★ 钟蕊 周志刚 周渺燃 周次利 黄艳 吴璐一 包春辉 马喆 李昆

珊1, 4, 5 翁志军1, 4, 5 黄任佳1, 5** 刘慧荣1, 4, 5 吴焕淦1, 4, 5**

(1.上海中医药大学 上海 201203;2.上

海市气功研究所 上海 200030;3.江西中医药大学 南昌 330004;4.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 上海 200437;5.上海市针灸经络研究所 上海 200030)

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC),是一种以连续性、弥漫性结肠黏膜炎症改变为特点的慢性、非特异性肠道炎症性疾病,持续或反复发作的腹泻、黏液脓血便、腹痛、里急后重为主要临床表现。UC 发病率逐年上升,常迁延不愈、反复发作,给患者带来长期病痛。UC 病因至今尚未完全明确,一般认为免疫功能紊乱是UC 发病的重要机制。

UC 属于中医学“泄泻”“痢疾”“肠澼”等范畴。灸法,是传统中医药的重要组成部分,《医学入门》明确提出“凡病药之不及,针之不到,必须灸之”。现代研究显示,灸法可通过调节适应性免疫细胞T、B 淋巴细胞、T 细胞亚群及其主要细胞因子等方面,调节UC 的免疫功能。

1 Th1/Th2 细胞及艾灸的调节作用

UC 病理损伤的发生、发展、转归,与Th1/Th2细胞失衡密切相关,调节Th1/Th2 细胞平衡已成为治疗UC 的有效方式。

1.1 Th1 细胞及艾灸的调节作用Th1 细胞是初始型CD4+T 细胞在IL-12、IL-27 的诱导下分化而来,通过分泌IL-2、TNF-α和IFN-γ参与免疫应答过程,在清除胞内病原体方面发挥关键作用[1]。IBD 患者Th1 细胞能够分泌大量的TNF 和IFN-γ,IFN-γ对肠道中巨噬细胞分泌TNF-α 具有促进作用,能够加重炎症反应程度。目前,有关UC 灸法抗炎免疫效应机制研究,涉及Th1 细胞方面的主要集中在对IL-2 和IFN-γ 的调节。

IL-2 是Th1 细胞分泌的特征性细胞因子,目前关于IL-2 在UC 免疫调节中的作用报道较少,但已有研究表明IL-2 能够通过减少自身免疫抗体的产生、抑制自身免疫系统对肠道组织的损伤而发挥抗炎和黏膜保护作用[2]。UC 患儿血清IL-2 水平低于单纯腹泻患儿,且活动期UC 患儿IL-2 与肠道内镜下分级、疾病活动指数(DAI)均呈负相关性[3]。动物实验研究显示,UC 小鼠血浆IL-2 水平显着低于正常水平[4],而IL-17A 显着高于正常水平。IL-2 可通过Treg 细胞抑制Th17 细胞及其相关的细胞因子表达,参与诱导免疫耐受,提示IL-2 可能作用于Treg 细胞,对IL-17A 表达形成负向调节而抑制炎症反应。艾灸足三里穴和关元穴能够有效改善DSS 诱导的UC 小鼠结肠超微结构,上调UC 小鼠IL-2 水平而下调IL-17A 水平[4],从而产生抗炎和减轻自身免疫反应损伤效应,使得小鼠抗感染和免疫介导作用增强,免疫平衡重新建立。

IFN-γ 是Th1 细胞分泌的促炎因子,能够拮抗Th2 细胞产生的抑炎因子IL-4,也可激活巨噬细胞,使其产生一系列炎症因子和趋化因子。炎症性肠病患者结肠黏膜IFN-γ 分泌量明显增多,对UC 的治疗作用也可能是通过降低IFN-γ 的含量,减少其对巨噬细胞的刺激,从而减轻了结肠黏膜炎症反应实现的。TNF-α、IFN-γ 是由T 辅助细胞的获得性免疫系统,隔药饼灸对两者的调节作用不完全一致[5]。

1.2 Th2 细胞及艾灸的调节作用初始型T 细胞经IL-4 诱导成为Th2 细胞,在UC 中起重要作用。UC 患者黏膜组织Th2 细胞通过分泌炎症因子IL-4、IL-13 等参与体液免疫应答,促进肠道上皮细胞凋亡,破坏肠道黏膜屏障[6]。

IL-4 在维持肠道免疫和抑制、消除肠道炎症中起着关键作用[7]。体外实验证实IL-4 能够抑制脂多糖刺激UC 患者单核细胞释放TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子。IL-4 能抑制单核-巨噬细胞产生IL-1β,从而降低活化的单核巨噬细胞分泌无氧自由基的能力。动物实验研究表明,隔药灸能够下调结肠IL-12、IFN-γ 水平,上调IL-4、IL-10 水平以调节Th1/Th2 细胞趋于平衡[8],进而改善免疫功能。

