2. 中国医学科学院药用植物研究所云南分所, 云南 景洪 666100;
3. 长春中医药大学, 吉林 长春 130117;
4. 郑州大学药学院, 河南 郑州 450001
2. Yunnan Branch, Institute of Medicinal Plant, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Jinghong Yunnan 666100, China;
3. Changchun University of Chinese Medicine, Changchun 130117, China;
4. College of Pharmaceutical Sciences, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
缺血/再灌注损伤的概念由Hearse于1997年首次提出，它常常发生在心肌梗死、脑梗死、器官移植、休克、外伤等疾病的治疗过程中，严重影响病人的预后。从1990年到2013年的20多年间，缺血性心脏病的死亡人数从573.7万增加到了813.9万，脑梗死的死亡人数从218.2万增加到了327.2万，另外，肠道血管疾病的死亡人数从5.2万增加到了7.9万[1]。缺血/再灌注损伤已经成为人们不可回避的问题。
Th1/Th2失衡既是机体异常的警报，也是多种疾病发生发展的诱因。近年来，Th1/Th2失衡越来越受到国内外学者的关注。通过对Th1/Th2相关细胞因子定性和定量化检测，可对炎症损伤的发生和发展进行科学的评估。在缺血/再灌注损伤中，自由基爆发、补体激活、炎症反应等病理过程的参与，使细胞因子等炎症因子产生，从而导致组织或器官损伤，Th1/Th2失衡是这一过程的关键[2]。虽然免疫抑制剂已在临床应用并且取得很好的疗效，但不良反应较多。目前研究发现，中药多成分多靶点调节的特点在对缺血/再灌注损伤及Th1/Th2失衡的调节中优势凸显。本文对Th1/Th2失衡的形成过程及在介导缺血/再灌注损伤中的作用进行综述，同时初步分析中药在该疾病中的应用前景，以期为相关基础研究和临床应用提供参考。
1 Th1/Th2细胞分化过程的调控Th1和Th2是辅助性T细胞（helper T cell, 即Th细胞)的两个主要亚型，前者主要分泌IL2、IL12、IFNγ、TNFα等细胞因子，介导细胞免疫；后者主要分泌IL4、IL5、IL6、IL10等细胞因子，介导体液免疫。生理状态下，两者自身促进，相互抑制，共同维持机体免疫平衡。
1.1 抗原刺激Th1细胞、Th2细胞均来自于前体Th0细胞。抗原和抗原提呈细胞，尤其是树突状细胞(DC)影响着Th0细胞的分化方向。抗原进入机体后，反复刺激NK细胞和抗原提呈细胞，引起细胞因子的释放。不同的抗原引起不同的细胞因子释放，当IFN-γ和IL-12释放增多时，促进Th1细胞的发育，并抑制Th2细胞的发育；当IL-4释放增多时，促进Th2细胞的发育，同时抑制Th1细胞的发育。在分化过程中，Th1细胞和Th2细胞的分化程序相互抑制，并在一定环境中发生相互转化。
1.2 细胞因子参与机体中细胞因子的变化对Th0细胞分化方向至关重要，关键细胞因子IL-4、IFN-γ、IL-12可选择性的与Th细胞上相应的受体结合，活化Jak-STAT家族，促进CD4+T细胞的定向分化[3]。 IL-4与其受体结合，激活Jak-STAT6通路，促进Th2细胞增殖。IFN-γ受体由α和β两条链组成，但β链仅在Th2细胞上表达。因此，IFN-γ与Th2细胞上的受体结合，激活Jak-STAT1通路，抑制Th2细胞的增殖，Th1细胞则不受IFN-γ的影响。IL-12有β1、β2两种受体，其中β2受体仅在Th1细胞上表达，IL-12与Th1细胞上的受体结合后，激活Jak-STAT4通路，促进Th1细胞增殖和IFN-γ的产生。IL-4可以抑制IL-12的β2受体在Th1细胞上表达，促进Th2细胞增殖。
