探究免疫細胞的家族成員-Th亞群

1986年Mosmann等[1]發(fā)表了一篇開創(chuàng)性文章，描述了CD4⁺Th細胞群是一個不均一的亞群，根據(jù)CD4⁺Th克隆產(chǎn)生細胞因子類別及其功能的不同，將其分為Th1和Th2兩個亞群。

Th1細胞分泌IFN-γ, IL-2, TNF-α和LN-α等，介導(dǎo)巨噬細胞活化，殺傷胞內(nèi)病原體，在細胞免疫中發(fā)揮作用。

Th2細胞分泌IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IL-25和IL-31等，介導(dǎo)嗜酸性粒細胞活化，對抗胞外病原體，在體液免疫中發(fā)揮作用，其功能是刺激B細胞增殖并產(chǎn)生抗體。

Th1和Th2細胞由Th0 (naïve T) 細胞極化而來。IFN-γ和IL-12可分別激活信號傳感器STAT-1和STAT-4，誘導(dǎo)Th1極化。T-bet是其特征化轉(zhuǎn)錄因子。CD4和CXCR3的共表達是鑒別Th1細胞的表面marker。

誘導(dǎo)Th2細胞極化的是IL-4，當(dāng)其激活STAT-6后，進一步誘導(dǎo)Th2細胞特征性轉(zhuǎn)錄因子GATA-3表達，從而促進Th2的極化。轉(zhuǎn)錄因子c-MAF通過IL-4依賴機制也可促進Th2的分化。CD4和CCR4的共表達是鑒別Th2細胞的表面marker。

Th1-Th2比例平衡共同維持機體穩(wěn)態(tài)，一旦其比例失衡，將導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生和發(fā)展。通常認為Th1及其分泌的細胞因子具有促炎功能；Th2及其分泌的細胞因子具有抑炎功能。在器官移植免疫排斥反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)，Th1型的細胞因子增高和Th2型細胞因子降低；而在免疫耐受中，情況剛好相反。在自身免疫性疾病中，Th1誘導(dǎo)發(fā)病，加重病情；而Th2阻止發(fā)病或減輕病情。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA)、1型糖尿病、萊姆病、多發(fā)性硬化 (MS)、慢性甲狀腺炎中，Th1細胞比例及分泌的細胞因子占優(yōu)勢，與激活細胞免疫有關(guān)；在系統(tǒng)性紅斑狼瘡 (SLE)、硬皮病以及人類免疫缺陷病毒 (HIV) 感染中，Th2占主導(dǎo)作用。

在抗腫瘤免疫反應(yīng)中，Th1細胞在對抗腫瘤免疫反應(yīng)中起非常重要作用；而Th2細胞在促進腫瘤免疫反應(yīng)中起非常重要作用。進展期腫瘤病人外周血中往往發(fā)現(xiàn)IL-2和IFN-γ分泌減少，IL-10分泌增多的情況，表明在腫瘤生長時Th2細胞占優(yōu)勢�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌、直腸癌、卵巢癌、絨癌、黑色素瘤、胃癌、骨肉瘤、淋巴瘤、鼻咽癌等多種腫瘤與Th2細胞漂移有密切關(guān)系，且與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)。

02 Th3  

1994年，Chen等[2]首次在口服抗原的小鼠腸系膜淋巴結(jié)中分離的一類分泌TGF-β1的調(diào)節(jié)性T細胞，該細胞是不同于Th1和Th2細胞的新的Th亞群，即Th3細胞。

Th3細胞在粘膜免疫應(yīng)答中分化而成，無明確的特異性轉(zhuǎn)錄因子，具體分化機制尚不明確，有待進一步研究。CD4和LAP的共表達，CD25和Foxp3不表達可用于鑒別Th3細胞。

