T細胞亞群在淋巴細胞性胸腔積液中的免疫學特征.pdf

1、正常臟層和壁層胸膜構成的閉合腔隙內有一層稀薄的漿膜腔液,稱為胸膜腔液,在呼吸運動中起著潤滑的作用,其生成與吸收處于相對恒定的動態(tài)平衡當中。當胸膜受到惡性腫瘤侵犯或病原體感染等病理狀態(tài)下,存在胸膜和血管通透性增加、壁層胸膜淋巴管堵塞等因素,從而導致胸膜腔液生成過快和(或)吸收減緩,過多的富含蛋白質和細胞成分的滲出液積聚于胸膜腔,便形成了胸腔積液。胸腔積液是臨床上常見的疾病或并發(fā)癥,但由于長期較少受到學界的重視,至今為止,從其免疫發(fā)病學機制

2、到臨床診療處理等方面仍存在諸多問題有待闡明。胸腔積液疾病中,以淋巴細胞性胸腔積液占的比重較大,其是指胸腔積液中淋巴細胞的數(shù)量占白細胞總數(shù)的50％以上,惡性腫瘤和結核性胸膜炎是其主要的病因,約占90%以上。惡性胸腔積液是多種惡性腫瘤尤其是肺癌晚期發(fā)生胸膜轉移的結果,因缺乏有效治療手段因而預后甚差,其中位生存期僅4—6月;結核性胸腔積液是結核病的其中一種類型,雖然是可治療的疾病,然而隨著免疫相關性疾病患病率增加、多重耐藥性結核桿菌感染增多等

3、因素的出現(xiàn),目前仍然屬于醫(yī)療、社會、經(jīng)濟負擔較重的多發(fā)病。
　　淋巴細胞性胸腔積液中的細胞成分以T淋巴細胞占優(yōu)勢,其中又以CD4+的輔助性T(HelperTcell,Th)細胞為主。Th細胞是貫通固有免疫和獲得性免疫的橋梁,在機體免疫反應的啟動和維持中扮演核心角色。自從二十多年前發(fā)現(xiàn)Th1和Th2細胞以來,至今已有多個新的Th亞群被陸續(xù)地發(fā)現(xiàn),包括調節(jié)性T細胞(Treg)、IL-17分泌性Th細胞(Th17)、Th9、Th22等。

4、它們是受到不同的疾病免疫微環(huán)境刺激后,從初始(Na?ve)CD4+T細胞分化而來,并具有各自的獨特生物學功能特征,介導著截然各異的免疫學效應。目前國內外關于這些新型Th亞群在淋巴細胞性胸腔積液中的的表型和免疫學活性研究甚少。
　　因此,本系列研究瞄準國際前沿領域,對這些T細胞亞群的生物學特征、所介導的免疫反應、以及如何參與胸膜疾病發(fā)生發(fā)展的機制展開了研究。除了加深人們對這些重要的T細胞亞群免疫學特性的認識、從嶄新的角度出發(fā)來闡明胸

5、膜疾病的發(fā)病學機制之外,還為臨床更好地控制腫瘤性和感染性疾病提供了新的干預途徑和理論依據(jù)。本論文的系列研究圍繞著T細胞亞群在淋巴性胸腔積液中的免疫學特征,總共展開了6部分研究:
　　第一部分白細胞介素-17分泌性CD4+T淋巴細胞在惡性胸腔積液中的發(fā)生和分化機制
　　目前已知,分泌白介素(IL)-17的輔助性T淋巴(Th17)細胞在人類的某些惡性腫瘤環(huán)境中顯著增多。但人們對于惡性胸腔積液(MPE)中的Th17細胞調節(jié)抗腫瘤免

6、疫的機制仍知之甚少。在本部分研究中,我們采用流式細胞技術和免疫熒光雙染法,探討了Th17在肺癌轉移所致胸腔積液患者的MPE及外周血中的分布、表型特點,同時探討了細胞因子對Th17細胞發(fā)生和分化的影響,以及趨化因子CCL20和CCL22對Th17的體外趨化活性的影響。研究結果顯示,與外周血相比,MPE中的Th17細胞的數(shù)量顯著增多。體外研究發(fā)現(xiàn)IL-1β、IL-6、IL-23、以及它們的各種組合均能夠促進初始CD4+T細胞向Th17細胞定

