当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华检验医学杂志》 > 1998年第1期
编号:10654420
检测Th1/Th2亚群的临床意义
http://www.100md.com 《中华医学检验杂志》 1998年第1期
魏海明 刘杰 田志刚 250062 济南,山东医学科学院肿瘤生物治疗研究中心 中华医学检验杂志 1998 0 21 1
关键词: 期刊 zhjyyxzz 0 综述 fur -->

辅助T细胞(Th)1/Th2亚群的区分大大提高了人们对细胞因子网络的认识,以表达白细胞介素(IL)-2和γ干扰素(IFNγ)为主的Th1群细胞,可以增强杀伤细胞的细胞毒性作用,激发迟发型超敏反应,介导细胞免疫应答;以表达IL-4、IL-6、IL-10为主的Th2型细胞,促进抗体的产生,介导体液免疫应答。机体Th1/Th2平衡状态失调后,与肿瘤免疫逃逸,细菌、病毒等微生物感染有一定关系,并参与变态反应性疾病、自身免疫性疾病和移植排斥反应的发生。与传统的临床检验项目不同,检测Th1/Th2相关细胞因子的意义,并不着重于辅助疾病的诊断,而更注重分析疾病发生发展的状况,为临床调整Th1/Th2失衡,提供正确的治疗措施。

一、区分Th1/Th2亚群的免疫学意义

机体的CD+ 4 T细胞正常情况下处于前体状态,成为仅表达IL-2的辅助性T细胞(Thp),当特异性抗原刺激抗原提呈细胞(APC)后,诱导Thp成为Thp'细胞,后者可迅速分化为Th0A和Th0B亚型,并分别表达IL-2、IL-4(Th0A)和IL-2、IL-4、IFNγ(Th0B),此时IL-4对Th0细胞分化为Th1和Th2起关键性调控作用,同时IFNγ也影响Th0A和Th0B两者之间的比率,在高水平IL-4的作用下,大多数Th0A细胞将分化为Th2细胞(IL-2- 、IL-4+ 、IFNγ- ),一旦IL-4被中和,Th0A将失去分化为Th2的能力,并有可能表达IFNγ而分化为Th0B细胞,TH0B细胞再进一步分化为Th1细胞(IL-2+ 、IL-4- 、IFNγ+ ),当然在IL-4的作用下,Th0B也有分化为Th2的可能[1]

由上可知在特异性抗原的刺激下,CD+ 4 T细胞在不同细胞因子作用下分化为Th1和Th2两
种极型,并因此而影响细胞因子网络之间的平衡,这种影响作用对机体有利还是有害,应根据疾病的性质而定,如机体对肿瘤的免疫应以Th1为主,一旦发生漂移形成Th2型,肿瘤细胞就有可能发生免疫逃逸,在此情况下应设法使Th2向Th1逆转。同样道理,为控制移植排斥反应的发生,我们应尽可能抑制Th1状态,使机体处于Th2状态似应更好。调控Th1/Th2平衡的因素很多,但IL-12、IFNγ、IL-4发挥的作用更加突出。利用T细胞受体(TCR)转基因T细胞研究Th1/Th2的相互转换,发现Th1能转化为Th2,但Th2不能直接逆转化为Th1,进一步的分析发现Th1和Th2都能表达IL-12受体β1链,但仅Th1能表达β2链,缺乏β2链的Th2自然不能逆转为Th1,但当Th2分泌IL-4、IL-10的能力被中和后,可以产生IFNγ,后者再促进IL-12受体β2的表达,导致Th2对IL-12的应答[2] 。不同研究对象的细胞因子或其单抗对Th1/Th2相互转换的影响见表1。

