Th17细胞调节宿主免疫应答功能研究进展
2021-07-14
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河北科技师范学院学报第25卷第1期,2011年3月 Journal of Hebei Normal University of Science&Technology Vo1.25 No.1 March.201 1 Thl7细胞调节宿主免疫应答功能研究进展 陈建东,李林溪,高 宇,雷连成 (吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春,130062) 摘要:T细胞诱导的特异性免疫应答是机体血液淋巴细胞特异性免疫应答的重要组成部分,Thl7细胞作为第 3类因子可区分于体液中其他辅助T细胞。基于此,论述了Thl7细胞系在对抗胞外寄生和胞内寄生细菌以 及真菌感染中的作用。一系列研究表明,Thl7细胞系能够紧密联系固有免疫和特异性免疫,使机体产生强烈 的感染炎症反应。Thl7细胞系既能参与宿主免疫,又能导致病理性炎症反应,具有双重的作用。 关键词:特异性免疫;Thl7细胞;感染 中图分类号:¥852.6 文献标志码:A 文章编号:1672-7983(2011)01-0057-04 不同种类的微生物都会引起T淋巴细胞参与的特异性免疫。辅助Tl细胞参与对抗内源性细菌与 病毒的细胞免疫,Th2细胞能够调节寄生虫感染引起的体液免疫。控制激活和扩大这些体液因子的是 种控制T细胞(Tregs),它是第3类CIMT细胞,同时也能在临床上用它监测炎症反应。目前,新检测 到的辅助T细胞——Thl7打破了已长期存在的Thl,Th2,Treg来源于幼稚CIMT细胞(Thp)的学说。 用白介素17(IL.17)区别检验得出:Thl7细胞是通过一种截然分开的第4通道由Thp原始细胞发展而 来,并且这种通道受到一种致炎细胞因子的影响。包括IL一1,IL-6,B型转化因子(TGF-B),IL-2(一种辨 一别Thl7细胞的稳定白细胞介素) ]。对传染性疾病的研究表明,II ̄17应答在宿主对抗外源性病原体 应答中的重要地位,特别是对抗粘膜表面的革兰氏阴性菌的作用。近期研究表明,Thl7细胞与特定的 外源性的细菌和真菌的免疫应答有关。但Thl7细胞是通过调控必要的抗菌素的途径,还是通过导致组 织损伤的途径,至今尚不清楚。因此,首先研究公认的有关IL一17调控宿主防御的学说,然后再探讨对 Th17在对外源性的细菌与真菌作用中的新发现。研究表明,Thl7细胞具有结合固有免疫与特异性免 疫的能力,同时保持着宿主保护性免疫与病理炎症间的平衡。 1 IL一17的保护机制 当被外源性细菌感染24 h后,机体CD4 T细胞会产生IL-l7细胞因子,这是没有被感染的小鼠在 免疫监视中的Thl7细胞和宿主免疫的第一道防线 j。此外也发现,当外源性细菌再次进人机体时,伴 随着体内特异性免疫的发生,CD4 T细胞也产生了IL一17l4 ;同时,证据表明高效率Thl7的变异需要T 细胞受体受到高浓度抗原刺激和刺激表面受体CD40受到额外刺激[5]。强烈感染(如同时伴随补体激 活的感染)有关的刺激物和损伤(如肠道上皮的受体脱离或是严重的细胞衰亡)会导致Thl7的变异,并 会消耗Thl系统 。这种刺激物能促进由抗原体呈细胞释放的致炎细胞素的合成:其中由树突状细胞 释放的IL-6,是小鼠模型体内Thl7变异的重要因素。过去认为在外源性感染的早期免疫应答中产生 的Thl7细胞,CD8T细胞,活化的记忆T细胞,恒定的自然杀伤细胞【 都被归类为IL.17。IL.17的不同 组成的含量是补偿性的,或是过量的很重要,其产量也可能因传染类型不同而发生变化[8]。 单独或是协同效应结果,Thl7效应细胞因子IL-17和IL-22诱导一系列抗菌肽的产生,其中包括B一 防御素_2,抗肿瘤因子-2,来自结肠、皮肤、气管上皮细胞的S100家族中的成员 ’m]。