树突细胞在支气管哮喘中作用的研究进展

【中图分类号】R562.25【文献标识码】A【文章编号】1672－3783(2012)05－0495－02

【摘要】 支气管哮喘患病率逐年上升，树突细胞（DC）作用于哮喘的起始阶段，是目前已知功能最强的抗原递呈细胞，在免疫应答中具有独特地位。DC在肺脏免疫耐受、诱发哮喘Th2反应、激活CD4+T细胞及Th1和Th2细胞分化中起重要作用，其与TLR及转录因子的相关研究逐渐引起人们重视。DC在哮喘发病中的作用逐渐成为研究的热点，探讨树突细胞靶向治疗的方法也是很有必要的。本文将就树突细胞在哮喘发病中的作用机理做一综述。

【关键词】树突细胞；支气管哮喘；抗原递呈细胞

哮喘是全球慢性疾病发病和死亡的一个主要原因，患病率逐年上升，尤以儿童为多。支气管哮喘是由多种细胞参与的气道慢性炎症，引起气道高反应，导致可逆性气道阻塞性疾病。近年来，人们把哮喘防治研究的重点放到发病的起始阶段，以期从起始点抑制该病的发生、发展乃至反复发作。树突细胞（DC）作用于哮喘的起始阶段，是目前已知功能最强的抗原递呈细胞（APC），具有激活初始型T细胞的独特作用，在T细胞免疫偏移中发挥关键作用［1］，在免疫应答中具有独特地位，是近年来人们研究的热点。现将DC在支气管哮喘发病机制及治疗中研究进展作一总结。

1.树突细胞来源与特点

DC来源于骨髓CD34+细胞，未成熟树突状细胞（imDC）在骨髓是由造血干细胞不断产生的，在微生物感染或移植的情况下很快成熟，成熟DC很快失去内吞活性，表达丰富的与抗原呈递相关的主要组织相容复合物（MHC）I类和II类分子，并高水平表达多种共刺激分子。这些分子介导DC与T淋巴细胞的结合并具有共刺激的功能。DC在体内呈网状广泛分布于整个粘膜上皮，在外周非淋巴组织中捕获外来抗原，同时表达趋化因子受体CCR7，以利于它们从上皮组织迁移至局部淋巴结。在这里，DC将已经加工处理过的抗原肽呈递给T细胞，在机体处理外界抗原并且产生适应性免疫应答过程中起重要作用。DC的迁移与活化有关，识别受体（PRR）是DC活化的分子基础。在迁移过程中，DC的抗原摄取和抗原加工能力逐渐减弱，而抗原呈递功能逐渐增强，因此DC的体内迁移是DC分化成熟和完成其抗原呈递功能所必需的。 

2 树突细胞在支气管哮喘发病机制中的作用

2.1树突状细胞在免疫应答和控制气道炎症中的作用

DC可表达高和低亲和力IgE受体，IgE在DC上的交联可降低抗原的识别阈，有效地刺激记忆性T细胞而促进再次免疫应答反应。哮喘病肺移植到正常人可引起同样的哮喘症状证实哮喘实际上是一种局部的慢性炎症反应。气道DC与活化T细胞在气道黏膜形成簇，导致DC功能在抗原沉积的原位成熟［2］。气道炎症时，DC控制效应T细胞反应，调节性T细胞（Tr细胞）起到重要作用。Tr细胞可以使DC保持不成熟状态，从而抑制Th免疫反应的发生。在炎症部位，通过IL-10、转化生长因子-β（TGF-β）或细胞间的相互作用，Tr细胞调节DC的功能得以发挥其作用。炎症时DC表达CD86可以导致Tr细胞在局部表达，几天后，Tr细胞产生的数量超过致病效应T细胞。Tr细胞抑制气道炎症的机制目前仍不完全清楚。 