IL-13 是由T 细胞和巨噬细胞产生的具有抗炎作用的细胞因子,IL-13 能够抑制单核细胞、B 淋巴细胞合成促炎因子TNF-α、IFN-γ、IL-8 等,刺激主要组织相容性复合体Ⅱ,抑制诱导性NO 合酶、IL-10 等的趋化作用。艾灸能上调UC 大鼠肺组织中巨噬细胞IL-4、IL-13、CD163 表达,下调TNF-α、IFN-γ、CD86 的表达,促进Mφ 从M1 型向M2 型极性转化[9]。

IL-10,是由T 细胞、B 细胞等产生的抗炎细胞因子,在参与适应性免疫以及固有免疫的很多细胞中都有表达[10-11],在诱导Th2 细胞免疫应答反应方面发挥重要作用,能够从抑制抗原呈递和促炎细胞因子释放两方面发挥抗炎免疫效应,最终减轻黏膜炎症状态[12]。生理状态下,IL-10 在肠道起抗炎作用,UC 病理过程中,IL-10 水平显着下降,IL-10-/-小鼠可自发产生UC。灸法能够下调UC大鼠血清IL-10 等水平,修复受损结肠黏膜上皮,对结肠黏膜上皮的修复作用与灸量呈正相关[13]。

2 Th17 细胞及艾灸的调节作用

Th17 细 胞 是 一 种 不 同 于Thl、Th2 细 胞 的CD4+T 细胞亚群,除了分泌IL-17 外,还主要分泌IL-21、IL-22、TNF-α、IL-6 等炎性因子[14]。Th17细胞在宿主防御病原体感染中发挥了重要作用,通过向炎症损伤部位募集中性粒细胞和巨噬细胞,对结肠黏膜表面的促炎反应过程起到启动作用[15-16]。

IL-17 通过Th17 细胞和巨噬细胞分泌,具有促炎作用的IL-17A 和IL-17F 参与肠道局部慢性炎症中促炎因子的进一步表达,干扰和破坏黏膜愈合过程[17]。临床研究中发现IBD 患者结肠黏膜IL-17 mRNA 表达上调,UC 患者血清Th17 细胞数量和IL-17 也呈现高表达状态,与疾病活动度相关[18-19]。壮医药线点灸能够下调UC 患者外周血中IL-17F 含量,且外周血IL-17FmRNA 水平与UC 疾病活动指数、镜下黏膜积分呈正相关性[20],推测IL-17F 可能参与了药线点灸对UC 患者的免疫调节。艾灸足三里穴、关元穴能够有效改善DSS诱导的UC 小鼠结肠超微结构,调节结肠IL-17A,IL-17F 等多种细胞因子表达[4]。

IL-22 由Th17 细胞等Th 细胞亚群和固有淋巴细胞产生,在黏膜表面以及组织修复的宿主防御中起着重要作用,同时,在炎症过程中具有抗炎和促炎双重特性,可通过IL-17 等其它促炎性细胞因子放大促炎效应[21]。细胞因子信号传导抑制蛋白 (Suppressor of cytokine signaling,SOCS)可影响IL-22 介导的UC 肠黏膜修复。Xu 等[22]报道缓解期UC 患者SOCS3 过表达,抑制IL-22 诱导的STAT3 信号通路。Wang 等[23]报道UC 大鼠结肠黏膜SOCS2 低表达,隔药灸后,SOCS2 表达增加,UC 大鼠结肠黏膜损伤改善。

3 Treg 细胞及艾灸的调节作用

Treg 细胞可经TGF-β 诱导而来,分泌IL-10、TGF-β 并表达Foxp3 和CD25,抑制CD4+T 细胞向Th1/Th17 细胞分化。Treg 细胞具有免疫抑制功能,分泌的TGF-β 可产生广泛非特异性的抑炎、抗感染作用,控制肠道炎症,在IBD 中发挥免疫保护作用,因此,促进Treg 细胞分化可能有效治疗IBD。灸法对Treg 细胞免疫功能的研究,主要集中在Treg 细胞分泌的具有非特异性的抗炎、抗感染作用的TGF-β。TGF-β 及其受体与UC 肠纤维化关系密切[24-25]。慢性UC 反复发作后结肠组织会形成纤维化病理改变,造成迁延不愈、症状加重,SASP等药物在缓解UC 多数症状有效,但在改善纤维化方面疗效非常局限[26]。艾灸可升高UC 小鼠血清TGF-β 含量[27],改善UC 小鼠结肠局部TGF-β 表达[4]。艾灸还可以抑制UC 结肠组织转化生长因子-1(TGF-1)、胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)和Ⅰ、Ⅳ型胶原的表达,抑制大鼠CFB 的过度增殖,阻碍组织纤维化的发生[28]。可见,灸法可能通过影响分泌的TGF-β 的Treg 细胞,防治UC 肠纤维化。

