胡 琦 综述，廖 伟 审校
(第三军医大学西南医院儿科，重庆 400038)
·综 述·
IDO、Treg/Th17分化与中性粒细胞性哮喘*
胡 琦 综述，廖 伟△审校
(第三军医大学西南医院儿科，重庆 400038)
哮喘；中性粒细胞；调节性T细胞；限速酶
支气管性哮喘是一种气道慢性炎症性疾病，具有明显的异质性。按哮喘气道炎症类型的不同，Simpson等[1]把哮喘分为嗜酸性粒细胞性哮喘、中性粒细胞性哮喘、混合细胞(嗜酸性粒细胞和中性粒细胞)性哮喘及寡细胞性哮喘。皮质激素联合支气管扩张剂吸入是目前支气管哮喘的主要治疗手段，但在临床治疗中发现部分重症或难治性哮喘出现激素抵抗，单用激素治疗病情难以控制[2]。研究也发现，这些患者气道内有更多的中性粒细胞浸润、更明显的组织损伤及气道重塑[3]。Moore等[4]进一步发现按气道炎症表型分类的中性粒细胞性哮喘在临床上往往是重症哮喘或难治性哮喘。因此明确中性粒细胞性哮喘的发病机制，对于重症及难治性哮喘的防治有重要意义。
过去认为Th1/Th2细胞失衡，尤其是Th2细胞的活化是哮喘发病的免疫机制中的关键环节，调节性T细胞(regulatory T cell，Treg)具有抑制Th2细胞活性的功能，在哮喘的防治中占有重要地位[5]。近年研究证实Th17细胞类细胞因子在重症或难治性哮喘发病中有重要作用，尤其与中性粒细胞性哮喘发病密切相关[6-8]。而色氨酸分解代谢的限速酶吲哚胺2,3双加氧酶(indoleamine 2,3 dioxygenase，IDO)， 在一定条件下是Th17细胞向Treg转换的分子“开关”[9-10]。因此IDO介导的色氨酸代谢可能参与Treg/Th17细胞分化。本文就IDO、Treg/Th17分化与中性粒细胞性哮喘可能关系综述如下。
1 Treg、Th17细胞与中性粒细胞性哮喘
多种免疫细胞(Th1、Th2、Th17及Treg细胞)和细胞因子参与了哮喘发病。目前认为，Th2细胞与嗜酸性粒细胞性哮喘密切相关，而Th17细胞在中性粒细胞性哮喘发病的免疫机制中起着重要作用[11-13]。Treg可抑制Th2及Th17细胞活化，Foxp3+是其主要的调控基因，CD4+CD25+Treg在外周免疫耐受中起着关键作用。变应原特异性免疫治疗(SIT)是目前唯一有效的针对哮喘病因的预防治疗，SIT能有效防治哮喘也是由于变应原的反复刺激诱导了体内可诱导Treg(inducible Treg，iTreg)产生。目前较多文献证实哮喘发生的免疫机制正是由于Treg功能受到抑制、Th2细胞活化导致机体产生嗜酸性粒细胞炎症，以及Th17细胞活化导致机体产生中性粒细胞性炎症[12,14-15]。因此Treg诱导气道免疫耐受在哮喘防治中占有重要地位[16-17]，其作用机制可能与表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)分泌IL-10、转化生长因了β(TGF-β)等细胞因子有关[18-19]。
中性粒细胞性哮喘是按哮喘气道炎症表型分类的一种哮喘，目前没有统一定义，加拿大Nair等[20]将诱导痰中中性粒细胞计数持续(至少有2次)大于细胞总数的65%，或绝对计数大于5.0×106/mL的哮喘定义为中性粒细胞哮喘。这种类型哮喘临床上往往多是重症或激素抵抗性哮喘，并且气道炎症细胞以中性粒细胞为主，Th17细胞比例远远高于Th2细胞[21]。Th17细胞是2005年发现的CD4+T 细胞亚群，以分泌IL-17为特征，独核受体-γt(ROR-γt)是其重要转录因子[22]。Nakagome等[23]在卵蛋白致敏小鼠哮喘动物模型中证实，反复给予抗IL-17抗体可以显着减少骨髓外周血和肺泡灌洗液(BALF) 的中性粒细胞数量。