除了CD+ 4 T细胞有Th1/Th2分群外,CD+ 8 T细胞亦有细胞毒性T细胞(Tc)1/Tc2分群,其产生条件与Th1/Th2相似:IL-12和IFNγ促进Tc1细胞分化,IL-4则诱导Tc2的产生,在
初始阶段,CD+ 8 T细胞较CD+ 4 T细胞需要更高剂量的IL-4才能诱使其分化为Tc2群细胞。CD+ 8 T细胞在分化为Tc1或Tc2形式后,互相均不可发生逆转。另外自然杀伤(NK)细胞可产生IFNγ和肿瘤坏死因子(TNF),属于Th1样细胞,肥大细胞、B细胞、嗜碱性粒细胞、CD+ 3 CD+ 4 NK1.1+ 细胞可合成IL-4等II型细胞因子,可见一些细胞的类型已经超出Th1或Th2的分型。有人建议合称为I型或II型细胞,目前似以Th1样细胞及Th2样细胞称谓更佳。最近,Chen等[3] 发现CD+ 4 和CD+ 8 T细胞能分泌转化生长因子β(TGFβ),作为胃肠粘膜产生IgA的辅助或启动因素,参与肠粘膜免疫,并抑制Th1细胞的功能,建议称此类细胞为Th3亚型,并得到Mosmann等[4] 的支持。不同细胞亚型产生Th1/ Th2样细胞因子的情况见表2。
二、检测Th1/ Th2亚群的临床意义

在实验性利什曼原虫感染的鼠模型中发现,大多数品系的小鼠在感染利什曼原虫后能诱发强烈的细胞免疫应答,但BALB/c鼠无此抵抗能力。可导致致死感染,究其原因发现BALB/c鼠体内表现为Th2型反应,IL-4、IL-5、IL-10表达量明显增高,由此而引出Th1/Th2漂移与疾病发生相关联的概念。目前已发现微生物感染、肿瘤、自身免疫病、变态反应、移植排斥反应等多种疾病有Th1/Th2漂移现象。检测Th1/ Th2亚型,对认识疾病的发生发展规律,提出相应的治疗方案具有重要意义。

表1 不同研究对象细胞因子(单抗)对Th1/Th2相互转换的影响

研究对象 细胞因子(单抗) 结果
C3H鼠(Th1型) 抗IFNγ单抗 Th1→Th2
BALB/c鼠(Th2型) IFNγ、IL-12、抗IL-4 Th2→Th1
过敏原特异性T细胞 IFNα、IFNγ、TGFβ
IL-12、IL-1拮抗剂
Th2/Th0→Th0/Th1
PPD特异性T细胞 IL-4、抗IL-12 Th1→Th0/Th2
荷瘤鼠 抗IL-10、抗TGFβ Th2→Th1


表2
不同细胞亚型产生的Th1/Th2样细胞因子

细胞亚型 Th1样细胞因子 共有的细胞因子 Th2样细胞因子 其他细胞因子
Th0 IL-2,IFNγ,LT IL-3,GM,TNF,CK IL-4,5,6,9,10
Th0A IL-2 IL-4
Th0B IL-2,IFNγ IL-4
Th1 IL-2,IFNγ,LT IL-3,GM,TNF,CK
Th2 IL-3GM,TNF,CK IL-4,5,6,9,10,13
Th3 TGFβ
Tc1 IL-2,IFNγ,LT IL-3,GM,TNF,CK
Tc2 IL-3,GM,TNF,CK IL-4,5,6,9,10
Tγδ-1 IFNγ
Tγδ-2 IL-4
NK IFNγ
肥大细胞 IL-3,TNF IL-4,IL-10
B细胞 IL-4,IL-10
CD+ 3 CD+ 4 NK1.1+ IL-4
巨噬细胞 TNF,CK IL-6,IL-10 IL-1,IL-12
角质化细胞 GM,TNF IL-10 IL-1

注:LT:淋巴毒素;GM:粒巨细胞克隆刺激因子;CK:趋化因子;Tγδ:带有γδT
细胞受体 的T细胞 1.微生物感染:HIV感染后,已发现有多种形式的Th1/Th2漂移,
包括Th1→Th0, Th1→Th2以及Tc2、Th2应答反应,Clerici等[5] 和Mosmann[6
]
均发现在人类免疫缺陷病毒(HIV+ )携带者向艾滋病(AIDS)的进展过程中,IL-4明显增高,IFNγ应答降低,用IL-12和抗IL-4能逆转这种漂移现象,有学者还发现HIV+ 感染者体内大多数T细胞克隆表现为Th0型,同时能分离到大量Tc2克隆,一旦Th2状态占优势,对HIV的易感性明显超过Th1。Weshch 等[7] 提出一个全新的检测指标,即检测外周血单个核细胞经特异性抗原刺激后Vγ9细胞的扩增状况,该氏发现HIV感染者体内Vγ9细胞对结核分枝杆菌抗原(M.tb)的应答能力明显降低,这种降低不是因为γδT细胞的质量和数量发生改变,而是M.tb反应性Th1细胞特异性减少,当用外源性IL-2或纯化的同基因型CD+ 4 T细胞作用时,Vγ9细胞的增殖能力能有效恢复,因而可为临床治疗提供新的措施。

