固有淋巴樣細(xì)胞在炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制中的作用

張慧敏 金 夢(mèng) 李 驥 楊 紅

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科(100730)

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固有淋巴樣細(xì)胞在炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制中的作用

張慧敏 金 夢(mèng) 李 驥 楊 紅*

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科(100730)

固有淋巴樣細(xì)胞(ILC)是一類(lèi)具有獲得性免疫功能的固有免疫細(xì)胞，因其在抵抗病原體入侵和維持組織器官穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用而備受關(guān)注。諸多研究顯示，ILC參與腸道黏膜穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，并在炎癥性腸病(IBD)的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。隨著對(duì)ILC研究的深入，有望進(jìn)一步闡釋IBD的發(fā)病機(jī)制，使IBD的治療邁上一個(gè)新臺(tái)階。本文就ILC在 IBD發(fā)病機(jī)制中的作用作一綜述。

炎癥性腸病； 固有淋巴樣細(xì)胞； 免疫； 白細(xì)胞介素類(lèi)； 治療

固有免疫是機(jī)體在發(fā)育和進(jìn)化過(guò)程中形成的天然免疫防御功能。長(zhǎng)期以來(lái)，自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell, NK細(xì)胞)被認(rèn)為是固有免疫系統(tǒng)中惟一屬于淋巴譜系的細(xì)胞，但自1997年發(fā)現(xiàn)淋巴樣組織誘導(dǎo)細(xì)胞(lymphoid tissue inducer cell, LTi細(xì)胞)以來(lái)，固有免疫系統(tǒng)中的淋巴細(xì)胞群體不斷擴(kuò)大[1]。近年來(lái)，在人和小鼠黏膜系統(tǒng)中相繼發(fā)現(xiàn)一些新型免疫細(xì)胞亞群，這類(lèi)細(xì)胞在形態(tài)和發(fā)育程度上屬于淋巴細(xì)胞譜系，但并不表達(dá)成熟淋巴細(xì)胞表面的特異性抗原識(shí)別受體，與NK細(xì)胞、LTi細(xì)胞特征相似，故統(tǒng)一稱為固有淋巴樣細(xì)胞(innate lymphoid cells, ILC)。諸多研究顯示，ILC參與腸道黏膜穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，并通過(guò)多種途徑在炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。本文就ILC在IBD發(fā)病機(jī)制中的作用作一綜述。

一、ILC的類(lèi)型

ILC雖然是一種固有免疫細(xì)胞，但能介導(dǎo)適應(yīng)性免疫相關(guān)功能，并且可分泌一系列類(lèi)似于輔助性T細(xì)胞(Th細(xì)胞)分泌的細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-5(interleukin-5, IL-5)、IL-13、IL-17、IL-22等，被認(rèn)為是Th細(xì)胞的“鏡像細(xì)胞”[2]。

根據(jù)細(xì)胞分泌因子和轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)不同，ILC家族分為3大類(lèi)：①I(mǎi)LC1：包括經(jīng)典N(xiāo)K細(xì)胞、組織駐留NK細(xì)胞和黏膜ILC1，表達(dá)T-box轉(zhuǎn)錄因子T-bet和(或)Eomes，在IL-12、IL-18刺激下產(chǎn)生γ-干擾素(interferon-γ, IFN-γ)，主要參與抗病毒、細(xì)菌以及弓形蟲(chóng)感染，在免疫記憶中亦發(fā)揮一定作用。②ILC2：包括自然輔助細(xì)胞(natural helper cell, NH細(xì)胞)、nuocyte細(xì)胞、2 型固有輔助細(xì)胞(innate helper 2 cell, IH2細(xì)胞)等，表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子GATA3和RORα，產(chǎn)生Th2樣細(xì)胞因子，如IL-5、IL-13，在寄生蟲(chóng)感染、變態(tài)反應(yīng)以及哮喘中發(fā)揮重要作用。③ILC3：包括產(chǎn)生IL-17或IL-22的所有ILC亞型，表達(dá)RORγt轉(zhuǎn)錄因子，參與自身免疫耐受、腸道穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)以及淋巴組織形成等[3]。不同ILC亞型功能各不相同，機(jī)體穩(wěn)態(tài)的維持依賴于各亞型間相互協(xié)調(diào)、共同作用。

就消化系統(tǒng)而言，越來(lái)越多的研究[4-8]證實(shí)了ILC在腸道穩(wěn)態(tài)中的作用。腸道穩(wěn)態(tài)失衡參與了IBD的發(fā)生。此外，亦有研究[9-11]顯示，ILC亞群失衡和功能異常與IBD發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。

