炎癥性腸病發(fā)病機制的研究進(jìn)展

炎癥性腸病發(fā)病機制的研究進(jìn)展

然而，許多研究表明，粘膜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能障礙對炎癥性腸病的治療機制起著重要作用。在所有腸道炎癥性細(xì)胞中，粘膜cd4+t細(xì)胞在緩慢和慢性炎癥的可持續(xù)和影響階段釋放前體炎癥的細(xì)胞因子方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。黏膜免疫的異常應(yīng)答是炎癥性腸病形成的關(guān)鍵,腸道微生物群的改變及黏膜上皮屏障的異常都可促進(jìn)這一應(yīng)答。在炎癥性腸病實驗性模型中,研究顯示CD4+T細(xì)胞群在啟動免疫發(fā)病機制過程中起著重要作用,而該細(xì)胞群這種功能的發(fā)揮在很大程度上依賴于各種類細(xì)胞因子的分泌(如IL-12、IL-17、IL-23等)。一直以來都認(rèn)為克羅恩病的發(fā)生主要與輔助性Th1細(xì)胞激活有關(guān),其在IL-2的刺激下產(chǎn)生大量的IFN-γ,從而啟動免疫應(yīng)答;相反,潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生與Th2介導(dǎo)的免疫應(yīng)答相關(guān)?，F(xiàn)在越來越多的研究表明,Th17/IL-23軸與炎癥性腸病息息相關(guān),這一發(fā)現(xiàn)加深了對炎癥性腸病免疫發(fā)病機制的認(rèn)識,同時也為炎癥性腸病的治療提供了新的靶點與線索。1th17細(xì)胞分化CD4+效應(yīng)T細(xì)胞的另一亞群Th17細(xì)胞以分泌IL-17而得名。其除了分泌IL-17(也稱IL-17A)外,還主要分泌細(xì)胞因子IL-17F、IL-21、IL-22、TNF-α、IL-6等。一般認(rèn)為,Th細(xì)胞前體在抗原刺激下,分化為中間階段的Th0細(xì)胞,進(jìn)而在不同微環(huán)境中,Th0細(xì)胞選擇性分化為Th1、Th2、Th17細(xì)胞。目前Th1和Th17的分化沒有任何重疊,兩者分別代表了不同譜系的模式已經(jīng)得到了認(rèn)可。目前研究發(fā)現(xiàn),許多細(xì)胞因子促進(jìn)Th17細(xì)胞分化。①誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞產(chǎn)生并維持其功能的細(xì)胞因子轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β是Th17細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子。TGF-β1和IL-6的共同存在是Th17細(xì)胞分化啟動的必要條件。研究表明,IL-6是通過抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞特征性標(biāo)志物—轉(zhuǎn)錄因子FoxP3、激活ROR-γt轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來促進(jìn)Th17細(xì)胞分化的。因此,IL-6在決定T細(xì)胞向Treg細(xì)胞還是Th17細(xì)胞分化中發(fā)揮了重要作用。②IL-1和IL-6就可足夠促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化。③IL-21可誘導(dǎo)IL-6缺乏小鼠Th17細(xì)胞的分化,并刺激Th17細(xì)胞再產(chǎn)生IL-21,也可在信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signaltransducersandactivatorsoftranscription,STAT-3)和RORγt的調(diào)節(jié)下,增強Th17細(xì)胞表面IL-23受體的表達(dá),從而放大Th17細(xì)胞的效應(yīng)。近來有學(xué)者又發(fā)現(xiàn),與野生對照組相比,IL-21R缺陷小鼠可明顯減少關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)生,利用流式細(xì)胞術(shù)分析滑膜細(xì)胞的結(jié)果也顯示Th17細(xì)胞百分?jǐn)?shù)明顯減少。這一發(fā)現(xiàn)更加補充說明了IL-21可促進(jìn)Th17分化。