天然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與自身免疫性疾病

1、天然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與自身免疫性疾病         11-03-24 16:19:00     作者：陳蕾, 焦志軍    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  調(diào)節(jié)性T細(xì)胞; 自身免疫性疾病; 免疫調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells, Treg）是一類具有較低的增殖能力，能夠抑制免疫反應(yīng)的細(xì)胞群，在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反應(yīng)和維持機(jī)體免疫平衡方面發(fā)揮重要的作用。近年來，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞已成為免疫學(xué)領(lǐng)域的

2、研究熱點(diǎn)，現(xiàn)已證實(shí)除了CD4+Treg外，一部分CD8+T細(xì)胞,CD4-CD8-T細(xì)胞、NKT細(xì)胞也具有類似免疫調(diào)節(jié)功能。本文著重闡述的CD4+CD25+T細(xì)胞是最早報(bào)道的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，此類細(xì)胞占健康個(gè)體外周CD4+淋巴細(xì)胞的5%10%。自1995年Sakaguchi等1首次報(bào)道CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞以來，人們對(duì)其產(chǎn)生、發(fā)育、分化、成熟、功能及其與各類免疫性疾病的關(guān)系進(jìn)行了大量研究，現(xiàn)對(duì)其簡(jiǎn)要綜述如下 。1  調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分類、特征     目前認(rèn)為，Treg 主要包括Tr1,Th3和CD4+CD25+Treg 。根據(jù)來源不同將其劃分為

3、固有Treg和適應(yīng)性Treg。固有Treg亦稱天然 Treg （natural Treg），是指那些在胸腺發(fā)育成熟后進(jìn)入外周淋巴組織的Treg，在預(yù)防病理性自身免疫反應(yīng)方面起作用；適應(yīng)性Treg 即獲得性Treg，是由成熟T細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的，參與控制微生物感染和移植免疫應(yīng)答。天然Treg 的抑制機(jī)制主要是細(xì)胞接觸依賴性及細(xì)胞因子非依賴性，而獲得性Treg 的抑制機(jī)制不依賴于細(xì)胞間接觸而是依賴細(xì)胞因子的作用2。細(xì)胞因子依賴性主要通過分泌白細(xì)胞介素10（IL10）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）等來抑制效應(yīng)細(xì)胞的增殖與功能，而細(xì)胞接觸依賴性抑制作用的分子機(jī)制目前仍不太清楚。通常所謂的CD4+CD25+Tre

4、g 屬于天然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，Tr1和Th3屬于獲得性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。     Tr1,Th3是由外周成熟的T細(xì)胞在特定條件的誘導(dǎo)下分化而來的，也可由CD4+CD25+Treg 分化而來。在口服誘導(dǎo)耐受過程中，肺部樹突細(xì)胞產(chǎn)生IL10，促進(jìn)Tr1的產(chǎn)生；小腸黏膜樹突細(xì)胞則產(chǎn)生TGF,可促進(jìn)Th3產(chǎn)生。在大多數(shù)情況下, Tr1,Th3是通過抗原反復(fù)刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生的。Tr1的主要特征是3：CD4+CD45RBlow、低增殖能力，分泌高水平的IL10、低水平的IL2、正常水平的TGF、中度水平的IFN和IL5、不產(chǎn)生IL4。Th3區(qū)別于Tr1主要在于其分泌高水平的TG

5、F。Tr1,Th3均具有免疫抑制功能，體外可下調(diào)抗原特異性的T細(xì)胞增殖反應(yīng)，體內(nèi)可預(yù)防和治療自身免疫性疾病。其免疫調(diào)節(jié)作用主要是通過它們產(chǎn)生的抑制性細(xì)胞因子IL10和TGF來實(shí)現(xiàn)的。     2  CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞發(fā)育、分化及功能特性   CD4+CD25+T細(xì)胞主要來源于胸腺的CD4+CD25-T細(xì)胞，有人把胸腺產(chǎn)生調(diào)節(jié)性CD4+CD25+T細(xì)胞作為胸腺除了陰性選擇、陽性選擇的第三功能。在胸腺的自然選擇過程中，T淋巴細(xì)胞受體（TCR）與低密度、高親和力的MHC/肽復(fù)合物或胸腺內(nèi)皮細(xì)胞遞呈的自身抗原肽

6、間反應(yīng)介導(dǎo)CD4+CD25+T細(xì)胞的分化發(fā)育4。胸腺產(chǎn)生的CD4+CD25+T細(xì)胞到達(dá)外周淋巴器官后，可能還需要依賴自身抗原和免疫分子如CD28B7，CD40CD40L共刺激分子的慢性刺激作用，才能維持其免疫調(diào)節(jié)功能。此外，CD4+CD25+Treg 也可由外周CD4+CD25-T細(xì)胞分化發(fā)育而來，CD4+CD25+Treg 胸腺外產(chǎn)生機(jī)制可能是機(jī)體對(duì)其胸腺產(chǎn)生能力逐漸下降及有限擴(kuò)增能力的彌補(bǔ)5。     CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞具有免疫無能性及免疫抑制性兩大特征。免疫無能性即對(duì)高濃度IL2的單獨(dú)刺激、固相包被或可溶性抗CD3單抗以及抗CD3單抗、