2.2 DC在肺脏免疫耐受中作用

正常机体吸入外源性蛋白后，肺脏产生免疫反应的结果是免疫耐受，DC对外周耐受的形成起着关键性的作用。最可能的机制是外源性蛋白不能完全活化气道DC，部分活化的DC迁移到淋巴器官不能诱导效应T细胞的产生［3］，终止了T细胞反应，从而抑制了细胞因子的分泌。另一种机制是产生了Tr细胞，从而抑制了免疫反应。DC表面表达的Toll样受体（TLR）可接受微生物感染的信号，诱导DC表达可溶性共刺激分子配体产生及分泌IL-10，促使可诱导T细胞分化为效应Tr细胞。在接触无害抗原后，小鼠呼吸道中的DC依赖B7RP-1和CD86途径以及分泌IL-10，诱导Tr细胞反应。除了诱导的Tr细胞之外，自身存在的表达CD4和CD25的Tr细胞也能抑制Th2应答和嗜酸细胞增多性炎症［4］。因此，Tr细胞被认为是机体防御系统的一个部分，可在机体对外界各种刺激产生引起组织损伤的免疫反应之前关闭这种免疫反应。 

2.3支气管哮喘中DC的募集和移动

MMP-9是可降解细胞外基质和基底膜的蛋白水解酶，可介导炎症性白细胞顺利穿过基底膜。在支气管哮喘慢性炎症过程中发现，MMP-9及其抑制因子较正常人显著升高。Vennaelen等［5］研究MMP-9基因缺失可使过敏性气道炎症反应时抑制DC移动进入气道，而通过DC介导的气道抗原转运进入胸部淋巴结则无影响。研究结果显示，MMP-9特异的活性缺失是通过减少DC募集至气道以及局部DC分泌产生的前趋化因子从而来阻止气道过敏炎症的发展。van Rjt等［6］在支气管哮喘鼠模型研究中发现，过敏原诱导的气道DC募集是通过增加CD31(高表达)Ly-6c(-)骨髓前体细胞来完成的。 

2.4 DC诱发哮喘Th2反应的机制

2.4.1树突状细胞在激活CD4+T细胞及Th1和Th2细胞分化中的作用

Th1/Th2失衡及Th2细胞功能亢进是哮喘等过敏性疾病的免疫基础。Th1应答对哮喘具有保护作用，Th2应答可促进哮喘气道变态反应性炎症的形成。DC不仅可以活化T细胞，而且还能决定CD4+T细胞的分化方向。在DC和T细胞的相互作用中，B7-CD28/CTLA-4结合的协同作用参与CD4+T细胞激活，而且这是CD4+T细胞特异性激活所必需。DC在成熟过程中细胞表面表达的共刺激分子成员CD80和CD86与T细胞表面表达的CD28分子或细胞毒性T细胞相关抗原4（CTLA4）相互作用，影响T细胞的分化。CD86诱导Th2反应的作用比CD80重要。在哮喘鼠模型中，CD86的阻滞可消除气道嗜酸性细胞气道高反应。CTLA是内源性的抑制剂，可阻止CD80/CD86-CD28间的相互作用。应用CTLA4抑制剂可提高CD80/CD86-CD28间的作用，强烈诱导效应T细胞反应［7］。在诸多影响Th1/Th2平衡的因素中，IL-12是一个关键性的细胞因子，它是由DC分泌的将原始Th0转化为Th1效应细胞的关键细胞因子，并有抑制Th2细胞分化的作用。 

2.4.2Toll-like receptor-4的相关研究

Toll-like receptor-4（TLR4）是第一个被克隆的人类天然免疫受体，广泛分布于机体组织和细胞表面，尤其高表达于接触抗原第一线的吞噬细胞，如巨噬细胞、中性粒细胞和DC［8］。在胞膜辅助蛋白MD2协助下，TLR4胞外区亮氨酸蕈复序列识别脂多糖（LPS），从而触发TLR4跨膜信号转导［9］。TLR是识别微生物病原体及其产物的PAMP，是参与天然免疫反应的模式识别受体之一，在多种微生物所致的急慢性感染中均发挥重要的调控作用［10］。TLR4是与哮喘密切相关的两种TLR之一，主要识别多数革兰阴性菌的脂多糖、热休克蛋白、呼吸道合胞病毒衣壳蛋白等。TLR4的激活可增加前炎症因子的表达，如TNF-α、IL-12、CD80和CD86等。近的研究表明，CD4+CD25+Tr的细胞表面有TLR表达，主要是TLR4、5、7、8［11］。 

