嚴(yán)展鵬 蔡雪婷 楊 杰 盧悟廣 胡春萍 曹 鵬

(江蘇省中醫(yī)藥研究院細(xì)胞與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，南京210028)

1 引言

近年來調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)成為免疫學(xué)研究的熱點(diǎn)，大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明Tregs在機(jī)體維持自身免疫耐受方面起著關(guān)鍵的作用，這些細(xì)胞功能的失調(diào)可以導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫性疾?。?］。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞表達(dá) CD25(IL-2受體的α鏈)，該類細(xì)胞主要來源于胸腺中的CD4+T細(xì)胞，能夠在體內(nèi)外廣泛抑制免疫細(xì)胞包括CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、自然殺傷性細(xì)胞、B細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞(Antigen presenting cells，APCs)等的增殖和生物學(xué)效應(yīng)［2］。臨床和基礎(chǔ)研究表明 CD4+CD25+Tregs和自身免疫性疾病、腫瘤發(fā)生和耐受、過敏反應(yīng)、慢性炎癥反應(yīng)以及移植物排斥等生理學(xué)病變過程有著密切的聯(lián)系［3-6］。

消化道疾病是人類比較常見的疾病，包括炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease，IBD)、結(jié)腸炎、胃癌、結(jié)腸癌、食道癌、大腸癌和直腸癌等，例如炎癥性腸病是一種病因復(fù)雜的腸胃道原發(fā)性炎癥性疾病，IBD和自身免疫系統(tǒng)功能的紊亂有著密切的聯(lián)系，研究表明IBD和CD4+CD25+Tregs之間有著密切的聯(lián)系［7］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有免疫抑制的功能，研究發(fā)現(xiàn)在患有癌癥的病人體內(nèi)有CD4+CD25+Tregs含量的增加，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于臨床上利用 CD4+CD25+Tregs的功能來治療某些腫瘤提供了新的方法［8，9］。本文主要以調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與某些消化道疾病的關(guān)系研究進(jìn)展做一綜述。

2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞

2．1 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 免疫學(xué)家們?cè)缭?0世紀(jì)70年代就知道免疫系統(tǒng)中存在著一類具有免疫抑制功能的T細(xì)胞亞群，這群細(xì)胞在機(jī)體中起著免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用，在機(jī)體免疫內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定方面扮演著非常重要的角色［3］。Sakaguchi等［10］在 1995 年首次報(bào)道在正常成年未免疫的小鼠外周血中大約有10%的CD4+T細(xì)胞能夠表達(dá)CD25分子，通過特異性單抗將來自小鼠淋巴結(jié)和脾臟的CD4+T細(xì)胞中的CD25+T細(xì)胞刪除掉，然后將這些細(xì)胞接種到無胸腺的小鼠中，從組織學(xué)和血清學(xué)上進(jìn)行檢測(cè)，這些接種的小鼠都自發(fā)性的患上了多種自身免疫性疾病(如甲狀腺炎、胃炎、唾液腺炎、腎上腺炎、卵巢炎、腎小球腎炎和多發(fā)性關(guān)節(jié)炎等)，一些小鼠還發(fā)生了移植物抗宿主樣消耗性疾病(Graft versus-host disease，GVHD)，然而在一定的時(shí)間內(nèi)將 CD4+CD25+T細(xì)胞過繼輸入到小鼠體內(nèi)可以阻止自身免疫性疾病的發(fā)生。這些研究結(jié)果表明，機(jī)體中的CD4+CD25+T細(xì)胞通過抑制免疫應(yīng)答來維持對(duì)自身和非自身抗原的免疫耐受。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞具有多種亞型細(xì)胞群，目前研究最多的是CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞主要分為天然型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(natural regulatory T cells，nTregs)和誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞(induced regulatory T cells，iTregs)［11］。Tregs 能夠表達(dá)多種T細(xì)胞受體(T cell receptor，TCR)，TCR信號(hào)能夠維持Tregs的表型和控制Tregs的遷移，對(duì)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的內(nèi)穩(wěn)態(tài)和功能具有重要作用［12］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠特異性的表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子叉頭蛋白 P3(Forkhead Box P3，F(xiàn)OXP3)，F(xiàn)OXP3 被認(rèn)為是Tregs的特異性標(biāo)志，對(duì)于維持調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制功能起著重要的作用［13］。位于 X染色體上FOXP3基因的突變會(huì)導(dǎo)致Tregs的生長(zhǎng)發(fā)育缺陷，使得機(jī)體患上X染色體性聯(lián)合自身免疫失調(diào)綜合癥(Immune dysregulation，polyendocrinopathy，enteropathy，and X-linked inheritance，IPEX)［14］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞不僅能夠表達(dá)重要的膜表面分子CD25，還可以表達(dá)殺傷性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子家族相關(guān)基因(Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor family-related gene，GITR)等膜分子，這些細(xì)胞表面膜分子對(duì)于Tregs的功能和增殖都具有重要的調(diào)節(jié)作用［15］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞還可以分泌具有免疫抑制功能的細(xì)胞因子，例如IL-10和轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子β(Transforming growth factor β，TGF-β)等［16］。調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞存在于淋巴結(jié)、脾臟和外周血中，維持著免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定，能夠在體內(nèi)抑制多種免疫細(xì)胞的功能，例如抗原呈遞細(xì)胞和效應(yīng)性 T 細(xì)胞(effector T cell，Teff)［16］。鑒于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的特性和功能，在臨床上具有很大的應(yīng)用潛能，研究發(fā)現(xiàn)在體外用白細(xì)胞介素2(Interleukin 2，IL-2)和抗CD3 mAb等細(xì)胞因子來擴(kuò)增的人CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞沒有失去免疫抑制功能，因此通過改變?nèi)梭w中的Tregs的數(shù)量和分布有望治療某些自身反應(yīng)性疾病、炎癥反應(yīng)、過敏性疾病和腫瘤等［17］。