在麻疹病毒感染者体内,同样出现Th2应答,IL-4产生增加,迟发性超敏反应(DTH)抑制,人T细胞白血病病毒(HTLV-1)引起的Sezary综合征患者外周血中IL-4、IL-5、IL-10明显增高,IFNγ明显降低。由于Th1/Th2亚群的检测刚刚开始,许多结果由动物体内所获,但已显示一定的广泛性,如鼠单纯疱疹病毒、鼠流感病毒、鼠呼吸道合胞病毒、鼠肝炎病毒等均有类似结果。机体抗病毒感染应以Th1介导的细胞免疫为主,一旦发生Th2漂移,状况较差。临床上曾用IFNγ或IL-2治疗病毒感染性疾病,并获得成功,推测与此类细胞因子能逆转Th2至Th1有一定关系,是否当机体处在Th1状态时,不必考虑使用IFNγ或IL-2进行治疗,值得探讨。除病毒性疾病外,一些细菌性感染,如结核、麻风、幽门螺杆菌、沙门菌以及丝虫、弓形虫、蠕虫等都有类似报道。

2.肿瘤:机体的抗肿瘤作用,同样存在以Th1介导的细胞免疫为主,一但由Th1向Th2
漂移,造成免疫抑制状态,机体的抗肿瘤免疫将受到严重干扰。Yamamura等[8] 和Kha
rkevitch等[9] 最先发现肿瘤患者体内以Th2型细胞占优势状态,之后发现非小细胞肺
癌、绒膜癌、脑胶质瘤、胃癌、卵巢癌、黑色素瘤、结直肠癌、淋巴瘤等多种类型肿瘤发生Th2漂移。Tsukui 等[10] 检测了144例人乳头瘤病毒(HPV)感染后出现不同宫颈病变的妇女末梢血中IL-2的生物活性状况,结果25例HPV DNA阳性但病理检查正常、66例轻度鳞状上皮病变(LSIL)、21例高度鳞状上皮病变(HISL)和28例侵袭性宫颈癌患者体内IL-2的应答率依次是35%、20%、17%和7%,随病情加重出现明显的Th1下降现象。

以前的研究认为肿瘤患者Th1/Th2的漂移主要发生在末稍血单个核细胞或肿瘤浸润淋巴
细胞上,最近以肿瘤细胞株进行的研究表明,肿瘤细胞本身也出现Th2型细胞因子模型。Huang等[11] 用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和细胞酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测了5例非小细胞肺癌细胞系IL-5、IL-10、IL-4、IL-13、IL-2、IFNγ的表达状况,结果5/5细胞株表达IL-10、IL-5,3/5表达IL-4,2/5表达IL-13,没有一株表达IL-2和IFNγ,他们同时对5例肺腺癌、5例肺鳞癌患者新鲜瘤组织标本进行检测,获得类似结果。

IL-10是抑制Th1型细胞因子应答和介导Th2型细胞发育的主要细胞因子,最近的临床
研究已建议将IL-10水平的提高列为肿瘤的恶性诊断指标,肿瘤微环境中多种细胞因子可影响IL-10的产生,其中肿瘤浸润淋巴细胞产生的IL-4,是促使肿瘤组织产生IL-10的启动因子。荷瘤机体表现的这种Th2状况,抑制了机体的免疫应答能力,如果能促使荷瘤机体由Th2向Th1逆转,可为肿瘤的免疫治疗提供新的手段,以下几种方法已显示有良好的前景,一是直接注射I型细胞因子(IL-2、IFNγ)或IL-12;二是利用上述因子进行基因治疗;三是用抗II型细胞因子抗体进行逆转;四是通过主动免疫等方式体内再激活Th1。当然上述方法的选择都必须建立在对机体Th1/Th2状况的准确分析之上,可见检测Th1/Th2亚型对肿瘤的病理分析和临床治疗有重要意义。

