CD4 是 T 細胞表面抗原分子,當 T 細胞被激活時會出現磷酸化和細胞內化作用[1].傳統觀點認為,通過抗原遞呈細胞(antigen-presenting cells,APC)的激活作用,CD4+T 細胞主要分化為 Th1 或 Th2 細胞,產生不同的細胞因子[2]. 2006 年,Veldhoen 等又發現了新的 Th 細胞亞群---Th17 效應 T 細胞和調節性 T細胞(regulatory T,Treg),它們的出現讓人們對 T 細胞的分群和功能有了新的認識[3-5]. 濾泡輔助性 T 細胞(T follicular helper cells,Tfh)最早在人扁桃體中被發現,是 CD4+T 細胞的又一新亞群,主要對 B 細胞誘發體液免疫和長壽命漿細胞的形成提供幫助[6]. Tfh細胞特征性標記為趨化性細胞因子受體 CXCR5+、免疫共抑制分子 PD-1、誘導共刺激分子ICOS 和趨化因子受體 CCR7-, 同時表達轉錄因子 Bcl -6 (B -celllymphoma-6)。 這些特征使 Tfh 細胞明顯區別于其他Th 細胞亞群,故 Tfh 細胞被劃分為 Th 細胞的一個新亞群[7].
且有研究表明,Tfh 細胞與某些免疫性疾病的發生有一定關系。 例如系統性紅斑狼瘡(systemic lupuserythematosus , SLE ) 、 風 濕 性 關 節 炎 ( rheumatoidarthritis,RA)、免疫缺陷病和淋巴瘤等[8-10]. 這些研究都凸顯出 Tfh 細胞在機體免疫中的重要作用。
1 Tfh 細胞的分化
Tfh 細胞作為 CD4+T 細胞亞群,其來源尚有爭議,但一般認為機體內存在 Tfh 前體細胞。 初始的CD4+T 細胞在二級淋巴器官的 T 細胞區,通過 T 細胞受體(TCR)與樹突狀細胞Ⅱ型組織相容性復合體(MHC-Ⅱ)-抗原肽相互作用,被活化并發生第 1次分裂。 通?;罨蟮?CD4+T 細胞,高表達 CD69 和CXCR5 趨化因子,低表達 S1PR1 趨化因子[11]. 一部分分化為其他亞群的 T 細胞會下調 CXCR5 并再次高表達趨化因子受體 S1PR1,離開淋巴器官到達炎癥部位發揮作用; 另一部分 Tfh 前體細胞則繼續高表達CXCR5,遷移到 T-B 細胞的交界區域,在那里接受眾多細胞因子的刺激,同時與 B 細胞相互作用[12],進一步分化為成熟的 Tfh 細胞,遷移至濾泡區與 B 細胞形成生發中心(germinal center,GC)。 據報道,此過程中只有那些與 MHC-Ⅱ有高親和力的 T 細胞才能分化成為 Tfh 細胞[13].
如同 IL-12 和 IFN-γ 促進 Th1 細胞的分化,IL-4 促進 Th2 細胞的分化,IL-6、IL-1、IL-23 促進 Th17細胞的分化,轉化生長因子(TGF-β)促進 Treg 細胞分化一樣,Tfh 細胞也有相應的細胞因子促進其分化。 不同的 CD4+T 細胞亞群有其各自專一性轉錄因子介導它們分化。有試驗證明,轉錄因子 Bcl-6 是 Tfh細胞出現的充要條件,而 Blimp-1 能抑制 Tfh 細胞的分化,正是由于 Bcl-6 與 Blimp-1 之間的相互拮抗作用保證了 Tfh 細胞的正常表達[6]. 除了 IL-21、Bcl-6和 Blimp-1,體內實驗顯示其他共刺激分子對 Tfh 細胞的分化也有非常重要的作用。ICOS 缺失的小鼠,或者 常 見 變 異 型 免 疫 缺 陷 病 (common variableimmunodeficiency,CVID) 患者, 因為 ICOS 突變,其Tfh 細胞缺失,GC 形成障礙,B 細胞產生 IgM 抗體也明顯減少[14],GC 中 CXCR5+CD4+T 細胞被認為是真正的 Tfh 細胞[15]. 在 GC 反應完全消散后,局部淋巴濾泡中仍存在記憶 CXCR5+CD69+Tfh 細胞,這說明 Tfh細胞在免疫記憶上可能與其他 T 細胞亞群明顯不同。 綜上所述,Tfh 細胞是 CD4+T 細胞的一個新的亞群,具有獨立的分化調控機制和傳導通路,如圖 1.
