黏膜相关恒定T细胞在口腔疾病中的作用研究进展

2024-4-15 14:04  来源:广西医科大学附属口腔医院
作者:雍翔智 叶文丽 吴佳璇 陶人川 阅读量:555

    黏膜相关恒定T(mucosal associated invariant T,MAIT)细胞是一组先天样T细胞亚群,能够通过主要组织相容性复合物相关蛋白1(major histocompatibility complex related protein 1,MR1)和细胞因子途径被细菌、病毒等激活。近年来,关于MAIT细胞在感染性疾病、自身免疫疾病、肿瘤疾病发生发展中的作用已受到了诸多关注。
    目前,MAIT细胞与口腔疾病的研究尚处于基础研究阶段,但已发现MAIT细胞参与多种口腔疾病进程,并发挥相关的抗菌、抗病毒及免疫调节作用。MAIT细胞是人类天然免疫的重要细胞,探究其在口腔疾病中的作用对口腔疾病的诊断和治疗具有重大意义。因此,本文就MAIT细胞的特性、功能及其在口腔疾病中的作用研究进展做一综述。
    1. MAIT细胞的定义及特性
    MAIT细胞是一类具有半恒定的T细胞受体(T cell receptor,TCR)α链(Vα7.2-Jα12/Jα20/Jα33)并受到MR1限制的T细胞,其主要在肠道等黏膜部位相对富集。相较于传统的T细胞,MAIT细胞可迅速产生早期适应性免疫反应。MAIT细胞可通过TCR识别抗原提呈细胞表达的MR1复合物(如核黄素代谢中间产物5-OP-RU)而被激活。此外,对于不具有核黄素代谢过程的微生物(如病毒),可通过刺激机体产生白介素(interleukin,IL)-7、IL-12、IL-15、IL-18和Ⅰ型干扰素-α(interferon-α,IFN-α)等细胞因子激活MAIT细胞。
    2. MAIT细胞的发育与分布
    MAIT细胞以胸腺依赖的方式发育。最近研究发现,人类胸腺MAIT细胞发育经历3个不同阶段,包括1期(CD161-CD27-)、2期(CD161-CD27+)和3期(CD161+CD27+)。其中,1期和2期MAIT细胞在胸腺中占主导地位,而3期细胞在胸腺外丰度逐渐增加。健康人外周血中MAIT细胞占总T细胞的1%~10%;其中,在肝脏中MAIT细胞占比超过αβ T细胞的50%,而在淋巴器官中占比较低。在生理条件下,MAIT细胞亦存在于肺、皮肤和黏膜(胃肠黏膜、口腔黏膜、女性生殖道黏膜)等外周组织中,而黏膜中的MAIT细胞主要位于基底膜和基底膜以下的组织中。
    3. MAIT细胞的功能
    3.1 抗感染功能
    前期研究认为,MAIT细胞可能更倾向于对局部感染的胞内菌做出反应。例如,大肠杆菌、结核分枝杆菌等细菌可激活MAIT细胞表达穿孔素,经脱颗粒作用发挥抗微生物细胞毒效应;同时分泌IFN-γ和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)引起炎症反应。最近研究发现,在小鼠全身感染土拉弗朗西斯菌活疫苗株过程中,小鼠的肝、肺、肾、脾和外周血中MAIT细胞明显扩增并表现出极化的Th1样MAIT-表型,且在控制细菌负荷方面发挥关键作用;当1
    原发感染消退后,扩增的MAIT细胞形成稳定的记忆MAIT-1细胞群体,提示MAIT细胞可以增强机体对不同细菌导致系统感染的保护作用。临床病例研究发现,MAIT细胞在乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒和人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染的患者体内数量都降低;甚至在HIV感染中,由于外周血中MAIT细胞的大量激活,导致循环MAIT细胞出现耗竭。
    然而,薛红等研究发现,慢加急性肝衰竭(acute-onchronic liver failure,ACLF)患者病毒感染组与非病毒感染组外周血中MAIT细胞比例无差异,提示ACLF患者外周血中MAIT细胞的比例与病毒感染无关。另有研究发现,MAIT细胞在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者中以不依赖MR1的方式被IL-18介导而激活,并出现气道内浸润现象。
