The Proceedings of the American Thoracic Society 4:461-464 (2007)

Роль CD4+ T-клеток при саркоидозе

Johan Grunewald and Anders Eklund
Division of Respiratory Medicine, Department of Medicine, Karolinska University Hospital Solna, Stockholm, Sweden

Реферат

Активизированные легочные Th1 CD4+ T-лимфоциты являются необходимым компонентом воспалительного процесса при саркоидозе. Для формирования саркоидной гранулемы также является необходимо производство IFN-gamma. T-клетки и их воспалительные медиаторы могут быть возможной целью для иммунотерапии. Значительно увеличенные уровни специфической субпопуляции T-клеток, AV2S3+ CD4+ T-клеток, были обнаружены в ЖБАЛ у HLA-DRB1*0301+ и/или HLA-DRB3*0101+ пациентов с саркоидозом. Была обнаружена сильная связь AV2S3+ CD4+ T-клеток с саркоидным воспалением и будущие исследования этой специфической субпопуляции T-клеток возможно позволят идентифицировать специфичекий саркоидный антиген. Недавно, при саркоидозе были описаны субпопуляции T-клеток с регулирующими функциями (естественные киллеры и регулирующие Т-клетки). Дисфункция регулирующих T-клеток может позволять эффекторным клеткам вносить вклад в формирование гранулем. Эти результаты возможно будут полезны при разработке новых стратегий терапии.

Введение

Саркоидоз - гранулематозная болезнь неизвестной этиологии, характеризованная формированием неказеозных гранулем и наиболее часто поражающая легкие. В начале 1980-х, с помощью бронхоскопии и бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) было обнаружено, что при саркоидозе, легочные CD4+ T-клетки спонтанно секретируют IL-2 и экспрессируют маркер активации HLA-DR. Кроме того, в 1985 г. было показано, что Th1 цитокин IFN-gamma производится легочными мононуклеарными клетками у пациентов с легочным саркоидозом в существенно более высокой степени, чем у здоровых индивидуумов (4).

Накопление в легких CD4+ T клеток при саркоидозе приводит к увеличению отношения CD4+/CD8+ в ЖБАЛ, что является клинически важным маркером болезни и используется для диагностических целей (5). Легочные CD4+ T-клетки участвуют в формировании гранулемы посредством производства IFN-gamma и фактора некроза опухоли альфа (TNF-alpha). Важность IFN- gamma для формирования гранулемы была предположена потому, что у IFN-gamma-дефицитных мышей в экспериментальной модели аллергического пневмонита, гранулемы не формировались (6). Важность T-клеток для развития гранулем при саркоидозе была выдвинута на первый план в исследованиях пациентов с ВИЧ (7). У пациентов в ВИЧ саркоидоз разрешается с исчезновением гранулем, когда индекс T-лимфоцитов падает ниже 200 /µl. Интересно, когда в результате соответствующей терапии число T-лимфоцита увеличивается, саркоидоз появляется вновь (7).

Естественные киллеры при саркоидозе

Недавно было обнаружено, что иммунорегуляторные лимфоциты, естественные киллеры (NKT клетки), имеют уникальные способности по быстрому производству большого количества Th1 (IFN- gamma) и Th2 (IL-4) цитокинов. У мышей, NKT клетки предотвращали прогресс Th1 аутоиммуннных болезней (8, 9). У диабетиков было обнаружено уменьшение числа и нарушение функции NKT клеткок (10). Большинство NKT клеток являются CD4+ и экспрессируют инвариантный рецептор TКР Vapha 24-J apha 18/Vbeta (11). Они скорее опознают антигенные гликолипиды, чем антигенные пептиды, презентированные CD1d молекулами (11). Гликолипид альфа-галактозилкерамид, является мощным стимулятором NKT клеток и использовался для окрашивания CD1d NKT клеток.