2.4.3 转录因子T-bet/GATA-3分子相关研究

转录因子T-bet/GATA-3分子的相对优势表达是目前公认的T细胞Th1/Th2分化的分子机制［12］。T-bet基因是Th1细胞分化的特异性转录因子，介导Th1细胞特异性表达干扰素-γ（IFN-γ），并能抑制Th2细胞的分化；GATA-3基因是Th2细胞分化的特异性转录因子，介导Th2细胞特异性表达IL-4，并能抑制Th1细胞分化。T-bet/GATA-3分子的相对优势表达决定着Th细胞的分化方向，这是Th1/Th2细胞分化的分子机制新模式。新近研究证明，T-bet/GATA-3也调节气道重塑的发生和发展［13］。T-bet基因在缺乏IL-12和信号转导和转录激活因子4（STAT4）的情况下照常表达，并能诱导CD4+T细胞表达IL-12受体β2（IL-12Rβ2），提示T-bet基因可能先于IL-12信号途径表达。 

3 哮喘外周血DC的研究

婴儿早期阶段是人对吸入性抗原过敏发作最频繁的时期。有研究发现，怀孕母亲的胎儿母体连接处的免疫状态在正常情况下是Th2优势，这种特性与人怀孕后的脱膜出现能诱导Th2的DC有关，也可能是正由于这种DC的存在才建立起该处的Th2优势。Hagendorens［14］用流式细胞仪测定了患有过敏性哮喘的儿童和健康儿童的外周血以及其父母有过敏史和无过敏史的新生儿的脐血中的DC 亚群和数量，结果发现除了DC1(CD11c+CD123dim+)DC2 (CD11c-high+)外，还有一群具有少分化表型特性，即CD11c-CD123dim+，因此定义为少分化树突状细胞（less differentiated DC,ldDC）。ldDC是脐血DC的主要组成部分，并且随着年龄的增加而减少。该研究还认为外周DC2数目减少可能是DC2迁移到靶器官的所致。DC细胞外周血的作用目前还不十分明确，需进一步实验研究。

4 树突状细胞靶向治疗

由于DC对外界环境的信号异常敏感，因此，可以将DC作为哮喘干预治疗的靶目标，目前人们研究的有糖皮质激素治疗、核因子-κB的抑制治疗及免疫治疗（SIT）等。糖皮质激素可导致气道黏膜的DC迅速减少，对DC的功能有多重影响，能够诱导其凋亡，抑制其分化，同时也影响DC对抗原的摄入及加工处理，但并不影响DC对抗原的呈递。DC内的核转录因子-κB（NF-κB）家族能够被内毒素、IL-1、肿瘤坏死因子-α、CD40配体等活化，促使参与免疫反应的基因上调，其中NF-κB家族的RelB亚单位较重要。SIT可以减轻哮喘患者的症状、改善肺功能，提高生活质量，是一种变态反应性疾病的治疗方法。促进Th2 细胞向Th1细胞极化偏移、诱导外周抗原特异性免疫耐受的形成是哮喘SIT重要机制。 DC的靶向治疗还处于探索阶段，NF-κB可能会成为哮喘等过敏性疾病治疗的一个有希望的靶目标，免疫治疗的具体机制尚不十分明确，需进一步深入研究。

综上所述，随着哮喘研究的不断深入，DC、Tr细胞、TLR4及转录因子T-bet/GATA-3分子等的研究成为热点，但其在哮喘发病中的作用机制还不完全明确，需进一步探索。另外，树突细胞的靶向治疗前景非常可观，引起人们重视，期望能够为哮喘的治疗提供一个新的研究方向。

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作者单位：210014南京市中西医结合医院