侯青松， 霍 燕， 方焕焕综述， 段淑荣审校

阿尔茨海默氏病(Alzheimer'’s disease，AD)是一种与年龄相关性的慢性、进行性和不可逆性神经退行性疾病，其特征是认知和记忆障碍，是最为常见的痴呆类型。AD的病理学改变包括神经元外蛋白片段β-淀粉样蛋白(称为β-淀粉样蛋白,β-amyloid，Aβ)和神经元内蛋白tau蛋白(称为tau缠结)的异常形式的积累[1]。Aβ的积累会干扰突触中神经元与神经元的通讯，Tau缠结会阻止营养物质和其他必需分子在神经元内部的运输，导致细胞死亡。淀粉样蛋白级联假说被认为在AD的发展中起着决定作用，该假说指出聚集的Aβ积累是导致神经变性和痴呆的起始事件，导致了脑损伤和破坏，出现记忆力减退和阿尔茨海默氏病其他症状。但近些年还提出了其他几种可能导致神经变性的机制，包括炎症假说、线粒体功能障碍、氧化应激、遗传和环境因素、以及细胞凋亡等[2]。近年来越来越多的研究结果表明，炎症过程在AD的病理生理中起着重要作用，其中对小胶质细胞的研究较多，然而T细胞在AD发病过程中的作用尚不明确，本文将对T细胞在AD病理过程中可能参与的机制进行阐述。

1 AD的流行病学研究

我国2013年的统计数据显示约有500万AD患者，2017年社区调查发现60岁以上老年人群的AD患病率为16.18%，80岁以上老年人的AD 患病率为45.16%[3]。阿尔茨海默病协会2016年报告显示，到2050年，预计每33 s就会出现1例新的AD病例[4]。2020年报告显示，美国约有580万65岁及以上的人患有AD，在美国总人口中85岁以上的人患有AD的比例达到32%[5]。据疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)的数据，2018年有122,019人死于AD，其被列为美国第六大死亡原因。

在2019年，超过1,600万家庭成员和其他无偿护理人员为AD或其他痴呆症患者提供了约186亿小时的护理，这项护理的价值将近2440亿美元，但其成本却扩大到了家庭护理人员增加的情绪困扰和负面的身心健康风险[5]。一项对太原市小样本的统计数据显示女性、高龄、认知能力的下降加重了AD患者的经济负担[6]。由此可见，AD在全球给个人和社会经济造成重大负担。

2 AD的炎症改变

近些年神经炎症被认为是AD发病机制中不可或缺的重要因素。脑膜和脉络丛等特定的脑区室，以及脑实质本身都具有高度的免疫能力，可以容纳多种外周衍生的免疫细胞[7]。近期研究提示大脑的脉络丛(choroid plexus，CP)是白细胞进入CNS的选择性通道，能够在神经组织损伤后募集单核细胞来源的巨噬细胞和T细胞，并依赖IFN-γ的信号控制着脉络丛中白细胞的运输。APP-Tg小鼠中CP表达的白细胞归巢和运输决定簇水平降低，包括细胞间粘附分子1(intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1)，血管细胞粘附分子1(vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1)，CXC基序趋化因子10(CXC motif chemokine 10，cxcl10)和趋化因子CC基序配体2(chemokine CC motif ligand 2，ccl2)，其在CP白细胞的上皮迁移过程中表达上调[8]。炎症假说强调中枢神经系统(central nervous system，CNS)的免疫反应失调是AD病因的关键因素。

目前发现，在AD中小胶质细胞和星形胶质细胞可以通过专门的模式识别受体(Pattern recognition receptor，PRR),例如Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)、核苷酸结合寡聚化域样受体(nucleotide binding oligomerization domain-like receptors，NLR)、识别脑内沉积的Aβ、补体、晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycation end products，RAGE)和清除剂受体(scavenger receptor，SR)，使小胶质细胞和星形胶质细胞激活并诱导促炎细胞因子和趋化因子的分泌。小胶质细胞活化后分泌促炎细胞因子IL-1、肿瘤坏死生长因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、IL-6和IL-8、巨噬细胞炎症蛋白-1、单核细胞趋化肽-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)、巨噬细胞集落刺激因子，反应性星形胶质细胞分泌MCP-1，调节T细胞表达和分泌TNF-α和IL-1，具有TLRs激动剂或细胞因子的活化小胶质细胞也通过核因子κB介导的信号传导激活NALP3炎性体，从而导致促炎性介质的产生。而CD36、TLR2、TLR4和TLR6的连接导致促炎信号的转导[9]，进而实现了对Aβ的吞噬作用，但自我维持型促炎介质会诱导可诱导的一氧化氮(nitric oxide，NO)合酶亚型和局部NO产生，从而诱导神经元凋亡，轴突和突触损伤以及抑制线粒体呼吸[10]，导致神经元的功能障碍和死亡，并最终导致AD的发展。除此之外，淋巴细胞、巨噬细胞[11]、自然杀伤细胞、中性粒细胞[12]等也被证实在AD病理发展过程中发挥一定作用。