④孤核受體(RORγt),由Rorc基因所編碼,研究發(fā)現(xiàn)分化的Th17細(xì)胞及腸黏膜固有層中分泌IL-17的T淋巴細(xì)胞會大量表達(dá)該因子。⑤在動物實驗中同時又發(fā)現(xiàn),缺乏RORγt轉(zhuǎn)錄因子的小鼠體內(nèi)幾乎沒有Th17細(xì)胞的存在,這些資料暗示了RORγt轉(zhuǎn)錄因子對Th17細(xì)胞分化的重要性。⑥同時研究也顯示,Th17細(xì)胞高水平高表達(dá)的另一種相關(guān)的細(xì)胞核受體RORα,其缺乏會導(dǎo)致IL-17表達(dá)下調(diào),并且RORγt和RORα共同表達(dá)會有效促使Th17細(xì)胞的分化。⑦Sun等研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),無論是在有機體內(nèi)還是在體外,CD30/CD30L信號釋放均對Th17細(xì)胞分化發(fā)揮了關(guān)鍵性作用,這種效應(yīng)在某一程度上又是通過促使IL-2分泌下調(diào)來介導(dǎo)的。這個發(fā)現(xiàn)不僅暗示了IL-17/IL-2軸中CD30/CD30L信號所扮演的新奇角色,而且為控制與Th17細(xì)胞相關(guān)的慢性炎性疾病提供了新的治療方向。當(dāng)然,Th17細(xì)胞在分化的過程中同時也受到了許多因素(如Th1、Th2和Treg細(xì)胞以及多種細(xì)胞因子)的控制。①Th1、Th2相關(guān)的細(xì)胞因子(如IFN-γ、IL-4、IL-12)均能抑制Th17細(xì)胞的分化。②T-bet是由Th1細(xì)胞表達(dá)的特征性轉(zhuǎn)錄因子。它可通過抑制編碼Th17細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子RORγt的Rorc基因轉(zhuǎn)錄來抑制Th17細(xì)胞的分化,但T-bet并不直接作用于Rorc啟動子,而是與Runx1相互作用,阻斷其介導(dǎo)的Rorc超激活,從而達(dá)到抑制目的。③在一系列抑制因素當(dāng)中,最近研究工作者們在建立多發(fā)性硬化癥實驗性自身免疫性腦脊髓炎模型當(dāng)中發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)肝臟X受體LXR(肝臟表達(dá)的主要核心受體)的激活可以使病情改善,而肝臟X受體LXR的缺乏可使病情加重,據(jù)此說明LXR的異位表達(dá)也可抑制小鼠體內(nèi)Th17細(xì)胞的極化。早期研究認(rèn)為源自抗原遞呈細(xì)胞的IL-23可能對Th17細(xì)胞的分化起重要作用,但目前研究顯示,初始T淋巴細(xì)胞并不表達(dá)IL-23R,IL-23R僅表達(dá)于記憶和(或)激活的T細(xì)胞,因此IL-23可能不會誘導(dǎo)靜息性T細(xì)胞向Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)化,僅可能促進(jìn)Th17細(xì)胞的擴增。但最近研究又發(fā)現(xiàn)PB-、LP-CD4(+)和-CD8(+)T細(xì)胞、NK細(xì)胞的IL-23R表達(dá)顯著增加,更為重要的是IL-23可促進(jìn)IBD患者體內(nèi)PB-或LP-CD4(+)T分化成Th17細(xì)胞群。IL-23到底可否促進(jìn)Th17分化還有待更深一步研究。2th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子與腸道炎癥近年來,有關(guān)Th17細(xì)胞與炎癥性腸病的關(guān)系已愈來愈廣泛地受到人們關(guān)注。在臨床研究中,Fujino等發(fā)現(xiàn)相對于正常人結(jié)腸黏膜或缺血性結(jié)腸炎患者的結(jié)腸黏膜,CD、UC患者的炎性腸黏膜含有較高水平的Th17細(xì)胞及IL-17,與這研究相符合的是,炎癥性腸病黏膜中IL-17A及IL-17FRNA的表達(dá)相對于正常對照組更為顯著。并且發(fā)現(xiàn)活動期UC患者Th17細(xì)胞分布主要集中在黏膜固有層,而活動期CD患者Th17細(xì)胞分布則貫穿黏膜層、黏膜下層以及肌層。同時Kobayashi等也發(fā)現(xiàn)CD與UC患者體內(nèi)會轉(zhuǎn)錄合成更多的Th17細(xì)胞相關(guān)性細(xì)胞因子。并且活動性CD和UC患者結(jié)腸黏膜局部及血清中Th17/IL-17含量相對于正常對照組明顯增高,比非活動性患者也高,CD患者中Th17細(xì)胞數(shù)幾乎是正常對照組的20倍,是非活動性CD患者的4倍;由此可推斷Th17細(xì)胞在IBD中發(fā)揮著非常重要的作用,同時也說明Th17細(xì)胞以及其分泌的IL-17與疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。