当细菌感染时,IL. 1和IL-6能保护结肠上皮细胞的完整性,IL一17也能诱导非免疫细胞的趋化因子反应。往上调节中性粒 细胞趋化因子IL-8(CXCL¥)巨噬细胞炎性蛋白I和2(MIP—I和MIP-2)及单核吞噬蛋白1被IL.17作 用,使感染物被固有免疫细胞沉淀 n 。IL—l7能增强新生巨噬细胞的成活率与功能作用,并且它对粒 基金项目:国家自然科学基金项目(项目编号:31072133)。 女通讯作者,男,博士,教授。主要研究方向:兽医微生物学与免疫学。E—mail:leiliancheng@163.e,om。 收稿日期:2011-03-09 58 河北科技师范学院学报 24卷 细胞的作用可能更加明显 引。在调节噬中性粒细胞补充作用中,IL一17通过粒细胞刺激因子(G-csF), 干细胞因子(scF)促进粒细胞生成和增强噬中性粒细胞的细胞毒性与吞噬能力。这很自然使人推测, 噬中性粒细胞的大量产生通过为Thl7变异提供色质而增强了IL—l7的参与程度。作为新生的噬中性 粒细胞,幼稚T细胞由于特异性抗原体呈细胞吞噬而死亡,这种死亡更趋向于由于Thl7的存在,从而 提高了与Thl7有关的特异性免疫。尽管IL.17主要激起宿主固有免疫的部分反应,近期有证据表明它 在B细胞应答中仍然起着作用,它只是与Th2相关T细胞和Th2因子参与的典型免疫反应的一个方 面n ’I 。在卵清蛋白诱导的鼠科呼吸道炎症中,Thl7过继转移引导IgA和IgM的反应,并促进B细胞 的增殖。这种功能可能是因为B细胞的细胞因子CXCL13对Thl7有选择性反应的结果。 Th17应答减弱感染程度的机制尚未得到确定,有人认为IL一17的抗体复合物在消除Thl7因子中起 到重要作用,并且Thl7细胞表达抗炎因子IL一1O的反应可能在之后的抑制炎症作用中起到重要作用。 随着细菌的减少和凋亡,细胞的被吞噬和噬中性粒细胞增多,Thl7的稳定因子IL-23可能被抑制。值得 注意的是,Thl的疫苗效应动力学和Thl7作用需要IL一17的激活才能诱导之后的Thl的应答反应,然后 通过抑制Thl产生的伽马干扰素(IFN-Y)减弱IL一17的产量。另一方面,大量,I’ll17的抗凋亡蛋白c- FLIP能降低他们对活化效应细胞死亡的敏感性,这是一个被广泛认同的清除Thl细胞的机制,Th17也 能打破treg细胞的被动免疫抑制,和IFN—Y不同,Thl7与IL-6受抑制有关,而与色氨酸降解关系不大。 在特殊情况下,与Th17有关的作用机制能通过减弱自身炎症调节机体损伤,这是典型的慢性荚膜感染 的途径 I6.‘ 。 2外源性细菌病原体 Thl细胞主要应答外源性病原体时,Th2细胞主要参与体液免疫。同样,有人认为Th17细胞能调 节对抗外源性细菌,特别是那些寄生在呼吸道、肠道等管状内脏表面或是皮肤的细菌。比如,感染了肺 炎杆菌、百日咳博德特菌或是肺炎链球菌的小鼠,Thl7应答增强,并且IL一17信号的破坏会增强机体的 敏感性。信号对趋化因子的变化很敏感,这种变化能促进固有免疫细胞对感染的补充免疫。单核巨噬 系统或噬中性粒细胞解释了大多数IL—l7调节细胞渗出物因感染类型不同而变化的原因 引。少数的 IL-23能诱导记忆细胞转化成IL—l7,还能稳定Th17作为效应细胞的功能,也能加剧病理作用,至少在肺 炎克雷伯菌感染时,外源性的IL-17能补充IL-23的不足。接种疫苗实验研究表明,IL-23与IL一17的复 合物在被感染机体中起着重要的作用。Thl7能被百Et咳毒素和肺炎球菌抗原激活,并且被激活的 Thl7是机体对之后感染进行全面防护所必须的¨ 。 尽管宿主对外源细菌的防护被视为是Thl7在发挥作用,但有证据表明机体的有效防护需要Thl和 Th17联合作用。比如,百日咳博德特菌会诱导IFN—y的产生,也会促进先于Thl应答的IL一17产生,直 到病原体被清除。IL-17的中和反应会给细菌造成压力,但感染作用并没有缓解,也没有抑制细菌的感 染作用。这一发现证明了Thl应答在清除病原体方面的重要作用。