二、ILC調(diào)節(jié)腸道穩(wěn)態(tài)參與IBD發(fā)生

人類(lèi)腸道黏膜中存在各種亞型ILC，其中以ILC3在腸道中的作用最為重要，其參與維持腸道穩(wěn)態(tài)。腸道穩(wěn)態(tài)是宿主(腸道黏膜和免疫屏障)、腸道內(nèi)環(huán)境(包括腸道菌群)、營(yíng)養(yǎng)和代謝產(chǎn)物等相互作用構(gòu)成的動(dòng)態(tài)平衡，其不僅是正常消化功能的基礎(chǔ)，亦是抵御病原體入侵的重要防線，腸道穩(wěn)態(tài)失衡參與了消化系統(tǒng)多種疾病包括IBD的發(fā)生。

ILC3包括高表達(dá)CCR6的LTi細(xì)胞以及不表達(dá)CCR6的細(xì)胞。LTi細(xì)胞是最早報(bào)道的ILC3亞群，其能誘導(dǎo)腸道固有層孤立淋巴濾泡等淋巴組織的形成[4]。LTi細(xì)胞缺失的RORγt缺陷小鼠不能形成淋巴結(jié)、孤立淋巴濾泡，說(shuō)明LTi細(xì)胞對(duì)淋巴組織器官形成至關(guān)重要，而后者是腸黏膜免疫屏障和腸道免疫穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。此外，對(duì)分別感染檸檬酸桿菌和白色念珠菌的模型小鼠研究[5-6]顯示，ILC3分泌的IL-17和IL-22可促進(jìn)Paneth細(xì)胞分泌抗微生物多肽(如RegⅢβ、RegⅢγ)，這些多肽類(lèi)物質(zhì)可限制細(xì)菌與上皮細(xì)胞接觸，抑制腸道炎癥發(fā)生。Takayama等[7]的研究顯示，腸黏膜中IL-22+ILC3減少與IBD的發(fā)生相關(guān)。IL-22通過(guò)JAK-STAT通路促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖，從而保持上皮屏障完整性，阻礙腸道微生物入侵[8]。IL-22缺失使腸黏膜屏障損傷，導(dǎo)致腸道組織暴露于大量抗原中，誘發(fā)遺傳易感宿主免疫反應(yīng)異常，從而引起IBD發(fā)生[12]。同時(shí)腸道巨噬細(xì)胞分泌的IL-1β可刺激ILC3產(chǎn)生粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)，后者在腸道調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的增殖中發(fā)揮作用，抑制GM-CSF產(chǎn)生可導(dǎo)致調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量減少，口服免疫耐受功能缺陷，此亦在IBD發(fā)生、發(fā)展中起一定作用，由此可見(jiàn)腸黏膜屏障損傷和免疫耐受缺陷所導(dǎo)致的腸道穩(wěn)態(tài)失調(diào)在IBD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[13]。

除上述ILC3在IBD中起保護(hù)作用外，還有一部分ILC3是IBD發(fā)生的促進(jìn)因子。2010年Buonocore等[14]對(duì)結(jié)腸炎模型小鼠研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腸道中NCR-ILC3(根據(jù)是否表達(dá)NKp46，ILC3分為NCR+ILC3和NCR-ILC3)數(shù)量明顯增加，此類(lèi)細(xì)胞通過(guò)分泌IL-17A、IFN-γ等細(xì)胞因子活化單核巨噬細(xì)胞，進(jìn)而引起一系列黏膜炎癥反應(yīng)，該機(jī)制在TRUC自發(fā)性結(jié)腸炎模型小鼠中亦被證實(shí)[15]。

關(guān)于ILC1在IBD中的作用，Bernink等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，克羅恩病(Crohn’s disease, CD)患者黏膜中ILC1數(shù)量明顯增加，其通過(guò)分泌IFN-γ引起腸道炎癥，證實(shí)了ILC1參與CD發(fā)生。

三、ILC各亞群間失衡與IBD的關(guān)系

正常情況下，ILC各亞群之間保持平衡，共同維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。Vonarbourg等[9]的研究顯示，在IL-12的刺激下，CCR6-ILC3可通過(guò)上調(diào)T-bet和下調(diào)RORγt表達(dá)，獲得分泌IFN-γ的能力，成為RORγt-ILC3樣細(xì)胞(類(lèi)ILC1細(xì)胞)。Bernink等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，與非IBD患者比較，IBD患者腸道組織中RORγt+ILC3數(shù)量減少，RORγt-ILC3數(shù)量增加，后者通過(guò)分泌IFN-γ，參與腸道炎癥發(fā)生。由此可見(jiàn)此種細(xì)胞間轉(zhuǎn)化在IBD的發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮一定作用，但具體機(jī)制尚未完全明確。IL-7能維持RORγt穩(wěn)定表達(dá)，從而抑制ILC3向ILC1樣細(xì)胞轉(zhuǎn)化，減輕炎癥反應(yīng)，有望成為治療IBD的新靶點(diǎn)[9]。