4 Th17/Treg 平衡及艾灸的调节作用

Th17/Treg 细胞之间的平衡可以维持肠道正常的生理状态[29-30]。T 细胞分化早期,Th17 细胞能够同IFN-γ 诱导的Th1 细胞和IL-4 诱导的Th2细胞分化形成拮抗竞争,TGF-β1 能够促进T 细胞向Th17 细胞分化,抑制向Th1 和Th2 细胞分化[31]。单独存在TGF-β 时T 细胞向Treg 细胞分化,发挥抗炎作用[32]。IL-6 可关闭TGF-β 激活的转录程序,抑制Treg 细胞产生,诱导T 细胞发展为Th17 细胞,导致炎症的发生[33]。Th17/Treg 细胞平衡在UC 炎症进展和修复过程中具有重要作用,隔药灸能够调节Th17 细胞功能,下调UC 大鼠结肠和血清中异常升高的IL-17、IL-23、IL-6、TNF-α、IL-1β 水平[34],抑制肠道炎症进展。UC大鼠血清中TGF-β 含量低于生理条件下,抗炎免疫调节作用被减弱,诱发结肠炎症反应加剧,隔药灸能够上调UC 大鼠血清TGF-β 水平而抑制炎症的进展[34],促进T 细胞向Treg 细胞分化。UC 小鼠脾脏CD4+CD25+Foxp3+Treg 细胞较正常时数量明显减少,CD3+CD8+IL-17+Th17 细胞增多,艾灸干预能够上调CD4+CD25+Foxp3+Treg 细胞数量,下调CD3+CD8+IL-17+Th17 细胞数量[4],这种调节作用与电针作用类似。采用流式细胞术检测UC 小鼠脾脏淋巴细胞中Treg 和Th17 的含量,发现Treg/Th17比例与TLR2 和TLR4 的表达在UC 过程中上调,且RORγt、FOXP3 的表达在远端结肠被改善,而且艾灸的双向调节作用优于电针干预[4]。

5 体液免疫及艾灸的调节作用

B 细胞作为多功能免疫细胞,通过分泌抗体介导体液免疫外,还可向T 细胞呈递抗原刺激信号,激活T 细胞发挥免疫调控作用。B 细胞对IBD 炎症具有抗炎和促炎的双重作用。B 细胞缺陷小鼠在经DSS 诱导结肠炎模型后疾病活动指数和严重程度高于野生正常小鼠[35-36],在B 细胞缺陷型小鼠输入B 细胞后诱导肠炎,炎症程度减轻。CD11b+B细胞通过分泌CXCL9 调节Treg 细胞增殖,增殖增殖后分泌TGF-β 促进浆细胞分泌免疫球蛋白IgA,具有抑制DSS 诱导的小鼠肠炎。UC 患者中调节性B 细胞和Th17 细胞数量增多,分泌的IL-10、IL-17 增多,而在恢复期调节性B 细胞比例减少,Th17 细胞数量增多,IL-10/IL-17 比例降低,因此调节性B 细胞/Th17 细胞比例下降预示UC 的预后较好[37]。因此,靶向针对B 细胞治疗IBD,可以通过促进B 细胞向调节性B 细胞分化而抑制CD19+浆细胞。

临床研究发现神阙穴隔药灸对UC 患者自身免疫水平的调节作用明显[38],隔药灸显着降低UC患者IgG 水平,而对IgA、IgM 作用不明显,隔药灸对外周血中T 细胞亚群与NK 细胞数量具有上调的作用,且与结肠炎症病理改善的疗效呈正相关。隔药灸天枢穴、上巨虚穴能够对UC 患者的细胞免疫功能有显着增强作用,显着下调血清IgM、补体C3、C4、B 因子以及循环免疫复合物(CIC)水平[39-40],说明隔药灸调节UC 患者的抗炎免疫功能与增强细胞免疫、抑制体液免疫密不可分。

