固有淋巴細(xì)胞與動脈粥樣硬化

劉成興，林吉斌，李大主

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院 心內(nèi)科，武漢 430000)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis， AS)是一種脂蛋白尤其是低密度脂蛋白(low density lipoprotein， LDL)在動脈管壁沉積引發(fā)的慢性炎癥性疾病，動脈壁沉積的脂質(zhì)的氧化過程導(dǎo)致了包括巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在內(nèi)的炎癥細(xì)胞的激活。伴隨著氧化型LDL(oxidized-LDL， ox-LDL)的沉積，組織駐留的免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生了大量的促炎介質(zhì)。其中，適應(yīng)性免疫中的Th1被認(rèn)為是產(chǎn)生促炎介質(zhì)的主要來源，它分泌的促炎介質(zhì)包括IFN-γ、IL-12和TNF-α，而AS斑塊內(nèi)Th1型促炎反應(yīng)相對Th2型反應(yīng)占據(jù)絕對優(yōu)勢，這導(dǎo)致了AS病變的進(jìn)展。

除了適應(yīng)性免疫細(xì)胞，巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等固有免疫細(xì)胞也參與了AS的炎癥反應(yīng)過程。作為一種新發(fā)現(xiàn)的固有免疫細(xì)胞， ILC參與了許多慢性炎癥的發(fā)展過程。新近研究發(fā)現(xiàn)，ILC可選擇性調(diào)控腸道淋巴組織定居的共生菌，進(jìn)而實現(xiàn)對包括CD在內(nèi)的慢性疾病和系統(tǒng)性炎癥的調(diào)控[1]。IL-23反應(yīng)性的3型ILC(ILC3)調(diào)控了腸道免疫病理反應(yīng)過程[2]。一項RA相關(guān)研究顯示，IL-9可依賴2型ILC(ILC2)激活Treg，實現(xiàn)炎癥的消除，在RA疾病緩解的患者血液中也檢測到高水平IL-9+ILC2[3]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，ILC在AS的發(fā)生、發(fā)展過程中也起著重要的作用，本文就此進(jìn)行綜述。

1 ILC概述

ILC是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的淋巴細(xì)胞，其主要定位在外周組織尤其是黏膜屏障的表面。ILC表面不表達(dá)抗原特異性受體，也不存在基因組受體重排和克隆選擇過程，其應(yīng)對組織功能受損的反應(yīng)不依賴抗原刺激，不同ILC的分化依賴發(fā)育過程中特定的轉(zhuǎn)錄因子。雖然ILC有別于T、B細(xì)胞，但其功能上的多樣性與T細(xì)胞類似。ILC的3種主要類型是1型ILC(ILC1)、ILC2、ILC3，分別在功能上對應(yīng)了Th1、Th2和Th17。ILC1可分泌IFN-γ。ILC2是可分泌Th2型細(xì)胞因子IL-5、IL-13的亞群，ILC2的分化和功能的發(fā)揮依賴轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3(GATA-binding protein 3，GATA3)和維甲酸相關(guān)孤兒受體α(retinoid-related orphan receptor α，RORα)。ILC3包括所有可以產(chǎn)生IL-17和/或IL-22并且其分化和功能的發(fā)揮依賴轉(zhuǎn)錄因子維甲酸相關(guān)孤兒核受體γt(retinoid-related orphan receptor γt， RORγt)的ILC。NK細(xì)胞屬于ILC1，它可在IL-12、IL-18的刺激下分泌IFN-γ。此外，最近有學(xué)者在腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種新的ILC并命名為ILCreg[4]，在炎癥刺激時這種ILCreg可通過分泌IL-10抑制ILC1和ILC3的激活并減輕腸道炎癥反應(yīng)，它還可以通過自分泌TGF-β1維持自身的分泌水平并促進(jìn)自身擴(kuò)增。