3 T细胞在AD发病中的机制

在啮齿动物中发现，在正常脑衰老过程中，CD4+和CD8+T细胞以较高的数量渗入CNS[7]。Ferretti等人同样发现在APP-Tg小鼠的Aβ负荷的脑区域中发现浸润性T细胞数量增加，并伴随着ICAM-1和VCAM-1的上调，故提出Aβ诱导的内皮细胞活化可能是AD中T细胞浸润的原因[13]。当前对AD大脑中T细胞的了解，其激活过程是首先由外周免疫器官如在淋巴结中的外周抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APC)引发，然后通过CNS中的小胶质细胞进行局部再刺激，从而调节大脑中的T细胞表型和T细胞反应[14]。而Ferretti则揭示了适应性T细胞对Aβ的反应低下，包括弱激活和增殖，效应细胞因子IFN-γ表达降低，抗原提呈下调，APC表现出不成熟的表型[13]，可能提示了Aβ对局部自身免疫反应的抑制作用。

研究显示在轻度AD患者中，脑脊液中CD8+和CD4+淋巴细胞的激活水平与经典领域(记忆和视觉空间技能)的神经认知能力下降显著相关，特别是脑脊液中高比例的HLA-DR+活化CD8+细胞与AD典型神经心理缺陷(尤其是记忆和视觉空间缺陷)以及海马旁区域的微结构损伤显著相关[15]。进一步研究表明，THY-Tau22动物的海马T细胞浸润与触发选择性的大脑内CD8+T细胞募集相关。提示tau病理学的发展与T细胞海马募集有关，后者在没有主要的血脑屏障渗漏的情况下发生，可能涉及CCL3介导的趋化过程[16]。另有研究发现AD患者中检测到CD4+CD28+CD27+CD45RA+幼稚T淋巴细胞减少，而这种减少与通过MMSE评估的痴呆恶化之间存在显著相关[17]，AD中的CCR6+和CCR4+CD4+T细胞明显增加，CCR4和CCR6结合趋化因子促进淋巴细胞和单核细胞向CNS的迁移。故T淋巴细胞的定量和表型改变的使用可能有助于痴呆的早期生物标记物，但需要进一步研究。

3.1 CD4+T细胞 众所周知，Th1细胞产生高水平的IFN-γ和低IL-4和IL-17，Th2细胞分泌高水平的IL-4和低IL-17和IFN-γ，Th17细胞则表达IL-17、IL-22、IL-23和少量的IL-5。大量证据表明Th2或Treg细胞可能在大脑中发挥保护作用，但Th1或Th17细胞募集进入正在发生炎症变化的大脑，可能会加剧炎症级联反应。Th1和Th17细胞加剧了Aβ诱导的神经炎性细胞因子释放，而Th2细胞减弱了这种作用[18]。

3.1.1 Th1细胞 Aβ特异的Th1细胞增加了APP/PS1小鼠的Aβ沉积和小胶质细胞激活，上调了炎症因子TNF-α和IL-1β的表达，并对空间学习产生了负面影响，而用抗IFN-γ抗体治疗小鼠后可减轻这些变化，提示Th1细胞释放IFN-γ加速了AD的病理发展[19]。同样，体外实验发现Aβ可引起神经胶质细胞(包括小胶质细胞和星形胶质细胞)表达促炎因子IL-6和TNF-α，从而诱导Th1细胞产生IFN-γ，而Th1细胞又能增强小胶质细胞表面上MHCII、CD80、CD86和CD40的表达，激活小胶质细胞，从而激活了一个正反馈回路，加重AD脑内炎症。

然而有研究指出IFN-γ在调节免疫细胞向中枢神经系统的运输过程中发挥了重要作用，可诱导小胶质细胞分化为成熟的专业APC，并促进小胶质细胞的运动和Aβ的摄取，以及T细胞的运动和免疫突触的形成。与上述结果一致的是，在脑室内注射Aβ-Th1细胞的5XFAD小鼠中IFN-γ等细胞因子表达增加，促进小胶质细胞表达MHCII，诱导小胶质细胞的某些亚群向APC的分化，增强了吞噬和抗原呈递能力，进一步刺激T细胞活化，促进IFN-γ和趋化因子CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达，以达到调节Aβ病理的炎性反应以及增强对Aβ的摄取的目的[20]。