此外，ILC各亞群間失衡會(huì)導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，此亦參與IBD發(fā)病過(guò)程。Sonnenberg等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，IL22+ILC缺失導(dǎo)致腸道淋巴組織中的產(chǎn)堿桿菌屬向外周播散，引起全身免疫反應(yīng)，可能與CD的發(fā)生有關(guān)。因此，糾正ILC各亞群間失衡是IBD治療的新思路。

四、ILC功能異常參與IBD的發(fā)生

ILC發(fā)揮作用主要是通過(guò)細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞表面信號(hào)分子出現(xiàn)異常時(shí)，轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受阻，可導(dǎo)致ILC功能異常，主要表現(xiàn)為腸道免疫耐受缺陷以及腸上皮細(xì)胞損傷，二者均參與了IBD的發(fā)生。就腸道免疫耐受而言，ILC3可高表達(dá)主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ(MHCⅡ)，Hepworth等[10]的研究表明，ILC3作為抗原呈遞細(xì)胞，可通過(guò)表面的MHCⅡ誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞凋亡，進(jìn)而避免T細(xì)胞對(duì)腸道共生菌產(chǎn)生不耐受反應(yīng)；該研究進(jìn)一步對(duì)IBD患者與非IBD患者腸道黏膜活檢病理進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)IBD患者ILC3表達(dá)MHCⅡ水平顯著降低，導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞凋亡受限，進(jìn)而對(duì)自身菌群產(chǎn)生免疫反應(yīng)，損傷腸道黏膜。此外，Monticelli等[18]的研究表明，ILC2在IL-33的誘導(dǎo)下可產(chǎn)生雙調(diào)蛋白(amphiregulin, AREG)，后者可促進(jìn)表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)產(chǎn)生，EGFR通過(guò)促進(jìn)腸上皮細(xì)胞分泌黏液以及上皮細(xì)胞修復(fù)功能在保護(hù)腸黏膜屏障中發(fā)揮重要作用。Kobori等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，IBD患者腸黏膜組織中IL-33及其受體表達(dá)失調(diào)，IL33-ILC2-AREG-EGFR通路中斷，導(dǎo)致腸上皮保護(hù)作用減弱，進(jìn)而引起腸道炎癥發(fā)生。通過(guò)給予外源性IL-33或ILC2可有效緩解腸道炎癥程度[18-19]。然而，有研究[20]表明IBD患者腸黏膜組織中IL-33表達(dá)升高，與上述研究結(jié)果矛盾，相關(guān)結(jié)論存在爭(zhēng)議，有待進(jìn)一步研究明確。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，ILC是一類(lèi)具有獲得性免疫功能的固有免疫細(xì)胞，因其在抵抗病原體入侵和維持組織器官穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用而備受關(guān)注。ILC作為新發(fā)現(xiàn)的一群淋巴細(xì)胞，已成了當(dāng)前免疫學(xué)的熱門(mén)研究領(lǐng)域。有關(guān)ILC在腸道免疫調(diào)節(jié)和穩(wěn)態(tài)中的作用、ILC失調(diào)與IBD間關(guān)系的研究取得了一定成果，為IBD的治療策略提供了新思路，如增加MHCⅡ+ILC3數(shù)量、促進(jìn)IL-33表達(dá)或阻斷IFN-γ途徑等，部分治療手段在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已獲得成功，但能否應(yīng)用于人體還需探討。隨著對(duì)ILC研究的深入，有望進(jìn)一步闡釋IBD的發(fā)病機(jī)制，使IBD的治療邁上一個(gè)新臺(tái)階。

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(2016-01-29收稿；2016-02-22修回)

Role of Innate Lymphoid Cells in Pathogenesis of Inflammatory Bowel Disease

ZHANGHuimin,JINMeng,LIJi,YANGHong.

DepartmentofGastroenterology,PekingUnionMedicalCollegeHospital,PekingUnionMedicalCollege,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing(100730)

Correspondence to: YANG Hong, Email: hongy72@163.com

Innate lymphoid cells (ILC) is a kind of innate immune cells with acquired immune function. It has attracted more attention because of its playing an important role in the resistance to pathogen invasion and maintenance of tissue and organ homeostasis. Many studies showed that ILC is involved in the regulation of intestinal mucosal homeostasis, and plays an important role in the pathogenesis of inflammatory bowel disease (IBD). With the deepening of research on ILC, the pathogenesis of IBD is expected to get further explaining and the treatment of IBD can enter a new stage. This article reviewed the role of ILC in the pathogenesis of IBD.

Inflammatory Bowel Disease; Innate Lymphoid Cell; Immunity; Interleukins; Therapy

10.3969/j.issn.1008-7125.2016.11.009

*本文通信作者，Email: hongy72@163.com