大部分ILC是組織定居細(xì)胞，它處于“待激活”的狀態(tài)并在激活后的數(shù)小時內(nèi)分泌細(xì)胞因子以應(yīng)對組織損傷，處于組織損傷防御的“第一線”[5-7]。例如，IL-12、IL-15和IL-18可激活NK細(xì)胞和ILC1，IL-2、IL-4、IL-25、IL-33、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin， TSLP)可激活I(lǐng)LC2，IL-1β、IL-23可刺激ILC3增殖。

2 ILC與AS相關(guān)危險因素

目前已知的AS危險因素包括家族史、高血壓、高膽固醇、吸煙、肥胖和胰島素抵抗等，以上危險因素的早期干預(yù)對延緩AS的發(fā)展非常重要。許多研究發(fā)現(xiàn)，ILC參與了肥胖和胰島素抵抗等AS危險因素的發(fā)生、發(fā)展過程，了解這些過程對理解AS的病理生理機(jī)制十分重要。

2.1 ILC與肥胖和胰島素抵抗肥胖狀態(tài)下機(jī)體處在一種慢性的低水平炎癥狀態(tài)，這種炎癥可導(dǎo)致骨骼肌、脂肪組織和肝臟的一系列代謝改變，并最終導(dǎo)致系統(tǒng)性炎癥和胰島素抵抗等代謝綜合征。因此，肥胖和胰島素抵抗是密切相關(guān)的2種病理狀態(tài)，它們都是AS的主要危險因素。

研究人員在肥胖人群和小鼠的白色脂肪組織中觀察到ILC2水平下降而ILC1水平升高，這種升高的ILC1可在IL-12刺激下產(chǎn)生IFN-γ導(dǎo)致炎癥和胰島素抵抗[8]。此外，ILC2可以通過促進(jìn)棕色脂肪細(xì)胞的增殖調(diào)節(jié)內(nèi)臟代謝穩(wěn)態(tài)[9-11]，從而實現(xiàn)促進(jìn)脂肪組織能量消耗的目的[12]，這一作用可通過IL-13、嗜酸性粒細(xì)胞分泌的IL-4和M2型巨噬細(xì)胞(alternatively activated macrophage，AAM)分泌的兒茶酚胺3種途徑實現(xiàn)[10，13-15]。不僅如此，IL-33反應(yīng)性的ILC2還可通過產(chǎn)生蛋氨酸-腦啡肽(MetEnk)直接刺激棕色脂肪UCP1的表達(dá)(UCP1是白色脂肪棕色化的分子標(biāo)志之一)，誘導(dǎo)白色脂肪的棕色化[10]，從而增強(qiáng)其產(chǎn)熱性能，減少白色脂肪中存儲的脂質(zhì)并增加能量消耗，實現(xiàn)對肥胖及其相關(guān)代謝綜合征的調(diào)控。

這些證據(jù)表明，ILC2在內(nèi)臟脂肪組織代謝穩(wěn)態(tài)的調(diào)控中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。因此，重建肥胖人群內(nèi)臟脂肪的ILC2穩(wěn)態(tài)可能是干預(yù)肥胖及其引起的胰島素抵抗的重要途徑。

2.2 ILC與高血壓高血壓的發(fā)生、發(fā)展伴隨著腎素血管緊張素系統(tǒng)(renin angiotensin system， RAS)異常、交感神經(jīng)的過度活化和壓力鈉尿系統(tǒng)的異常。近年研究發(fā)現(xiàn)，炎癥性免疫系統(tǒng)激活是疾病進(jìn)展和終末器官損害的重要機(jī)制。作為固有免疫系統(tǒng)的一部分，ILC也可通過其分泌的炎性介質(zhì)參與高血壓的發(fā)展過程。