3.其他:Th1/Th2反应失调还涉及到多种其他疾病, 总起来说移植排斥反应的发生与T
h1的激活有关,移植物的耐受与Th2状态的维持有关,自身免疫病表现为Th1应答,变态反应表现为Th2应答,正常妊娠应表现为Th1抑制状态。尤其是近年来变态反应性疾病和自身免疫病与Th1/Th2平衡关系的研究更为深入,至少有以下几条证据说明

表3 疾病与Th1和Th2应答的关系

疾病 反应形式 结 果
自身免疫病
银屑病 Th1 IFNγhi ,IL-4lo (病变组织T细胞)
多发性硬化症 Th1 T细胞克隆表现为Th1型
类风湿性关节炎 Th1 滑膜组织IFNγhi ,IL-4lo
反应性关节炎 Th1 耶尔森菌肠溶素特异性T细胞为Th1型
变态反应
过敏反应 Th2 迟发型皮肤反应IL-4hi ,IL-5hi ,IFNγlo
变应性哮喘 Th2 从支气管洗液和嗜酸性粒细胞
中检测到Th2型细胞因子
春季结膜炎 Th2 结膜组织T细胞IL-4hi ,IFNγlo
Omenn′s综合征 Th2 IL-4hi ,IL-5hi ,IFNγ10 IgEhi
移植排斥反应 Th1 心脏移植排斥为IL-2hi ,耐受时为IL-4hi
IL-10hi ;慢性GVHD为Th2,IL-4hi
IFNγlo ,急性GVHD为Th1,IFNγhi

注:结果中细胞因子上角的hi表示增高,lo表示降低;GVHD:移植物抗宿主病在特应性变态反应中,Th1/Th2平衡关系的失调与疾病的发生发展以及疾病的治疗相关:(1)特应性变态反应患者体内,变应原可刺激Th细胞过度表达Th2相关细胞因子;非特应性变态反应表现为Th1型;(2)特应性变态反应患者的靶器官有大量Th2类细胞集聚;(3)用变应原局部刺激,可募集并激活变应原特异性Th2 细胞;(4)特异性免疫治疗后,Th2 细胞能被逆转为Th1。另一方面,在器官特异性自身免疫病患者体内,如胰岛素依赖性糖尿病、实验性自身免疫性视网膜炎、变态反应性脑脊髓炎等疾病中,研究者发现Th1占优势状态,自身免疫性甲状腺疾病和多发性硬化症患者Th1类细胞因子表达增加,幽门螺杆菌感染者的胃窦内Th1类细胞也显著增加。相对来说,慢性移植物抗宿主病患者的皮肤中,增加的主要是Th2类细胞,细胞表面CD30高度表达,全身性硬化症患者的皮肤中也出现类似现象[12] 。不同疾病的Th1和Th2应答状态见表3。

三、检测Th1/ Th2亚群的方法学评价

最近,田志刚等[13] 对细胞因子的检测方法作了全面评价,认为细胞因子的检测及基
因表达状况的测定正成飞速发展之势,细胞因子治疗和抗细胞因子治疗应辅以细胞因子的联合检测和动态监测。Th1/ Th2亚型的区分涉及到多种细胞因子的检测,方法也多种多样,大致可分为胞内细胞因子检测和胞外细胞因子的检测。

1.胞外细胞因子的检测:主要是检测血浆、血清和其他体液中的细胞因子,血浆中细胞因子的测定优于血清中细胞因子的测定,可确切反应细胞因子的表达状态,某些体液标本优点更为突出,如脑脊液、滑膜组织液、支气管灌洗液、胸腹水等与特定疾病直接相关。检测的方法主要分生物活性检测和免疫学测定,前者较敏感,可检测活性状态的细胞因子,但特异性稍差,需要相应的细胞株,操作困难。后者为目前所推崇,多采用常规ELISA法,简便易行,检测中的标准品十分重要,美国国立癌症研究所生物反应调整专题(BRMP.,NCI)与英国国立生物标准化和控制研究所(NIBSC)被定为WHO细胞因子标准品提供机构,各国可以该标准品为依据制备相应的参考标准品,最终的表示方法应为pg/ml或ng/ml,而不是活性单位,从而使资料为世人所共用。