3.1.2 Th2细胞 与Th1和Th17的作用相反，Th2细胞不诱导产生IL-1β、IL-6及TNF-α，并且不影响小胶质细胞的共刺激分子表达，但其能够抑制了以胶质细胞为APC的Th1细胞产生的IFN-γ和Th17细胞的IL-17产生，其实通过抑制混合胶质细胞对Th17细胞诱导的IL-1β和IL-6的产生，并减弱Th1细胞诱导的小胶质细胞CD86和CD40的表达，但对星形胶质细胞的MHCII和CD86表达的增强并未被Th2细胞减弱，表明Th2细胞可部分抑制Th1和Th17细胞的炎症反应[21]。

早有研究证实，Terrence等人对C57BL/6小鼠和Tg APPSw两种AD小鼠模型注射Aβ1-42后发现IL-2和IFN-γ表达减少，IL-4和IL-10分泌增加，并显著减少Aβ的沉积，表明用Aβ1-42免疫后，增强了Th2免疫，而使Th1免疫下调[21]。与上述结论一致的是，服用盐酸多奈哌齐后，AD患者的促Th2分化的阳性调节剂MCP-1和外周血单个核细胞的抗炎细胞因子IL-4的表达增加，反映了向Th0/Th2型细胞因子的转变趋势，对AD产生一定的保护作用[22]。同样，研究发现对APP+ PS1小鼠输注Aβ反应性Th2细胞可以通过减少斑块相关性小胶质细胞及海马脑血管淀粉样蛋白沉积，升高血浆可溶性Aβ水平，以及降低血浆中细胞因子IFN-γ、TNF-α、GM-CSF、IL-2和IL-4的水平，以逆转认知障碍，改善其工作记忆和识别能力[23]。

3.1.3 Th17细胞 Th17细胞的特征是分泌IL-17，在IL-23诱导下表达IL-22并抑制IL-10和IFN-γ表达，通常表达海马区维甲酸相关孤核受体γ (retin-oid-related orphan nuclear receptor γ，RORγ)与IL-17F形成同二聚体或异二聚体的IL-17A，并与其他促炎性细胞因子协同作用，促进中性粒细胞和单核细胞募集到炎症部位。一项德国的病例对照研究结果显示，与没有认知障碍和其他MCI的受试者相比，患有MCIAD的受试者的外周血中CD3+、CD8+、 IL-17A+、IFN-γ、Th17细胞数量增加[24]。IL-17可与TNF和IL-1β协同作用，是趋化因子CCL20的有效诱导剂，其对淋巴细胞包括Th17细胞具有很强的趋化作用，这些Th17细胞通过CCL20受体CCR6被吸引到IL-17所在的炎症部位[25]。

海马中的Th17细胞产生的促炎细胞因子IL-17和IL-22在脑脊液和血清中的水平升高，提示外周组织和中枢系统在AD病理中起协同作用，外周中的IL-17和IL-22与表达于BBB的内皮细胞上的受体的结合破坏了BBB紧密连接，使Th17细胞通过破坏的BBB渗入脑实质中，从而在大脑中产生更多的IL-17和IL-22，加剧了神经炎症和神经变性。但过表达的IL-17A被证实可以改善葡萄糖代谢、焦虑和学习障碍，并通过上调ERK1/2信号通路上调ATP结合亚家族成员A1(ATP-binding cassette subfamily A member 1，ABCA1)的表达而降低大脑中的Aβ水平，IL-17A可能在AD的发病机制中起保护作用[26]。此外，最新研究显示注射IL-17的ICR小鼠在空间学习方面有所改善，这与促进已经形成的成神经细胞成熟和抑制神经祖细胞有关[27]。许多报道表明IL-17在AD发病机制中的重要作用，然而，尚不清楚AD患者中枢神经系统中IL-17上调的确切机制。

3.1.4 Treg细胞 CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞(regulatory T cells，Tregs)在调节炎症和免疫耐受之间的平衡以预防自身免疫性疾病中起关键作用。研究发现在AD患者中CD4+CD127lowCD25+Tregs细胞的比例与总tau、ptau181和Aβ40正相关，揭示CD4+CD127lowCD25+Treg与神经退行性标志物tau存在一定的关联[24]。