目前這也成為國內(nèi)許多研究者的研究熱點,劉雪平等通過實驗發(fā)現(xiàn)活動期IBD患者外周血Th17細(xì)胞比例和IL-17mRNA表達(dá)水平均有不同程度的升高,認(rèn)為Th17細(xì)胞參與了IBD的發(fā)生、發(fā)展過程,可能對臨床疾病活動度的判斷有一定意義。還發(fā)現(xiàn)無論是處于活動期還是緩解期,CD患者外周血單核細(xì)胞(PBMC)中IL-17mRNA表達(dá)水平均明顯低于UC患者,但其原因有待進(jìn)一步研究。關(guān)于Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子在腸道炎癥疾病中所發(fā)揮的作用,在實驗性小鼠結(jié)腸炎模型中也已得到了評估。Zhang等用TNBS分別誘導(dǎo)野生型小鼠及IL-17RA基因敲除小鼠,從而建立兩組對照模型,他們發(fā)現(xiàn)兩組模型結(jié)腸組織中均生成了大量的IL-17及Th17細(xì)胞浸潤,同時發(fā)現(xiàn)相對于野生組,IL-17RA基因敲除組明顯避免遭受了TNBS誘導(dǎo)的體質(zhì)量減輕、結(jié)腸炎癥等;當(dāng)用IL-17RAIgG1融合蛋白遏制IL-17R信息發(fā)放時,TNBS誘導(dǎo)野生組小鼠結(jié)腸炎的幾率會明顯下降。同時也有調(diào)查結(jié)果顯示,誘導(dǎo)缺乏IL-21型小鼠及野生型小鼠分別建立DSS結(jié)腸炎和TNBS復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎模型,缺乏IL-21的小鼠可很大程度上預(yù)防DSS結(jié)腸炎和TNBS復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎的發(fā)展;此外,用特異性IL-21R融合蛋白抑制IL-21的活性后,可明顯減少腸炎的發(fā)生且降低Th17細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。將無ROR-γ表達(dá)的T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移至無RAG1小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)并不增加小鼠體內(nèi)黏膜IL-17的含量,同時也不誘導(dǎo)結(jié)腸炎的發(fā)生,如在此基礎(chǔ)上再注入IL-17A,則又會出現(xiàn)結(jié)腸炎,這項實驗也間接證實了前面所提到的ROR-γ可有效促使Th17細(xì)胞分化,且可控制IL-17A、IL-17F的產(chǎn)生。上述研究均體現(xiàn)了Th17及其相關(guān)細(xì)胞因子在慢性腸道炎癥的發(fā)病過程中發(fā)揮的關(guān)鍵性作用。Th17細(xì)胞介導(dǎo)的正常免疫應(yīng)答可防御胞外細(xì)菌感染,尤其在腸道和肺黏膜等暴露于大量潛在病原體的部位。只有當(dāng)這種免疫應(yīng)答強烈且持續(xù)存在時,則會發(fā)生一系列病理過程,如炎癥性腸病、關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥等。在IBD免疫學(xué)機制中,Th1/Th2型細(xì)胞因子失衡理論一直占主導(dǎo)地位。CD被認(rèn)為是Th1型細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎癥性疾病,而以Th2細(xì)胞為主的黏膜免疫應(yīng)答則在UC中占優(yōu)勢。許多實驗?zāi)Ｐ图芭R床研究均顯示Th17細(xì)胞及其分泌的炎癥細(xì)胞因子與IBD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。目前Th17細(xì)胞在IBD發(fā)生中的機制尚不十分清楚,眾多研究顯示當(dāng)抗原及病原體入侵腸道時,在局部抗原提呈細(xì)胞作用下使腸黏膜組織未致敏的T細(xì)胞活化,向Th17細(xì)胞增殖、分化,通過釋放IL-17、IL-21、IL-22、IL-6、TNF-α等炎癥介質(zhì)調(diào)節(jié)炎癥的發(fā)生,同時Th17細(xì)胞因子可以誘導(dǎo)趨化因子如MCP-1、MIP-2等的表達(dá),介導(dǎo)炎癥細(xì)胞局部浸潤,從而導(dǎo)致腸黏膜組織損傷。