陳 鑫 綜述,張紅艷審校

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院燒傷科 330006)

CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在嚴(yán)重?zé)齻葢?yīng)激狀態(tài)下對免疫系統(tǒng)的影響

陳 鑫 綜述,張紅艷△審校

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院燒傷科 330006)

T淋巴細(xì)胞,調(diào)節(jié);應(yīng)激;燒傷;免疫系統(tǒng)

嚴(yán)重?zé)齻罂烧T發(fā)膿毒癥及多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS),是目前大面積燒傷患者的主要死亡原因,而嚴(yán)重?zé)齻竺庖吖δ艿奈蓙y則對膿毒癥和MODS的發(fā)生和發(fā)展具有重要作用[1]?CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T(regulatory T,Treg)細(xì)胞,是免疫系統(tǒng)中具有抑制活性的T細(xì)胞亞群,它在腫瘤免疫?感染免疫及移植耐受等自身免疫性疾病中發(fā)揮著重要作用[2-4]?在感染免疫中,CD4+CD25+Treg細(xì)胞最主要的作用就是調(diào)節(jié)抗炎和致炎T細(xì)胞之間的平衡,它的免疫活性決定著炎癥的方向和轉(zhuǎn)歸[5]?有研究顯示嚴(yán)重?zé)齻墒笴D4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞成熟及表達(dá),而其表達(dá)的增加則導(dǎo)致了免疫抑制[6]?

1 CD4+CD25+Treg細(xì)胞的起源及產(chǎn)生機(jī)制

Treg細(xì)胞最初是由Sakaguchi等[7]發(fā)現(xiàn)的,他們研究發(fā)現(xiàn)新生小鼠在行胸腺切除術(shù)后全部發(fā)生自身免疫性疾病,而在回輸入CD4+CD25+Treg細(xì)胞10d后自身免疫性疾病可以得到控制?隨后許多研究發(fā)現(xiàn)CD4+CD25+Treg細(xì)胞也存在于人外周血及淋巴組織中[8]?CD4+CD25+Treg細(xì)胞是由胸腺T細(xì)胞發(fā)育而來的,它占人體CD4+T細(xì)胞的2%～3%,而在大鼠中占5%～10%?有學(xué)者認(rèn)為天然Treg細(xì)胞可能通過T細(xì)胞抗原受體(T cell receptor,TCR)與皮質(zhì)上皮細(xì)胞的主要組織相容性復(fù)合體(major histocompability complex,MHC)Ⅱ分子遞呈的自身抗原接觸?Treg細(xì)胞與自身抗原具有高親和力并獲得免疫無能性,同時產(chǎn)生具有抗凋亡活性的分子逃避陰性選擇,進(jìn)入外周淋巴組織[8]?活化的巨噬細(xì)胞可通過分泌IL-10來影響Th0細(xì)胞向CD4+CD25+Treg細(xì)胞的極化,在高水平IL-10的作用下,抗原反復(fù)刺激下可誘導(dǎo)Th0細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化,因此,巨噬細(xì)胞在促進(jìn)Th0細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化的過程中起著極其關(guān)鍵的作用[9]?

2 CD4+CD25+Treg細(xì)胞的主要標(biāo)志

天然Treg細(xì)胞又通常被稱為CD4+CD25+FOXP3+T細(xì)胞?因?yàn)槠浼缺磉_(dá)CD25(IL-2受體的α鏈),也在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)FOXP3,它們與Treg細(xì)胞的產(chǎn)生和功能密切相關(guān)?(1)CD25:作為IL-2受體的α鏈表達(dá)于大部分的Treg細(xì)胞,但一些活化T細(xì)胞也可少量表達(dá),IL-2對于維持FOXP3的表達(dá)及保持CD4+CD25+Treg細(xì)胞的平衡起著一定作用[10]?(2)FOXP3:FOX是一個具有多種功能的轉(zhuǎn)錄因子大家族,其家族成員多數(shù)有一個叉頭樣結(jié)構(gòu)域,可與DNA結(jié)合?FOXP3是叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子家族中的成員?研究發(fā)現(xiàn),它的表達(dá)及功能與Treg細(xì)胞密切相關(guān),在FOXP3缺陷型小鼠,CD4+CD25+Treg細(xì)胞并不表現(xiàn)出免疫抑制性及無能性?FOXP3在CD4+T細(xì)胞中的表達(dá)明顯高于CD8+T細(xì)胞?FOXP3被認(rèn)為是目前檢測調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞的最敏感的標(biāo)志[3,11]?(3)CD127:最近有研究顯示,CD127(IL-7受體)在外周血CD4+T的CD4+CD25+T細(xì)胞中會下調(diào)表達(dá),即其一般表達(dá)于CD4+CD25-T細(xì)胞,而不表達(dá)于CD4+CD25+T細(xì)胞[12],因此,目前CD4+CD25+CD127-FOXP3+被認(rèn)為是Treg細(xì)胞的特異性標(biāo)志?

