调节性T细胞在疾发生中的作用--治疗疾病的新途径

调节性T细胞在自身免疫系统中的作用

 山东大学齐鲁医院青岛院区儿科柳方娥

 【关键词】  调节性T细胞 自身免疫系统

作用免疫系统的稳态控制对机体至关重要。1970年代,就发现了一种具有免疫抑制性质的T细胞-调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)，近年来成了免疫学领域研究的热点。现就调节性T细胞（Treg）在自身免疫系统中作用的相关文献作一综述。武汉大学中南医院血液内科刘尚勤

1  调节性T细胞的分类及功能    调节性T细胞可分为天然产生的自然调节性T细胞（nTreg）和诱导产生的适应性调节性T细胞(aTreg或iTreg)，如Th3、Tr1，另外尚有CD8 Treg、NKT细胞等，与自身免疫性疾病的发生关系密切，其异常表达可导致自身免疫性疾病。 

1.1  自然调节性T细胞（nTreg） 　　

主要为CD+4 CD+25 Treg。Sakaguchi等［1］将CD+4 CD+25Treg缺陷的小鼠的T细胞转移到裸鼠中会导致多种自身免疫性疾病，而预先输入CD+4 CD+25Treg可预防这类疾病的发生；将正常小鼠脾脏的CD+4 T细胞去除CD+25细胞后转移给同基因型T细胞缺陷小鼠将导致各种器官特异性自身免疫性疾病（包括Ⅰ型糖尿病、甲状腺炎和胃炎等）和系统性消耗疾病，而注射CD+4 CD+25细胞群可以抑制这些自身免疫疾病的发生，从而最早证明了该群细胞具备免疫调节能力。CD+4 CD+25 Treg约占外周血及脾脏CD+4 T细胞的5%～10%，CD+4 CD+25 Treg除表达CD4分子和CD25分子外，其特征标志为其高表达转录因子Foxp3。Foxp3不仅能作为CD+4 CD+25 Treg的标志分子，还是决定CD+4 CD+25 Treg功能的关键基因。Scurfy小鼠的淋巴细胞增殖病和Foxp3基因除（Foxp3-/-）小鼠引起的疾病与人类的X染色体连锁的自身免疫性变态反应失调综合征（XLAAD）疾病非常相似外，且Foxp3-/-小鼠不显示CD+4 CD+25 Treg活性。CD127也可作为该群细胞的一个特异性标志，Foxp3高表达和CD127低表达之间有很好的相关性，即Foxp3的细胞群为CD-127 CD+4 CD+25 Treg分泌TGF-β和IL-10，这两种细胞因子与其免疫调节功能的发挥相关［2］。 

1.2 适应性调节性T细胞（aTreg或iTreg） 　　

它是在小剂量抗原或免疫抑制性细胞因子诱导下由外周幼稚T细胞发育而成，包括Tr1，Th3等细胞，主要分泌IL-10和TGF-β发挥免疫负调控作用。

（1）Tr1型CD+4调节性T细胞：体外以IL-10刺激抗原特异性的CD+4 T细胞克隆，可以获得一群细胞因子表型区别于Th1和Th2细胞的CD+4 T细胞群［3］。该群细胞主要分泌高水平的IL-10、中等水平的TGF-β和IFN-r，不分泌IL-4和IL-2，被称为Tr1细胞。Tr1细胞可以通过分泌IL-10和TGF-β抑制幼稚型和记忆型T细胞增殖反应，当把该群细胞和CD+4 CD45 RBhi细胞共同输给SCID小鼠后，可以防止自身免疫性肠炎的发生。在接受同种干细胞移植的重症免疫缺陷患者体内，也发现了Tr1细胞，与CD+4 CD+25 Treg相似。Tr1细胞也需要抗原对TCR的激活以发挥调节作用，其体内抑制作用依赖IL-10，体外抑制作用机制可能是通过细胞间接触。

（2）Th3型CD+4调节性T细胞：它分泌产生大量的TGF-β，对Th1和Th2都有抑制作用，Th3细胞在抗原特异性激活后可分泌TGF-β和水平不等的IL-4和IL-10［4］。 