1.3 转录因子参与Th细胞的分化受特定转录因子调控。T-bet是IFN-γ基因的特征反式激活因子，仅在Th1细胞中表达，外界信号分子通过T细胞受体活化T-bet，产生IFN-γ。另外，炎症因子IL-12通过Jak-STAT4通路上调T-bet的mRNA的表达，增加IFN-γ的水平，一方面促进Th1细胞的增殖，另一方面抑制Th2细胞的增殖。GATA-3选择性表达在Th2细胞中，它可以启动Th2型关键细胞因子IL-4、IL-5基因的表达，通过上调GATA-3表达水平达到转变CD4+T细胞表型的目的。近期研究揭示，GATA-3的这一作用需要辅助因子的共同协助才能完成[4]。此外，其它转录因子如c-Maf、NF-IL6、NF-AT、AP-1也在Th2细胞分化过程中产生重要的作用。
1.4 其他辅助因子参与Th细胞还表达趋化因子受体并分泌共刺激分子，共同促进Th细胞的分化[5]。例如，Th1细胞特异表达趋化因子受体CXCR3和CCR5，Th2细胞特异表达趋化因子受体CCR3、CCR4、CCR7以及CCR8；Th1高表达共刺激分子CD25，Th2则高表达CD30等。趋化因子和趋化因子受体结合、共刺激分子和其相应配体结合，与细胞因子共同参与调节Th细胞分化的过程中。
2 Th1/Th2失衡在组织缺血/再灌注损伤中的作用组织缺血/再灌注损伤的相关报道很多，例如心脏、肝脏、肾脏等人体重要器官。而Th0细胞分化过程在不同组织缺血/再灌注损伤病理过程中表现稍有不同，造成相关信号分子和炎症因子差异化表达，但总体看来以Th1细胞为主导的病理损伤过程占大多数。
2.1 心脏缺血/再灌注损伤心脏缺血/再灌注损伤是临床治疗过程中遇到的一大难题，是在心肌梗死治疗过程中应该考虑的危险因素，同时也是国内外学者研究的热点。心脏移植术后同样存在心肌缺血/再灌注损伤问题，这在很大程度上决定心脏的移植成功与否。有研究表明[6]，过表达Bcl-2有助于心脏移植成功，因其不仅能抑制心脏移植后心肌细胞的凋亡，还能通过减少Th1类细胞因子的产生，抑制再灌注过程中的免疫反应。可见Th1/Th2失衡在心肌缺血/再灌注损伤中发挥重要作用。
2.2 肝脏缺血/再灌注损伤肝脏缺血/再灌注损伤多发生于部分肝切除、肝移植过程中。促炎因子IFN-γ的过表达，以及Th2类细胞因子IL-4弱表达是肝切除导致缺血/再灌注损伤的重要原因。检测肝切除术病人中各种细胞因子以及肝酶含量，发现肝脏IL-4和IL-10的水平与ALT的水平呈负相关，且此结果在正常肝脏和脂肪性病变肝脏中一致[7]。另有研究表明，环氧合酶-2(COX-2)缺失的小鼠在肝缺血/再灌注时，Th2环境更易形成，IL-12水平明显降低，IL-10释放增加，进而减轻肝脏缺血/再灌注损伤[8]。
2.3 肾脏缺血/再灌注损伤移植肾功能延迟恢复是肾脏移植的常见问题，可导致移植失败。原因可能是缺血时间过长，再灌注损伤也在其中扮演重要角色。Loverre等[9]通过检测T-bet(Th1)、GATA-3(Th2)、IL-17(Th17)蛋白表达发现，在移植肾功能延迟恢复中，T-bet+细胞明显增加，T-bet+/GATA-3+细胞比例也明显增加，说明免疫偏移是肾移植失败的重要原因。研究报道，通过选取IL-4和IL-12基因敲除小鼠进行肾脏缺血/再灌注试验，发现IL-4缺陷小鼠血清尿素水平明显增加，T-bet表达水平增高，单核细胞趋化蛋白(MCP-1)增加，肾小管损伤加重；IL-12缺陷则对肾脏缺血/再灌注具有保护作用[10]。趋化因子在白细胞的募集和Th1/Th2细胞免疫反应调节中具有重要作用，趋化因子CXC与其受体CXCR3结合后，募集大量Th1细胞到肾脏，使得CD4+IFN-γ+细胞比例大大增加，形成肾脏组织的Th1优势状态，引起损伤。受体CXCR3缺陷小鼠则不会形成Th1优势状态，肾脏因此得到保护[11]。