3 CD4+CD25+Treg細(xì)胞的功能特點(diǎn)

免疫無能性及免疫抑制性是CD4+CD25+Treg細(xì)胞的兩大主要功能特點(diǎn)?免疫無能性是指在高濃度IL-2?抗CD3單抗等刺激原的作用下CD4+CD25+Treg細(xì)胞表現(xiàn)無能狀態(tài),但當(dāng)經(jīng)TCR介導(dǎo)信號刺激并有高濃度外源IL-2存在時,CD4+CD25+Treg細(xì)胞可活化增殖;免疫抑制性是指在經(jīng)TCR介導(dǎo)信號活化后,CD4+CD25+Treg細(xì)胞可抑制CD4+及CD8+T細(xì)胞的活化和增殖,并且表現(xiàn)為非特異性[13]?

4 CD4+CD25+Treg細(xì)胞的作用機(jī)制

目前CD4+CD25+Treg細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制主要包括細(xì)胞接觸依賴性機(jī)制和細(xì)胞因子依賴性機(jī)制[11]?①細(xì)胞接觸依賴性機(jī)制是CD4+CD25+Treg細(xì)胞依靠穿孔素或是顆粒酶途徑直接殺死活化的T細(xì)胞,另外通過細(xì)胞溶解性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxicity T lymphocyte-related antigen 4,CTLA-4)與活化T細(xì)胞表面B7分子(CD80和CD86)之間的交聯(lián)作用轉(zhuǎn)導(dǎo)反向信號來產(chǎn)生抑制效應(yīng)?②細(xì)胞因子依賴性機(jī)制是CD4+CD25+Treg細(xì)胞可產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)和IL-10等活化分子,TGF-β可抑制B細(xì)胞?細(xì)胞毒性T細(xì)胞和NK細(xì)胞的增殖和功能,抑制淋巴細(xì)胞合成細(xì)胞因子以及拮抗腫瘤壞死因子的生物學(xué)作用;IL-10作為免疫調(diào)節(jié)因子可抑制T細(xì)胞的復(fù)制?細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及阻礙巨噬細(xì)胞表達(dá)MHC-Ⅱ類分子從而產(chǎn)生對巨噬細(xì)胞的抑制作用[14-15]?

5 CD4+CD25+Treg細(xì)胞在嚴(yán)重?zé)齻葢?yīng)激狀態(tài)下對免疫系統(tǒng)的作用

嚴(yán)重?zé)齻葢?yīng)激狀態(tài)下導(dǎo)致的免疫系統(tǒng)功能紊亂是感染并發(fā)癥及多器官功能衰竭的主要原因之一,尤其是當(dāng)全身高代謝反應(yīng)及皮膚覆蓋延遲等不利因素影響的情況下,對免疫系統(tǒng)更是沉重打擊[16]?嚴(yán)重?zé)齻髸|發(fā)機(jī)體過度的炎癥反應(yīng)及免疫系統(tǒng)抑制進(jìn)而引起控制感染的能力下降,有研究顯示嚴(yán)重?zé)齻竺庖呦到y(tǒng)內(nèi)Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞失衡,而免疫反應(yīng)則在過度炎癥反應(yīng)和免疫防御過于低下之間尋求平衡[17]?過度亢進(jìn)的炎癥可造成組織損傷甚至全身炎癥反應(yīng)綜合征,引起各種并發(fā)癥,而免疫防御力降低則會出現(xiàn)抗感染功能明顯下降,最終出現(xiàn)臟器功能障礙和感染等?近年,許多免疫細(xì)胞和免疫分子成為燒傷后免疫系統(tǒng)紊亂的研究熱點(diǎn),CD4+CD25+Treg細(xì)胞作為免疫系統(tǒng)內(nèi)的重要調(diào)節(jié)性細(xì)胞對燒傷免疫的影響更是不可忽視的?