IL-2促进Tregs的存活和功能，从而控制炎症和自身免疫。低剂量的IL-2在人体内不激活效应T细胞的情况下选择性激活和扩展Tregs，有研究发现AD患者中海马活检中IL-2水平降低，而在小鼠中，IL-2诱导全身和大脑Tregs扩增和活化，及Aβ周围星形胶质细胞活化和募集，使Aβ42/40的比例和Aβ斑块负荷降低，并改善了突触可塑性[28]，这与之前Tregs在AD小鼠模型的疾病发展过程中发挥有益作用的结论一致。而星形胶质细胞已被认为是大脑中IL-2的主要来源，提示Treg与星形胶质细胞之间的紧密相互作用，其中IL-2/STAT5信号传导途径的激活与星形胶质细胞介导的Treg的维持有关[29]。

关于Treg对AD发病机制的影响，最近在若干实验模型中的研究得出了不同的结果。通过抗体介导的耗竭，纯化细胞的过继转移以及低剂量IL-2诱导的外周扩张，多个研究小组独立提供了实验证据，这些证据共同表明Tregs在改善记忆缺陷、减少斑块负荷和减少胆固醇方面具有保护作用[30]。研究显示Tregs的耗竭加速了Aβ沉积触发的认知功能障碍的发作，这种认知障碍与小胶质细胞向Aβ沉积的募集减少以及相关基因如Il1r12和Usp18的表达谱的改变有关。相反，选择性扩增Tregs可改善APPPS1小鼠的认知功能[31]。

但Baruch等人研究表明Tregs的短暂耗竭导致AD-Tg/DTR+小鼠的CP提高了白细胞转运分子的mRNA表达水平，并降低促炎性细胞因子IL-12p40和TNF-α的mRNA的表达，减轻了大脑的Aβ斑块负担，明显改善认知功能，提示了Treg细胞与AD进展之间的负相关[32]。得出结论不同的原因最有可能是由于AD动物模型和疾病阶段的差异性。这些明显矛盾的结果强调了Treg在疾病进展过程中的复杂作用和相互作用。因此，Tregs如何调节Aβ病理的机制仍有待充分探讨。

3.2 CD8+细胞 最新研究结果表明，AD患者CD8+T细胞较对照组增加，同时CD4+与CD8+T细胞的比率降低，且来自MCI或AD患者的外周血中CD8+T细胞亚群也发生了改变：效应细胞CD45RA+被过度表达，而记忆细胞CD45RA-未被充分表达。同样在AD中发现，CD4+T辅助细胞的百分比显着著增加，而CD8+T细胞亚群则明显减少，CD4/CD8比率与被确定为MMSE的认知退化显著相关。Unger[33]进一步得出结论，即人类AD海马区中CD8+T细胞的数量增加，且其数量与Braak和Thal分期成正相关。而AD患者大脑中的CD8+T细胞的浸润受到CCL3水平的调控，已有研究证实，P2X7受体通过调节CCL3、CCL4和CCL5的释放，来增加CD8+T细胞募集进而促进AD神经病理学过程[34]。

Gate等人在MCI和AD中发现了一种名为CD8+T效应记忆CD45RA+细胞(T effector memory CD45RA+cell，TEMRA)的免疫细胞亚群，且血液中TEMRA细胞的数量与认知之间呈负相关。其可能作用机制是TEMRA细胞通过T细胞受体(T cell receptor，TCR)与抗原分子结合而被激活、增殖以产生TEMRA细胞克隆库，继而直接损伤神经元突触或通过释放炎性和细胞毒性分子而间接地促进神经元损伤[35]。并对TEMRA扩增发现细胞毒性效应基因的表达增加，包括自然杀伤细胞颗粒蛋白7(natural killer cell granzyme 7，NKG7)和颗粒酶A、H和K及较高水平的MHC，人类白细胞抗原C(human leukocyte antigen C，HLA-C)和，β-2-微球蛋白(β-2-microglobulin，B2M)，加速认知能力的损害。同样，在APP/PS1小鼠中CD8+T细胞可使海马神经元和突触相关基因如Npas4和Arc基因表达严重降低，而消融CD8+T细胞后相关基因表达上调，并且改变了钙信号和大脑中突触的可塑性[33]。

4 总 结

综上所述，大量实验结果已证明T细胞在AD病理过程中发挥着重要作用，但从目前的研究看来，AD的发病机制仍十分复杂，仍不清楚T细胞具体作用机制及其与tau病理学之间的相互作用，可能对探讨AD发病机制及治疗具有重要意义。随着人口老龄化的不断增加，全球AD患者的数量日益攀升，然而目前尚无针对AD的特效药物，故亟需进一步探索AD的作用机制。期待针对炎症因子的特定抑制和T细胞的靶向治疗可作为AD的新的治疗方法，减缓AD的进展，为AD患者带去福音。