盡管現(xiàn)在都認(rèn)為Th17細(xì)胞相關(guān)因子可很大程度上促進(jìn)炎癥性腸病的發(fā)生,但Th17細(xì)胞還有抑制腸道炎癥性疾病的作用,正常腸道可檢測到低水平的IL-23及IL-17的表達(dá),這可能與維持腸上皮屏障的完整性和抑制細(xì)菌增殖有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)IL-17A可通過調(diào)節(jié)Claudin來調(diào)節(jié)緊密連接的形成,通過ERKMAPK途徑,從而對腸黏膜屏障起保護(hù)作用。某些結(jié)腸炎模型也證實了Th17細(xì)胞及相關(guān)因子起著某一定程度的保護(hù)效應(yīng),O’Connor等研究發(fā)現(xiàn),將從缺乏IL-17A基因表達(dá)的小鼠體內(nèi)提取的CD4+T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移到接受免疫缺陷的小鼠體內(nèi),最終出現(xiàn)明顯的結(jié)腸潰爛;更為顯著的是,缺乏IL-17R表達(dá)的T細(xì)胞可誘導(dǎo)潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生,Zenewicz等也研究發(fā)現(xiàn),IL-22可通過啟動固有和獲得性免疫參與腸道黏膜的免疫防御,從而預(yù)防腸黏膜組織的炎癥損傷,阻止IBD的發(fā)生,認(rèn)為IL-22具有促炎作用和炎癥保護(hù)的雙重功能。同時有研究表明,Th17是起著致炎作用還是起著保護(hù)作用,依賴與其他細(xì)胞因子的共同表達(dá),特別是IFN-γ或IL-10,此項研究與Zenewicz等認(rèn)為腸道IL-17A的抗炎作用可能依賴于Th1細(xì)胞應(yīng)答的負(fù)調(diào)控具有相似之處。因此,Th17細(xì)胞有可能隨環(huán)境中其他因子的不同而發(fā)揮不同作用,有待進(jìn)一步研究。3th1細(xì)胞效應(yīng)IL-23由p19和IL-12亞基p40聚合而成。p19本身并無生物學(xué)活性,僅當(dāng)與p40結(jié)合為復(fù)合物才具有活性。IL-23目前已經(jīng)被充分證實在大量小鼠自身免疫性和炎癥性疾病模型建立的發(fā)病機理中起著關(guān)鍵性作用,如實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE) 、膠原蛋白誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(CIA)、腸炎等。并且IL-23信號主要通過STAT3介導(dǎo)。人類炎癥性腸病與IL-23表達(dá)增加及Th17細(xì)胞相關(guān)因子IL-17A、IL-17F等密切相關(guān)。Kobayashi等也已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)CD與UC患者體內(nèi)結(jié)腸黏膜IL-23p19mRNA表達(dá)明顯上調(diào)。近日一項研究通過免疫組化、定量PCR法及ELISA法測得IL-23p19表達(dá)含量及細(xì)胞因子表達(dá)水平,通過流式細(xì)胞術(shù)檢測評估IL-23R表達(dá)量,結(jié)果顯示CD患者體內(nèi)IL-23p19量明顯高于正常對照組;且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)IL-23可顯著促進(jìn)IBD患者上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(IEL)、NK細(xì)胞的激活和細(xì)胞毒性,與對照組相比,明顯地促進(jìn)了PB-、LP-T細(xì)胞釋放高水平含量的TNF、IL-2、IL-17A、IFN-γ。這就暗示出IL-23與IBD之間存在著密切的關(guān)系。同時也有報道顯示在CD患者體內(nèi),IL-23能夠促進(jìn)固有層單核細(xì)胞(LPMCs)分泌產(chǎn)生IFN-γ,并且該黏膜IL-23p19表達(dá)水平與UC患者體內(nèi)IL-17及CD患者體內(nèi)IFN-γ具有相關(guān)性。這說明IL-23可促使UC及CD患者體內(nèi)分泌大量獨特的細(xì)胞因子,從而維持炎癥性腸病中局部Th1/Th17軸平衡。至今大量研究已經(jīng)證明CD中IL-23對促進(jìn)Th1、Th17相關(guān)因子的合成發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。