辅助性T细胞1和2与牙周病的关系

　　作者：吴婷综述,孙钦峰,杨丕山审校　　作者单位：山东大学口腔医院牙周病科 山东 济南 250012

　　【摘要】CD4+ T细胞是具有免疫活性的T细胞，是机体重要的免疫调节细胞，根据其产生细胞因子的不同分为辅助性T细胞1和2(Th1和Th2)2种亚型，Th1和Th2可相互调节，影响免疫应答。在一个正常的免疫应答中，Th1和Th2是处于动态平衡的。牙周破坏常发生于局部环境中Th1和Th2应答的失衡。任何以Th2主导的保护性应答和以Th1主导的破坏性应答的平衡转变，都可成为牙周病始发和进展的危险因素。

　　【关键词】 辅助性T细胞; 牙周病; 免疫治疗

　　AAssociation between periodontal disease and Th1/Th2 WU Ting, SUN Qin-feng, YANG Pi-shan. (Dept. ofPeriodontics, College of Stomatology, Shandong University, Jinan 250012, China)

　　[Abstract] CD4+ T cell is a T cell with the immune activity, playing an important role in the immune modula-tion of human bodies. According to the different cytokines secreted by them, T helper cells can be divided intotwo subgroups named Thl and Th2, and they participate in the modulation of cell mediated and humoral immuneresponse espectively. In a normal immune response, Th1/Th2 are in a dynamic balance. Periodontal destruction de-pends on the balance of Th1 and Th2 in the local periodontal environment. Any shift in the balance between aprotective T helper type 2-dominant response and a estructive T helper type 1-dominant response is a risk fac-tor for periodontal disease initiation and progression.

　　[Key words] T helper cell; periodontal disease; immunotherapy

　　牙周病是一种多因素感染性疾病，一些危险因素，如基因、环境或宿主免疫系统等可使之加重。在正常的免疫应答之中，辅助性T细胞(Thelper，Th)1/2处于平衡状态，当这种平衡遭到破坏时将导致某些炎症和(或)免疫性疾病的发生。目前的研究认为，T细胞与牙周病的发生、发展和预后有着重要的联系[1]。下面就牙周炎与Th1和Th2之间的关系作一综述。

　　1 辅助性T细胞的生物学特性

　　CD4+ T细胞是T淋巴细胞中的一类具有免疫活性的细胞，被抗原激活后可分泌以白细胞介素(interleukin，IL)-2、4、5以及干扰素(interfe-ron，IFN)-γ为主的细胞因子，并可表达IL-2、4、12等细胞因子受体。根据CD4+ T细胞所分泌的细胞因子及其功能的不同，可将Th细胞分为Th0～34个亚型。活化的CD4+ T细胞通过表面IL-12等受体接受以IL-12为主的细胞因子作用后，可增殖分化成Th1。Th1可通过释放IL-12、IFN-γ和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-β等引起炎症反应或迟发型超敏反应，因此又称炎性T细胞。主要介导细胞毒性和与局部炎症有关的免疫应答，辅助抗体生成。

　　活化的CD4+ T细胞通过表面IL-4等受体接受以IL-4为主的细胞因子的作用，可增殖分化为Th2。Th2通过释放IL-4、5、6和10等细胞因子诱导B细胞增殖并产生 IgG1和IgE抗体，分别发挥体液免疫效应和速发型超敏反应。

　　少数Th细胞被称为Th3细胞，除分泌大量的IL-4、10外，主要高表达转化生长因子(trans-forming growth factor，TGF)-β，下调抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APC)和Thl的活性起免疫抑制作用。Thl、Th2和Th3均由前体细胞Th0分化而来。Th0既可分泌Thl型细胞因子IL-2和IFN-γ，又可分泌Th2型细胞因子IL-4，可在不同信号的刺激下分化为Thl或Th2。此外，Thl和Th2还分泌共同的细胞因子IL-3和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子[2]。

　　2 辅助性T细胞1和2的相互转换和影响因素

　　机体正常时，Thl和Th2的功能处于动态平衡状态，维持机体正常的细胞免疫和体液免疫功能;当机体受到异己抗原攻击时，Thl和Th2中的某一亚群功能升高，另一亚群功能降低，该现象即为Th1或Th2漂移。局部细胞因子浓度、免疫活性激素、抗原的类型和浓度、抗原呈递细胞的类型、细胞受体与主要组织相容性复合体亲和力的强弱、调节T细胞(regulatory T cell，Tr)等多种因素可影响Th0向Thl或Th2的极化[3]。Amsen等[4]