2 Tfh 細胞與其他 Th 細胞亞群之間的相互聯系
Tfh 細胞產生 IL-4、IL-10、IL-17、IL-21、IFN-γ等細胞因子,促進 B 細胞的發生、增殖和分化,與 Th細胞亞群相互聯系。
2.1 Tfh 細胞和 Th2 細胞 Th2 細胞最早被認為是輔助 B 淋巴細胞產生抗體的 T 細胞亞群,但是 IL-4 基因敲除小鼠并不影響抗體的產生,說明 IL-4 本身對抗體的產生不是必需的,是 Tfh 細胞而非 Th2 細胞起輔助 B 細胞的作用[17]. Tfh 細胞與 Th2 細胞的主要區別是:Tfh 細胞高表達 CXCR5 和 Bcl-6,而 Th2 則高表達 CCR4 和 GATA-3. 兩者之間也有諸多共同點:比如 MaF、ICOS 和 IL-21 受體基因敲除都會導致這2 種細胞分化的缺陷,Tfh 細胞也表達 IL-4[18]. 但究竟是由于 Th2 細胞遷移到 B 淋巴濾泡區并再次分化,還是 Th2 和 Tfh 細胞本身就共享一個共同的前體,并不清楚。
2.2 Tfh 細胞和 Th1 細胞 通過分別表達 CXCR5 和CXCR3,可以區分 Tfh 細胞與 Th1 細胞。另外,研究表明 Tfh 細胞也可以表達 Th1 細胞的轉錄因子 T-bet[16].
2.3 Tfh 細胞和 Th17 細胞 Tfh 細胞和 Th17 細胞有一個共同的特點:分泌 IL-21,通過自分泌作用可以進一步促進細胞的分化。 在體內,IL-21 對于 Tfh 和Th17 細胞的分化都是必不可少的, 然而,Tfh 細胞不表達 RORγt 但也能產生 IL-17[19]. Th17 細胞的功能是由分泌的 IL-17、IL-21 和 IL-22 來介導完成的[20],既然 Th17 細胞高表達 IL-21, 提示它有可能對 B 細胞的增殖分化起到一定的輔助作用, 由于不表達CXCR5 而表達 CCR4 和 CCR6,導致 Th17 很可能只會遷移到炎癥部位而無法進入 B 細胞區。
2.4 Tfh 細胞和 Treg 細胞 研究發現 Tfh 細胞可以由 Treg 細胞進一步分化而來, 打破了 Tfh 和 Treg 細胞是不同細胞亞群的傳統觀點。 通過 FOXP3 報告小鼠發現,在 Peyer 氏淋巴結中,Tfh 細胞主要由FOXP3陽性而不是陰性的 T 細胞分化而來。 在脾臟和外周淋巴結中沒有發現這種現象,說明 Peyer 氏淋巴結中獨特的微環境促進 Treg 細胞向 Tfh 細胞分化[21].
3 Tfh 細胞與臨床疾病
Tfh 細胞在輔助 B 細胞執行免疫應答中起著至關重要的作用,打破了人們認為的 Th2 細胞是輔助 B細胞免疫應答的主要 T 細胞亞群的觀點。 目前,已經很明確,Tfh 細胞才是真正負責輔助 B 細胞的 T 細胞亞群[22],Th2 細胞只起到調節作用[23]. Tfh 細胞不僅可以遷移到 B 淋巴濾泡,輔助 B 細胞產生抗體,其功能失調也參與多種疾病的發生。 Tfh 細胞必須受到嚴格調控,過度的活化和耐受將引起自身免疫性疾病或者免疫缺陷病。
3.1 Tfh 細 胞 與 自 身 免 疫 性 疾 病 器 官 中 CD4+CXCR5+T 細胞的含量影響機體自身免疫調節,最新研究證明,Tfh 細胞對 SLE 的發病機制有一定的影響[10]. 絕大多數 B 細胞功能依賴于 T 細胞的輔助,如果缺乏這種輔助,則 B 細胞會發生凋亡,無法分化成抗體細胞。 因此,T 細胞功能的調控障礙都對抗體的產生和特異性選擇有顯著影響。 在 SLE 患者中,自身反應性 B 細胞能夠在 GC 存活,并分化成為漿細胞和記憶性細胞。 實驗證實,患者中發現過度表達“CD4+CXCR5+PD-1hi和 ICOShi或者 ICOShiT” 的 Tfh 細胞,導致 GC 自身反應性 B 細胞失常[24]. 另外,血清中 IL-21 和 CXCL13 的含量過高也會促進 Tfh 細胞參與自身反應性抗體的產生。
Tfh 細胞還能夠促進慢性炎癥,例如 RA. 典型的Tfh 細胞定位于淋巴結中的 B 細胞濾泡, 能夠表達CXCR5. 這是區分于 Th17 細胞的主要特征,但在免疫反應調控障礙時,Tfh 細胞被識別為非淋巴樣組織,Tfh 細胞和 Th1 細胞均表達高水平的 ICOS. Tfh細胞功能障礙則在非淋巴樣部位產生大量的 IL-21,促進 T 細胞介導性自身免疫性炎癥,包括促進 Th17細胞分化[25].
另外,Tfh 細胞功能障礙還能導致其他的自身免疫性疾病,例如,重癥肌無力(myasthenia gravis)、自身免疫性甲狀腺?。╝utoimmune thyroid disease)、青少年型皮肌炎(juvenile dermatomyositis)、史蒂文斯-約翰遜綜合征(stevens-johnson syndrome,SJS)等[26-29].