IL-23不僅可促使腸道T細(xì)胞的增殖,促進(jìn)Th17細(xì)胞的聚集,還可加強表達(dá)IL-17A+、IFN-γ+T細(xì)胞群的出現(xiàn)。最近研究表明,表現(xiàn)為Th17細(xì)胞效應(yīng)的IL-23/IL-17軸并非IL-12在IBD發(fā)生中起關(guān)鍵作用。Yen等在IL-10/IL-23P19和在IL-10/IL-12P35缺陷鼠的實驗中證明了是IL-23并非IL-12是促進(jìn)慢性腸道炎癥所不可缺少這一點。同時他們也發(fā)現(xiàn)源于IL-10/p19敲除正常小鼠體內(nèi)的CD4+T細(xì)胞可產(chǎn)生IFN-γ,這就意味著在沒有IL-23存在的條件下,正常Th1免疫應(yīng)答仍可照樣進(jìn)行,但是要出現(xiàn)明顯的臨床癥狀或是產(chǎn)生病理應(yīng)答則需要IL-23的存在和持續(xù)性刺激。一項研究表明:分泌IL-23的活性樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞通過IL-23依賴性機制誘導(dǎo)腸黏膜固有層單核細(xì)胞分泌大量的IFN-γ,這就進(jìn)一步證實了在CD中,IL-23可以擴大正在進(jìn)行的Th1細(xì)胞持續(xù)應(yīng)答,從而加速了炎癥的形成。這與Sakuraba等的研究結(jié)果是一致的,該研究表明IL-23主要在腸系膜淋巴結(jié)發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)功能,在細(xì)菌派生物的刺激下,髓系來源的樹突細(xì)胞可產(chǎn)生大量的IL-23并誘導(dǎo)強烈的Th1免疫應(yīng)答。即便現(xiàn)在已經(jīng)普遍認(rèn)為IL-23/IL-17軸與IBD息息相關(guān),但在T細(xì)胞轉(zhuǎn)移模型中,有關(guān)現(xiàn)象說明IL-23依賴性結(jié)腸炎并不需要T細(xì)胞釋放的IL-17因子,如果免疫抑制途徑被削減,獨立于IL-23的腸道炎癥也可發(fā)展。目前IL-23致病機制仍未十分明確,有研究發(fā)現(xiàn):在缺乏IL-23的情況下,小腸黏膜源于初始T細(xì)胞的Foxp3+細(xì)胞出現(xiàn)頻率明顯增加,當(dāng)Foxp3缺陷的T細(xì)胞被轉(zhuǎn)入缺乏IL-23p19的受體時,同樣可誘發(fā)明顯的結(jié)腸炎,這說明在無Foxp3存在的條件下,IL-23并不是腸道炎癥啟動的關(guān)鍵因素。另外,在源于胸腺和外周誘導(dǎo)性Foxp3+iTreg的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞存在情況下,腸道中效應(yīng)性T細(xì)胞的病理性應(yīng)答可被抑制。并且T細(xì)胞IL-23R信號的表達(dá)可抑制Foxp3+細(xì)胞的分化及T細(xì)胞IL-10的產(chǎn)生。綜上所述,在腸道中最重要的免疫抑制途徑中,IL-23發(fā)揮了重要的功能性作用,IL-23很大程度上是通過抑制Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)展來促進(jìn)腸炎的發(fā)生。另外,有學(xué)者發(fā)現(xiàn),當(dāng)缺乏T或B細(xì)胞時,IL-23仍可促進(jìn)感染螺旋桿菌Rag1-/-小鼠腸炎的發(fā)生,并已將這與對IL-23作出應(yīng)答的先天性淋巴群聯(lián)系起來。這就某程度上說明IL-23可刺激、激活先天性免疫系統(tǒng)。因此也可得出這樣一種推斷,IL-23先激活固有免疫系統(tǒng),然后被激活的固有免疫系統(tǒng)再誘導(dǎo)、激活腸道局部的T細(xì)胞免疫應(yīng)答,但這一推斷是否正確還需進(jìn)一步研究證實。IL-23調(diào)節(jié)在炎癥性腸病發(fā)病機制中起著中樞性紐帶的作用,許多研究認(rèn)為IBD的治療可從IL-23這個靶點突破。最新研究發(fā)現(xiàn),干擾素IFN-γ在IL-23介導(dǎo)的實驗性結(jié)腸炎初級起始階段具有抗炎性能,IFN-γ發(fā)出信號通過減弱IL-23a基因的表達(dá)來抑制腸道炎癥的發(fā)生,研究者們發(fā)現(xiàn)IFN-γR1/IL-10均缺乏的小鼠結(jié)腸炎癥發(fā)病率及IL-23a表達(dá)量比IL-10缺乏的小鼠顯著增高。這一研究充分描述了IFN-γ通過抑制IL-23而扮演的重要抗炎角色