　　发现，树突细胞(dendritic cell，DC)表面凹槽也可影响Thl和Th2的分化。

　　2.1 细胞因子对Thl/Th2平衡的影响

　　IL-12和4在Th0向Thl或Th2分化的过程中起主要作用，被认为是Thl和Th2的启动因子。IL-4在Th细胞分化过程中起基本的调节作用。CD4+ T细胞被特异性抗原经APC呈递而被致敏后，即分化为Th0A和Th0B。Th0A能分泌IL-2和4，而Th0B则分泌IL-2和4及IFN-γ。在高水平的IL-4作用下，大多数的Th0A和一部分Th0B可分化为Th2并表达IL-4、5、10和13。此时，如阻断IL-4的作用，Th0A将失去分化为Th2的能力并可表达IFN-γ且分化为Th0B，Th0B则可进一步分化为Thl。另外，IL-13能与IL-4受体α链结合，调节Th2分化;IL-6能上调细胞因子信号抑制分子-1而抑制Th1分化，同时促进活化CD4+ T细胞分泌IL-4并诱导Th2分化[5]。

　　Smeltz等[6]发现，CD4+ T细胞在IL-12的诱导下能产生TNF-β、IFN-γ以及IL-10、4和5。IL-12能诱导并激活信号转导子和转录激活子-4，促使Th1分化。IL-12p40、IL-12Rβ1或信号转导子和转录激活子-4敲除均可导致Thl免疫应答抑制。IL-18能与IL-12协作，通过激发IFN-γ表达与合成促进Thl应答。IFN调节因子(interferon regulatory factor，IRF)的家族成员，如IRF-1、IRF-2以及IFN同源序列结合蛋白等能通过上调IL-12而促使Th0向Th1分化。

　　2.2 DC对Thl/Th2平衡的影响

　　DC是功能强大的APC，在Th细胞的调节中起重要的作用。DC被病原体感染或抗原刺激后可分为DC1和DC2。DC1活化后能够大量地分泌Thl启动因子IL-l2，促进Thl分泌IFN-γ，增强细胞毒性T淋巴细胞的功能;DC2则允许Th0向Th2分化，诱导Th2免疫反应，促进分泌IL-10的抑制性T细胞生成[7]。

　　2.3 Tr与Thl/Th2的极化

　　Tr是具有免疫抑制效应的细胞，能有效地调节人体自身反应性T细胞。Tr分为3类，其中Tr1细胞可分泌高水平的IL-10，从而抑制Th1反应。体外试验和动物疾病模型均证实，Tr可抑制初始T细胞向Th2型分化[5]。

　　2.4 激素对Thl/Th2分化的影响

　　雄激素、脱氢表雄甾酮等可促进Th1的分化。糖皮质激素、孕酮、1,25-二羟胆钙化醇促进Th2分化而抑制Thl应答。地诺前列酮通过抑制IL-2、IFN-γ等Th1型细胞因子的产生，促进IL-4、5等Th2型细胞因子产生[8]。T-bet(T-box expressed in T cell)在Th1分化中起核心作用，是Th1分化的特异性转录因子。Kitamura等[9]发现，T-bet mRNA表达水平在Thl中高、在Th2中低，Th2特异性转录因子GATA-3的表达则相反;T-bet与IFN-γ呈正相关，与Th2特异性转录因子IL-4呈负相关。

　　3 辅助性T细胞1和2与牙周病的致病机制

　　牙周病过程是致病菌的持续存在导致了正常组织的紊乱，表现为前炎症细胞因子、基质金属蛋白酶、地诺前列酮等水平的增高以及IL-10、TGF-β和金属蛋白酶等抑制剂水平的降低，这些因子的平衡决定了疾病过程的演变。

　　Boyatzis等[10]等发现，在牙周病患者的牙龈组织中存在着产生免疫球蛋白的浆细胞，证明了适应性免疫反应在牙周炎发病过程中起一定的作用[1]。随后有许多研究运用多种技术证实了适应性免疫应答在牙周炎发病机制中的作用，参与适应性免疫应答的细胞包括APC、B细胞和T细胞等。Stashenko等[11]分别用牙龈卟啉单胞菌感染Th1和Th2表达小鼠发现，Th1小鼠出现广泛的炎症和牙槽骨破坏，Th2小鼠和对照组小鼠牙槽骨却破坏较少;Th1小鼠的炎症组织有大量的破骨细胞浸润，且局部高表达IFN-γ、IL-1α和IL-1β;而在Th2小鼠和对照组小鼠病损中少量或没有IFN-γ、IL-1α和IL-1β的表达，且破骨细胞也不明显。Alayan等[12]亦发现，Th1(IL-12p40、IFN-γ、TNF)和Th2(IL-10、4)基因敲除小鼠相对于它们各自对照组小鼠丧失更多的牙槽骨。上述研究说明，Th1和Th2在维持牙槽骨的动态平衡过程中起到重要作用。

　　Th1和Th2通过分泌细胞因子彼此交叉调节、相互抑制。在免疫应答的起动阶段，如果机体免疫系统选择了某一亚群为主的应答，这种Th细胞就会正反馈地加强自身优势，压抑另一亚群的发展。Ito等[13]认为，牙周炎免疫反应以及活动期和静止期的交替与Th1和Th2之间平衡的调节密切相关。