1.3  CD+8调节性T细胞 　　

人体内的CD+8 Treg主要来源于CD+8 CD-28T淋巴细胞。体外研究表明，用GM-CSF刺激后，单核细胞分泌的IL-10在产生CD+8 Treg过程中起重要的作用。CD+8 Treg有CD+28和CD-28两个亚群，目前研究较多的是CD+8 CD-28，CD+8 CD-28是具有免疫抑制作用的Treg，又分为3型，Ⅰ型细胞通过与树突状细胞的直接接触，改变树突状细胞共刺激分子的表达并发挥其抑制作用；Ⅱ型细胞则通过细胞因子IFN-r、IL-6等发挥其抑制作用，不需要与抗原递呈细胞的直接接触；Ⅲ型细胞主要通过分泌IL-10发挥其抑制作用。　 

1.4 自然杀伤性T细胞（NKT） 　　它是一群独特的αβT细胞，除表达T细胞受体TCRαβ外，还表达NK细胞的受体NK1.1或NK161。NK T细胞一方面激活的NKT可以迅速分泌大量IL-4,IL-10等Th2型细胞因子，分泌IL-13调节CD+8T细胞功能，从而控制多种自身免疫性疾病的发生，另一方面通过迅速分泌IFN-r，TNF等Th1型细胞因子，又可增强抗肿瘤免疫。　　

2  调节性T细胞与自身免疫性疾病的关系 

2.1  调节性T细胞与Ⅰ型糖尿病 　　

Ⅰ型糖尿病(T1D)是由于自身反应性T细胞持续活化并破坏胰岛β细胞,使胰岛素分泌功能受损引发的代谢紊乱综合征,属于自身免疫性疾病。T1D的发病与调节性T细胞的数目、功能以及调节性T细胞与效应性T细胞的比例失衡有关［5］。但在大多数易感个体中,环境因素(微生物、化学物质、食物等)和基因异常会影响胸腺内CD+4 CD+25Treg的产生,抑制其发育、改变其调节活性,易引起自身免疫性疾病的发生，CD+4 CD+25 Treg在胸腺产生后，进入外周发挥功能，它在外周的长期存在依赖于自身抗原和CD-28 B7、CD-40 CD40L共刺激分子的慢性刺激［6］。阻断非肥胖糖尿病(NOD)鼠CD-28B7通路可使CD+4 CD+25 Treg减少而使自身免疫性疾病加重。在自身免疫性糖尿病患者及NOD鼠体内CD+4 CD+25 Treg数量均减少［7］，且在发生自身免疫糖尿病之前，就已出现该细胞功能异常，表现为体外不能抑制多克隆活化的CD-25Treg增殖，其作用可能通过TGF-β途径发挥。NK T细胞不能阻止致病性CD+4 T细胞的最初活化和增殖，但可阻抑其IL-2和IFN-γ的产生和后期增殖，从而使CD+4 T细胞不能致严重的胰岛炎及破坏β细胞。但是T1D也是一种自身免疫疾病，CD+8 Treg的复杂性和多样性提示可能与CD+4 Treg一起，在控制T1D发病中起着重要的作用。基因位点Idd6使NO D小鼠有自行发生Ⅰ型糖尿病的倾向，通过使用纯化的脾细胞和纯化的T细胞进行转化实验,发现基因位点Idd6调节糖尿病发病的一个主要机制是通过调控调节性T细胞的活性［8］。　　

2.2 调节性T细胞与系统性红斑狼疮 　　

调节性T细胞在系统性红斑狼疮（SLE）中主要与自然调节性T细胞有关：

（1）SLE的发病可能与Treg的减少有关：SLE患者外周血中CD+4 CD+25 Treg数量明显减少，SLE活动期患者外周血CD+4 CD+25 Treg数量较之SLE非活动期患者及正常人均明显减少，CD+4 CD+69 T细胞数量较正常人增加［9］。SLE活动期IL-2的产生受到抑制与T细胞数量的变化一致,由此证实CD+4 CD+25 Treg在SLE活动期明显减少，SLE发生的时候体内自身抗体大量增加，CD+4 CD+25 Treg是被其不适当的诱导至凋亡而清除；