3.2 Tfh 細胞與免疫缺陷性疾病 免疫缺陷性疾病是指免疫系統中任何一個環節或其組分因先天發育不全或后天因素所致損傷,使免疫活性細胞的發生、分化、增殖和代謝異常而引起的免疫功能不全綜合征。顯然,Tfh 細胞輔助 B 細胞產生抗體的功能失敗會導致體液免疫性缺陷。
X 連 鎖 淋 巴 增 殖 性 疾 病 (X -linkerlymphoproliferative disease,XLP),患者會發生進行性低免疫球蛋白血癥,GC 形成受損,無法產生記憶性 B細胞,因此,形成體液免疫缺陷[30]. CVID 和高 IgM 綜合征也是由于 Tfh 細胞相關因子的缺失出現的自身免疫缺陷性疾病。 主要是由于 Tfh 細胞在 GC 出現功能障礙,造成 CD45RO+和 CD4+CXCR5+T 細胞減少[31-32].
感染猿猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiencyvirus,SIV)的個體,抗原激活 CD4+T 細胞,對 Tfh 細胞的產生具有協同作用,在 Tfh 細胞中高表達 IL-6R, 在 HIV 感染過程中,IL-6 促使 CD4+T 細胞向Tfh 細胞分化[30].IL-2 也可以促進 Tfh 細胞的分化。 所以導致 SIV 感染個體中 Tfh 細胞增加。
人 類 免 疫 缺 陷 病 ( human immunodeficiencyvirus,HIV)和 Tfh 也有一定的聯系 . CD4+T 細胞是HIV 感染的靶細胞 ,在 HIV 感染個體中 ,其含量減少,相反的,HIV 感染者體液免疫的功能增強。在慢性HIV 感染個體的淋巴結中發現 Tfh 細胞積聚,其含量比記憶和效應 CD4+T 細胞高,對 HIV 患者進行體液免疫大有裨益。 抗逆轉錄病毒療法證實,可以減少Tfh 細胞的數量,證明 HIV 患者體內 Tfh 細胞的增多也是由慢性病毒引起的[25]. HIV 感染患者體內 Tfh 細胞的增多,導致 HIV 特異性抗體的產生。
3.3 Tfh 細胞與其他疾病 有文獻報道了 Tfh 細胞和淋巴瘤之間有一定關系[9]. 惡性血管免疫母細胞性 T細胞淋巴 瘤(angioimmunoblastic T cell lymphoma,AITL)細胞與 Tfh 細胞非常類似,是一種高表達 BCL-6、CXCR5、CD40L、OX40 和 PD1 的 CD4+T 細胞,并且高表達 CXCL13, 但 CD10 是 AITL 很獨特的標記[33].AITL 患者表現為 B 細胞活化,高丙球蛋白血癥,在淋巴結中有增生的 B 細胞濾泡,推測惡性 Tfh 細胞產生大量的 CXCL13 和組織性表達 CD40L,持續產生 IL-21,不僅促進募集 B 細胞到淋巴濾泡,而且使 B 細胞發生過度活化,產生大量免疫球蛋白[34].
隨著 CD4+T 細胞研究的深入,其在免疫反應中的作用越來越被人們熟知。 有實驗探究 CD4+T 細胞在乳腺癌中發揮的作用, 其結果表明,CD4+Tfh 細胞在乳腺癌的免疫調控中發揮著非常重要的作用,是癌癥預后的重要因素[35].
Tfh 細胞在過敏反應中主要是影響 IgE 抗體的產生,包括過敏性哮喘,主要是 IL-4 和 CD40-CD40L的相互作用引起的。 IgE 的轉變可能發生在 B 細胞發育的各個過程中,而 Tfh 細胞產生的 IL-21 可以抑制IgE 同型轉變。 因此,在 IgE 抗體的產生中,Tfh 細胞起到了重大作用[36].
4 問題與展望
Tfh 細胞是 CD4+效應 T 細胞的一種新的亞群。因其表達 CXCR5、Bcl-6 和 IL-21 使得其存在于淋巴濾泡中,并輔助 B 細胞的活化和分化。 盡管人類對 Tfh的研究時間相對較短,但是越來越多的研究證明其在GC 的形成、漿細胞和記憶性 B 細胞的形成中都有關鍵作用,是正常機體免疫所必需的。 其功能失調會導致免疫性疾病的發生,有關 Tfh 細胞的許多重要問題還有待進一步深入研究。 例如:何為 Tfh 細胞分化的觸發器?其他 CD4+T 細胞亞群與 Tfh 細胞之間是否可以相互轉化? 在以小鼠為動物模型的試驗中得到的有關 Tfh 細胞的結論, 可否應用到人類免疫系統中?
如何通過控制 Tfh 細胞的效應因子來治療自身的免疫性疾???這些都期待我們對 Tfh 細胞的形成及功能做進一步的研究。
【參考文獻】
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