T細(xì)胞免疫學(xué)功能研究進(jìn)展

李麗麗新疆師范大學(xué)T細(xì)胞免疫學(xué)功能研究進(jìn)展第第頁(yè)T細(xì)胞免疫學(xué)功能研究進(jìn)展摘要過(guò)繼性細(xì)胞免疫治療(adoptivecellularimmunotherapy,ACI)是目前較為有效的惡性腫瘤的治療方法之一。隨著技術(shù)的日趨成熟,已在多種實(shí)體瘤和血液腫瘤的臨床治療中取得較好療效。其中,嵌合抗原受體(chimericantigenreceptor,CAR)T細(xì)胞技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的一種細(xì)胞治療技術(shù)。通過(guò)基因改造技術(shù),效應(yīng)T細(xì)胞的靶向性、殺傷活性和持久性均較常規(guī)應(yīng)用的免疫細(xì)胞高,并可克服腫瘤局部免疫抑制微環(huán)境和打破宿主免疫耐受狀態(tài)。目前,CAR的信號(hào)域已從第一代的單一信號(hào)分子發(fā)展為包含CD28、4-1BB等共刺激分子的多信號(hào)結(jié)構(gòu)域(第二、三代),臨床應(yīng)用廣泛。但是,該技術(shù)也存在脫靶效應(yīng)、插入突變等臨床應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。該文將就CAR-T細(xì)胞技術(shù)在惡性腫瘤免疫治療中的應(yīng)用及可能存在的問(wèn)題作一綜述。關(guān)鍵詞嵌合抗原受體；基因改造；過(guò)繼性免疫細(xì)胞治療；CD4+T細(xì)胞；TH17細(xì)胞；分化；調(diào)控機(jī)制；微RNA；T細(xì)胞；抗感染免疫；抗腫瘤免疫早在1989年,Eshhar研究小組[3-4]就將免疫球蛋白樣scFv和FcεRI受體(γ鏈)或CD3復(fù)合物(ζ鏈)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合形成嵌合受體,即第一代CARs。表達(dá)CAR的T細(xì)胞以抗原依賴、非MHC限制的方式結(jié)合腫瘤抗原,啟動(dòng)并活化特異性殺傷腫瘤反應(yīng)。CARs表達(dá)的穩(wěn)定性依賴于所用的胞內(nèi)信號(hào)域。盡管最近研究報(bào)告顯示,去除CD3ζ鏈的兩個(gè)ITAMs磷酸化作用,能減少T細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)后的凋亡,有利于轉(zhuǎn)基因的長(zhǎng)期表達(dá)[5-6]。但是,目前含CD3ζ鏈的CAR-T細(xì)胞相對(duì)于含F(xiàn)cεRIγ鏈的CAR-T細(xì)胞臨床研究更多。原因可能是因?yàn)镃D3ζ含有三個(gè)ITAMs,而FcεRIγ鏈只有一個(gè)ITAM,雖然體內(nèi)表達(dá)率較低,但是能更有效激活T細(xì)胞,對(duì)腫瘤根除能力更強(qiáng)。此外,CAR-T細(xì)胞的跨膜區(qū)一般由同源或異源的CD3、CD8或CD28等二聚體膜蛋白組成,通過(guò)CAR二聚化以及與內(nèi)源性TCR的相互作用產(chǎn)生的信號(hào)有助于T細(xì)胞的激活。研究表明,T細(xì)胞的完全活化有賴于雙信號(hào)和細(xì)胞因子的作用。其中第一信號(hào)為特異性信號(hào),由TCR識(shí)別抗原遞呈細(xì)胞表面的抗原肽-MHC復(fù)合物所啟動(dòng);第二信號(hào)為協(xié)同刺激信號(hào),通過(guò)CD28/B7等重要的共刺激分子,促進(jìn)IL-2合成,并使T細(xì)胞充分活化及免于凋亡。對(duì)于初始型T細(xì)胞(未與抗原接觸的T細(xì)胞),如只在信號(hào)1而沒(méi)有信號(hào)2條件下無(wú)法使T細(xì)胞發(fā)揮正常作用;即使T細(xì)胞與抗原接觸,如果沒(méi)有協(xié)同刺激信號(hào),細(xì)胞也不能發(fā)揮正常功能。相應(yīng)的,僅含有CD3ζ序列的嵌合抗原受體,如沒(méi)有協(xié)同刺激信號(hào)2,也無(wú)法激活CAR-T細(xì)胞。因此,依照T細(xì)胞活化的雙信號(hào)學(xué)說(shuō),第二和第三代CARs在嵌合受體上加上如CD28、CD134(OX40)和CD137(4-1BB)等共刺激分子(costimulatorymolecule,CM)[13-15],以提高T細(xì)胞的細(xì)胞毒性、增殖活性,維持T細(xì)胞應(yīng)答,延長(zhǎng)T細(xì)胞存活時(shí)間等(圖2)。