在嚴(yán)重?zé)齻驝D4+CD25+Treg細(xì)胞對機(jī)體的影響首先表現(xiàn)在有效對抗病原體的細(xì)胞免疫和過度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致組織損害之間的平衡?CD4+CD25+Treg細(xì)胞抑制效應(yīng)增強(qiáng)可使機(jī)體傾向于Th2型反應(yīng),而CD4+CD25+Treg細(xì)胞抑制能力減弱則會導(dǎo)致機(jī)體傾向于Th1型反應(yīng),因此,CD4+CD25+Treg細(xì)胞活性某種程度上講決定著炎癥反應(yīng)的轉(zhuǎn)歸?有研究認(rèn)為燒傷后免疫力低下是T細(xì)胞由Th1型轉(zhuǎn)向Th2型,以致產(chǎn)生大量抑制活性的細(xì)胞因子[17-19]?

Ni等[16]通過建立燒傷大鼠模型,觀察發(fā)現(xiàn)大鼠燙傷7d內(nèi)淋巴結(jié)Treg細(xì)胞的活性明顯增加,而且Treg細(xì)胞活性的增強(qiáng)是通過TGF-β介導(dǎo)的細(xì)胞接觸機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的,同時Th1型免疫反應(yīng)受到明顯抑制,而下調(diào)CD4+CD25+Treg細(xì)胞的表達(dá)后Th1型反應(yīng)則恢復(fù)正常?而Huang等[20]通過流式細(xì)胞儀檢測嚴(yán)重?zé)齻颊咄庵苎l(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞表達(dá)增加,Treg細(xì)胞表達(dá)的CTLA-4?FOXP3也均明顯高于正常對照組?他們同時對Treg細(xì)胞分泌的兩種具有抑制效應(yīng)的細(xì)胞因子TGF-β和IL-10進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)它們也明顯高于對照組,且這些標(biāo)記與患者的燒傷面積呈正相關(guān)?Murphy等[21]的研究也發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重?zé)齻颊逿reg細(xì)胞的表面標(biāo)識表達(dá)升高及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子增多?而正是由于Treg細(xì)胞表達(dá)的增加,致使T細(xì)胞免疫受抑制,出現(xiàn)機(jī)體傾向于Th2型反應(yīng)?

另外嚴(yán)重?zé)齻笠鸬哪摱景Y一個很重要的原因可能為免疫麻痹,它主要表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞增殖能力下降?大量淋巴細(xì)胞凋亡,并且對病原體的刺激表現(xiàn)為無反應(yīng)性或清除能力下降?而這種免疫麻痹很大程度是由Treg細(xì)胞引起的,這與創(chuàng)傷后導(dǎo)致免疫抑制的理論是一致的?Venet等[22]對嚴(yán)重創(chuàng)傷患者進(jìn)行分析,患者傷后外周血CD4+T細(xì)胞持續(xù)降低,而CD4+CD25+Treg細(xì)胞的表達(dá)與健康組比較絕對值也是降低的,但CD4+CD25+Treg細(xì)胞所占百分比則明顯增高?事實(shí)上,這是緣于CD4+T細(xì)胞的下降幅度比Treg細(xì)胞更大?由此可見,嚴(yán)重?zé)齻颊咄庵苎狢D4+CD25+Treg細(xì)胞的表達(dá)可以抑制T淋巴細(xì)胞的增殖?

6 CD4+CD25+Treg細(xì)胞對嚴(yán)重?zé)齻委煹囊饬x

許多資料已經(jīng)證實(shí),嚴(yán)重?zé)齻罂梢餋D4+CD25+Treg細(xì)胞活性的明顯增強(qiáng),導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)功能的抑制及清除病原體能力下降,進(jìn)而出現(xiàn)膿毒癥及MODS?因此,利用CD4+CD25+Treg細(xì)胞凋亡,下調(diào)其活性,為嚴(yán)重?zé)齻竽摱景Y的防治提供新的靶點(diǎn)成為了關(guān)注的焦點(diǎn),但目前,關(guān)于CD4+CD25+Treg細(xì)胞對嚴(yán)重?zé)齻竺庖呦到y(tǒng)的調(diào)節(jié)僅局限于動物模型[23],對嚴(yán)重?zé)齻竺庖吖δ艿脑u價尚缺乏客觀準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn),因此,關(guān)于CD4+CD25+Treg細(xì)胞在嚴(yán)重?zé)齻蟊３諸h1細(xì)胞和Th2細(xì)胞平衡,以及燒傷后膿毒癥的防治等方面的研究還有待深入探討?

[1] 楊宗城.燒傷治療學(xué)[M].3版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2006:119-140.