2.胞内细胞因子的检测:为分析Th1/ Th2亚型最直接的依据,Schauer等[14] 最近
对胞内细胞因子的测定作出综合评价。标本来源十分广泛,包括末梢血单个核细胞、肿瘤细胞、组织细胞等,可根据实验需要选择,检测方法也多种多样,广泛使用的是免疫组化方法和测定mRNA的原位杂交技术(ISH),90年代以后还建立了两种新方法,一种是显微荧光法,将单个细胞用多聚甲醛固定,皂素渗透后,行间接免疫荧光染色;另一种为Jung所建立,用刺激剂monensin刺激细胞,引起细胞因子向Golgi体积聚,后用流式细胞仪检出。总的来说Th1型细胞因子的检测相对容易,因为Th1型细胞能表达大量IL-2或IFNγ,而II型细胞因子如IL-4、IL-5、IL-10的检测相对困难,主要原因是Th2型细胞在标本中的出现频率较低,所以有建议用CD45RO+ 细胞来代替Th2的检测。检测细胞因子的一种间接方法是提取细胞内mRNA进行RT-PCR检测或斑点杂交,其中RT-PCR方法简便,适用于科研或临床检测。也有将组织标本碾碎抽提后进行ELISA检测。

参考文献

1 Abehsira-Amar O, Gibert M, Joliy M, et al. IL-4 plays a dominant role in the differential
development of Th0 into Th1 and Th2 cells. J Immunol, 1992,1483820-3829.
2 Lamont AG, Adorini L. IL-12a key cytokine in immune regulation. Immunol Today, 1996, 17214-217.
3 Chen YH, Kuchroo VK, Inobe JI, et al. Regulatory T cell clones induced by oral tolerance:
suppression of autoimmune encephalomyelitis.Science, 1994, 2651237-1240.
4 Mosmann TR, Sad S. The expanding universe of T-cell subsets: Th1, Th2 and more.
Immunol Today, 1996,17138-146.
5 Clerici M, Shearer GM. A Th1-Th2 switch is a critical step inthe etiology of HIV
infection . Immunol Today, 1993,14107-111.
6 Mosmann TR. Cytokine patterns during the progression to AIDS. Science, 1994,265193-194.
7 Weshch D, Kabelitz D, Friese K, et al. Mycobacteria-reactive gamma delta T cells in
HIV-infected individuals: lack of V gamma 9 cell responsiveness is due to deficiency of antigen-specific CD4 T helper type 1 cells. Eur J Immunol, 1996,26557-562.
8 Yamamura MJ, Modlin RL, Ohmen JD, et al. Local expression of antiinflammatory cytokines in
cancer.Clin Invest, 1993,911005-1010.
9 Kharkevitch DD, Seito D, Balch GC, et al. Characterization of autologous tumor-specific
T-helper 2 cells in tumor-infiltrating lymphocytes from a patient with metastatic melanoma.
Int J Cancer, 1994,58317-323.
10 Tsukui T, Hildesheim A, Schiffman MH, et al. Interleukin 2 production in vitro by peripheral
lymphocytes in response to human papillomavirus-derived peptides: correlation with cervical pathology.Cancer Res, 1996, 563967-3974.
11 Huang M, Wang J, Lee P, et al. Human non-small cell lung cancer cells express a type 2 cytokine pattern. Cancer Res,1995, 553847-3853 .
12 Romagnani S. The Th1/Th2 paradigm. Immunol Today,1997,18263-266.
13 田志刚,孙 .细胞因子的检测及其临床评价 .国外医学肿瘤学分册, 199725163-165.
14 Schauer U, Jung T, Krug N, et al. Measurement of intracellular cytokines.Immunol Today,1996, 17305-306.

(收稿:1997-06-27 修回:1997-11-04)

, http://www.100md.com