其中,CD28分子在調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞增殖和存活方面有著重要作用,也對(duì)效應(yīng)細(xì)胞和記憶細(xì)胞的建立起著關(guān)鍵作用,其通過(guò)募集如PI3K、Grb2和Lck等分子,以調(diào)節(jié)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子如NFκB的活性并且增加IL-2和Bcl-xL的分泌。CD134能使初始T細(xì)胞獲得持久的體外增殖和較強(qiáng)的IL-2分泌能力。CD137則為維持T細(xì)胞應(yīng)答提供信號(hào),在T細(xì)胞生存和CD8+T細(xì)胞記憶中起關(guān)鍵作用。Till等[23]以逆轉(zhuǎn)錄病毒為載體構(gòu)建第三代CAR-T細(xì)胞（CD20-CD28-CD137-CD3ζ),治療3例非霍奇金淋巴瘤。經(jīng)PCR檢測(cè),效應(yīng)細(xì)胞在體內(nèi)存活的時(shí)間超過(guò)12個(gè)月。臨床反應(yīng)持續(xù)完全緩解2例,部分緩解1例。其中1例28歲利妥昔單抗難治性濾泡性淋巴瘤患者,CAR-T細(xì)胞治療3.5月后,頸部淋巴結(jié)在1~2周內(nèi)迅速減小3cm。而美國(guó)國(guó)家癌癥研究所Morgan等[24]報(bào)道一例結(jié)腸癌合并肝和肺轉(zhuǎn)移患者接受第三代HER2-CAR-T細(xì)胞治療。該患者輸注后4小時(shí)血液就檢測(cè)出有高水平的IFN-γ、GM-CSF、TNF-α和IL-6等細(xì)胞因子。因?yàn)榧?xì)胞靜脈輸注后首先經(jīng)過(guò)肺循環(huán),輸注大量的HER2-CAR+T細(xì)胞后,識(shí)別并攻擊表達(dá)HER2的正常肺細(xì)胞,釋放的過(guò)量細(xì)胞因子,引起“細(xì)胞因子風(fēng)暴”,患者于治療后5天死亡。這也是迄今為止公布的最為嚴(yán)重的1例CAR-T細(xì)胞相關(guān)的不良反應(yīng)。由于目前第三代CAR-T細(xì)胞臨床應(yīng)用還比較少,故其安全性和有效性是否就一定優(yōu)于第二代CAR-T細(xì)胞,以及選擇怎樣的共刺激分子組合,還需進(jìn)一步觀察。TH17細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)更多的是與自身免疫性疾病的研究相關(guān)，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)效應(yīng)T細(xì)胞出現(xiàn)調(diào)節(jié)紊亂時(shí)易導(dǎo)致自身免疫性疾病及過(guò)敏性疾病的產(chǎn)生［3］。TH1細(xì)胞具有高度促炎癥生成的特點(diǎn)并且與很多種自身免疫疾病的產(chǎn)生相關(guān)［4］，但是，在IFN-γ基因敲除小鼠中，IFN-γ信號(hào)或IFN-γ受體的缺失并不誘導(dǎo)機(jī)體對(duì)自身免疫性疾病產(chǎn)生抵抗；相反，這些小鼠更易產(chǎn)生自身免疫性疾病［5］。這些現(xiàn)象表明，機(jī)體內(nèi)有不同于TH1細(xì)胞的其它效應(yīng)T細(xì)胞亞類，它可以誘導(dǎo)組織炎癥和機(jī)體自身免疫反應(yīng)，這類細(xì)胞后來(lái)被人們定義為產(chǎn)生IL17的效應(yīng)T細(xì)胞（TH17細(xì)胞）。TH17細(xì)胞是一類可以特異性地產(chǎn)生IL-17的細(xì)胞，IL-17家族有6個(gè)成員。目前，6個(gè)家族成員的配體（IL-17A～E）和5個(gè)受體（IL-17RA～I(xiàn)L-17RD和SEF）己經(jīng)被證實(shí)。TH17細(xì)胞在部分自身免疫疾病如實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）、膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（CIA）和抗原特異性疾病發(fā)病中起重要作用［6］。TH17細(xì)胞并不表達(dá)TH1或TH2型T細(xì)胞所表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子T-bet或GATA-3，這也說(shuō)明了它們是不同于TH1或TH2型T細(xì)胞的另一類T細(xì)胞亞類。最近研究發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)核受體RORγt是TH17T細(xì)胞所特有的主要轉(zhuǎn)錄因子［8］，也進(jìn)一步驗(yàn)證TH17細(xì)胞是T細(xì)胞分化過(guò)程中一種特殊的細(xì)胞亞群。