6 其它相关因素及艾灸的调节作用

6.1 P2 受体及艾灸的调节作用免疫细胞中表达多种P2X 受体亚型,其中P2RX7 介导免疫反应与炎症,已知人单核细胞表达功能性P2RX7,并耦联IL-1β 和IL-18 释放,参与LPS 依赖的免疫细胞激活,ATP 体外细胞实验中通过P2X7 诱导LPS 处理过的单核/巨噬细胞释放IL-1β、激活NF-κB 及MAPK 信号系统[41]。P2X7 受体在艾灸腧穴局部(天枢穴)功能中发挥重要作用,如灸法干预UC 大鼠的温热刺激诱导穴位局部释放神经肽类物质(包括ATP),温和灸天枢穴后局部P2X7 表达上调,揭示了灸法对穴区局部嘌呤受体P2X7 在mRNA 和蛋白层面具有调节作用,尤在穴位皮肤真皮层皮脂腺中调节作用明显。

6.2 血管活性肠肽、β 内啡肽及艾灸的调节作用血管活性肠肽(VIP)在消化系统中具有胃肠激素和神经递质双重作用,还能通过与免疫细胞表面受体激活免疫系统发挥免疫效应,构成了神经、免疫、胃肠激素与胃肠器官之间的内在联系。提示“神经-内分泌(胃肠激素)-免疫系统”失衡可能为UC 发生的重要因素。VIP 在胃肠道含量非常丰富,主要分布在黏膜固有层和肌层神经纤维,可以引起胃肠道环形平滑肌的松弛,另外VIP 可引起血管扩张以促进肠道水电解质的分泌。UC 大鼠结肠VIP含量显着增高,隔药灸下调溃疡性结肠炎大鼠结肠VIP 含量[42],目前认为,隔姜灸可能通过降低大鼠结肠VIP、IL-1β 而达到治疗溃疡性结肠炎的目的。

β 内啡肽(β-EP)对免疫功能的调节报道不一,但主要表现为抑制作用[43]。β-EP 在两型T 辅助细胞(TH)相互转化过程中发挥作用,因此,β-EP浓度升高时导致TH1 细胞反应的不受限制,β-EP含量下降时多发生由TH2 细胞介导的免疫反应[44]。天枢和气海穴隔药饼灸对实验性溃疡性结肠炎大鼠结肠β-EP 有明显的调节作用[45],隔药灸大肠俞、气海穴不仅能显着降低结肠炎大鼠下丘脑、垂体、血浆中β-EP,而且能调节其紊乱的免疫功能,但具体机制目前还知之甚少,故有待于进一步深入研究。

6.3 miRNA 及艾灸的调节作用小分子核糖核酸(miRNA)是一种小的非编码单链RNA,他们通过调节基因的表达发挥表观基因转录后的作用。miRNA 是炎症型信号通路的基本调控手段,可引起多种炎症性疾病,包括炎症性肠病[46-47],最近的研究已经在UC 疾病的外周血和结肠组织中发现了功能失调的miRNA[48],miRNA 表达水平的调控可以抑制结肠炎症反应,具有潜在的抑制作用UC的治疗和预防癌前病变。通过对miR-184 和miR-490-5p 的靶基因预测研究发现,并分别对这两个小RNA 靶基因的pathway 进行分析,发现miR-184可能作用的靶基因涉及一些与UC 密切相关的通路,如TNF、Ras、NF-κB、AMPK 等信号通路[49]。发现miR-490-5p 的靶基因涉及的pathway 中与UC 相 关 的 有cGMP-PKG、cAMP、HIF-1 等[49]。UC 病理状态下表达水平改变的miR-184 和miR-490-5p,miR-184 与炎症的程度有直接关系,在炎症性组织中表达明显下调[50],在DSS 诱导的UC结肠炎性组织表达也明显下调,参与免疫炎症调节过程。miR-98 上调可作活动期UC 患者结肠的分子标记物,与UC 的结肠炎进展有关,隔药饼灸降低了对结肠镜下损伤评分和显微组织病理学评分,隔药饼灸干预后有15 个差异表达的miRNA,隔药饼灸干预逆转了UC 中miR-184 和miR-490-5p 表达水平的变化,经qRT-PCR 验证,两种RNA 的表达趋势与测序结果一致,说明隔药饼灸可能调控miR-184 和miR-490-5p 的表达,作用于miR-184和miR-490-5p 靶基因的转录,调控炎症信号通路,减轻DSS 诱导UC 大鼠结肠的炎症和组织损伤。

7 小结

近年来,UC 的适应性免疫学机制研究逐步深入,灸法治疗UC 的适应性免疫学机制研究也逐步拓展,主要集中在灸法对T 细胞、B 细胞、T 细胞亚群的上下游细胞因子、信号通路方面,灸法对T细胞、B 细胞、T 细胞亚群影响的研究相对较少,有待于进一步深入。