在血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ， AngⅡ)誘導(dǎo)的高血壓模型中，NK細(xì)胞可以遷移到主動脈壁并分泌促炎因子IFN-γ，敲除NK細(xì)胞后AngⅡ誘導(dǎo)的血管功能障礙則得到了緩解[16]。臨床上，肺動脈高壓患者也存在NK細(xì)胞的功能缺陷。有研究證實，NK細(xì)胞可以調(diào)節(jié)肺動脈和全身血管功能，而其對全身血壓的調(diào)節(jié)是依賴AngⅡ的[17]。因此，NK細(xì)胞可調(diào)控AngⅡ誘導(dǎo)的血管功能障礙和高血壓，其他亞群的ILC是否參與高血壓的發(fā)生、發(fā)展過程還有待進(jìn)一步研究。

2.3 ILC與吸煙吸煙可導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂、氧化應(yīng)激反應(yīng)和血栓形成，它是導(dǎo)致AS的主要危險因素之一。吸煙也會導(dǎo)致ILC功能的變化。

吸煙會上調(diào)上皮來源的IL-33并減少其受體ST2在ILC2表面的表達(dá)，同時巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞上ST2表達(dá)增多，這種由吸煙導(dǎo)致的局部IL-33反應(yīng)性變化使得機(jī)體在應(yīng)對感染或慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)等炎癥刺激時Ⅰ型促炎反應(yīng)過度激活，最終導(dǎo)致肺部疾病的加重[18]。這提示吸煙可改變ILC2通路的反應(yīng)水平并在病理狀態(tài)下導(dǎo)致肺內(nèi)炎癥反應(yīng)的過度激活，但吸煙是否通過影響ILC調(diào)控AS仍然有待進(jìn)一步研究。

3 ILC與AS

AS作為一種慢性炎癥性疾病[19]，炎癥反應(yīng)貫穿了其發(fā)展的始終。ILC的不同亞群也參與了這一過程，它們通過分泌不同的細(xì)胞因子參與AS的炎癥免疫反應(yīng)過程。

不同亞群ILC在AS疾病過程中發(fā)揮的作用不盡相同。總的來說，NK細(xì)胞和ILC1可以促進(jìn)AS的發(fā)展，ILC2則可通過多種途徑減緩AS病損，由于ILC3可分泌多種細(xì)胞因子，不同細(xì)胞因子對AS的作用也存在差異，ILC3在AS中的作用還需要進(jìn)一步研究。最新發(fā)現(xiàn)的ILCreg與Treg的作用較為相似，但仍需要更多的研究明確其是否參與了AS的發(fā)展過程。

