宫 原，官 莉，姚汝铖 综述,陈世雄 审校
(三峡大学第一临床医学院/湖北省宜昌市中心人民医院呼吸内科 443003)
胸膜疾病是常见的内科问题，多表现为胸腔积液。按其病因不同可分为渗出性及漏出性胸腔积液，以前者多见。细胞免疫应答与胸膜疾病的进展与转归有密切关系，其中CD4+T细胞所介导的免疫反应相比CD8+T细胞占主导地位[1]。近年来研究发现，机体存在一种新型的不同于传统的Th1细胞及Th2细胞的CD4+T细胞亚群——Th17细胞，以特异性地分泌IL-17细胞因子而得名，可参与感染性疾病、自身免疫性疾病、肿瘤和移植物抗宿主等疾病的发生和发展[2]，本文就Th17细胞与胸腔积液发生发展的关系作一综述。
1 Th17细胞概述
2005年，Park等[3]和Harrington等[4]分别发现了Th17细胞。其特征性转录因子为孤独核受体ROR-γt(retinoid-related orphan receptor γt)，可分泌IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22等细胞因子，细胞表面高表达白介素23受体(IL-23R)和趋化因子受体CCR6、CCR4。在移植排斥反应、哮喘、眼葡萄膜炎、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、脑脊髓炎、结肠炎、糖尿病等疾病中均有其表达变化及临床意义的相关研究[5-6]。
1.1Th17细胞分泌的细胞因子 Th17分泌的细胞因子中IL-17最具特征性，实际上它是一个细胞因子家族，包括IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F 6个成员。其中IL-17A即通常所说的IL-17，是最主要的成员，主要生物学功能是促进中性粒细胞的动员、募集和活化、介导和促进炎性反应[7]。从细胞因子的结构特征上来说，IL-17F与IL-17同源性最高，几乎达到55％，类似二硫化物二聚体，大部分均由CD4+T细胞所分泌，另外，γδ T细胞、自然杀伤细胞(NKT)、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、血管平滑肌细胞等也可少量产生[8]。IL-17B、IL-17C的氨基酸结构与IL-17同源性相对较低，约占28％,IL-17E与IL-17同源性则更低，仅达20％,均由非T细胞所产生。
除了IL-17以外，Th17细胞还可分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)，对于机体包围感染部位、防止扩散起到很重要的作用。同时,TNF-α还是一种多效性的细胞因子,体内适量的TNF-α对机体抗感染有一定的保护作用,而分泌过多时造成组织坏死，可致病情恶化[9]。
Th17 细胞还可分泌IL-21 和 IL-22，但都不是 Th17 细胞所特有。IL-21可以增强CD8+T细胞和NK细胞的细胞毒作用,辅助B细胞分化为浆细胞。还可以自分泌的形式促进Th17 的分化，其作用机制与IL-6有些类似，都是诱导IL-23R表达的增加，并抑制TGF-β引起的Treg细胞特征性转录因子Foxp3的表达，从而阻止幼稚T细胞向Treg细胞的分化[10]。IL-22 是 IL-10 家族的成员，特异性地作用于机体组织细胞，尤其是上皮细胞，通过识别特异性受体在先天性免疫或获得性免疫反应过程中发挥局部或系统性的作用，而不影响免疫细胞功能[11]。
1.2Th17细胞的分化发育调节 Th17 细胞区别于其他T细胞亚群的特征之一是其分化所依赖共同刺激的细胞因子，一般认为，TGF-β和IL-6 是诱导初始CD4+T 细胞向Th17 细胞分化的最关键的细胞因子。微环境中低浓度的TGF-β与IL-6协同作用可经由STAT3 通路活化Th17 细胞的特异性转录因子孤独核受体ROR-γt，并促进其分泌IL-21和表达IL-23受体,使活化的CD4+T 细胞向Th17 细胞分化[12]。缺乏IL-6时,单独存在的TGF-β并不能诱导初始型T细胞向Th17细胞分化,而是促使其向Treg分化。
IL-21可以与TGF-β一起诱导IL-6缺失T细胞的Th17细胞分化，提示IL-21以自分泌的方式诱导促进 Th17 细胞分化增殖,可替代IL-6诱导ROR-γt的表达和Th17细胞分化[13],使已分化的Th17细胞具有进一步促进周围细胞分化为Th17细胞的能力。研究发现，初始CD4+T细胞并不表达IL-23受体，但记忆性CD4+T细胞表达IL-23受体[14]，证实IL-23不是促进初始CD4+T细胞向Th17细胞系分化的因素,而只能引起已经分化的Th17细胞增殖。目前认为，IL-23是使Th17细胞存活、进一步增殖、功能维持的重要因子,并可能通过上调IL-22的表达来上调Th17细胞的效应功能和致病作用。
除了受以上细胞因子的正性调控以外,Th17细胞的分化还受到Th1、Th2细胞的细胞因子负性调节。IFN-γ和IL-4分别为Th1和Th2细胞分泌的主要的效应性细胞因子。研究表明，IFN-γ或IL-4的存在对Th17细胞的分化起到了抑制作用[15]。但有报道发现，一种Th17即可分泌IL-17，也可以分泌IFN-γ，提示IFN-γ不一定总是抑制IL-17的表达，更确切地说，IFN-γ在Th17的分化增殖中起相互调控作用[16]。