При саркоидозе, уменьшенное количество NKT клеток было найдено в крови и ЖБАЛ (12, 13). Кроме того, когда NKT клетки стимулировалась альфа-галактозилкерамидом, производство IFN-gamma уменьшалось (12). Интересно, что пациенты с синдромом Лёфгрена, имели нормальные уровни NKT клеток (13). Относительно NKT клеток в саркоидных гранулемах были получены противоречивые результаты (12-14). В целом, уменьшение числв регулирующих NKT клеток при саркоидозе, может объяснять усиление Th1 ответа при этой болезни. Интересно, что при астме (Th2 болезни), NKT клетки составляли большинство CD4+ T-клеток в легком (15).

Регулирующие Т-клетки при саркоидозе

Регулирующие Т-клетки (Treg) коэкспрессируют CD4 и CD25_BRIGHT и способны к подавлению пролиферации и производства цитокинов активизированными T-клетками. Treg клетки также могут быть определены по экспрессии фактора транскрипции FOXP3 (16), который является более надежным маркером, поскольку CD25 также экспрессируется активизированными T-клетками. Недавно было предположено, что FOXP3+ Treg клетки могут быть определены по коэкспрессии CD25 и CD27 (17). У мышей, Treg клетки могут блокировать развитие аутоиммуннных болезней (18). Мыши и люди с дефицитом FOXP3 клеток умирают от серьезных аутоиммуннных болезней (19, 20).

У пациентов с саркоидозом было обнаружено увеличенное количество CD4+ CD25_BRIGHT Treg клеток в периферической крови и ЖБАЛ (21, 22). В исследовании Miyara с коллегами, саркоидные Treg клетки были неспособны полностью блокировать производство TNF- alpha, таким образом способствуя формированию гранулемы. Однако, эти клетки имели сильную антипролиферативную активность, которая возможно была связана с развитием кожной анергии, характерной для пациентов с саркоидозом (22). Недавно мы проанализировали маркер Treg клеток, FOXP3 у CD4+ T-клетки ЖБАЛ и обнаружили уменьшенные уровни FOXP3 у пациентов с саркоидозом по сравнению групой контроля. Это указывало на уменьшенные уровни Treg клеток при саркоидозе, что противоречит результатам других исследований (21, 22). Альтернативно, уменьшенные уровни FOXP3 могут предполагать качественные нарушения функции Treg клеток при саркоидозе. Будущие исследования, включая функциональные исследования Treg клеток, несомненно прольют большее количество света на эту интересную и важную субпопуляцию CD4+ T-клеток при саркоидозе.

Ограниченный репертуар ТКР CD4+ T-клеток ЖБАЛ пациентов с саркоидозом

Ограниченный репертуар Т-клеточных рецепторов (ТКР) CD4+ T-клеток ЖБАЛ у пациентов с саркоидозом был описан в 1980-х Moller с коллегами (23). Несколько исследований впоследствии подтвердили, что CD4+ T-клетки ЖБАЛ на участках активности болезни обладают ограниченным репертуаром вариабельного региона Vb и Va ТКР, что совместимо с олигоклональностью ТКР. Это указывает на реактивность T-клеток к нескольким саркоидным антигенам в легких пациентов с саркоидозом (24-28). Олигоклональные T-клетки со специфическими мотивами ТКР были идентифицированы в легких и крови пациентов с саркоидозом а также после внутрикожных инъекций антигена Квейма (который иногда используется в диагностических целях) а также в коже (29). Однако, в большинстве случаев, экспрессия Vb и Va ТКР отличалось у различных пациентов. Исключением являются T-клетки, экспрессирующие ТКР AV2S3, обнаруженные у HLA-DRB1*0301+ пациентов с саркоидозом.