7、抗CD28單抗的聯(lián)合作用呈無應(yīng)答狀態(tài)，也不分泌IL2。免疫抑制性表現(xiàn)在經(jīng)TCR介導(dǎo)的信號(hào)刺激活化以后CD4+CD25+T細(xì)胞能夠抑制CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的增殖，這種抑制作用是非特異性的，且不具有MHC限制性6。Sakaguchi等1發(fā)現(xiàn)未免疫小鼠外周循環(huán)中5%10%的CD4+T細(xì)胞表達(dá)CD25+表面分子，將移除CD25+的CD4+T細(xì)胞（CD4+CD25-T細(xì)胞）過繼給T細(xì)胞缺陷的小鼠，能導(dǎo)致宿主各個(gè)器官的自身免疫病，而將CD4+CD25+與CD4+CD25-T細(xì)胞一同轉(zhuǎn)移，則不引起自身免疫病。該發(fā)現(xiàn)提示CD4+CD25+T細(xì)胞具有抑制自身免疫病的作用，與早年發(fā)現(xiàn)的抑制性T細(xì)胞（Ts

8、）有類似之處。這類細(xì)胞與CD4+CD25-T細(xì)胞相比，組成性表達(dá)IL2R（CD25）,CTLA4（CD152）,GITR及高水平的CD44和中/低水平的CD45RB，50%表達(dá)HLADR，80%表達(dá)CD45，經(jīng)TCR激活后CTLA4表達(dá)增高。CD25既是CD4+CD25+Treg 的特征性標(biāo)志，又是T細(xì)胞激活的標(biāo)志，故用CD25不能將兩者鑒別開來。     在體外研究發(fā)現(xiàn)，如果CD4+CD25+T細(xì)胞不與靶細(xì)胞直接接觸，則不能發(fā)揮抑制靶細(xì)胞的功能，而中和抑制性細(xì)胞因子IL4,IL10和TGF并不影響該類細(xì)胞的免疫抑制功能。在體內(nèi)，CD4+CD25+T細(xì)胞

9、免疫抑制功能與細(xì)胞因子有關(guān)。這樣的矛盾結(jié)果可能與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量有關(guān)，在細(xì)胞數(shù)量較低時(shí)，可能需要借助于細(xì)胞因子來介導(dǎo)它的活性，在細(xì)胞數(shù)量較高時(shí)，只通過細(xì)胞與細(xì)胞直接接觸發(fā)揮作用。     3  轉(zhuǎn)錄因子Foxp3在CD4+CD25+T細(xì)胞發(fā)育和功能發(fā)揮中的作用   Foxp3稱叉狀頭/翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(forkhead /winged helix transcription factor)，在調(diào)控Treg細(xì)胞發(fā)育中起重要作用。Fontenot研究小組在2003年已證明Foxp3在Treg細(xì)胞上特異性表達(dá)7，且Fo

10、xp3在Treg細(xì)胞的發(fā)育和功能上是必需的。Foxp3不是一個(gè)簡(jiǎn)單的激活信號(hào)，因?yàn)樵贑D4+CD25-T細(xì)胞激活后不表達(dá)Foxp3。Fontenot和Khattri研究小組使用了互補(bǔ)的途徑證明Foxp3在CD4+CD25+T細(xì)胞發(fā)育和功能上的作用。由于Scurfy小鼠發(fā)生了Foxp3 基因的突變，導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖疾病，表現(xiàn)為惡病質(zhì)和多器官細(xì)胞浸潤(rùn)。人類同源的Foxp3突變可引起人類基因性疾病的免疫失調(diào)、內(nèi)分泌疾病、腸病、X染色體性聯(lián)綜合征（IPEX，也稱為X染色體性聯(lián)自身免疫-變態(tài)失調(diào)綜合征，XLAAD），表現(xiàn)為全面的免疫失調(diào)，帶有自身免疫性內(nèi)分泌疾病，早期發(fā)作的型糖尿病和

