調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在自身免疫系統(tǒng)中的作用
作用免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制對機體至關(guān)重要。1970年代,就發(fā)現(xiàn)了一種具有免疫抑制性質(zhì)的T細(xì)胞-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell, Treg),近年來成了免疫學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。現(xiàn)就調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)在自身免疫系統(tǒng)中作用的相關(guān)文獻作一綜述。
1、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分類及功能
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可分為天然產(chǎn)生的自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(nTreg)和誘導(dǎo)產(chǎn)生的適應(yīng)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(aTreg或iTreg),如Th3、Tr1,另外尚有CD8 Treg、NKT細(xì)胞等,與自身免疫性疾病的發(fā)生關(guān)系密切,其異常表達可導(dǎo)致自身免疫性疾病。
1.1 自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(nTreg)
主要為CD+4 CD+25 Treg。Sakaguchi等[1]將CD+4 CD+25Treg缺陷的小鼠的T細(xì)胞轉(zhuǎn)移到裸鼠中會導(dǎo)致多種自身免疫性疾病,而預(yù)先輸入CD+4 CD+25Treg可預(yù)防這類疾病的發(fā)生;將正常小鼠脾臟的CD+4 T細(xì)胞去除CD+25細(xì)胞后轉(zhuǎn)移給同基因型T細(xì)胞缺陷小鼠將導(dǎo)致各種器官特異性自身免疫性疾病(包括Ⅰ型糖尿病、甲狀腺炎和胃炎等)和系統(tǒng)性消耗疾病,而注射CD+4 CD+25細(xì)胞群可以抑制這些自身免疫疾病的發(fā)生,從而最早證明了該群細(xì)胞具備免疫調(diào)節(jié)能力。CD+4 CD+25 Treg約占外周血及脾臟CD+4 T細(xì)胞的5%~10%,CD+4 CD+25 Treg除表達CD4分子和CD25分子外,其特征標(biāo)志為其高表達轉(zhuǎn)錄因子Foxp3。Foxp3不僅能作為CD+4 CD+25 Treg的標(biāo)志分子,還是決定CD+4 CD+25 Treg功能的關(guān)鍵基因。Scurfy小鼠的淋巴細(xì)胞增殖病和Foxp3基因除(Foxp3-/-)小鼠引起的疾病與人類的X染色體連鎖的自身免疫性變態(tài)反應(yīng)失調(diào)綜合征(XLAAD)疾病非常相似外,且Foxp3-/-小鼠不顯示CD+4 CD+25 Treg活性。CD127也可作為該群細(xì)胞的一個特異性標(biāo)志,F(xiàn)oxp3高表達和CD127低表達之間有很好的相關(guān)性,即Foxp3的細(xì)胞群為CD-127 CD+4 CD+25 Treg分泌TGF-β和IL-10,這兩種細(xì)胞因子與其免疫調(diào)節(jié)功能的發(fā)揮相關(guān)[2]。
1.2 適應(yīng)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(aTreg或iTreg)
它是在小劑量抗原或免疫抑制性細(xì)胞因子誘導(dǎo)下由外周幼稚T細(xì)胞發(fā)育而成,包括Tr1,Th3等細(xì)胞,主要分泌IL-10和TGF-β發(fā)揮免疫負(fù)調(diào)控作用。
