周血T r e g细胞升高㊁T h17减少者更易进展为创伤性休克[34].
2.3㊀T h22㊁T h9和T f h细胞
T h22主要通过产生I LG22发挥生物学效应.
I LG22是I LG10家族成员,通过作用于上皮细胞㊁胰腺细胞㊁肝细胞和某些类型的成纤维细胞,介导宿主防御侵袭性病原体.在炎症性肠病㊁哮喘㊁系统性硬化症和类风湿性关节炎等自身免疫病或过敏性疾病中均可见I LG22的升高,但效应不一,既可能抑制炎症
501
巴楚医学㊀2020年第3卷第4期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L,2020,V o l 3,N o 4
反应,也可能促进疾病进展,这取决于内环境和疾病阶段[35,36].此外有研究报道在肿瘤患者中也观察到T h22和其效应分子I LG22的变化,提出其可能是未
来肿瘤免疫治疗的潜在靶点[37].
T h9通过I LG9主要参与自身免疫性疾病和过敏性疾病的发生发展[38].I LG9在免疫系统中具有许多重要的功能,它促进T细胞和肥大细胞的存活和增殖,刺激多种细胞因子的产生,并调节B细胞的反应,其在抗肿瘤中也有一定作用[39,40].T h9细胞也能产生I LG10和I LG21,但其功能尚待阐明.
T f h与其他T辅助细胞亚群不断迁移出淋巴结生发中心区不同,它驻留原处发挥维持B细胞记忆和辅助B细胞产生抗体的效应,C X C R5受体可能与此有关,其也是T f h独特的免疫标志物[24].目前T f h 与其他淋巴亚群的关系尚不清楚,还需要更多研究.3㊀小结
在不同刺激因素或细胞因子作用下,胸腺C D4+N aïv eT细胞分化为不同的T h亚群,这些亚群进一步分泌不同细胞因子产生多种免疫效应(见图1).生理状态下,机体内的T h细胞亚群保持着动态平衡,维持正常免疫调节功能.当感染㊁炎症㊁肿瘤等疾病发生时,T h亚群受到抗原刺激,在细胞因子作用下亚群分化平衡被打破,免疫调节功能失调,疾病进展;经过治疗,亚群平衡恢复,疾病好转(见表1).通过对亚群表面标志物和其产生的细胞因子的检测,能够了解健康和疾病状态下亚群的分布状态,有
助于疾病诊断,病情的严重程度和疗效判断.积极开展淋巴细胞亚群在不同疾病状态下的深入研究,对于深入认识疾病发展规律以及新治疗策略的探索极具意义
.
图1㊀T h细胞亚群分化机制及细胞功能示意图
表1㊀T h亚群与临床疾病
T h亚群相关的临床疾病
T h1病毒㊁胞内病原微生物感染㊁肿瘤㊁自身免疫性脑炎㊁胶原相关关节炎和炎症性肠病等
T h2寄生虫感染㊁过敏性疾病㊁异种移植和妊娠免疫耐受
T h17真菌感染㊁炎症性疾病(如特应性皮炎和克罗恩病)㊁自身免疫性疾病(如牛皮癣和多发硬化症)㊁肿瘤等
T r e g免疫抑制㊁参与肿瘤的发展和转移
T h22过敏性疾病(如哮喘和变应性皮炎)㊁自身免疫病(如系统性硬化症㊁银屑病和类风湿性关节炎)㊁炎症性肠病㊁肿瘤等T h9可能参与自身免疫性疾病和过敏性疾病有关,功能尚未完全明了
T f h维持B细胞记忆和辅助B细胞抗体产生,功能尚未完全明了
601 巴楚医学㊀2020年第3卷第4期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L,2020,V o l 3,N o 4
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巴楚医学㊀2020年第3卷第4期㊀B A C H U M E D I C A L J O U R N A L,2020,V o l 3,N o 4