1.3Th17细胞的功能 Th17细胞在机体炎症发生时介导宿主保护性作用,尤其在与大量病原体直接接触的肠道、呼吸道黏膜时发挥重要作用。此外，Th17细胞还参与某些自身免疫性疾病、移植排斥反应等免疫病理过程发生、发展。其抗炎作用主要由IL-17通过上调趋化性细胞因子IL-8及IL-6、粒细胞集落刺激因子(GM-CSF)等的表达从而促进中性粒细胞的产生、活化、迁移而发挥效应[17]，并促进树突状细胞的成熟，增强抗原提呈细胞的抗原提呈能力。
2 Th17细胞与胸腔积液发生、发展的关系
Th17细胞与胸膜疾病的进展密切相关,检测结核杆菌潜伏感染者及结核病患者外周血中Th17细胞的表达，对比健康人外周血中Th17细胞数，发现Th17细胞数升高的程度与疾病严重程度呈正比[18]。检测恶性胸腔积液患者胸水中Th17细胞的表达情况，远期追踪患者的生存率发现，Th17细胞的表达与肿瘤患者的生存率呈正比，提示Th17细胞浸润情况可能影响患者的预后[19]。
2.1Th17细胞在胸腔积液中的表达 Th17细胞与胸膜疾病的发生、发展密切相关，目前关于结核性及恶性胸腔积液中Th17细胞的表达研究较多。Ye等[20]研究表明，肺腺癌胸膜转移的恶性胸腔积液中Th17占CD4+T细胞的比例(3.679 30±0.508 78)％显着高于在同源患者外周血中的比例(0.588 60±0.085 24)％，P=0.000，亦显着高于健康对照者外周血中的比例(0.832 00±0.216 13)％，P=0.000。而在恶性胸腔积液患者的外周血中Th17占CD4+T细胞的比例与健康对照者中相比差异无统计学意义(P=0.212)[21]；结核性胸腔积液患者血清中Th17细胞占血清中CD4+T细胞的比例(3.46±1.2)％显着高于健康对照者外周血中的比例(0.51±0.45)％,结核性胸水中Th17细胞占CD4+T细胞的比例(4.15±1.24)％高于非结核性胸水中的比例(2.48±0.80)％[22]，而且Th17增高的程度与临床分期相关。
2.2胸腔积液微环境中的Th17细胞变化的可能机制 尽管胸腔积液很常见，但涉及其产生的炎症机制和免疫机制却鲜见报道。尤其不清楚炎症反应过程涉及哪些细胞和调节因子，以及固有的免疫活性细胞是否协同产生免疫反应。淋巴细胞和细胞因子在胸腔积液的发生和发病机制中可能起着重要作用。关于胸腔积液患者胸水中Th17细胞表达增高的机制，有以下几种可能：(1)Ye等[23]进一步研究表明，胸腔积液中IL-16浓度与CD4+T细胞数呈正相关，IL-16可以直接诱导CD4+T细胞进入胸膜腔，作为CD4+T细胞亚群之一的Th17细胞可能也是通过局部产生的IL-16所介导的趋化效应进入胸膜腔。(2)Ye等[23]研究表明，Th17细胞高表达趋化因子受体CCR4、CCR6及CCR2，且Th17细胞从外周血浸润到胸膜腔的过程未发生CCRs的表型改变。检测恶性胸腔积液患者胸水中的细胞因子表达发现胸水中几乎所有癌细胞及大部分巨噬细胞和T细胞均高表达CCL20及CCL22，远远高于外周血中的水平。说明肺腺癌胸膜转移的恶性胸腔积液能直接趋化外周血中的Th17细胞浸润至胸膜腔，此趋化效应很可能通过CCR4-CCL22趋化轴和CCR6-CCL20趋化轴所介导；Liu[24]在胸水中分别加入抗-CCL20单克隆中和抗体(趋化系数：2.881 10±0.137 98，P=0.007)或抗-CCL22单克隆中和抗体(趋化系数：2.403 80±1.392 04，P=0.002)后均可抑制对Th17细胞的趋化效应。(3)有关结核性胸腔积液中细胞因子的研究曾有报道IFN-γ与Th17细胞数呈负相关，在活动性肺结核患者中的研究表明IFN-γ可抑制Th17细胞在局部的聚集及扩散。由于IFN-γ是Th1细胞的特征性细胞因子，提示Th1/Th17细胞的分化平衡可能参与胸膜结核的发生、发展。其机制可能是Th17细胞数的下降与结核分枝杆菌感染后细菌产物刺激CD4+T细胞表达IL-6下调CD4+T细胞向Th17的分化有关[25]。
2.3Th17细胞在胸腔积液发生、发展中的作用 Th17细胞在宿主感染病原菌或遭受肿瘤细胞侵袭时可介导机体的防御反应，通过在胸腔局部微环境中对树突状细胞、细胞毒T细胞、NK细胞的募集而间接发挥抗肿瘤、抗炎作用。Martin-Orozco等[26]通过对患肺黑素瘤的IL-17表达缺陷小鼠中肿瘤细胞的生长情况，对比体现转导了Th17细胞的小鼠中细胞毒T细胞杀伤肿瘤细胞效应增强，直接体现出Th17细胞的抗肿瘤效应。
3 展 望
Th17细胞是一种新的效应性T细胞亚群，它的发现是21世纪免疫学的重大突破性进展。Th17细胞与胸膜疾病的发生、发展和持续密切相关，但其真正的作用机制尚未明确，如Th17细胞在胸腔积液局部微环境中究竟怎样变化，对疾病的诊断及预后如何仍待进一步研究。通过对局部微环境中Th17细胞分化调节的研究为胸膜疾病免疫学发病机制的研究提供帮助，可寻求以Th17细胞及相关细胞因子作为靶点的治疗以及新的生物制剂的研发开辟新途径。
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