(1)Tr1型CD+4調(diào)節(jié)性T細(xì)胞:體外以IL-10刺激抗原特異性的CD+4 T細(xì)胞克隆,可以獲得一群細(xì)胞因子表型區(qū)別于Th1和Th2細(xì)胞的CD+4 T細(xì)胞群[3]。該群細(xì)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,被稱為Tr1細(xì)胞。Tr1細(xì)胞可以通過分泌IL-10和TGF-β抑制幼稚型和記憶型T細(xì)胞增殖反應(yīng),當(dāng)把該群細(xì)胞和CD+4 CD45 RBhi細(xì)胞共同輸給SCID小鼠后,可以防止自身免疫性腸炎的發(fā)生。在接受同種干細(xì)胞移植的重癥免疫缺陷患者體內(nèi),也發(fā)現(xiàn)了Tr1細(xì)胞,與CD+4 CD+25 Treg相似。Tr1細(xì)胞也需要抗原對TCR的激活以發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,其體內(nèi)抑制作用依賴IL-10,體外抑制作用機制可能是通過細(xì)胞間接觸。
(2)Th3型CD+4調(diào)節(jié)性T細(xì)胞:它分泌產(chǎn)生大量的TGF-β,對Th1和Th2都有抑制作用,Th3細(xì)胞在抗原特異性激活后可分泌TGF-β和水平不等的IL-4和IL-10[4]。
1.3 CD+8調(diào)節(jié)性T細(xì)胞
人體內(nèi)的CD+8 Treg主要來源于CD+8 CD-28T淋巴細(xì)胞。體外研究表明,用GM-CSF刺激后,單核細(xì)胞分泌的IL-10在產(chǎn)生CD+8 Treg過程中起重要的作用。CD+8 Treg有CD+28和CD-28兩個亞群,目前研究較多的是CD+8 CD-28,CD+8 CD-28是具有免疫抑制作用的Treg,又分為3型,Ⅰ型細(xì)胞通過與樹突狀細(xì)胞的直接接觸,改變樹突狀細(xì)胞共刺激分子的表達并發(fā)揮其抑制作用;Ⅱ型細(xì)胞則通過細(xì)胞因子IFN-r、IL-6等發(fā)揮其抑制作用,不需要與抗原遞呈細(xì)胞的直接接觸;Ⅲ型細(xì)胞主要通過分泌IL-10發(fā)揮其抑制作用。
1.4 自然殺傷性T細(xì)胞(NKT)
它是一群獨特的αβT細(xì)胞,除表達T細(xì)胞受體TCRαβ外,還表達NK細(xì)胞的受體NK1.1或NK161。NK T細(xì)胞一方面激活的NKT可以迅速分泌大量IL-4,IL-10等Th2型細(xì)胞因子,分泌IL-13調(diào)節(jié)CD+8T細(xì)胞功能,從而控制多種自身免疫性疾病的發(fā)生,另一方面通過迅速分泌IFN-r,TNF等Th1型細(xì)胞因子,又可增強抗腫瘤免疫。
2、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與自身免疫性疾病的關(guān)系
2.1 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與Ⅰ型糖尿病
?、裥吞悄虿。═1D)是由于自身反應(yīng)性T細(xì)胞持續(xù)活化并破壞胰島β細(xì)胞,使胰島素分泌功能受損引發(fā)的代謝紊亂綜合征,屬于自身免疫性疾病。T1D的發(fā)病與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)目、功能以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與效應(yīng)性T細(xì)胞的比例失衡有關(guān)[5]。但在大多數(shù)易感個體中,環(huán)境因素(微生物、化學(xué)物質(zhì)、食物等)和基因異常會影響胸腺內(nèi)CD+4 CD+25Treg的產(chǎn)生,抑制其發(fā)育、改變其調(diào)節(jié)活性,易引起自身免疫性疾病的發(fā)生,CD+4 CD+25 Treg在胸腺產(chǎn)生后,進入外周發(fā)揮功能,它在外周的長期存在依賴于自身抗原和CD-28 B7、CD-40 CD40L共刺激分子的慢性刺激[6]。阻斷非肥胖糖尿病(NOD)鼠CD-28B7通路可使CD+4 CD+25 Treg減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鼠體內(nèi)CD+4 CD+25 Treg數(shù)量均減少[7],且在發(fā)生自身免疫糖尿病之前,就已出現(xiàn)該細(xì)胞功能異常,表現(xiàn)為體外不能抑制多克隆活化的CD-25Treg增殖,其作用可能通過TGF-β途徑發(fā)揮。NK T細(xì)胞不能阻止致病性CD+4 T細(xì)胞的最初活化和增殖,但可阻抑其IL-2和IFN-γ的產(chǎn)生和后期增殖,從而使CD+4 T細(xì)胞不能致嚴(yán)重的胰島炎及破壞β細(xì)胞。但是T1D也是一種自身免疫疾病,CD+8 Treg的復(fù)雜性和多樣性提示可能與CD+4 Treg一起,在控制T1D發(fā)病中起著重要的作用?;蛭稽cIdd6使NO D小鼠有自行發(fā)生Ⅰ型糖尿病的傾向,通過使用純化的脾細(xì)胞和純化的T細(xì)胞進行轉(zhuǎn)化實驗,發(fā)現(xiàn)基因位點Idd6調(diào)節(jié)糖尿病發(fā)病的一個主要機制是通過調(diào)控調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的活性[8]。