除动物模型实验外，Al-Ramli等[24]发现在哮喘患者肺组织中IL-17大量表达，并且表达量与哮喘严重程度有关，在那些激素抵抗性哮喘患者这一现象更为明显。Kerzel等[25]在儿童重症哮喘患者的肺泡灌洗液中检测到大量IL-17。IL-17可激活上皮细胞分泌CXCL8蛋白趋化募集中性粒细胞形成中性粒细胞炎症。因此Th17 细胞介导的免疫反应导致气道内中性粒细胞的增多和募集，在中性粒细胞哮喘形成占有重要地位[13,26]。此外，IL-17还参与了其他的哮喘发病机制，包括上皮细胞的结构改变、黏液分泌增加、气道高反应性及平滑肌的收缩等[27-30]。因此，通过抑制Th17细胞活化来防治中性粒细胞哮喘，引起了研究者们极大的兴趣。但遗憾的是，Busse等[31]在300多例中度哮喘患者中用3种剂量的抗IL-17A的单克隆抗体药物(brodalumab)皮下注射，在为期10周的疗程中并未发现该药对哮喘治疗有效，与安慰剂治疗组相比较无显着差异。但是将IL-17A的单克隆抗体药物用于中性粒细胞性哮喘的研究，目前尚无研究涉及。
2 IDO与Treg/Th17分化
肺部树突状细胞(dendritic cells，DC)是气道最有效的抗原呈递细胞。机体初次接触过敏原，树突状细胞摄取过敏原后被激和，提呈抗原，刺激初始型(Naïve )CD4+T淋巴细胞增殖，产生特异记忆性CD4+T细胞；当机体再次接触该过敏原，特异记忆性CD4+T淋巴细胞分化为效应性T细胞，并刺激其他细胞释放炎性细胞因子，始动了哮喘的发生。健康人肺部在反复吸入过敏原后，体内由于存在某种免疫耐受机制，CD4+T淋巴细胞分化成Treg，避免了哮喘发生。
目前研究证实中性粒细胞性哮喘发生时，气道CD4+T细胞通过CD40配基与气道DC上的共刺激分子CD40结合，并在一定的细胞因子(IL-1β、TGF-β及IL-6)微环境下，上调ROR-γt转录基因，使CD4+T细胞向Th17细胞分化，产生IL-17，募集中性粒细胞至气道，并释放IL-23等炎性细胞因子，始动哮喘的发生[7,32-33]。因此中性粒细胞哮喘的发生是由于CD4+T细胞向Treg分化减弱，而向Th17细胞分化增强，即Th17/Treg分化失衡，如果能逆转在中性粒细胞哮喘中的Th17/Treg分化失衡，有望对其有治疗作用。然而，哮喘发病机制极为复杂，CD4+T淋巴细胞向何种细胞分化，除了与呈递的抗原种类、数量及细胞因子微环境外，还可能与呈递抗原的DC亚群有关。Vroman等[7]研究证实气道CD4+T细胞向效应性T细胞或Treg分化取决于提呈抗原的不同DC亚群，已证实气道内类浆细胞样DC(plasmacytoid DC，pDC)亚群可诱导Treg产生，从而抑制Th1、Th2和Th17细胞的活化，形成免疫耐受；髓样DC(myeloid DC，mDC) 亚群可诱导效应性T细胞形成，产生炎症反应；但是气道pDC诱导Treg分化的机理还不完全清楚。有趣的是，小鼠脾来源CD8α+DC及人外周血单核细胞来源的CD123+CCR6+DC 2种DC亚群能大量分泌IDO，通过抑制T细胞增殖及介导T细胞凋亡，诱导Treg产生，在外周诱导和维持T细胞耐受[34]。
IDO是色氨酸分解代谢的限速酶，在外周免疫耐受中有重要作用，其在妊娠、器官移植及肿瘤免疫耐受的作用已成为近年研究热点，目前在对肺部真菌感染发现，IDO及其代谢产物犬尿酸可以促进叉头状螺旋转录调节因子(FOXP3+)基因转录诱导Treg生成，而同时抑制RORγt 基因而抑制Th17细胞产生，从而导致Th17/Treg分化失衡而使气道对真菌发生耐受使气道炎症迁延不愈[35]。