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【摘要】 多发性硬化(MS)是以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的T细胞介导的自身免疫性疾病,其具体发病机制不明。目前认为遗传因素在发病中起主要作用,环境中的某种因素如病毒的感染的刺激也可能引发疾病。以往认为CD�+4自身反应性Th1与Th2之间功能紊乱是主要机制, 但最新研究表明Th17 细胞在MS的发病过程中起主要作用。本文则对近期有关Th17细胞在MS发病中的研究及进展作一概括论述,并提出较为新的针对Th17细胞可能的治疗方式。
【关键词】 多发性硬化;T细胞;治疗
T cells in the pathogenesis of multiple sclerosis and related therapy
QU Jin-tao,WANG Mei,XIAO Lin.
Unit of graduate Trainee,Secondary Military Medical University, Shanghai 200433,China
【Abstract】 Multiple sclerosis (MS) is a multifocal chronic inflammatory demyelinating disease of the central nervous system,at present the exact pathogenesis of the disease remains unclear.MS may has a complex susceptible genetic trait and probably requires an inciting environmental insult such as a viral infection to trigger the disease.Pathogenesis may include the activation of CD�+4 autoreactive Th1 cells, CD�+8 T autoreactive T cells, Th17 cells and even CD�+�16� γδ T cells produced by innate immune system.Perturbations in immunomodulatory networks that include Th2 cells, regulatory CD�+4 T cells, NK T cells, and CD�+8 T regulatory cells may in part be responsible for the relapsing-remitting of the disease. The aim of this review is to describe recent observations regarding T cells in the pathogenesis of MS.
【Key words】 Multiple sclerosis;Th17;Therapy
多发性硬化(MS)是以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的T细胞介导的自身免疫性疾病。临床上具有空间多发性和时间多发性,表现为累及脑室周围白质、视神经、脊髓、脑干、小脑等多处及多数具有缓解-复发(RRMS)的病程。其发患者群主要在欧美国家,虽然其在一般情况下不会对患者的生命造成威胁,但是其对于社会经济的影响却很大。就美国而言[1],每年有至少350,000的人为MS所困扰。这种疾病会造成患者严重的感觉、运动、神经认知方面的障碍,极大的损害患者的自立生活能力,给家庭社会造成严重负担。
目前认为主要是遗传因素决定个人对此病的易感性,而环境的影响也可能有一部分的角色[2]。对于其发病机制的研究最主要建立在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)动物模型之上,主要集中于由细胞因子介导的相关T细胞亚群功能之间平衡的丧失, 从而导致对自身抗原髓鞘碱性蛋白(MBP)的攻击。通常认为, Th1细胞在脑部炎症中会分泌众多细胞因子(IFN-γ,TNF-α、β,IL-12)如干扰素IFN-γ,肿瘤坏死因子TNF-β等可以激活巨噬细胞对少突胶质细胞进行破坏并由此脱髓鞘[3] ,而且IFN-γ又能再诱导Th1细胞的产生,进一步促进髓鞘的破坏。TNF-α及IL-12则有促炎作用。TNF-α可直接对少突胶质细胞产生细胞毒作用,p40二聚体组成的IL-12则参与诱导中枢小胶质细胞及巨噬细胞表达IL-16从而被认为与MS有关[4]。因此,针对Th1细胞进行抑制而延缓MS进程,减轻患者症状的一些措施也是有效的,这为临床治疗提供了理论依据。