由于IL-12對(duì)TH1細(xì)胞有重要作用并促其達(dá)IFN-γ，IL-12可能在TH1和TH17相互間調(diào)節(jié)上起重要作用。對(duì)這種相互作用的典型例子之一是，IL-12亞單位p40基因缺陷小鼠或用IL-12p40中和抗體處理的小鼠對(duì)EAE和CIA兩種疾病的產(chǎn)生出現(xiàn)顯著的抑制作用［14］。IL-23是IL-12家族的一個(gè)新成員［15］，它在TH17細(xì)胞分化中有重要的作用，同時(shí)它也帶有p40亞單位，因此，IL-23和IL-12的共同特性也體現(xiàn)出p40亞單位在TH17分化中的地位。對(duì)于TH1效應(yīng)細(xì)胞對(duì)TH17分化的影響，Mangan等研究表明［16］，在初始CD4+T細(xì)胞中加入TGF-β導(dǎo)致TH17細(xì)胞分化的過(guò)程可通過(guò)加入TH1和TH2分化相關(guān)的細(xì)胞因子抗體（如抗IL-4和抗IFN-γ），或通過(guò)使用IFN-γ缺陷小鼠CD4細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)。這表明，TH1或TH2細(xì)胞分化過(guò)程都可以對(duì)TH17分化產(chǎn)生一定程度的抑制作用（圖2）；另一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，初始CD4+T細(xì)胞在IL-23單獨(dú)存在時(shí)用TCR刺激并不引起IL-17生成細(xì)胞的顯著增加，但如果同時(shí)加入IFN-γ和IL-4中和抗體時(shí)將導(dǎo)致明顯的IL-17陽(yáng)性CD4+T細(xì)胞的產(chǎn)生，如果額外補(bǔ)充IFN-γ和IL-4則IL-17生成細(xì)胞減少［17］。這些結(jié)果顯示，產(chǎn)生IL-17的效應(yīng)T細(xì)胞的生成受到TH1或TH2T細(xì)胞的調(diào)控。另一個(gè)與TH1T細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子受體也在TH17分化中起重要作用，研究發(fā)現(xiàn)IL-18Rα缺失小鼠可產(chǎn)生對(duì)EAE的保護(hù)力。從中可見(jiàn)，抗原遞呈細(xì)胞上的IL-18R參與了TH17病理過(guò)程，這一現(xiàn)象也與抗原遞呈細(xì)胞所分泌的IL-23的量相關(guān)［18］。在研究TH1和TH2通路對(duì)TH17生成影響的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)IFN-γ和IL-4的主要下游信號(hào)分子STAT1和STAT6的CD4+T細(xì)胞將顯著提高IL-17的生成能力［19］。從轉(zhuǎn)錄因子水平上分析，TH1途徑的主要轉(zhuǎn)錄因子是T-bet，T-bet在CD4+T細(xì)胞中的表達(dá)可通過(guò)STAT1引起IFN-γ和IL-27表達(dá)信號(hào)增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，T-bet缺陷小鼠并不易于誘導(dǎo)產(chǎn)生EAE［20］，說(shuō)明此時(shí)機(jī)體內(nèi)并不對(duì)CD4+T細(xì)胞新的亞類TH17T細(xì)胞的研究將更加豐富免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)過(guò)程的研究領(lǐng)域，這對(duì)深入研究機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、免疫病理和機(jī)體防御反應(yīng)機(jī)制具有重要意義。TH17T細(xì)胞產(chǎn)生的特異性效應(yīng)因子IL-17在自身免疫性疾病和感染性疾病中發(fā)揮重要的作用；目前對(duì)TH17細(xì)胞的研究主要集中在對(duì)自身免疫疾病的生成、調(diào)控及最終對(duì)其合理的干預(yù)治療方面?？乖f呈細(xì)胞和病原菌誘生物質(zhì)間的相互作用，并不僅在于啟動(dòng)TH17T細(xì)胞，還在于對(duì)自身免疫疾病的致病過(guò)程，因而可以在疾病癥狀開(kāi)始后進(jìn)行疾病干預(yù)?？傊?，對(duì)TH17T細(xì)胞分化及其調(diào)機(jī)制的研究有助于加深對(duì)自身免疫疾病調(diào)控的認(rèn)識(shí)，而這種細(xì)胞亞類也有潛在的可能成為炎癥疾病治療的新靶標(biāo)，并為新型免疫抑制藥物的研發(fā)提供新的研究思路與方向。miRNA對(duì)于T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫也有重要作用。