（2）Treg抑制Th细胞的活性及B细胞功能：Treg可通过细胞间直接接触机制和细胞因子分泌机制抑制Th细胞活性，从而有可能避免SLE的发生；

（3）Treg抑制树突状细胞(DC)的成熟和抗原递呈功能：DC能够促进SLE的发生；

（4）Treg分泌的IL-10可抑制IFN-α的产生：IFN-α诱导产生的抗病毒基因产物RNA依赖的蛋白激酶(PKR)、寡腺嘌呤核苷酸合成酶(OAS)、核糖核酸酶配体(RNASL)、Mx蛋白等与SLE的发病有关。Vigna-Perez等［10］观察Rituximab（抗CD20）与免疫抑制剂同时使用治疗22个活动性狼疮性肾炎患者（WHO分型主要是Ⅲ和Ⅳ型）的临床和免疫学效果，第30天CD+4 CD+25 Treg、Tr1和Th3的数量均显著上升，提示Tr1和Th3与SLE也有一定的关系。CD+8、CD-28 Treg与SLE关系的报道不如CD+4 CD+25 Treg多。有报道认为两者之间无论是从健康人与SLE患者的CD+8、CD-28 Treg的水平差异，还是从CD+8、CD-28 Treg的水平与疾病活动度上，均无统计学意义［11］。 

2.3 调节性T细胞与再生障碍性贫血 　　

再生障碍性贫血（AA）是一种以全血细胞减少、骨髓造血功能衰竭为特征的血液系统较为常见的疾病。AA时，T细胞功能异常亢进是细胞毒性T细胞的直接杀伤作用引起骨髓衰竭的重要原因，Treg能够抑制和调节CD+4和CD+8T细胞的活化和增殖，起到负调节作用。Chen等［12］发现Treg与T细胞之间的抑制活化不平衡导致了骨髓的衰竭，输注CD+4 CD+25FOXP+3 T后逆转AA发展的事实进一步论证了CD+4 CD+25 Treg在AA发病中的作用。Solomou等［13］证实AA患者CD+4 CD+25 Treg以及CD+4 CD+25 FOXP+3 Treg的相对和绝对数量均低于健康人。AA患者除了外周血循环中CD+4 CD+25 Treg数量明显减少,FOXP3及转录因子NFAT1的表达也明显下降,其中NFAT1在CD+4 CD+25 Treg的免疫抑制方面FOXP3起着协同作用，由此可见CD+4 CD+25 Treg数量和功能的异常是AA疾病发生、发展重要环节之一。 

2.4 调节性T细胞与特发性血小板减少性紫癜 　　

特发性血小板减少性紫癜(ITP)患者体内存在多种T淋巴细胞异常,尤其是T细胞亚群功能和比例失调,在ITP发病中起着重要的作用［14］。ITP患者外周血CD+4 T细胞、CD+4 CD+25Treg数均低于对照组,CD+4 CD+25/CD+4的比值也显著降低,使机体内免疫耐受平衡破坏［15］。细胞数量减少,分泌的细胞因子含量降低,可能导致细胞免疫抑制功能减弱,自身免疫耐受平衡被打破,出现激活的自身反应性T细胞增多,血小板破坏增加；T淋巴细胞激活增多,还可辅助B细胞产生更多的抗血小板抗体,血小板破坏增加,出现血小板减少、皮肤及黏膜出血等症状，提示T细胞在ITP发病机制中可能发挥着重要的作用。　　

2.5 调节性T细胞与自身免疫性溶血性贫血 　　

自身免疫性溶血性贫血(AIHA)是体内免疫反应发生变异,主要是原、继发性B细胞功能异常亢进,产生自身抗体或(和)补体,结合在红细胞膜上,使红细胞破坏增加而引起的一组溶血性贫血。Mqadmi等［16］应用抗CD25单抗几乎可以完全去除AIHA模型小鼠的CD+4CD+25 Treg，结果小鼠AIHA的发病率从30%提高到90%,后继续输注纯化的CD+4CD+25 Treg却可以阻止AIHA的发生。Ward等［17］发现在一名AIHA患者体内分离培养得到了分泌IL-10的自身抗原(72H-86L肽)特异的Treg克隆,这无疑给T细胞用于临床治疗AIHA提供了重要的理论依据。　 