2.2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與系統(tǒng)性紅斑狼瘡
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)中主要與自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有關(guān):
?。?)SLE的發(fā)病可能與Treg的減少有關(guān):SLE患者外周血中CD+4 CD+25 Treg數(shù)量明顯減少,SLE活動期患者外周血CD+4 CD+25 Treg數(shù)量較之SLE非活動期患者及正常人均明顯減少,CD+4 CD+69 T細(xì)胞數(shù)量較正常人增加[9]。SLE活動期IL-2的產(chǎn)生受到抑制與T細(xì)胞數(shù)量的變化一致,由此證實CD+4 CD+25 Treg在SLE活動期明顯減少,SLE發(fā)生的時候體內(nèi)自身抗體大量增加,CD+4 CD+25 Treg是被其不適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)至凋亡而清除;
?。?)Treg抑制Th細(xì)胞的活性及B細(xì)胞功能:Treg可通過細(xì)胞間直接接觸機制和細(xì)胞因子分泌機制抑制Th細(xì)胞活性,從而有可能避免SLE的發(fā)生;
?。?)Treg抑制樹突狀細(xì)胞(DC)的成熟和抗原遞呈功能:DC能夠促進SLE的發(fā)生;
?。?)Treg分泌的IL-10可抑制IFN-α的產(chǎn)生:IFN-α誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗病毒基因產(chǎn)物RNA依賴的蛋白激酶(PKR)、寡腺嘌呤核苷酸合成酶(OAS)、核糖核酸酶配體(RNASL)、Mx蛋白等與SLE的發(fā)病有關(guān)。Vigna-Perez等[10]觀察Rituximab(抗CD20)與免疫抑制劑同時使用治療22個活動性狼瘡性腎炎患者(WHO分型主要是Ⅲ和Ⅳ型)的臨床和免疫學(xué)效果,第30天CD+4 CD+25 Treg、Tr1和Th3的數(shù)量均顯著上升,提示Tr1和Th3與SLE也有一定的關(guān)系。CD+8、CD-28 Treg與SLE關(guān)系的報道不如CD+4 CD+25 Treg多。有報道認(rèn)為兩者之間無論是從健康人與SLE患者的CD+8、CD-28 Treg的水平差異,還是從CD+8、CD-28 Treg的水平與疾病活動度上,均無統(tǒng)計學(xué)意義[11]。
2.3 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與再生障礙性貧血
再生障礙性貧血(AA)是一種以全血細(xì)胞減少、骨髓造血功能衰竭為特征的血液系統(tǒng)較為常見的疾病。AA時,T細(xì)胞功能異??哼M是細(xì)胞毒性T細(xì)胞的直接殺傷作用引起骨髓衰竭的重要原因,Treg能夠抑制和調(diào)節(jié)CD+4和CD+8T細(xì)胞的活化和增殖,起到負(fù)調(diào)節(jié)作用。Chen等[12]發(fā)現(xiàn)Treg與T細(xì)胞之間的抑制活化不平衡導(dǎo)致了骨髓的衰竭,輸注CD+4 CD+25FOXP+3 T后逆轉(zhuǎn)AA發(fā)展的事實進一步論證了CD+4 CD+25 Treg在AA發(fā)病中的作用。Solomou等[13]證實AA患者CD+4 CD+25 Treg以及CD+4 CD+25 FOXP+3 Treg的相對和絕對數(shù)量均低于健康人。AA患者除了外周血循環(huán)中CD+4 CD+25 Treg數(shù)量明顯減少,F(xiàn)OXP3及轉(zhuǎn)錄因子NFAT1的表達也明顯下降,其中NFAT1在CD+4 CD+25 Treg的免疫抑制方面FOXP3起著協(xié)同作用,由此可見CD+4 CD+25 Treg數(shù)量和功能的異常是AA疾病發(fā)生、發(fā)展重要環(huán)節(jié)之一。