T-клетки, экспрессирующие ТКР AV2S3 у HLA-DRB1*0301+ пациентов с саркоидозом

Наша группа показала, что у DRB1*0301+ пациентов с саркоидозом наблюдается значительное увеличение численности субпопуляции ТКР AV2S3+ CD4+ T-клеток в легких (25, 30). Увеличение численности этих T-клеток было обнаружено фактически у каждого DRB1*0301+ пациента с саркоидозом, но не у пациентов с другими воспалительными легочными болезнями, например аллергическим альвеолитом или астмой или у здоровых индивидуумов. Секвестрирование ТКР AV2S3+ CD4+ T-клеток показало: (1) олигоклональность и (2) различные комбинации нуклеотидов, кодирующих одну и ту же последовательность аминокислот в регионе CDR3 ТКР (то есть, наиболее вариабельной части ТКР, непосредственно взаимодействующей с антигенным пептидом), указывая, что они предназначены для взаимодействия со специфическими антигенами (31). AV2S3+ CD4+ T-клетки также экспрессируют маркеры активации в более высокой степени, чем другие легочные CD4+ T-клетки (32), что поддерживает нашу гипотезу, что их пролиферация произошла в ответ на саркоидный антиген. Кроме того, число AV2S3+ CD4+ T-клеток в легком коррелирует с активностью болезни (33), что также связывает их с патогенезом саркоидоза. Также имеется корреляция между количеством AV2S3+ Т-клеток в начале болезни и клиническими особенностями болезни. Более высокое число AV2S3+ T-клеток коррелирует с лучшим прогнозом, указывая на защитную роль этих специфических T-клеток (34). Наши последние исследования показали, что AV2S3+ T-клетки скорее имеют эффекторные функции, чем регулирующие (то есть, они не экспрессируют FOXP3). Кроме того, AV2S3+ CD4+ T-клетки имеют значительно уменьшенную экспрессию CD25 и CD27 по сравнению с остальными (AV2S3-) CD4+ Т-клетками у тех же самых пациентов (32). Это еще раз указывает на эффектоную функцию этой специфической субпопуляции T-клеток, поскольку коэкспрессия CD25 и CD27 была предложена для определения FOXP3 + Treg клеток у людей (17).

В других этническиих группах, например в Японии, генотип HLA-DRB1*0301 редок и обычно AV2S3+ T-клетки в легких у этих пациентов не обнаруживаются (35). Однако, накопление AV2S3+ T-клеток в легких может происходить у HLA-DRB1*0301+ пациентов не белой расы, указывая на важность гена HLA-DRB1*0301 в развитии этого местного иммунного ответа (36). У чернокожей женщины африканского происхождения, в раннем возрасте удочеренной Шведскими родителями и живущей в Швеции, был диагностированн саркоидоз после обнаружения двусторонней внутригрудной лимфаденопатии и узловатой эритемы. Также в легких было обнаружено большое число CD4+ T-клеток, экспрессирующих ТКР AV2S3. Этот пациент был HLA-DRB1*0301+, предполагая, что некоторые гены HLA связаны со специфическим иммунным ответом, который являются идентичным, независимо от расовых факторов (36). С другой стороны, факторы окружающей среды также важными, как было показано в сообщении о паре HLA-DRB1*0301+ монозиготных близнецов, один из которых имел саркоидоз с накоплением AV2S3+ T-клеток в легком в начале болезни, но не после клинической ремиссиии, принимая во внимание, что другой близнец имел нормальное число AV2S3+ T-клеток и в ЖБАЛ и в крови (37).

В другой группе пациентов с саркоидозом (то есть, HLA-DRB1*0301- и DRB3*0101+) также было найдено накопление AV2S3+ T-клеток в легких (38). Молекулы HLA-DRB1*0301 и HLA-DRB3*0101 имеют значительное подобие и могут презентировать идентичные антигенные пептиды, предполагая, что гипотетический специфический антиген саркоидоза может быть презентирован HLA-DRB1*0301 или DRB3*0101 молекулой, и, в обоих случаях, быть опознан AV2S3+ T-клетками (38, 39). Mycobacterium tuberculosis была предложена в качестве возможного патогенна при саркоидозе Song с коллегами (40). Интересно, что Mycobacterium tuberculosis могут стимулировать AV2S3+ CD4+ T-клетки периферической крови здоровых HLA-DRB1*0301+ индивидуумов (41). Специфичность AV2S3+ T-клетки при саркоидозе, однако, пока не установлена.