2.6 调节性T细胞与多发性硬化 　　

多发性硬化(MS)是一种发生于中枢神经系统（CNS）白质的炎性脱髓鞘疾病，是T细胞介导的自身免疫性疾病，主要出现在青壮年，其临床症状多样，有视神经炎、眼球震颤、眼肌麻痹、共济失调、瘫痪、痉挛等，伴随着复发和缓解。病理损伤的主要特征是发生在中枢神经系统白质的髓鞘脱失，并伴有T淋巴细胞的浸润。近来研究证明了尽管I型辅助性T细胞（Th1）起重要作用，但其他免疫细胞，包括B细胞、CD+8 Treg、NKT和CD+4 CD+25 Treg等也能通过诱导或调控MS患者CNS内的免疫应答过程而可能参与了其发病过程［18］。去除CD28基因小鼠的CD+8 Treg后增加这些小鼠患自身免疫性脑脊髓炎的机会，此外，在CD8和CD28基因都去除的小鼠发生自身免疫性脑脊髓炎的机率显著增高，说明在CD28基因去除的小鼠中，CD+8 Treg在该病的发病的进程中起着一定的作用［19］。MS患者无CD+4 CD+25 Treg数量的异常，可能存在免疫活性的改变而发生自身免疫性脑脊髓炎［20］。 

2.7 调节性T细胞与炎症性肠病 　　

炎症性肠病(IBD)是一类病因未明、侵及胃肠道的自身免疫性疾病,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),目前认为与免疫、遗传、感染等多种因素相互作用有关，其中免疫因素起着关键作用［21］。正常肠黏膜组织中,效应T细胞和调节性T细胞处于动态平衡状态,以维持肠道内环境的稳定，如果效应T细胞过度增生或免疫原性增强,或者调节性T细胞数量减少或功能异常,均可打破两者平衡,导致肠黏膜损伤,从而诱发炎症性肠病的发生。CD+4 CD+25 Treg数量的减少、表面分子表达的缺陷、抑制功能的受损,都与IBD的发生相关。其机制可能为:CD+4 CD+25 Treg直接与靶细胞接触而发挥作用,下调细胞IL-2Ra链的表达,以致靶细胞增殖；可通过分泌抑制性细胞因子来减轻炎症反应；TCR介导自身反应性T细胞对自身肽段的识别,如内环境稳定与免疫调节具有相关性,表明调节性T细胞可能与致病T细胞共同竞争抗APC而被活化。IBD患者体内促炎细胞因子水平增高,抗炎因子水平下降,两者平衡失调是导致发病的主要原因。CD+4 CD+25 Treg通过分泌产生抗炎细胞因子IL-10和TGF-β发挥其免疫抑制效应,阻止和下调CD+4 CD+25 Treg细胞导致促炎性反应。Th3细胞能抑制TNBS诱导的结肠炎［22］。也有实验显示Tr1具有预防和治疗CD+4 CD45 RBhigh诱导的IBD作用,且显示CD+4 CD+25 Treg的免疫耐受作用部分归功于通过Tr1的分化而间接起作用［23］。在IBD患者的肠黏膜中存在CD+8调节细胞的缺陷,表现为肠黏膜中CD+8调节细胞体外抑制淋巴细胞增殖作用几乎消失，并可能出现TCR Vβ5.1-阳性的CD8明显降低,但CD+8 CD-28 Treg的变化不明显［24］。　

2.8 调节性T细胞与重症肌无力 　　

重症肌无力(MG)是一种T细胞依赖的，抗体介导的神经系统自身免疫病，大量乙酰胆碱受体的抗体（AchRAb)蓄积于神经肌肉接头处，干扰正常神经递质的传递，从而导致肌无力的发生。MG患者胸腺的异常可能导致CD+4 CD+25 Treg数量减少和(或)功能失常，从而使自身反应性CD+4 Treg大量被激活，辅助B细胞产生自身抗体，参与MG的发病过程。重症肌无力的发病机制与CD+4 CD+25 Treg表型与功能缺陷有关［25］。胸腺切除的MG患者外周血中存在高比例的CD+4 CD+25 Treg表达，可能与病情的缓解有关。当异常的胸腺被切除后，机体能产生足够量的CD+4 CD+25 Treg来对抗自身反应性T细胞时，MG病情就趋于稳定或缓解［26］。      

调节性T细胞与类风湿性关节炎、自身免疫性甲状腺炎，自身免疫性肝病、多种肾脏疾病等很多自身免疫性疾病的发病也有关。调节性T细胞对于自身免疫性疾病的发生和发展都具有重要意义，对其进行深入研究将有助于了解自身免疫性疾病的发病机制，对疾病预后判断、进一步的治疗有着深远的意义。

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