2.4 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與特發(fā)性血小板減少性紫癜
特發(fā)性血小板減少性紫癜(ITP)患者體內(nèi)存在多種T淋巴細(xì)胞異常,尤其是T細(xì)胞亞群功能和比例失調(diào),在ITP發(fā)病中起著重要的作用[14]。ITP患者外周血CD+4 T細(xì)胞、CD+4 CD+25Treg數(shù)均低于對照組,CD+4 CD+25/CD+4的比值也顯著降低,使機體內(nèi)免疫耐受平衡破壞[15]。細(xì)胞數(shù)量減少,分泌的細(xì)胞因子含量降低,可能導(dǎo)致細(xì)胞免疫抑制功能減弱,自身免疫耐受平衡被打破,出現(xiàn)激活的自身反應(yīng)性T細(xì)胞增多,血小板破壞增加;T淋巴細(xì)胞激活增多,還可輔助B細(xì)胞產(chǎn)生更多的抗血小板抗體,血小板破壞增加,出現(xiàn)血小板減少、皮膚及黏膜出血等癥狀,提示T細(xì)胞在ITP發(fā)病機制中可能發(fā)揮著重要的作用。
2.5 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與自身免疫性溶血性貧血
自身免疫性溶血性貧血(AIHA)是體內(nèi)免疫反應(yīng)發(fā)生變異,主要是原、繼發(fā)性B細(xì)胞功能異常亢進,產(chǎn)生自身抗體或(和)補體,結(jié)合在紅細(xì)胞膜上,使紅細(xì)胞破壞增加而引起的一組溶血性貧血。Mqadmi等[16]應(yīng)用抗CD25單抗幾乎可以完全去除AIHA模型小鼠的CD+4CD+25 Treg,結(jié)果小鼠AIHA的發(fā)病率從30%提高到90%,后繼續(xù)輸注純化的CD+4CD+25 Treg卻可以阻止AIHA的發(fā)生。Ward等[17]發(fā)現(xiàn)在一名AIHA患者體內(nèi)分離培養(yǎng)得到了分泌IL-10的自身抗原(72H-86L肽)特異的Treg克隆,這無疑給T細(xì)胞用于臨床治療AIHA提供了重要的理論依據(jù)。
2.6 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與多發(fā)性硬化
多發(fā)性硬化(MS)是一種發(fā)生于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)白質(zhì)的炎性脫髓鞘疾病,是T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病,主要出現(xiàn)在青壯年,其臨床癥狀多樣,有視神經(jīng)炎、眼球震顫、眼肌麻痹、共濟失調(diào)、癱瘓、痙攣等,伴隨著復(fù)發(fā)和緩解。病理損傷的主要特征是發(fā)生在中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)的髓鞘脫失,并伴有T淋巴細(xì)胞的浸潤。近來研究證明了盡管I型輔助性T細(xì)胞(Th1)起重要作用,但其他免疫細(xì)胞,包括B細(xì)胞、CD+8 Treg、NKT和CD+4 CD+25 Treg等也能通過誘導(dǎo)或調(diào)控MS患者CNS內(nèi)的免疫應(yīng)答過程而可能參與了其發(fā)病過程[18]。去除CD28基因小鼠的CD+8 Treg后增加這些小鼠患自身免疫性腦脊髓炎的機會,此外,在CD8和CD28基因都去除的小鼠發(fā)生自身免疫性腦脊髓炎的機率顯著增高,說明在CD28基因去除的小鼠中,CD+8 Treg在該病的發(fā)病的進程中起著一定的作用[19]。MS患者無CD+4 CD+25 Treg數(shù)量的異常,可能存在免疫活性的改變而發(fā)生自身免疫性腦脊髓炎[20]。
2.7 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與炎癥性腸病