与此同时,CD�+4的Th2细胞则属于淋巴细胞中的抗炎家族,也分泌众多的免疫调节因子(eg. IL-4,-5,-6和-10)。IL-4可以促使Th0向Th2分化,使Th1减少,减少EAE损害,同时,大量IL-10的表达可以抑制EAE进展,相反,敲除IL-4基因的小鼠由于Th2细胞减少其EAE的进展则呈现急进性。IL-5缺失的小鼠对EAE的易感性增加,人为的导入可以产生IL-6的重组痘苗病毒可抑制小鼠EAE的发生[5]。 另外,单核细胞趋化蛋白-1 (MCP-1)可以促使Th0细胞向Th2细胞分化,从而较大程度地抑制EAE的进展。总的来说,Th2/Th1的平衡介导MS的严重程度及其进展。
但最近,Th1与Th2平衡失调的MS发病机制受到了挑战,人们倾向于Th17细胞在MS发病机制中可能扮演更加重要的角色。较新的一篇文献报道[6],体外Th2的产物IL-6能诱导naive T 细胞转变成Th17细胞,进而导致小鼠EAE的发生与发展, 而加入IL-6R的单克隆抗体之后,便能抑制少突细胞髓鞘糖蛋白(MOG)肽特异性的CD�+4,CD�+8和Th17 T细胞在腹股沟淋巴结的诱导分化而延缓了EAE的病程。由此,IL-6R的单抗体可能在不久以后进入临床, 有希望通过其拮抗IL-6的作用使CD�+4,CD�+8等效应细胞数量降低,成为一种治疗MS的新的方式。这样Th2功能增强可能是起着一种介导Th17产生的始动的作用,而不是之前认为的其功能降低造成与Th1的功能失衡的发病机制。下面就详细讨论Th17在MS发病中的作用。
1 Th17细胞
Th17细胞是新发现的一类Th细胞亚群。其主要作用为防止胞外细菌的感染[7],然而,在自身免疫性疾病的发病中Th17的活动也相当激烈。早期人们一直认为因在病灶组织中可检出大量的IL-12所以MS是Th1细胞的主要介导产生的疾病,但后期实验[8]发现IL-23缺乏的老鼠不会发生EAE等自身免疫性疾病(注射入IL-12的老鼠也不会发生EAE),而只缺少的IL-12的老鼠则很对EAE易感。这促使人们开始转移在Th1细胞上的注意力,发现在MS患者中IL-23是上调的,降低IL-23可以促使IL-10的生成[9],IL-10又可抑制MS对自身髓鞘蛋白的免疫反应。同时,Th17由IL-23诱导产生所以有Th17的特征性产物IL-17的同时IL-23必然存在,如果敲除IL-23的基因则IL-17也会消失,此时即使存在产生IFN-γ的Th1细胞,MS也较易治愈[8]。这说明Th17似乎在诱导自体免疫反应方面比以往Th1与Th2的功能失调的理论更加重要,这种新的Th17在识别抗原后会产生其特有的IL-17。有研究发现在MS患者的脊髓或脑中的损伤区域及表型正常的白质区分离出的髓鞘反应性T细胞被证明是Th17细胞[10]。另一项对照研究[11]显示在活动性MS病灶中,Th17细胞的数量大量增加,可达Th1细胞的七倍。MS急性损伤时,其可能机制为浸润T细胞的TCR的α链和β链、维甲酸相关孤儿核激素受体C转录因子以及其他多种细胞因子的基因表达上调促进了Th17的扩增,由此产生更多量的IL-17,加重病情的进展恶化[10]。Hedegaard等[12]发现MS患者的MBP对单核细胞的诱导作用使之产生大量IFN-γ和TNF-α和少量IL-10,与正常人对照组有较大的差别。且MS患者中高反应者有大量的CD�+4 T细胞,与产生的大量IL-17, IL-5, IL-4有极高相关性。IL-17和IL-5还与磁共振成像(MRI)上能发现阳性的斑块数成正比。此也提示大量的CD�+4 T细胞和IL-17和IL-5产生的量与疾病的活动性紧密相连。所列举的这些实验无一例外都证明Th17在MS发病与进展中起着主要作用。所以应该说临床上针对MS的治疗现在有了一个较为明确的目标,就是抑制Th17的活性。
2 Th17相关治疗
传统药物格拉默等[13]已证明其不仅通过Th1细胞起作用,对Th17的抑制也是其临床用药有效的一种机制。在一项研究白藜芦醇对EAE影响的文章[14]中,发现这种多酚类物质能在增加IL-17+的Th17、IL-17+/IL-10+ T细胞(Th17reg)及产生INF-γ的CD4�-NKT细胞的同时抑制IL-12/23 p40及IL-6合成使IL-12/23表达降低从而对EAE的动物产生保护作用。因此白藜芦醇对EAE的保护作用不仅是通过降低Th17的数量还升高了Th17reg和CD4�-/IFN-γ+的NKT的细胞数量的同时抑制了巨噬细胞IL-12/23 p40及IL-6合成来起作用的。概括地说,Th17及Th17reg两者在MS发病时,Th17促进疾病的发展,而Th17reg则起保护作用。此发现对于临床治疗MS又提供了一种升高Th17reg的来治疗MS的新思路。