Th3細胞主要通過分泌TGF-β，在外周免疫耐受中發(fā)揮重要作用，在炎癥疾病中發(fā)揮免疫抑制功能。Oida等[3]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)CD25^- LAP⁺ 細胞能夠抑制TGF-β依賴性腸炎的發(fā)生。此外，Th3細胞在腫瘤的發(fā)展過程中起一定的促進作用。Han等[4]研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中存在的CD4⁺ CD25^- CD69⁺ Foxp3^- LAP⁺ 細胞通過分泌TGF-β可抑制T細胞增殖，為探究腫瘤免疫逃逸機制，提供了新思路。

03 Treg  

1995年Sakaguchi[5]等首次發(fā)現(xiàn)小鼠外周血5%-10%的CD4⁺ T細胞高表達CD25，提出了調(diào)節(jié)性T細胞的概念。根據(jù)Treg細胞的成熟部位不同可以將其分為兩類：天然Treg細胞 (nTreg)，由胸腺中正常T細胞成熟而來; 誘導(dǎo)Treg細胞 (iTreg)，由外周T細胞誘導(dǎo)分化而來。

IL-2和TGF-β可在外周誘導(dǎo)iTreg細胞的分化，特異性轉(zhuǎn)錄因子Foxp3在其分化過程中發(fā)揮重要作用。通常認為CD4和CD25共表達的細胞為Treg細胞，

Treg細胞主要分泌TGF-β和IL-10等，具有免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)功能。在RA患者外周血單核細胞和滑液中發(fā)現(xiàn)，TNF-α通過誘導(dǎo)Foxp3去磷酸化，抑制Treg合成導(dǎo)致其數(shù)量減少；與健康組相比，SLA患者體內(nèi)的Treg比率也顯著降低；提示Treg數(shù)量及功能異�？赡苁亲陨砻庖卟‘惓０l(fā)生發(fā)展的重要原因。

人們對 Treg 細胞在癌癥中發(fā)揮的作用一直很感興趣。大量研究發(fā)現(xiàn) Treg 細胞能夠抑制效應(yīng)性T細胞增殖、分泌細胞因子，參與部分腫瘤的免疫逃逸，從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。如Betts等[6]發(fā)現(xiàn)Treg細胞在致癌物誘導(dǎo)的肉瘤小鼠模型中會抑制腫瘤發(fā)展過程中的免疫監(jiān)視；在子宮癌患者體內(nèi)Treg細胞高表達，并且Treg細胞與子宮癌的發(fā)展與侵襲有關(guān)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，Treg具有抑癌作用。Treg細胞能夠以IL-10依賴的方式抑制Th17細胞，進而阻止小鼠模型中因慢性炎癥引起的腸癌。Treg細胞的存在和密度還與良好的預(yù)后有關(guān)。有報道稱在結(jié)腸腺癌中，瘤內(nèi)具有高表達 Treg細胞的患者的預(yù)后較好。Treg細胞與不同癌癥的關(guān)系較為復(fù)雜，有待深入研究。

04 Tr1  

1997年，Groux等[7]發(fā)現(xiàn)了一類由IL-10誘導(dǎo)產(chǎn)生的新CD4⁺T亞群，該亞群能在體內(nèi)抑制抗原特異性免疫反應(yīng)并主動下調(diào)病理免疫應(yīng)答，被稱之為Tr1細胞。因Tr1細胞不表達Foxp3而區(qū)別于經(jīng)典的Treg。

IL-27和IL-21協(xié)同作用，激活 STAT1, STAT3和c-MAF，共同促進Tr1細胞的分化。與Tr1細胞分化有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子還包括AHR、HIF1α、IRF1和BATF，但其特征性轉(zhuǎn)錄因子尚未明確。LAG-3, CD49b和CD226的共表達是現(xiàn)在鑒別這類細胞的表面marker。