Huffaker等[43]發(fā)現(xiàn)，miR-155和miR-146a通過(guò)調(diào)節(jié)IFN-γ的水平分別在T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫中發(fā)揮保護(hù)性和抑制性作用，并且以miR-155的抗腫瘤作用占主導(dǎo)地位。Jiang等[4]證實(shí)miR-17-92簇對(duì)于效應(yīng)CD4+T細(xì)胞的抗腫瘤應(yīng)答是必不可少的。此前，研究發(fā)現(xiàn)miR-155、miR-17-92簇在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，二者因此被認(rèn)為可能作為腫瘤標(biāo)記物和抗腫瘤治療的靶點(diǎn)。而上述研究結(jié)果顯示miR-155、miR-17-92簇對(duì)于T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫是必需的。因此，臨床治療中非特異的抗miRNA治療是不恰當(dāng)?shù)?。Yang等[44]發(fā)現(xiàn)，miR-34a能抑制肝癌肝內(nèi)轉(zhuǎn)移及門靜脈癌栓形成。乙肝病毒的持續(xù)感染導(dǎo)致TGF-β信號(hào)通路活性提高，從而抑制miR-34a的表達(dá)，其下游靶基因趨化因子C-C模體配體22(C-Cmotifchemokine22,CCL22)表達(dá)上調(diào)，有利于募集Treg細(xì)胞，從而使腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸。目前，miRNA對(duì)T細(xì)胞分化和功能的調(diào)節(jié)作用方面的研究有一定進(jìn)展，但多數(shù)研究結(jié)果都是通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)或小鼠模型獲得的，miRNA對(duì)人類T細(xì)胞亞群的調(diào)控還有待進(jìn)一步探索。此外，有些miRNA尚無(wú)理想的動(dòng)物模型或者體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致，其功能還有待進(jìn)一步研究。miRNA參與了感染、腫瘤、自身免疫性疾病等多種疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，但盲目地、非特異性地調(diào)控miRNA的表達(dá)并不一定有效，反而有可能破壞機(jī)體正常的免疫保護(hù)功能，只有進(jìn)一步弄清其對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的調(diào)控機(jī)制，篩選特異性miRNA作為免疫治療的靶點(diǎn)，才能有針對(duì)性地展開(kāi)治療，為相關(guān)疾病的臨床治療提供新思路。參考文獻(xiàn)1陳杰嵌合抗原受體T細(xì)胞介紹及抗腫瘤臨床應(yīng)用中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)ChineseJournalofCellBiology2014,36(2):228–2352謝勇，孫紅祥，李鐸TH17細(xì)胞分化及其調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展科技通報(bào)2009年1月第25卷第1期文章編號(hào)：1001-7119（2009）01-0045－063余婷，肖斌miRNA對(duì)T細(xì)胞分化與功能的調(diào)節(jié)作用命的化學(xué)2014,34(5):701-707201405204李昊文，王穎基因組學(xué)時(shí)代的免疫學(xué)研究中國(guó)科學(xué)C輯:生命科學(xué)2008年第38卷第10期:923--9295徐德立，王德華．生態(tài)免疫學(xué)研究進(jìn)展．生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(19):6251-6258．6沈留紅，鄧又天，鄧俊良，任志華，左之才，王婭，楊軍，申渝波復(fù)方中藥“禽康散”對(duì)人工感染新城疫病毒雞Ｔ－淋巴細(xì)胞亞群的影響中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào)2013年10月第33卷第10期ＮＯ．１０１６０５7胡廣勝，王旭榮，楊峰，陳炅然，苗小樓，王玲，羅金印，李新圃，李宏勝奶牛子宮內(nèi)膜炎免疫調(diào)控研究進(jìn)展動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，２