7、向分化。在體外趨化實驗中可觀察到,MPE對Th17細胞具有趨化活性,此種趨化性可被抗CCL20或/和抗CCL22單克隆抗體部分阻斷。研究數(shù)據(jù)還顯示,MPE中Th17細胞的聚集預示患者預后有所改善。因此,MPE中Th17細胞增多的原因可能在于胸膜腔內的促炎性細胞因子對Th17細胞定向分化和擴增起到刺激作用,胸膜腔內的趨化因子CCL20和CCL22對可以募集外周血Th17細胞浸潤到胸膜腔。本部分研究提示,在腫瘤疾病中針對對Th17細胞亞群進

8、行調控和增強免疫的策略,可有助于延長晚期癌癥患者的生存時間。
　　第二部分惡性胸腔積液中的CD39+調節(jié)性T細胞通過LAP依賴性途徑抑制Th17細胞發(fā)生和分化過程
　　現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),調節(jié)性T細胞(Tregs)和IL-17分泌性輔助性T(Th17)細胞均參與了人類惡性腫瘤疾病的發(fā)生,然而對于惡性胸腔積液(MPE)中Tregs對Th17細胞發(fā)生分化的調節(jié)卻研究甚少。在本部分研究中,我們采用了流式細胞儀檢測肺癌患者MPE和外周血中

9、CD39+Tregs和Th17細胞數(shù)量,同時研究Tregs對Th17細胞發(fā)生分化過程的調節(jié)作用。研究結果顯示,與外周血相比,MPE中CD39+Tregs和Th17細胞數(shù)量均顯著增多,并且這兩個細胞亞群數(shù)量之間呈負相關。MPE中IL-1β,IL-6和TGF-β濃度亦高于相應的同源外周血清,MPE中CD39+Tregs表面能夠表達潛在型結合肽(Latencyassociatedpeptide,LAP)。CD39+Tregs可抑制初始CD4+

10、T細胞向Th17細胞定向分化,這種抑制效應隨這CD39+Tregs數(shù)量增多而增強,當加入LAP阻斷抗體后CD39+Tregs介導的抑制效應被逆轉。本部分研究提示,CD39+Tregs可以通過LAP依賴性途徑抑制Th17細胞的發(fā)生和分化過程。
　　第三部分結核性胸膜炎中的胸膜間皮細胞促進IL-22分泌性CD4+T細胞的分化和募集
　　根據(jù)研究報道,IL-22分泌性輔助性T(Th22)細胞參與了結核桿菌感染的免疫反應。然而關于結

11、核性胸腔積液(TPE)中Th22細胞的分化與免疫調節(jié)機制尚未明確,本部分研究旨在闡明Th22細胞分化及其向胸腔浸潤的機制,以及與胸膜間皮細胞之間的相互免疫調節(jié)機制。我們檢測了TPE和外周血中Th22細胞的分布及表型,探討了促炎性細胞因子以及胸膜間皮細胞(PMCs)的抗原提呈作用對Th22細胞定向分化過程的影響,同時研究了PMCs分泌的趨化因子對Th22細胞的趨化活性。本部分研究結果顯示,TPE中Th22細胞數(shù)量較外周血中明顯地增高。IL

12、-1β,IL-6,和/或TNF-α能夠促進CD4+T定向分化為Th22細胞。PMCs可表達CCL20,CCL22,和CCL27,TPE以及PMC培養(yǎng)上清能夠募集外周血中的Th22細胞浸潤到胸膜腔,此趨化效應可被抗–CCL20,–CCL22,和–CCL27中和抗體部分阻斷。IL-22和IL-17可以顯著地促進PMCs的損傷修復。另外,PMCs能夠通過提呈結核特異性抗原,促進CD4+T細胞增殖及Th22細胞的發(fā)生分化。因此,本部分研究提示,