　　IFN-γ作为Th1家族的代表性细胞因子，在固有免疫反应和适应性反应中起重要作用，可控制Thl所调控的细胞免疫和Th2所调控的体液免疫。IFN-γ由Thl和自然杀伤细胞所分泌，能活化巨噬细胞，活化和加强细胞溶解T细胞和自然杀伤细胞的生长，从而影响细胞表达抗原;另外，IFN-γ还会促进IL-1、12等炎性细胞因子的合成和分泌，而巨噬细胞所分泌的IL-12则会使Thl分泌更多的IFN-γ。因此在牙周病灶中，Thl和巨噬细胞相互活化的结果就是免疫反应的增强，而过量IFN-γ的产生，可能促使Thl产生破坏性作用[14]。马净植等[15]发现，龈沟液中IFN-γ含量的升高与牙周状况的恶化有关。

　　IL-10是由Th2分泌的具有多向生物学活性的强免疫抑制因子，可抑制IL-2、IFN-γ、TNF-β等Thl类细胞因子的合成及其活性，抑制IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-8、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子等的产生[16]。龈沟液中IL-10含量的升高与牙周状况的改善有关[17]。

　　IFN-γ表达水平升高或IL-10表达水平降低，导致炎性细胞因子的增加和促炎或抑炎平衡失调，炎症不能有效控制，可能是牙周炎局部炎症进展的重要原因;IFN-γ表达水平降低或IL-10表达水平升高，则抑制细胞免疫反应并加强体液免疫的抵抗力，有利于病损牙周组织的修复。

　　Hamada等[18-19]发现，Th2保护由细菌感染造成损伤的牙周组织，而Th1却没有这种作用。在动物模型中，牙龈卟啉单胞菌抗体可降低该致病菌的毒性。由此可见，Th2和牙龈卟啉单胞菌抗体均可提高牙周病的防御性反应，降低感染和组织损伤。然而，该模型并不能解释多数牙周病患者有高滴度的抗体[19]，却仍有牙周疾病的进展和附着丧失发生的原因。

　　Houri-Haddad等[20]发现，牙周破坏取决于局部牙周环境中Th1和Th2应答的平衡，任何以Th2主导的保护性应答和以Th1主导的破坏性应答间的平衡转变，均可成为疾病始发和进展的危险因素。该研究可解释牙周病的周期性、间断性和位点特异性。此外，从Th1到Th2免疫应答的调节可能有利于高危险人群的治疗。

　　4 辅助性T细胞1和2相关牙周病的免疫治疗

　　在免疫应答起始阶段，机体的天然免疫状态为Th0分化提供的细胞因子环境是免疫应答的决定性条件，直接影响机体是否发病以及疾病的预后[19]。由于牙周炎发病与Th1和Th2间的平衡有关，且Th2主导的是保护性作用，故促使牙周炎治疗后机体由Th1向Th2逆转或促使Th0向Th2分化并重新达到平衡，成为牙周炎治疗的新思路。

　　4.1 诱导Th2强势表达

　　通过IL-4、6等Th2型细胞因子的直接注射，或结合使用IL-2、IFN-γ等抗Th1型细胞因子单克隆抗体，可促使Th1/Th2向Th2漂移，抑制Th1。杨丕山等[21]在采用免疫组化技术检测牙周袋内用或不用IL-10时成人牙周炎患者牙龈组织中IL-6和细胞间黏附分子-1的表达证实，外源性IL-10用于牙周袋内，可显著降低IL-6、IL-1β的水平。故局部用外源性IL-10补充内源性IL-10的不足，可成为治疗牙周炎的一种方法。

　　4.2 免疫佐剂的应用

　　佐剂是一种免疫增强剂，本身不具有免疫原性，常与抗原物质一起注射或预先注入机体后，影响机体免疫调节网络，使机体更早、更有效、更持久地产生免疫应答[22]。研究证实，在动物免疫时单用弗氏不完全佐剂则诱导Th2型细胞免疫应答，氢氧化铝胶体佐剂对Th2介导的体液免疫反应具有很强的激发作用，而对Th1介导的细胞免疫反应作用较弱。潘萌等[23]以卵清蛋白为抗原混合氢氧化铝佐剂，对C57BL/6小鼠进行常规免疫，结果氢氧化铝佐剂诱导机体产生Th2型细胞免疫应答，说明氢氧化铝是一种Th2佐剂，可在牙周病治疗中得到广泛应用。

　　很显然，免疫调节控制Th1和Th2细胞因子是决定慢性牙周炎最终转归的基础，决定Th1和Th2分化取向的因素在牙周炎发病中可起到一定的作用;但是，这些因素是否在每个个体都起到相同的作用还有待继续研究。比如，某些人的遗传因素可能是牙周病的主要致病因子，而在其他人群中，抗原性可能成为更具有致病性的因素。

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