2．2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫作用機(jī)制 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中的抑制作用機(jī)制目前研究的還不是很清楚，同樣對(duì)Tregs免疫機(jī)理方面的研究也是免疫學(xué)熱點(diǎn)之一?？茖W(xué)家們常常用體外細(xì)胞增殖和Tregs特異性基因敲除的方法來研究調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫作用機(jī)制。目前研究結(jié)果表明調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在體內(nèi)的免疫抑制功能依賴于IL-10和TGF-β等細(xì)胞因子或者是由免疫抑制性受體CTLA-4介導(dǎo)的細(xì)胞接觸［16］。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可以分泌多種炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子，IL-10和TGF-β等細(xì)胞因子對(duì)于Tregs抑制功能的發(fā)揮有著重要的作用。TGF-β能夠和IL-2協(xié)同阻止細(xì)胞凋亡和促進(jìn)效應(yīng)性細(xì)胞活性，并且TGF-β對(duì)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的增殖起著重要作用。重要的是，TGF-β能夠增加CD4+T細(xì)胞中CD25的表達(dá)，刺激增加外周血中CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量，并且這些增殖的Tregs能夠抑制CD8+T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞毒作用［18］。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠抑制抗原刺激的T細(xì)胞分泌IL-2，從而抑制了T細(xì)胞的增殖［19］。IL-10在免疫抑制中扮演著重要的角色，IL-10能夠抑制效應(yīng)性淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子，也能夠誘導(dǎo)抗原呈遞細(xì)胞表達(dá)MHCⅡ型分子［20］。IL-10可以下調(diào)APC細(xì)胞表面的共刺激分子，于是減少了APC細(xì)胞和 T細(xì)胞的作用，從而下調(diào)機(jī)體的免疫功能［21］。因此TGF-β和 IL-10等細(xì)胞因子對(duì)于機(jī)體急性移植排斥和炎癥反應(yīng)等疾病的抑制有重要作用［20，22］。

研究表明，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和效應(yīng)性T細(xì)胞也可以通過細(xì)胞與細(xì)胞之間的直接或間接接觸來調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)的功能，這可能也是Tregs發(fā)揮免疫抑制作用的重要途徑［23］。Onishi等［24］在2008 年根據(jù)自己和前人的研究結(jié)果提出了Tregs對(duì)其他T細(xì)胞的激活和增殖進(jìn)行抑制的兩步模型:首先白細(xì)胞功能相關(guān)抗原1(Leukocyte function-associated antigen-1，LFA-1)能夠促使調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和未成熟樹突狀細(xì)胞(Dendritic cells，DCs)的聚集;隨后 LFA-1和CTLA-4能夠下調(diào)DCs上面CD80和CD86的表達(dá)，這樣會(huì)阻止APC細(xì)胞對(duì)T細(xì)胞的活化，從而導(dǎo)致了特異性的免疫抑制和耐受。淋巴細(xì)胞活化基因-3(Lymphocyte activation gene-3，LAG-3)是Tregs表達(dá)的CD4相關(guān)跨膜蛋白，LAG-3能夠與 APC上的MHCⅡ分子結(jié)合從而抑制DCs的激活和免疫刺激能力，這很有可能是Tregs發(fā)揮免疫功能的一種新的分子機(jī)制［25］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌的纖維蛋白原樣蛋白2(Fibrinogen-like protein 2，F(xiàn)GL2)是一種重要的免疫調(diào)節(jié)分子，F(xiàn)GL2能夠下調(diào)T細(xì)胞的活性、抑制DC的成熟和誘導(dǎo)B細(xì)胞的凋亡，還有抗FGL2抗體在體外能夠完全抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的活性［26］。

CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制分子機(jī)制是復(fù)雜的，Tregs對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用和細(xì)胞因子的分泌、細(xì)胞間的接觸、細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)以及相關(guān)膜蛋白的表達(dá)都有著密切的關(guān)系，對(duì)Tregs免疫抑制機(jī)制方面的研究結(jié)果也是越來越多。新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子IL-35具有重要的生理免疫功能，可能介導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對(duì)效應(yīng)性T細(xì)胞的抑制作用［27］。β-半乳糖苷結(jié)合蛋白(Galectin-1)被分泌到Tregs的表面，能夠破壞Teff細(xì)胞的細(xì)胞周期和抑制前炎癥因子的產(chǎn)生［28］?；罨腃D4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠誘導(dǎo)顆粒酶B(Granzyme B)的上調(diào)，顆粒酶B能夠引起自然殺傷性細(xì)胞和T細(xì)胞的死亡［29］。神經(jīng)菌毛素1(Neuropilin 1，Nrp1)能夠促進(jìn)Tregs和DCs的相互作用［30］。相關(guān)的研究很多，這將會(huì)為闡明調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分子作用機(jī)制和臨床應(yīng)用提供有力的支撐。

3 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與消化道疾病

近年來的研究表明某些消化道疾病(如IBD、胃癌和慢性腸胃炎等)與免疫系統(tǒng)中 CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的功能有著密切的聯(lián)系。炎癥性腸病是一種慢性的特發(fā)性腸道疾病，IBD的發(fā)病機(jī)制至今也沒有明確的定論，IBD往往是由于遺傳因素和環(huán)境因素等多重因素的結(jié)合而導(dǎo)致的。IBD主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis，UC)和克羅恩病(Crohn's disease，CD)。目前研究認(rèn)為腸胃黏膜免疫紊亂是導(dǎo)致IBD發(fā)生的重要原因之一，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中起著負(fù)向的免疫調(diào)節(jié)作用，Tregs和多種自身免疫性疾病的發(fā)生關(guān)系密切，一些科學(xué)家認(rèn)為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠有效地阻止或者下調(diào)IBD的發(fā)生，炎癥性疾病主要是由分泌促炎因子的效應(yīng)性T細(xì)胞和具有免疫抑制功能的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的相互作用而共同調(diào)節(jié)的［31］。Maul等［7］通過對(duì)來自IBD病人外周血中分離的CD4+CD25high調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，在IBD病人中CD4+CD25high調(diào)節(jié)性T細(xì)胞不僅數(shù)量增多并且沒有喪失對(duì)免疫細(xì)胞的抑制能力，但是隨著病人病情的發(fā)展FOXP3+Tregs的數(shù)量是變化的。Yu等［32］研究發(fā)現(xiàn)和正常人體相比較，在UC患者結(jié)腸中炎癥和非炎癥區(qū)域的固有層中FOXP3+CD4+T細(xì)胞的數(shù)量是增加的，UC患者腸系膜淋巴結(jié)(Mesenteric lymph nodes，MLN)中CD4+CD25+T細(xì)胞能夠表達(dá)FOXP3并且能夠抑制自體同源的MLN中CD4+CD25－T細(xì)胞的增殖，另外通過細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明CD4+CD25+T細(xì)胞能夠抑制Th1(IFN-γ、IL-2)和Th2(IL-5、IL-13)細(xì)胞分泌細(xì)胞因子。Kelsen 等［33］研究發(fā)現(xiàn)來自克羅恩病患者和正常人體的FOXP3+CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞均具有調(diào)節(jié)功能，并且都能夠抑制自體同源的CD4+T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子的分泌。輔助性 T17細(xì)胞(T helper 17 cells，Th17)是一類新發(fā)現(xiàn)的CD4+T細(xì)胞亞型，該類細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用，Th17與機(jī)體的炎癥反應(yīng)、自身免疫性疾病和腫瘤等疾病有密切關(guān)系［34］。Eastaff-Leung 等［35］研究發(fā)現(xiàn)在 IBD 患者外周血中Tregs和Th17細(xì)胞的數(shù)量分別減少和增加，這就說明Th17和Tregs之間平衡的失調(diào)以及相互作用異常對(duì)于IBD的發(fā)生具有重要的作用。這些研究結(jié)果表明IBD的發(fā)病原因復(fù)雜而多變，IBD和CD4+CD25+Tregs的數(shù)量和功能異常有著密切關(guān)聯(lián)，如今已將調(diào)節(jié)性T細(xì)胞作為IBD疾病臨床治療的重要靶點(diǎn)之一。