11、甲狀腺炎，且在一些病例證明伴有嚴(yán)重的異位特異反應(yīng)，包括濕疹、食物超敏反應(yīng)和嗜酸性炎癥。     現(xiàn)已證實(shí)小鼠Foxp3 的mRNA及其編碼蛋白Scurgy僅特異表達(dá)于Treg細(xì)胞，而其他CD4+T細(xì)胞亞群，包括靜息CD4+T細(xì)胞、活化的Th1/Th2細(xì)胞均極少表達(dá)。研究人員發(fā)現(xiàn)8，高表達(dá)Foxp3的轉(zhuǎn)基因小鼠Treg細(xì)胞數(shù)量增加；Foxp3敲除小鼠活化的CD4+T細(xì)胞增多，卻缺乏獨(dú)立的CD4+CD25+T細(xì)胞，因而導(dǎo)致自身免疫病的發(fā)生。Fehervari等9將從正常小鼠分離的Treg細(xì)胞注入Foxp3缺陷小鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能阻止這種小鼠自身免疫性疾病的發(fā)

12、生。以上實(shí)驗(yàn)充分表明，F(xiàn)oxp3可調(diào)控Treg細(xì)胞發(fā)育及功能效應(yīng)。     4  CD4+CD25+T細(xì)胞與自身免疫性疾病     鑒于Treg對(duì)維持機(jī)體免疫耐受的關(guān)鍵作用, 不難理解, 其數(shù)量和（或）功能的異常必定和疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中, 如果給小鼠注射抗CD4+CD25+T細(xì)胞抗體, 或摘除新生小鼠的胸腺或者敲除Treg發(fā)生的關(guān)鍵基因Foxp3, 都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)小鼠發(fā)生不同程度的自身免疫性疾病和炎癥。另一方面, 提高或增強(qiáng)Treg的數(shù)量或功能可防止或抑制許多自身免疫性疾病的發(fā)生或發(fā)展。T

13、reg與常見自身免疫性疾病關(guān)系的研究已較為廣泛和深入。      4.1  CD4+CD25+T細(xì)胞與胰島素依賴性糖尿病     胰島素依賴性糖尿病( IDDM ) 是由于機(jī)體識(shí)別胰島細(xì)胞的自身抗原, 過度激活的CD4+和CD8+T細(xì)胞引起胰島細(xì)胞的損害, 導(dǎo)致胰島素分泌不足。來自幼年非肥胖型糖尿病(NOD ) 小鼠的CD4+CD62L+T細(xì)胞可以保護(hù)小鼠在轉(zhuǎn)輸實(shí)驗(yàn)中免受來自糖尿病動(dòng)物致病性T 細(xì)胞的影響, 剔除這些細(xì)胞則導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生。這些細(xì)胞的保護(hù)作用有賴于TGF, 因?yàn)樵谵D(zhuǎn)輸CD4+CD

14、62L+T細(xì)胞時(shí)用兩種不同的抗TGF mAb, 可以消除這種保護(hù)作用。Treg與自身免疫性糖尿病的關(guān)系已被許多實(shí)驗(yàn)證實(shí), 近年來, 基于對(duì)Treg的研究, 在糖尿病的治療方面有一些新的思路。4.1.1  CD28/B7途徑維持NOD 小鼠Treg的穩(wěn)定  CD28/B7是啟動(dòng)T細(xì)胞活化的典型共刺激途徑, 然而, 早期來源于NOD小鼠的研究卻得到了意想不到的結(jié)果。CD28基因敲除和B71/B72基因敲除(CD28KO 和B71/B72KO ) 的NOD小鼠與對(duì)照組相比, 糖尿病的發(fā)病率更高且發(fā)生更早。用CD28的拮抗劑-鼠CTLA 4 Ig處理NOD小鼠可以得到相同的結(jié)果。進(jìn)

15、一步研究揭示, CD28/B7途徑被破壞的NOD小鼠外周血Treg細(xì)胞的數(shù)量明顯減少。CD28KO小鼠胸腺內(nèi)Treg也顯著減少。正常小鼠注射CTLA4 Ig, 或同時(shí)注射抗B71和抗B72 mAb后, 小鼠外周血Treg降低60% 80%, 說明CD28對(duì)維持外周血Treg的穩(wěn)定有重要作用。實(shí)際上, 已證實(shí)CD28對(duì)Treg在體內(nèi)的擴(kuò)增很重要?；谝陨蠑?shù)據(jù), 人們?cè)噲D針對(duì)這個(gè)重要的共刺激途徑設(shè)計(jì)藥物。CD28/B72 是NOD病理反應(yīng)中的主要共刺激途徑, 因此, 選擇性抑制CD28/B7也許可以提高Treg活性, 減輕病理性T 細(xì)胞反應(yīng)。另外, Treg有克隆無能的特性,在體外不能有效擴(kuò)增。當(dāng)抗CD28 mAb介導(dǎo)的共刺激存在時(shí), 可以逆轉(zhuǎn)這種無能的表型, 使Treg的體外擴(kuò)增成為可能。4.1.2  抗CD3 mAb刺激Treg擴(kuò)增治療型糖尿病