他汀类药物能有效地降低胆固醇被广泛地用于保护心血管系统,但近年来发现他汀类可当作免疫调节剂来治疗MS。2008年的一项报道称斯伐他汀[15]能增强细胞因子分泌抑制因子(SOCS)的表达,使IL-6、17、23,INF-γ的表达降低,并且能直接抑制IL-17转录因子维甲酸相关孤儿核受体C,从而降低Th17细胞表达其相关细胞因子,这些都揭示他汀类药物作为一种免疫抑制剂是通过Th17细胞来起作用的。
来氟米特通常用来治疗类风湿关节炎。有实验[16]证实其在EAE中能较好的控制实验鼠的临床症状,且加入外源性的尿嘧啶以后来氟米特的作用也不会终止,提示其对EAE作用的免疫机制可能不在对嘧啶合成的阻断。雷帕霉素(rapamycin)在一项观察性动物实验证明[17]可减轻EAE模型动物的临床症状及组织病理表现,在其缓解疾病的同时发现脾区CD�+4CD�+�25� Foxp��3+� Treg细胞上升,CD�+8T细胞下降,提示雷帕霉素可能在将来能用于治疗MS。但目前尚缺乏来氟米特和雷帕霉素对EAE作用确切机制的研究,根据当前所了解Th17在MS中的作用,希望在将来有实验证实这些药物是否通过作用于Th17细胞而阻滞病程的进展,如通过临床试验后可以作为临床用药参考。
补体抑制剂FUT-157在EAE中通过阻止C3/C5转化酶的形成可抑制自反应T细胞的活性,减少了INF-γ和产IL-17的Th17细胞,这便减轻了髓鞘特异性的T细胞自身免疫。体内试验显示其可延迟EAE发生,减轻EAE炎症和脱髓鞘反应[18]。姜黄是从一种药用植物的根中提取出来的,据报道[19]可大大减轻EAE中路易鼠的临床症状,并极大减少浸润到鼠脊髓中炎症细胞数量。通过RT-PCR进行细胞因子mRNA表达的测定显示IL-17,TGF-β,IL-6,IL-21等Th17特征性产物的大大降低,表明了EAE的缓解至少大部分是因为阻断了Th17的分化与增殖取得的,证明了其对于MS及其他Th17介导的疾病有治疗作用。实验[20]证明二甲双胍动物可通过限制单核细胞浸润和抑制促炎因子(IFN-γ, TNF-α, IL-6, IL-17和诱生性一氧化氮合酶(iNOS))等的释放来达到减弱EAE的发生,而在脾细胞中各类抗炎因子会合成增加,这些都提示了二甲双胍在MS甚至其他相关炎症性疾病中的潜在应用价值。
IL-27,IFN-β在EAE实验[21, 22]中已被证明可降低EAE的严重性,其可抑制致敏的自身反应性T细胞,尤其是Th17系列的细胞。如果将其人工大量合成,将有可能用于治疗Th17相关疾病。另一项报道[23]称IL-9缺失和IL-9受体不足的情况会降低Th17细胞和产IL-6巨噬细胞的数量,并由此延缓了EAE的进展。这也提示人们可以通过设计IL-9的抗体而达到阻止MS的进程。人骨髓间充质干细胞移植[24]也会降低IFN-γ等炎症因子产生细胞如Th1,Th17等的数量,同时增加IL-4产生细胞Th2和其他抗炎因子的量,这些能减少EAE损伤的程度并增加损伤区域少突胶质细胞的量有可能成为一种能逆转MS病程进展的药。
一项描述性研究[25]称低剂量的(0.5Gy)伽马射线连续四周每周一次照射MRL-lpr/lpr鼠EAE模型可降低EAE的严重程度,推迟病理改变出现的时间,进一步分析发现促炎因子、自身抗体和CD�+8的细胞毒细胞都有一定程度下降,尤其是Th17分泌的IL-17的量有大幅度的降低,同时,调节性T细胞数量却大幅度上升。这个给临床运用低剂量射线治疗MS患者起了一定的提示作用。
全反式维甲酸(ATRA)早已被证明可抑制Th17的分化和促使FOXp3+的调节性T细胞产生。AM80[26]是一种比ATRA更有效的人工合成的维甲酸类药。其能防止早期EAE进展,降低Th17的分化及其免疫效应。但因其长期使用能抑制IL-10的产生所以对于晚期EAE则作用轻微,提示ATRA可对Th17和Th17样调节细胞都有作用。
3 结语
目前MS发病机制尚不明了,但由于各种实验技术及研究分析方法的发展使我们对MS发病机制的认识取得了重大的进展。Th17在其发病中的关键作用必将为我们临床治疗MS提供了崭新的,或许将来也是更好的治疗方式。不过,目前的确切发病原理还是不甚清楚,进一步探索MS的发病机制以求寻找到更加有效的甚至可以逆转MS的治疗手段,这在今后一段时间内还属于人们的重点。
参 考 文 献
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