3.1 ILC1與AS有證據(jù)表明，幾乎所有參與Th1型反應(yīng)的分子均可促進(jìn)AS的發(fā)生[20]，如T-bet[21]、IFN-γ[22]和IL-12[23]缺陷的小鼠都顯示出AS病損的改善。ILC1的發(fā)育過程也依賴轉(zhuǎn)錄因子T-bet，且也可分泌IFN-γ，因此ILC1在AS發(fā)展中的作用成為了研究者密切關(guān)注的話題。Wu等[24]在ApoE-/-Rag1-/-小鼠(去除了T、B細(xì)胞)體內(nèi)敲低ILC1后觀察到AS病損的減輕，而且這種作用在過繼轉(zhuǎn)輸ApoE-/-TLR4+/+小鼠的ILC1后逆轉(zhuǎn)，而過繼轉(zhuǎn)輸ApoE-/-TLR4-/-小鼠的ILC1后不能改善，這表明ILC1依賴TLR4促進(jìn)了AS的進(jìn)展。也有研究者在ApoE-/-Rag2-/-IL-2RG-/-小鼠(缺乏T、B細(xì)胞和所有ILC)體內(nèi)過繼轉(zhuǎn)輸NK細(xì)胞后加速了AS斑塊形成。以上研究表明，NK細(xì)胞和非細(xì)胞毒性ILC1均可促進(jìn)AS的發(fā)生[25]，但其促進(jìn)AS發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3.2 ILC2與AS研究發(fā)現(xiàn)，高脂誘導(dǎo)后STAT6敲除小鼠與WT小鼠相比AS斑塊面積顯著增加[26]。STAT6是影響Th2分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，這項研究提示，Th2型反應(yīng)參與了AS的發(fā)展。作為適應(yīng)性免疫反應(yīng)的“鏡像細(xì)胞”，越來越多的研究關(guān)注到ILC2在AS中的作用。在RORα(ILC2發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)控因子)敲除小鼠中發(fā)現(xiàn)高脂誘導(dǎo)后其主動脈根部的脂紋面積相比對照組小鼠明顯增大[27]。也有學(xué)者關(guān)注到IL-33[28]、IL-25[29]和TSLP[30]這些可促進(jìn)ILC2分泌細(xì)胞因子的抗AS作用。此外，有證據(jù)顯示IL-5和IL-13均可抑制AS的進(jìn)展[31-32]。這些研究提示，ILC2抑制AS進(jìn)展的可能性。從機(jī)制上看，將IL-5敲除小鼠的骨髓移植到Ldlr-/-小鼠體內(nèi)，可以觀察到與對照組相比斑塊面積明顯增大，而這種作用與B1細(xì)胞產(chǎn)生的自身抗體IgM減少有關(guān)[31]。Perry等[33]在主動脈外膜周圍組織中發(fā)現(xiàn)了ILC2(原文為自然輔助細(xì)胞)的存在，并證實ILC2可分泌IL-5促進(jìn)B1細(xì)胞產(chǎn)生AS保護(hù)性自身抗體IgM。這些研究提示，ILC2-IL-5-B1-IgM軸在AS中或許起到調(diào)控作用。由于Th2也可分泌IL-5，了解IL-5的來源有助于全面認(rèn)識ILC2在AS中的作用。Perry等[33]的研究關(guān)注了這一問題，他們發(fā)現(xiàn)可促進(jìn)B1a細(xì)胞增殖并產(chǎn)生自身抗體的IL-5并不來自Th2型反應(yīng)或肥大細(xì)胞，因為這些細(xì)胞中只有不到2%是可產(chǎn)生IL-5的，而ILC2有50%是IL-5陽性的。因此，有理由推測ILC2抗AS的一個重要機(jī)制是通過IL-5產(chǎn)生的自身抗體發(fā)揮作用，抑制AS進(jìn)展的IL-5也主要來自ILC2。但關(guān)于ILC2和Th的“對話”在AS啟動和發(fā)展中的作用還有待進(jìn)一步研究。

ILC2分泌的另一個重要的細(xì)胞因子是IL-13。研究證實，IL-13可促進(jìn)巨噬細(xì)胞“M2”轉(zhuǎn)變并抑制AS[32]。Newland等[34]首次在沒有Treg和Th2免疫影響的條件下研究了ILC2在AS中的作用，他們發(fā)現(xiàn)高脂飲食可改變ILC2的數(shù)量和其分泌的Ⅱ型細(xì)胞因子，將ILC2敲除小鼠的骨髓移植到Ldlr-/-小鼠體內(nèi)后，與對照組相比，AS顯著加重；用IL-2/Jes6-1復(fù)合物擴(kuò)增ApoE-/-Rag2-/-小鼠體內(nèi)的ILC2后主動脈竇處的斑塊面積減小。進(jìn)一步研究顯示，ILC2抑制AS的作用依賴其分泌的IL-13和IL-5，尤其是IL-13，機(jī)制與IL-13介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞“M2”型極化有關(guān)。這提示，IL-13也參與了ILC2抗AS的作用過程。