    多项研究表明,在COVID-19轻度和重度患者中,循环MAIT细胞数量降低,气道内浸润的T细胞中MAIT细胞丰富,提示MAIT细胞可能在感染发生后被激活并参与到气道黏膜的抗病毒反应中。
    3.2 免疫调节功能
    目前研究发现,炎症性肠病患者中出现外周血循环MAIT细胞的数量显著降低,这可能与疾病活动有关,活化的MAIT细胞可能迁移到炎症肠道组织中发挥作用。而在强直性脊柱炎患者与多发性硬化患者中分别发现,其外周循环内出现IL-22+及IFN-γ+/IL-17A+的MAIT细胞或Vα7.2+CD8+CD161high的MAIT细胞增多。此外,Nel等在近期和长期发病的1型糖尿病患者中研究发现,随着疾病的进程,患者外周血中MAIT细胞的数量、表型和功能发生改变。
    MAIT细胞的差异性改变可能提示或预测疾病的进程。在肿瘤免疫研究中,研究者也发现黏膜肿瘤患者外周血中MAIT细胞减少,而非黏膜肿瘤患者的外周血中未出现类似现象。外周血中MAIT细胞的减少可能是由于MAIT细胞被肿瘤抗原或炎症介质等激活,浸润到黏膜病损组织处发挥作用。
    目前,MAIT细胞在肿瘤中发挥的作用仍有争议。早期研究认为MAIT细胞可以分泌Th1型细胞因子,如IFN-γ和TNF-α,以及分泌颗粒酶素B与穿孔素,具有一定的抗肿瘤效应。但近期研究发现,肿瘤组织中的MAIT细胞分泌IL-17及Th2型细胞因子IL-13等发挥了促进新血管生成、免疫抑制等促癌作用。Duan等研究发现,受肿瘤影响MAIT细胞功能受损,甚至被重新编程,从抗肿瘤免疫转向肿瘤促进方向。
    4. MAIT细胞在口腔疾病中的作用
    4.1 MAIT细胞在口腔黏膜组织中的表达
    口腔拥有仅次于肠道的第二大和多样性的微生物群落。口腔黏膜是机体的第一线保护屏障,口腔黏膜组织中含有丰富的免疫细胞,可限制病原微生物的定植,介导对入侵病原体的保护性免疫炎症反应的产生,同时介导共生微生物和多种外源蛋白等非自我抗原的耐受。Sobkowiak等发现,口腔黏膜上皮和结缔组织中也存在MAIT细胞。与外周血相比,口腔黏膜中MAIT细胞在CD4-CD8-和CD4+亚群中富集,CD8+亚群水平显著降低,而CD8+亚群主要是CD8αα。
    以往研究表明,TCRαβ+CD8αα+上皮内淋巴细胞(intraepithelial lymphocytes,IELs)在胃肠道中丰富,在肠道的黏膜免疫和耐受中发挥重要的调节作用。而在口腔内对该类IELs研究较少。在小鼠口腔黏膜中研究发现,TCRαβ+CD8αα+IELs的数量和功能受TGF-β的调控,并受全身炎症条件状态影响。但其具体功能还有待进一步深入研究。
    口腔黏膜中MAIT细胞还具有CD69和CD103高表达特点,提示MAIT细胞组织驻留的特点;而且,颊黏膜中的MAIT细胞表现出一种独特的功能,IL-17、程序性死亡受体1(PD-1)表达增加,TNF和IFNγ及穿孔素表达减少,提示颊黏膜中的MAIT细胞活化后亦引发IL-17介导的炎症反应。
    另有研究发现,牙龈组织中存在CD3+、Vα7.2+和CD161high的MAIT,其MAIT细胞亚群的总体分布与其他组织类似。在牙龈轻度炎症(病理评分1~2分)和中度炎症(病理评分3~5分)中,MAIT细胞数量总体上与在血液中相似,但在炎症组织中激活的CD69+CD8+MAIT细胞与组织驻留型CD69+CD103+CD8+MAIT细胞增多,提示MAIT细胞在口腔黏膜组织中发挥重要的细胞毒作用。
    Kim等在牙周炎中研究发现,牙周炎患者外周血循环中MAIT细胞数量减少,而炎症牙龈组织中的MAIT细胞增多,外周血循环中MAIT细胞出现组织归巢趋化因子受体和相应的趋化因子高表达现象,这进一步提示了MAIT细胞的组织趋化特性。
    4.2 MAIT细胞与口腔疾病的关系
    鉴于MAIT细胞在口腔黏膜组织中的表达,以及其相应的微生物刺激后的抗感染、免疫调节等功能,在口腔疾病领域中的研究也逐渐增多。Davanian等研究发现,感染的根尖周组织中存在着MAIT细胞增多现象,其相应的TNF-α、IFN-γ、IL-17A等细胞因子相较于口腔中的正常牙龈组织亦表达增多,这些差异可能是由于根尖周组织中细菌数量和丰度改变所引起的。在感染的根尖周组织中MAIT细胞及其相关因子的表达量与细菌(特别是能生成核黄素的细菌)的表达量成负相关。