Cheng［36］等發(fā)現(xiàn)在胃炎、消化性潰瘍和胃腺癌患者中FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量是增加的，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量和慢性胃炎、萎縮性胃炎和腺癌的組織學(xué)等級(jí)是呈正相關(guān)的。Chen［37］等研究發(fā)現(xiàn)在賁門竇癌小鼠模型中，誘導(dǎo)和激活引流淋巴結(jié)中的CD4+CD25+Tregs能夠抑制腫瘤微環(huán)境的免疫反應(yīng)。Szczepanik［38］等研究發(fā)現(xiàn)在胃癌患者的外周血中CD4+CD25+Tregs數(shù)量的絕對(duì)值是減少的，但是這種現(xiàn)象沒有在結(jié)直腸癌患者身上發(fā)現(xiàn)。然而不少實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果也是相互矛盾的，Yuan等［39］研究發(fā)現(xiàn)在胃癌患者中胃癌細(xì)胞能夠通過分泌細(xì)胞因子TGF-β1來誘導(dǎo)CD4+FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的增殖，這說明胃癌的發(fā)生不僅和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞功能和數(shù)量的變動(dòng)有關(guān)，并且腫瘤微環(huán)境和免疫細(xì)胞之間的相互作用也調(diào)節(jié)著腫瘤的發(fā)生發(fā)展。IL-6能夠調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞的抗凋亡能力和誘導(dǎo)激活Th17細(xì)胞，并且能夠控制Tregs和Th17細(xì)胞平衡，因此IL-6就可以用來治療和炎癥相關(guān)的消化道疾?。?0］。TGF-β誘導(dǎo)的FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠抑制Th1細(xì)胞誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎［41］。運(yùn)用抗CD25單克隆抗體和阻斷FOXP3信號(hào)通路等可以調(diào)控體內(nèi)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，用于治療相關(guān)的腸胃道炎癥疾?。?2］。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在臨床研究上面具有很大的應(yīng)用潛能，現(xiàn)在醫(yī)生可以通過單克隆抗體技術(shù)、RNA干擾技術(shù)和基因工程技術(shù)等來改變調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的遷移、分化、增殖、功能和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，來治療和Tregs相關(guān)的消化道疾病、自身免疫性疾病和腫瘤［43-45］。

4 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與其他疾病

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在維持機(jī)體的免疫系統(tǒng)穩(wěn)定方面發(fā)揮著不可或缺的作用，人類多種疾病的發(fā)生都與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有著密切的聯(lián)系［46］。1型糖尿病(type 1 diabetes，T1D)是一種慢性的自身免疫性疾病，自身反應(yīng)性T細(xì)胞不斷地?fù)p害胰島中分泌胰島素的β細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞不僅可以抑制效應(yīng)性T細(xì)胞，還可以抑制組織的浸潤(rùn)來治療或者緩解T1D的病情［47］。Mottonen 等［48］研究發(fā)現(xiàn)在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)患者關(guān)節(jié)滑液中的CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠高水平的表達(dá)CTLA-4、GITR、OX40和FOXP3，而外周血中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞卻沒有明顯變化，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)效應(yīng)性T細(xì)胞和APCs的功能，從而影響RA的發(fā)生。同樣，系統(tǒng)性紅斑狼瘡和多發(fā)性硬化等自身免疫性疾病也同CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有著重要的關(guān)系?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)還利用調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的特性來治療器官移植帶來的排斥反應(yīng)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠抑制移植部位自身免疫反應(yīng)來減輕對(duì)機(jī)體移植物的損害［49，50］。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對(duì)于腫瘤的發(fā)生、遷移和擴(kuò)散等也有著重要作用，腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞等免疫性細(xì)胞的功能改變或者缺失和Tregs有著密切關(guān)聯(lián)［4］。

5 結(jié)論

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞作為一類重要的CD4+T細(xì)胞亞型，在維持機(jī)體外周耐受和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)穩(wěn)定方面起著關(guān)鍵的作用。消化道疾病是人類常見的復(fù)雜疾病，研究表明CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與炎癥性腸病、胃癌和直腸癌等眾多消化道疾病的發(fā)生有著密切的聯(lián)系，臨床上面可以將調(diào)節(jié)性T細(xì)胞作用靶點(diǎn)，這為多種疾病的免疫治療提供了新的治療策略。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和免疫學(xué)的研究熱點(diǎn)，其免疫作用機(jī)制的闡明和體外高純度CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分離將會(huì)為臨床應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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