13、胸膜腔中的細胞因子以及PMCs分泌的趨化因子可能是引起TPE中Th22細胞數(shù)量增多的原因,TPE中PMCs與Th22細胞間存在協(xié)同關系。PMCs是一種新型的抗原提呈細胞,能夠刺激CD4+T細胞增殖并且分化為Th22細胞。
　　第四部分惡性胸腔積液中的IL-22分泌性CD4+T細胞的免疫調節(jié)作用
　　根據(jù)研究報道,Th22細胞與人類癌癥的發(fā)病過程有關,然而惡性胸腔積液(MPE)中Th22細胞的分化和免疫調節(jié)尚不為人知。本部分研

14、究發(fā)現(xiàn),MPE中Th22細胞增多,并且其分泌的IL-22能夠顯著促進A549細胞的增殖、抑制其凋亡、促進其向胸膜組織方向遷移,IL-22還增強A549細胞與胸膜間皮細胞層的相互粘附。本部分研究提示,Th22細胞在胸腔細胞因子和趨化因子的共同作用下募集浸潤胸膜腔,其在人類惡性胸腔積液環(huán)境中對腫瘤細胞發(fā)揮了重要的免疫調節(jié)作用。
　　第五部分結核性胸膜炎中的胸膜間皮細胞促進Th9細胞分化和募集
　　最新發(fā)現(xiàn)的IL-9分泌性CD4+

15、T(Th9)細胞參與了組織炎癥反應和免疫應答,但Th9細胞在結核病中的分化和免疫調節(jié)機制尚不明確。本部分研究結果顯示,相對于外周血而言,結核性胸腔積液(TPE)中Th9細胞數(shù)量明顯增高,具有效應性細胞的表型特征。體外實驗證實TGF-β在初始CD4+T細胞分化為Th9細胞的過程中發(fā)揮重要作用,并而聯(lián)合IL-1β,IL-4或IL-6可以進一步促進Th9細胞的分化。TPE和PMCs培養(yǎng)上清對Th9細胞具有趨化活性,而抗–CCL20中和抗體可以

16、部分阻斷此趨化效應。IL-9具有促進胸膜間皮細胞損傷修復,抑制IFN-γ誘導的胸膜間皮細胞凋亡的作用。此外,胸膜間皮細胞能夠通過遞呈抗原促進Th9細胞定向分化。本部分研究揭示了Th9細胞新的功能特征,尤其是結核感染人體時Th9細胞與胸膜間皮細胞之間的免疫調節(jié)協(xié)同作用。值得一提的是,胸膜間皮細胞可作為抗原提呈細胞,促進Th9細胞分化。
　　第六部分惡性胸腔積液中IL-9分泌性CD4+T細胞的分化和免疫調節(jié)作用
　　據(jù)報道稱,I

17、L-9分泌性CD4+T(Th9)細胞與炎癥反應和免疫疾病密切相關,然而Th9細胞與惡性疾病的關系尚未見研究報道。本部分研究旨在闡明惡性胸腔積液(MPE)中Th9細胞的分化機制,揭示其對肺癌細胞的免疫調節(jié)作用機制。我們檢測了MPE和外周血中Th9細胞的比例,及其與Th1、Th17細胞之間的相關關系。探索了促炎細胞因子以及調節(jié)性T細胞(Tregs)在體外對Th9細胞分化過程的影響及機制。同時探討了IL-9、IL-17和IFN-γ對肺癌細胞的

18、作用以及其過程中的相關信號轉導通路。本部分研究結果顯示,MPE中Th9、Th17和Th1細胞比例均較外周血明顯增高,而MPE中Th9細胞數(shù)量增多的原因可能在于局部促炎細胞因子和調節(jié)性T細胞的促進作用。IL-9和IL-17通過激活STAT3通路,顯著地促進肺癌細胞的增殖和遷移,而IFN-γ則通過激活STAT1抑制肺癌細胞增殖和遷移,并誘導肺癌細胞凋亡。此外,IL-9和IFN-γ顯著地促進肺癌細胞與胸膜間皮細胞層之間的相互粘附,而IL-17