Tr1細胞主要通過分泌IL-10發(fā)揮抑制功能，廣泛參與到自身免疫病、移植物排異和腫瘤細胞免疫逃逸等T細胞應(yīng)答介導(dǎo)的疾病中。Groux等[8]研究發(fā)現(xiàn)Tr1細胞能夠抑制小鼠炎癥性腸炎 (IBD) 疾病的進展。Cobbold等[9]發(fā)現(xiàn)在小鼠皮膚移植模型中，體外擴增的Tr1細胞可以防止皮膚移植排斥反應(yīng)的發(fā)生，表明Tr1細胞在器官移植微環(huán)境中介導(dǎo)免疫耐受。與其他具有抑制作用的T細胞類似，Bergmann等[10]發(fā)現(xiàn)Tr1細胞在頭頸部鱗狀細胞癌患者外周血中被激活，可能作為免疫抑制的介質(zhì)，從而促進腫瘤的進展。

05 Tfh  

2000 年Schaerli等[11]初次在扁桃腺中發(fā)現(xiàn)了一類特殊的CD4⁺T細胞，其定位在淋巴濾泡中，具有輔助 B 細胞活化成熟的功能，被命名為 Tfh 細胞。Tfh可分泌多種細胞因子如IL-21, IL-6和IL-10等。

Tfh分化主要由IL-21介導(dǎo)，通過激活STAT3，作用于naïveT細胞，誘導(dǎo)其向Tfh分化。IL-6和IL-27對于IL-21依賴的Tfh的分化發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。BCL-6是Tfh細胞分化所必需的特異性轉(zhuǎn)錄因子。CD4和CXCR5的共表達是鑒別Tfh細胞的表面marker。

Tfh功能缺陷或者亢進都會導(dǎo)致機體免疫狀態(tài)的紊亂。Tfh過表達會對B細胞產(chǎn)生過強的輔助信號，針對自身抗原反應(yīng)的B細胞活化，分泌大量針對自身抗原的抗體，從而導(dǎo)致自身抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病。WU等[12]觀察了40例SLA病人，發(fā)現(xiàn)SLA的發(fā)病機制可能與Tfh過表達，IL-21過量分泌，高滴度自身抗體等有關(guān)。在RA病人的血循環(huán)中，Tfh表達的免疫球蛋白超家族受體CD200大量地增加，提示了Tfh 與RA之間也有著重要的關(guān)系。

Tfh與惡性淋巴瘤尤其是外周T淋巴瘤 (PTCL) 和實體瘤的發(fā)生發(fā)展有著緊密的聯(lián)系。Rodriguez 等[13]發(fā)現(xiàn)Tfh 的標記在原發(fā)性皮膚CD4⁺小/中型多形性T細胞淋巴瘤中表達，如 CXCL13, PD-1和 Bcl-6等，并且局部的環(huán)繞在皮膚B淋巴母細胞周圍。

06 Th17  

2005年，董晨教授團隊[14]和Harrington等[15]同時發(fā)現(xiàn)的輔助性Th17細胞，是一種主要分泌細胞因子IL-17的新型Th細胞亞群。

TGF-β是人Th17細胞發(fā)育所必需的生長因子，然而當(dāng)僅有TGF-β存在的情況下，naïve T細胞則會極化為Treg細胞。只有TGF-β與IL-6同時存在，IL-6激活STAT3，TGF-β誘導(dǎo)Th17細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子RORγt表達，naïve T細胞才向Th17極化。CD4和CCR6的共表達是鑒別Th17細胞的表面marker。

Th17高表達的IL-17A，可誘導(dǎo)其他炎癥細胞因子和趨化因子到達炎癥部位，導(dǎo)致組織細胞浸潤和組織破壞，進而促進多種疾病的發(fā)生。在對實驗性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎 (EAE) 動物模型的研究中發(fā)現(xiàn)，相比Th1細胞，Th17細胞具有更高的致病性。臨床研究發(fā)現(xiàn)，RA患者、SLE患者和銀屑病 (PS) 患者體內(nèi)均表達高水平IL-17A，而且循環(huán)的Th17細胞頻率也顯著增高，提示IL-17A在多種自身免疫性疾病的發(fā)展中起重要作用。