Engelbertsen等[35]對CD25+ILC的研究表明，用IL-2/抗IL-2復(fù)合物擴(kuò)增Rag1-/-Ldlr-/-小鼠CD25+ILC2可觀察到極低密度脂蛋白(very-low-density lipoprotein，VLDL)水平的減低和AS的改善，而Newland等[34]擴(kuò)增ILC2后觀察到了AS的改善但并沒有檢測到血脂水平的變化，原因可能是IL-2/抗IL-2復(fù)合物同時擴(kuò)增了CD25+ILC1和CD25+ILC3。有趣的是，在Rag1-/-小鼠體內(nèi)敲減ILC2后導(dǎo)致了小鼠脂肪組織沉積和體質(zhì)量增加，嗜酸性粒細(xì)胞和內(nèi)臟脂肪組織的AAM水平也明顯下降，而過繼轉(zhuǎn)輸ILC2到肥胖小鼠體內(nèi)后逆轉(zhuǎn)了這一效應(yīng)[9]?，F(xiàn)有證據(jù)表明，ILC2可調(diào)節(jié)內(nèi)臟脂肪代謝穩(wěn)態(tài)并改善肥胖，但并沒有證據(jù)表明其通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝影響AS的進(jìn)展。AS和肥胖盡管是2種不同的病理狀態(tài)，但它們具有相同的病理生理學(xué)特征，脂質(zhì)在AS和肥胖的發(fā)展中都起到了至關(guān)重要的作用，ox-LDL和游離脂肪酸分別啟動了2種疾病的炎癥反應(yīng)過程。很顯然，炎癥反應(yīng)是AS和肥胖的共同機(jī)制。脂肪組織釋放的脂肪因子可誘導(dǎo)胰島素抵抗，導(dǎo)致內(nèi)皮功能紊亂和血液高凝狀態(tài)并引發(fā)系統(tǒng)性炎癥，這些因素都促進(jìn)了AS的發(fā)生[36]。因此，ILC是否可以通過調(diào)控脂質(zhì)代謝影響AS是一個值得關(guān)注的課題。

總而言之，活化的ILC2可以改善AS而在缺乏ILC2的情況下AS則顯著加重。ILC2改善AS的機(jī)制主要包括：(1)ILC2-IL-5-B1a-IgM自身抗體；(2)ILC2-IL-13-AAM。

3.3 ILC3與ASILC3可分泌IL-17、IL-22和GM-CSF，其中IL-17也可由γδT細(xì)胞、NKT分泌。目前關(guān)于IL-17及IL-22在AS中的作用結(jié)論并不一致[37]，而且ILC3主要分布在黏膜組織中，目前還未在AS斑塊中檢測到ILC3的存在，因此ILC3在AS中的作用還有待進(jìn)一步研究。

3.4 ILCreg與ASILCreg顯然在功能上與Treg有相似之處?，F(xiàn)有研究表明，Treg可通過細(xì)胞接觸和可溶性炎性介質(zhì)(IL-10、TGF-β、腺苷、穿孔素/顆粒酶途徑)依賴的方式調(diào)控多種AS相關(guān)的適應(yīng)性免疫效應(yīng)細(xì)胞(如Th、B細(xì)胞)及固有免疫細(xì)胞(如NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC)等的異質(zhì)性分化和促炎/抑炎功能的轉(zhuǎn)化。目前，并沒有研究關(guān)注ILCreg在AS中的作用，但有理由推測，ILCreg或許可以通過其分泌的IL-10和TGF-β抑制AS的進(jìn)展。

4 結(jié)語

ILC作為一類新發(fā)現(xiàn)的免疫細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)在自身免疫性疾病和慢性炎癥性疾病等的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用。深入研究ILC在AS炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)過程中的作用有望進(jìn)一步闡明，完善AS的發(fā)病機(jī)制。另外，ILC的臨床價值有望進(jìn)一步被發(fā)現(xiàn)，如其有可能成為臨床判斷AS斑塊不穩(wěn)定的指標(biāo)之一[38]；調(diào)控機(jī)體不同ILC亞群的百分比有望成為干預(yù)AS的手段之一。