Bettelli 等[10]在《Nature》杂志上发表文章认为小鼠体内Th17和iTreg产生于同一前体细胞-CD4+Foxp3+的T细胞，当加入TGF-β时，此细胞转化为Foxp3+的Treg细胞；但是当加人TGF-β和IL-6时，此CD4+Foxp3-的T细胞转化为Th17细胞，表明IL-6作为关键细胞因子决定CD4+Foxp3+T细胞是转化为Treg还是Th17细胞。有趣的是，Baban等[36]报道在IL-6基因敲出的大鼠静脉注射IDO诱导剂免疫刺激序列寡脱氧核苷酸(ISS-ODN)后，发现在脾脏Treg增多，而皮下注射IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT)后可使脾脏pDC表达IL-6，从而使Treg向Th17细胞转化。因此在一定条件下IDO可作为Th17细胞向Treg转换的分子“开关”，这为防治中性粒细胞哮喘带来新的思路。An等[37]已证实转IDO基因的未成熟DC可减轻致敏气道的过敏性炎症反应。
3 IDO、Treg/Th17与中性粒细胞哮喘
IDO+pDC是一种体内数量较少的具有分泌表达IDO能力的pDC亚群(IDO-competent pDCs)。目前有关IDO+pDC研究多集中在大鼠的肝、脾、淋巴结引流区中的DC。Kahler等[38]发现IDO+pDC除了高表达CD11c及B细胞特征性标志CD19，并且在抗原刺激下通过分泌表达IDO介导Th细胞抑制及Treg活化。Shao等[39]在大鼠气道炎症模型证实，用Flt3配基处理肺部DC后发现：气道高表达CD11c的CD11c高CD11b低DC亚群具有耐受原性可抑制Th2细胞产生，从而抑制气道高反应性。Taher等[40]在变应原特异性免疫治疗模型中证实用IDO抑制剂1-MT腹膜注射后可使气道中的嗜酸性细胞减少及Th2类细胞因子增高，表明IDO及代谢产物可增强变应原特异性免疫治疗作用。气道IDO主要表达在淋巴区域的巨噬细胞及DC上，同时DC是气道最有效的抗原呈递细胞(APC)，因此在哮喘发生时，机体除了与抗原摄入的种类及量，环境及个体差异有关外，还与体内(特别是气道)是否缺乏IDO+pDC亚群有关。以至于在中性粒细胞哮喘形成过程中，T淋巴细胞发生免疫应答时，由于缺乏IDO，使TH0细胞向TH17细胞分化，而不向Treg分化，或者Th17细胞不能向Treg转换，从而导致气道以中性粒细胞炎症为主。而目前关于这种IDO+pDC亚群与前述气道CD11c高CD11b低DC亚群是否为同一DC亚群，有何关系，目前均不甚清楚。
4 展 望
综上所述，Th17细胞与中性粒细胞性哮喘密切相关，中性粒细胞哮喘存在Treg/Th17失衡，IDO在一定条件下是Th17细胞向Treg转换的分子“开关”，IDO+pDC是体内数量较少的一种具有分泌表达IDO能力的pDC亚群。阐明IDO(包括IDO+pDC亚群)、Treg/Th17分化与中性粒细胞性哮喘三者的关系对于研究中性粒细胞哮喘的发生机制及哮喘防治有重要意义。
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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.34.032
国家自然科学基金资助项目(81170034；81570022)；重庆市科委基础与前沿研究项目(cstc2013jcyiA1021)。 作者简介：胡琦(1977-)，主治医师，硕士，主要从事小儿哮喘及新生儿的研究。△
，E-mail:liaowei01@163.com。
R725.6
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1671-8348(2016)34-4852-03
2016-05-21
2016-08-09)