类似的,IL.12和IL-23的免疫缺陷 小鼠分别缺少Thl和Thl7,但两者都增强了对肺炎杆菌的敏感度。IL-23缺陷小鼠比IL-23和IL-12共 同缺陷小鼠更加能够利用IL-l7有效减弱病理反应,这说明Thl在机体的防护作用中占据至关重要的 地位。因此,它在体内Thl和Thl7共存的状态下是否能更准确识别外源病原微生物还有待于证明。被 某一外源病原体引起潜在的Th17应答伤害作用可能成为以上疑问的有力证明。 在人体疾病的情况下通过慢性感染的微生物传染病会导致机体免疫缺陷和机体炎症。免疫缺陷的 宿主常伴有Th17的缺失,包括体内有高免疫蛋白(HIES)的HIV/MDS病人或个体,很容易受金黄色葡 萄球菌、乙型流感嗜血杆菌、肺炎链球菌等菌的感染 ]。当HIV感染时,胃肠淋巴小节中的Thl7会首 先减少,因为Th17对粘膜内稳态非常重要,当疾病恶化时它会选择性的破坏肠道的完整性,促进微生物 产物通过上皮屏障。但也有迹象表明感染不会减少支气管肺泡的Th17数量,所以IL.17的缺失与肺炎 疾病的高发有何紧密联系尚不清楚。尽管HIES的特征是系统性的IL-17的缺陷,但经常发生的葡萄球 菌感染往往只局限于皮肤和肺脏。 Thl7过分的激活作用可能会导致并维持由微生物引起的炎症疾病。如典型肺炎是一种由吸人性 1期 陈建东等Thl7细胞调节宿主免疫应答功能研究进展 59 病原体(如糖多孢菌或其他致病菌)导致的肺部疾病,IL.17的缺陷可以抑制典型肺炎的发生。同理,呼 吸道过敏和接触性过敏的动物模型就是Thl7对微生物抗原和相似的内生性致病配体有高度的反应性。 这可能对理解类似本病的人类哮喘和接触性过敏性皮炎有一些暗示,并且,人类这两类病已经检测到了 高水平的IL一17[。 。因此,建立Thl7应答的调节机制对新型治疗方法的建立具有重要意义与影响。 3真菌病原体 经过对病原体分子模型(PAMPs)具有的应答作用的T细胞的检测,能够得到对诱导Thl7有良好 作用的真菌结构,研究已经验证了Thl7在真菌感染的宿主免疫中的重要作用。这种真菌的PAMPs的 识别与受体(TLRs)无关。例如,TRIF是TLR信号的传递者,TRIF的缺陷没有阻止对白色念球菌应答 中的Th17的产生。事实上,在某些特定情况下,TRIF的缺陷甚至能通过抑制Thl和Treg的信号来增加 IL—l7的产量。所以,选择性的病原体的识别受体已经被确定,它是通过支路TLR信号来激活Thl7的。 如此答应dectin一1,a,b抗原提呈细胞上的葡聚糖受体,这种提呈细胞能发出无法确定与TLR2是否有关 的信号。另外,被白色念珠菌甘露糖激活的单核细胞诱导lL—l7的产生,这个发现不仅加深了对宿主免 疫的理解,同时对自身免疫了解更透彻。 和真菌能诱导II .17产量类似,一些真菌感染的动物模型体内,Thl7作用明显提高。IL-23和IL—l7 的缺失,或是感染口腔念球菌或是肺炎等,都会引起噬中性粒细胞的增多,从而增强疾病炎症程度,减少 抗菌剂的表达。但是,被念球菌感染或是经免疫原作用的动物模型,体内会产生与Thl7相应的毒素炎 症,而不是Thl诱导的体液免疫保护。 Thl7细胞在机体内发挥着多种作用,但其机理尚不是很明确。Thl7细胞在体内的功能与作用的 研究对更清楚掌握机体自身保护机制、机体免疫程序以及动物机体疾病防治的研究具有重要意义。 参考文献: HARRINGTON L E,HATYON R D,MANGAN P R,et a1.Interieukin 17一producing CIM effector T ceils develop via a line— age disitnct from the T helper tyep 1 and 2 lineages[J].Nat Irmnunol,2005,6:t 123—1 132. 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Key words:speciic immune;Thl7 cellfs;infection