[2] Nishikawa H,Sakaguchi S.Regulatory T cells in tumor immunity[J].Int J Cancer,2010,127(4):759-767.

[3] Sakaguchi S,Miyara M,Costantino CM,et al.FOXP3+regulatory T cells in the human immune system[J].Nat Rev Immunol,2010,10(7):490-500.

[4] Sakaguchi S,Sakaguchi N,Asano M,et al.Pillars article:immunologic self-tolerance maintained by activated T cells expressing IL-2receptor {alpha}-chains(CD25).Breakdown of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases[J].J Immunol,2011,186(7):3808-3821.

[5] Vernal R,Garcia-Sanz JA.Th17and Treg cells,two new lymphocyte subpopulations with a key role in the immune response against infection[J].Infect Disord Drug Targets,2008,8(4):207-220.

[6] Huang LF,Yao YM,Dong N,et al.Association between regulatory T cell activity and sepsis and outcome of severely burned patients:aprospective,observational study[J].Crit Care,2010,14(1):R3.

[7] Sakaguchi S,Wing K,Miyara M.Regulatory T cells-a brief history and perspective[J].Eur J Immunol,2007,37(Suppl 1):S116-123.

[8]Sakaguchi S.Regulatory T cells:history and perspective[J].Methods Mol Biol,2011,707(8):3-17.

[9] Mendoza L,Pardo F.A robust model to describe the differentiation of T-helper cells[J].Theory Biosci,2010,129(4):283-293.

[10]Fontenot JD,Rasmussen JP,Gavin MA,et al.A function for interleukin 2in Foxp3-expressing regulatory T cells[J].Nat Immunol,2005,6(11):1142-1151.

[11]Ohkura N,Hamaguchi M,Sakaguchi S.FOXP3(+)regulatory T cells:control of FOXP3expression by pharmacological agents[J].Trends Pharmacol Sci,2011,32(3):158-166.

[12]Liu W,Putnam AL,Xu-Yu Z,et al.CD127expression inversely correlates with FoxP3and suppressive function of human CD4+Treg cells[J].J Exp Med,2006,203(7):1701-1711.

[13]Sakaguchi S.Regulatory T cells[J].Springer Semin Immunopathol,2006,28(1):1-2.

[14]Pyzik M,Piccirillo CA.TGF-beta1modulates Foxp3expression and regulatory activity in distinct CD4+T cell subsets[J].J Leukoc Biol,2007,82(2):335-346.

[15]盧彩寶,趙洪雯,李斂,等.外周血CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例與移植腎長期存活關(guān)系的研究[J].重慶醫(yī)學(xué),2008,37(8):803-804,807.

[16]Ni CN,MacConmara M,Zang Y,et al.Enhanced regulatory T cell activity is an element of the host response to injury[J].J Immunol,2006,176(1):225-236.

[17]MacConmara MP,Maung AA,Fujimi S,et al.Increased CD4+CD25+T regulatory cell activity in trauma patients depresses protective Th1immunity[J].Ann Surg,2006,244(4):514-523.

[18]Guo Z,Kavanagh E,Zang Y,et al.Burn injury promotes antigen-driven Th2-type responses in vivo[J].J Immunol,2003,171(8):3983-3990.

[19]Mack VE,McCarter MD,Naama HA,et al.Dominance of T-helper 2-type cytokines after severe injury[J].Arch Surg,1996,131(12):1303-1309.

[20]Huang LF,Yao YM,Dong N,et al.Association between regulatory T cell activity and sepsis and outcome of se-verely burned patients:aprospective,observational study[J].Crit Care,2010,14(1):R3.

[21]Murphy TJ,Ni CN,Zang Y,et al.CD4+CD25+regulatory T cells control innate immune reactivity after injury[J].J Immunol,2005,174(5):2957-2963.

[22]Venet F,Chung CS,Kherouf H,et al.Increased circula ting regulatory T cells(CD4(+)CD25(+)CD127(-))contribute to lymphocyte anergy in septic shock patients[J].Intensive Care Med,2009,35(4):678-686.

[23]Kessel A,Bamberger E,Masalha M,et al.The role of T regulatory cells in human sepsis[J].J Autoimmun,2009,32(3-4):211-215.

10.3969/j.issn.1671-8348.2012.16.032

A

1671-8348(2012)16-1647-03

△通訊作者,E-mail:zhycn2008@163.com?

2011-10-21

2011-12-19)

?臨床研究?