2.4 肠缺血/再灌注损伤肠对缺血非常敏感，因此肠缺血/再灌注损伤受到很多研究者关注。内皮细胞表达的P选择素通过与其受体结合介导了肠缺血/再灌注损伤。P选择素是一种重要的黏附分子，它可以促进中性粒细胞向炎症部位聚集，介导炎症反应。在P选择素阻滞剂或P选择素基因敲除小鼠中，细胞因子微环境由Th1优势状态转变为Th2优势状态，一些保护基因，如HO-1、Bcl-xl、Bcl-2表达增加，肠损伤得以减轻。可见，Th1/Th2失衡在肠缺血/再灌注损伤中具有重要作用[12]。
2.5 其它建立睾丸扭转后复位模型，与假手术组相比，模型组血清Th1相关细胞因子IL-2和TNF-α水平明显升高，Th2相关细胞因子IL-4和IL-10水平则明显降低，且生殖细胞凋亡率提高。采用可以调节Th1/Th2平衡的脂氧素A4预处理后，睾丸损伤明显减轻。可见睾丸缺血/再灌注中Th1细胞优势状态是造成损伤的重要原因[13]。值得一提的是，Th1优势状态加重组织或器官缺血/再灌注损伤，但在视网膜急性缺血/再灌注损伤中结果却恰恰相反。野生型小鼠和STAT6基因敲除小鼠同时进行视网膜缺血/再灌注损伤实验，后者表现出明显的Th1优势状态，其视网膜神经节细胞凋亡率明显减少。然而，野生型小鼠视网膜胶质纤维酸性蛋白表达增加，视网膜神经节细胞凋亡率增加[14]。可见Th2优势状态是视网膜缺血/再灌注损伤产生的原因。
3 干预Th1/Th2偏移减轻缺血/再灌注损伤缺血/再灌注引起组织损伤，主要表现在相关酶学指标异常升高、细胞凋亡、组织损伤甚至坏死、组织重构，从而影响正常的生理功能。Th1/Th2失衡是缺血/再灌注损伤产生的重要因素之一，通过干预相关细胞因子的产生，适当阻断相关信号传导过程，纠正Th1/Th2的失衡状态，使其恢复生理平衡是干预缺血/再灌注损伤的有效途径。
3.1 细胞因子干预肝移植中常会发生供肝冷藏后复温缺血/再灌注损伤。IL-13是一种Th2类细胞因子，采用重组腺病毒获得大量表达IL-13的肝脏，在4℃保存24h后移植入同源大鼠体内。结果表明，与普通肝脏相比，过表达IL-13的肝脏移植成功率可达到100%。且研究发现，过表达IL-13能减轻大鼠肝脏冷缺血/再灌注损伤，降低AST水平，并上调抗凋亡基因Bcl-2/Bcl-xl以及其下游的抗氧化基因HO-1的水平[15]。
IL-1受体超家族成员ST2能诱导Th2型免疫应答反应，具有改善缺血/再灌注损伤的潜力。实验研究表明，小鼠成功转染psST2-Fc基因后，使ST2大量表达，能抑制NF-κB的激活，从而抑制免疫反应[16]。ST2分为分泌型(sST2)和跨模型(ST2L)，IL-1家族成员IL-33可与ST2L结合，诱导Th2型免疫反应。给予IL-33预处理后，肝缺血/再灌注小鼠IL-4、IL-5以及IL-13水平得到提高，IFN-γ的产生受到抑制，肝脏得到保护[17]。
3.2 免疫调节干预免疫抑制药他克莫司和西罗莫司可通过降低促炎和抗炎T淋巴细胞的比例，产生对肝缺血/再灌注的保护作用[18]。镁也具有免疫调节作用，肝脏移植病人预先服用镁后，移植后复流综合征的持续时间缩短，IFN-γ水平降低，IL-4/6/10水平提高，能将Th1优势状态转化为Th2优势状态[19]，增加肝移植成功率。过敏介质阻滞剂曲尼司特预处理肾缺血/再灌注小鼠后，也可使Th1/Th2比例明显降低，同时降低血清中升高的肾功能指标，如肌酐和尿素氮，形成免疫负调节，减轻肾脏病理改变[20]。
通过影响抗原提呈细胞亦可以干预免疫反应的发生。DC是最为重要的抗原提呈细胞，3型1-磷酸鞘氨醇受体(S1P3)对DC细胞的成熟至关重要，在肾缺血/再灌注大鼠中，S1P3可引起Th1/IFN-γ型免疫反应，加重组织损伤，缺失S1P3可引起Th2/IL-4型免疫反应，减轻肾脏损伤。可见干预抗原提呈细胞的成熟，从而抑制免疫反应也是减轻缺血/再灌注损伤的可行途径[21]。