炎癥性腸病(IBD)是一類病因未明、侵及胃腸道的自身免疫性疾病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩?。–D),目前認(rèn)為與免疫、遺傳、感染等多種因素相互作用有關(guān),其中免疫因素起著關(guān)鍵作用[21]。正常腸黏膜組織中,效應(yīng)T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞處于動態(tài)平衡狀態(tài),以維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,如果效應(yīng)T細(xì)胞過度增生或免疫原性增強,或者調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量減少或功能異常,均可打破兩者平衡,導(dǎo)致腸黏膜損傷,從而誘發(fā)炎癥性腸病的發(fā)生。CD+4 CD+25 Treg數(shù)量的減少、表面分子表達的缺陷、抑制功能的受損,都與IBD的發(fā)生相關(guān)。其機制可能為:CD+4 CD+25 Treg直接與靶細(xì)胞接觸而發(fā)揮作用,下調(diào)細(xì)胞IL-2Ra鏈的表達,以致靶細(xì)胞增殖;可通過分泌抑制性細(xì)胞因子來減輕炎癥反應(yīng);TCR介導(dǎo)自身反應(yīng)性T細(xì)胞對自身肽段的識別,如內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定與免疫調(diào)節(jié)具有相關(guān)性,表明調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可能與致病T細(xì)胞共同競爭抗APC而被活化。IBD患者體內(nèi)促炎細(xì)胞因子水平增高,抗炎因子水平下降,兩者平衡失調(diào)是導(dǎo)致發(fā)病的主要原因。CD+4 CD+25 Treg通過分泌產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-10和TGF-β發(fā)揮其免疫抑制效應(yīng),阻止和下調(diào)CD+4 CD+25 Treg細(xì)胞導(dǎo)致促炎性反應(yīng)。Th3細(xì)胞能抑制TNBS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎[22]。也有實驗顯示Tr1具有預(yù)防和治療CD+4 CD45 RBhigh誘導(dǎo)的IBD作用,且顯示CD+4 CD+25 Treg的免疫耐受作用部分歸功于通過Tr1的分化而間接起作用[23]。在IBD患者的腸黏膜中存在CD+8調(diào)節(jié)細(xì)胞的缺陷,表現(xiàn)為腸黏膜中CD+8調(diào)節(jié)細(xì)胞體外抑制淋巴細(xì)胞增殖作用幾乎消失,并可能出現(xiàn)TCR Vβ5.1-陽性的CD8明顯降低,但CD+8 CD-28 Treg的變化不明顯[24]。
2.8 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與重癥肌無力
重癥肌無力(MG)是一種T細(xì)胞依賴的,抗體介導(dǎo)的神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫病,大量乙酰膽堿受體的抗體(AchRAb)蓄積于神經(jīng)肌肉接頭處,干擾正常神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞,從而導(dǎo)致肌無力的發(fā)生。MG患者胸腺的異常可能導(dǎo)致CD+4 CD+25 Treg數(shù)量減少和(或)功能失常,從而使自身反應(yīng)性CD+4 Treg大量被激活,輔助B細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體,參與MG的發(fā)病過程。重癥肌無力的發(fā)病機制與CD+4 CD+25 Treg表型與功能缺陷有關(guān)[25]。胸腺切除的MG患者外周血中存在高比例的CD+4 CD+25 Treg表達,可能與病情的緩解有關(guān)。當(dāng)異常的胸腺被切除后,機體能產(chǎn)生足夠量的CD+4 CD+25 Treg來對抗自身反應(yīng)性T細(xì)胞時,MG病情就趨于穩(wěn)定或緩解[26]。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、自身免疫性甲狀腺炎,自身免疫性肝病、多種腎臟疾病等很多自身免疫性疾病的發(fā)病也有關(guān)。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對于自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展都具有重要意義,對其進行深入研究將有助于了解自身免疫性疾病的發(fā)病機制,對疾病預(yù)后判斷、進一步的治療有著深遠的意義。
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