    研究提示,MAIT细胞可被微生物产生的核黄素代谢物通过MR1依赖的信号通路激活,发挥重要的抗菌作用。在牙周炎的临床研究中发现,相较于健康人群,牙周炎患者外周血中MAIT细胞的TNF-α与IL-17A分泌增多,参与机体炎症反应。黄倩等检测了25例带状疱疹患者治疗前及其中12例治疗后患者的外周血,发现治疗前患者组与健康对照组比较,MAIT细胞减少、IFN-γ表达下降、CD69表达升高,且随着病情加重此现象越发显著;与治疗前患者比较,治疗后的患者IFN-γ表达升高、CD69表达下降,表明带状疱疹患者外周血中MAIT细胞的活化增强,并分泌细胞因子参与机体的抗病毒免疫反应。
    此外,在原发性舍格伦综合征(primary Sjögren′s syndrome,pSS)、口腔扁平苔藓(oral lichen planus,OLP)等自身免疫疾病的研究中同样发现MAIT细胞发挥了重要作用。Wang等研究了pSS患者和健康对照组MAIT细胞的数量、免疫表型和功能,发现pSS患者外周血中MAIT细胞明显减少,且残余MAIT细胞的表型与功能改变,趋于幼稚化;而病变唾液腺组织中MAIT细胞的浸润增多,并影响黏膜免疫;表明外周血中MAIT细胞的减少可能是由于向目标组织迁移所致。
    戴逸君等研究发现,MAIT细胞在pSS患者唇腺组织中的表达高于非pSS患者,且在有口干、猖獗龋症状的pSS患者中表达更高,这可能与病情活动及炎症程度、抗体产生相关。正常共生口腔菌群的存在,包括细菌和真菌,其可作为一个潜在的激活T细胞免疫和启动OLP疾病的因素。
    在OLP病损组织中研究发现,CD3+CD161+IL18R1+MAIT细胞减少,但与白色念珠菌感染状态无关。而Yang等在OLP患者外周血中同样发现,除了MAIT细胞数量减少以外,其细胞表型与功能也发生改变。OLP患者外周血中CD4+CD69+CD103+PD-1+MAIT细胞增加,CD8+CD49d+MAIT细胞减少,且IL-4分泌减少,颗粒酶素B分泌增多。
    综上,MAIT细胞作为天然免疫的枢纽之一,关于其研究不应局限于绝对数量的改变,更应探索其表型和功能改变对免疫平衡的影响,特别是在口腔黏膜疾病,甚至口腔癌性疾病微环境的研究中。
    4.3 MAIT细胞在口腔疾病研究中的展望
    口腔黏膜不断地暴露于来自食物、微生物群等病原体的一系列抗原中,口腔黏膜免疫失调可能导致口腔免疫反应或感染的发生,并可能促进口腔癌的发生发展。目前,黏膜中组织驻留免疫细胞群因其在防御病原体入侵、维持免疫稳定等方面的重要性而被日益关注。其中,MAIT细胞能够识别多种MR1限制性配体,区分不同的病原体来源的配体,并为适应性免疫反应提供基础。微生物源性信号影响MAIT细胞在胸腺内发育、外周扩增和特定器官的功能。在组织中,MAIT细胞可以整合多种信号,并显示参与防御感染性病原体的效应功能。
    目前,肠道微生物与MAIT细胞的研究已广泛开展。Legoux等在小鼠和人类中发现,肠道细菌的刺激促使T细胞从胸腺迁移到肠道成为MAIT细胞,并参与维持肠道内稳态和黏膜屏障。MAIT细胞的成熟、增殖使上皮屏障更强,最终加强肠道细菌和T细胞之间的共存和共生关系,该平衡的失衡可能与局部感染、自身免疫疾病或是癌变有关。
    口腔是胃肠道的开端,也是一个天然带菌环境,口腔菌群和肠道菌群关系密切,而且MAIT细胞现已发现存在于口腔黏膜屏障中,那么MAIT细胞与口腔细菌及各种细胞组织之间有何相互作用,在这些口腔感染性疾病中是否同样发挥抗感染和组织修复功能,是否对口腔肿瘤的发生发展产生影响,值得我们进一步研究探索。
    5.结语
    免疫治疗是目前研究热点,MAIT细胞是人类天然免疫的重要细胞,在感染性疾病、自身免疫疾病、肿瘤疾病的发生发展与防治中发挥了不可或缺的作用。目前,其在口腔疾病中的研究仍然处于基础研究阶段,可进一步深化,探究MAIT细胞对于口腔菌群是否还存在其他配体及其相互作用关系;通过临床研究进一步理清在口腔不同病种、不同疾病阶段,不同个体MAIT细胞的表型和功能等异同,探索利用MAIT细胞预示和监测疾病进程的可行性;验证MAIT细胞对于疾病的治疗作用,利用其免疫特性,尝试开发MAIT细胞的不同免疫疗法(如细胞因子激活、免疫细胞过继等)在口腔疾病治疗中的应用。

编辑: 陆美凤

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