雖然Th17細胞在腫瘤微環(huán)境中普遍存在，但它們在腫瘤免疫中的作用是有爭議的。在小鼠腫瘤模型和人癌癥患者中，都曾觀察到IL-17或Th17細胞介導(dǎo)的促腫瘤作用，該作用與其誘導(dǎo)產(chǎn)生的細胞因子及其作用相關(guān)。Tartour等[16]發(fā)現(xiàn)，IL-17 能在體外誘導(dǎo)宮頸癌細胞分泌細胞因子IL-6和IL-8，并促進宮頸癌細胞的體外增殖。IL-17還可通過廣泛誘導(dǎo)血管生成因子 (如VEGF, PGE2) 提高腫瘤血管生成的能力。然而，越來越多的證據(jù)表明IL-17或Th17細胞能夠發(fā)揮抗腫瘤免疫作用。有研究表明Th17細胞具有直接清除腫瘤細胞的作用，且該作用依賴于IFN-γ。Martinorozco等[17]發(fā)現(xiàn)，Th17細胞能夠通過促進腫瘤特異性CD8⁺ T細胞活化從而起到間接的抗腫瘤作用。Th17細胞與腫瘤的關(guān)系也相當(dāng)復(fù)雜。

07 Th9  

2008年，Veldhoen等[18]和Dardalhon等[19]先后發(fā)表了兩篇獨立鑒定出分泌IL-9的“Th9”細胞的文章，可能為已有的Th細胞亞群又添新成員。在小鼠中，Th9 細胞主要分泌 IL-9與IL-10。與小鼠不同的是，人類Th9細胞主要分泌IL-9，不分泌 IL-10。

Th9細胞可在TGF-β和IL-4存在的條件下由naive T細胞分化而來，也可由TGF-β作用于Th2細胞，由Th2轉(zhuǎn)分化而來。Th9是一個獨立的細胞亞群，還是Th2細胞亞群中的一個分支，有待進一步研究。研究發(fā)現(xiàn)Th9細胞分化過程受多種轉(zhuǎn)錄因子 (GATA3, STAT6和IRF4等) 的調(diào)控，但特征性轉(zhuǎn)錄因子尚不明確，也無特征性鑒定mark。

在哮喘病人、皮炎患者及SLE患者體內(nèi)均發(fā)現(xiàn)了高表達的Th9細胞，表明Th9細胞不僅參與了過敏性疾病及自身免疫病的發(fā)生過程，且還可能是相關(guān)疾病臨床監(jiān)測的新靶標。

Th9細胞在腫瘤發(fā)生中的作用具有兩面性，一方面Th9細胞可分泌IL-9, IL-21以激活 NK細胞、肥大細胞等免疫細胞活化或促進Th17細胞分化，導(dǎo)致腫瘤細胞凋亡；另一方面IL-9還能抑制腫瘤細胞的凋亡，促進其增殖，同時降低腫瘤細胞對化療藥物的敏感性[20]。

08 Th22  

Th22細胞是Duhen等[21]和Trifari等[22]在2009年分別報道的一類與皮膚功能相關(guān)的，新的Th細胞亞群。Th22主要分泌IL-22, IL-13等細胞因子，表達CCR6, CCR4和CCR10等趨化因子。

Th22細胞可由IL-23，IL-6和TNF-α共同誘導(dǎo)naïve T細胞分化而來，芳香烴受體(AHR) 是Th22細胞分化過程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。

Th22細胞在多種炎癥性疾病中發(fā)揮作用，其功能主要是通過IL-22實現(xiàn)的。IL-22能介導(dǎo)角質(zhì)細胞增殖和上皮細胞再生，對皮膚表皮的重塑具有重要作用。PS患者血清中IL-22的水平顯著高于正常人，且與疾病的嚴重程度呈正相關(guān)，提示角化過度，與IL-22的過表達有關(guān)。IL-22作為一種促炎因子，還參與了過敏性哮喘、RA和MS等的發(fā)病過程。然而有研究發(fā)現(xiàn)Th22細胞在IBD和EAE中起保護作用。此外，IL-22還是宿主抵抗病毒的重要因素，能夠發(fā)揮抗HIV的作用。