3.3 其他方式干预P-选择素的表达与肠缺血/再灌注损伤成正相关。P-选择素阻断剂rPSGL-Ig可以阻断P、E、L三种选择素，从而干扰多形核嗜中性粒细胞和内皮细胞间的黏附及血小板聚集，阻止炎症反应发生。通过给予肠移植大鼠P-选择素阻断剂rPSGL-Ig阻断P-选择素的作用，观察复灌后4h、12h以及24h大鼠Th1和Th2类细胞因子mRNA表达情况。结果表明，给予rPSGL-Ig能明显降低Th1类细胞因子IL-2和IFN-γ表达水平，并增加Th2类细胞因子表达水平，从而阻止淋巴细胞和中性粒细胞介导的炎症反应，提高肠移植大鼠存活率[22]。
胰高血糖素样肽-2(GLP-2)是肠道特异的保护生长因子，对肠道机械损伤有修复作用。研究发现GLP-2的功能远不止这些，它可以通过调节Th1/Th2类细胞因子水平，调节IgA的产生，从而调节肠道免疫反应。皮下注射GLP-2的ICR小鼠经历肠缺血/再灌注后，与模型组比较，Th1类细胞因子IL-2和IFN-γ升幅减小，Th2类细胞因子IL-4和IL-10降幅减小，IgA表达水平稳定，缺血/再灌注肠道得到保护[23]。
4 中药在干预Th1/Th2失衡中的应用前景免疫调节是一种全身性调节，而Th1/Th2细胞因子平衡对整个免疫系统的调节起关键作用。传统中医药观点认为，免疫系统是机体阴阳平衡的调节系统，调节Th1/Th2平衡是中药治疗炎症等免疫性疾病的作用机制之一。同时中药具有多组分-多靶点-多效应的特点，在调节机体内环境稳态方面具有明显优势。
来自于红活麻中的总香豆素作用于TLR4信号通路，抑制脾脏T淋巴细胞增殖，诱导Th2型免疫反应，抑制胰岛炎，增加胰岛数量，从而抑制非肥胖性糖尿病小鼠自身免疫性糖尿病的发展[24]。选用Nc/Jic小鼠，通过耳廓注射粉尘螨抗原建立过敏性皮肤炎模型，小鼠耳廓明显肿胀，损伤部位IL-1a、IFN-α和IL-4明显增加。麦味地黄丸给药后，与模型组比较，小鼠损伤部位IL-4的 mRNA水平略微增加，同时IFN-α水平明显降低，说明麦味地黄丸可通过调节Th1/Th2平衡向Th2转化，抑制过敏性皮肤炎症反应。进一步研究表明，在这一过程中产生主要作用的是麦冬和五味子两味中药[25]。临床研究表明，具有健脾补肾活血作用的生血合剂能在一定程度上恢复慢性再生障碍性贫血患者的造血功能。深入研究表明，生血合剂可降低患者外周血单个核细胞中T-bet、STAT4、IFN-γ、IL-12水平，并提高GATA-3、STAT-6、IL-4至正常水平，从而诱导Th1/Th2平衡向Th2优势状态转化，扭转疾病的发展进程[26]。
缺血/再灌注损伤的机制复杂，涉及整个机体系统的平衡，单个成分单一靶点很难取得很好的治疗效果。Th1/Th2失衡在缺血/再灌注损伤的发生发展中具有重要作用。通常情况，Th1/Th2处于一种动态平衡，抗原和抗原提呈细胞、各种细胞因子、趋化因子、共刺激分子以及转录因子等共同参与这一平衡的调节过程，构成复杂的网络调节。通过免疫调节可以减轻缺血/再灌注损伤，但免疫调节是一个复杂的过程。对Th1/Th2失衡干预过度，使机体内环境达不到正常状态下的稳态，不但不能改善反而会加重病理损伤状态。中药及其复方本身就是具有多种活性成分的复杂体系，对于慢性疾病和复杂疾病，如神经退行性疾病[27]、肿瘤[28]等疾病有着其他药物不可比拟的优越疗效，已经为越来越多的研究者所重视。从中药活性成分或配伍组分等角度去研究、发现新型药物，具有广阔发展前景，对缺血/再灌注损伤的治疗具有重要意义。如何准确的理解Th1/Th2失衡与缺血/再灌注损伤之间的联系，深入探究Th1/Th2失衡在缺血/再灌注损伤病理过程中的分子机制，以及开发有前景和治疗优势的传统中药新药，是我们今后努力的方向。
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