调节性T细胞在器官移植免疫耐受中的研究进展

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调节性T细胞在器官移植免疫耐受中的研究进展
作者：唐韵成 曾强 综述；窦剑 审校
作者单位：河北医科大学第三医院肝胆外科
来源：《器官移植》 2014年1月 第5卷第1期


    随着器官保存技术、移植手术方式的发展及免疫抑制剂不断研发，器官移植已成为一种挽救终末期脏器衰竭患者生命的有效治疗方式。国外研究表明，目前采用的免疫抑制剂疗法并不能完全防止长期免疫进程中移植物排斥的发生，由此所致的慢性移植物失功大大降低了患者移植后的存活期限，且长期应用免疫抑制剂可导致感染、恶性肿瘤等并发症的发生率升高，因此在供体器官严重短缺的今日，如何诱导机体免疫耐受以建立长期稳定的移植物耐受状态，同时规避服用免疫抑制剂所致的不良反应成了亟待解决的问题。

    上世纪90年代，Sakaguchi等利用一系列小鼠实验，指出活化的CD4+CD25+T淋巴细胞可抑制非特异性抗原引起的免疫反应，从而维持自身免疫耐受。这群细胞即为后来在人体内同样被验证了的CD4+CD25+调节性T细胞(Treg)，其具有抑制自身反应性T细胞活化及增殖，预防自身免疫性疾病的功能，同时在肿瘤免疫及移植耐受方面亦发挥关键作用。随着对Treg研究的逐步深入，其在诱导机体免疫耐受方面的作用日趋明确。现对Treg的生物学标志、分类及在临床治疗方面的应用作一综述。

1  调节性T细胞的生物学标志

    CD25一度被视作CD4+Treg的特异表面标志。由于CD25在活化的T淋巴细胞上呈诱导性表达，造成区分CD4+CD25+效应性T细胞及CD4+CD25+Treg的困难。Foxp3是叉头/翼状螺旋家族中的转录抑制因子。Foxp3突变的scurfy小鼠可发生致死性自身免疫性疾病综合征，而人类Foxp3突变同样可引起类似的机体免疫失调、多发内分泌疾病、肠道疾病、X性连锁综合征等。其后的研究结果倾向于将Foxp3作为CD4+CD25+Treg的特异性标志，且是在遗传机制中主导耐受的介质。然而，Foxp3仅存在于细胞内，需要对细胞固定和破膜后，才能对Foxp3标记的Treg进行检测。因此，对于要分选Treg进行后续实验的研究，不能应用Foxp3作为Treg的分选标志。基于以上所述，Treg表面是否存在特异的生物学标志成了研究的热点。Liu等报道了人类CD4+CD25+Foxp3+Treg低表达或不表达CD127［白细胞介素(IL-7)受体α链］，且与Foxp3表达呈负相关。Seddiki等于同期指出传统的CD4+T淋巴细胞CD127高表达，Treg则持续低表达CD127，由此可利用CD4+CD25+CD127-标识Treg，而与活化的效应性T细胞进行区分。Kleinewietfeld等则提出利用CD49d存在于促炎的外周血单个核细胞上而缺失于免疫抑制的Treg上的特性，通过CD49d抗体沾染能分泌干扰素-γ及IL-17的效应性T细胞，将其从制备的CD4CD25high Treg中去除。同时，此研究结果表明联合CD127，分选出的CD49d-CD127-CD4+Treg群可不受CD25+效应性T细胞的沾染，且其在体内外的抑制性均得到验证。因此，这种高纯度分选Foxp3+Treg的方式可为将来的临床应用提供新的方法。此外，尚有细胞毒T淋巴细胞相关抗原(CTLA)4、CD137等可标记Treg亚群的生物学标志，但它们均非特异性表达于Treg上。

2  调节性T细胞的分类

    根据诱导场所、抗原特异性及效应机制的不同，CD4+CD25+Treg可分为自然Treg(nTreg)和适应性Treg(aTreg)，亦称为诱导性Treg(iTreg)。其中，nTreg在胸腺发育成熟之后迁移至外周，具有免疫无能及抑制性，即表现为在体外实验中抗原刺激后nTreg不发生活化增殖，但可通过细胞间接触的方式抑制效应性T细胞的活化；iTreg则是在小剂量抗原或免疫抑制性细胞因子诱导下由外周幼稚T淋巴细胞发育而成，其下又分为分泌IL-10的Trl和分泌转化生长因子(TGF)-β的Th3两个亚群。

    这两大类细胞的功能各有偏重，nTreg能有效且稳定维持自身免疫耐受，及预防自身免疫性疾病，而iTreg则对于诸如同种异体抗原及变应原等非自身抗原所致的免疫反应起到控制作用。除此之外，另有CD8+CD28-Treg、Th1、Th2自然杀伤 (NK) 细胞、自然杀伤样T(NKT)细胞、γδT细胞等亚群也具有免疫调节活性。

3  调节性T细胞的临床应用

3.1 调节性T细胞与移植术后免疫排斥反应

    尽管研究者采取了诸多手段预防移植后急性排斥反应，但是仍未能完全避免其发生。临床多采取活组织检查(活检)的方法诊断急性排斥反应，有否其他可行的方式能快速准确诊断且对移植受者创伤较小？

    对小鼠肝移植活检标本中Foxp3转录表达的定量检测表明，发生急性排斥反应时CD4+CD25+Foxp3+Treg数量增多。Veronese等则指出发生细胞急性排斥反应时人移植肾组织中Foxp3+Treg数量同样增多。在心脏移植活检标本中，对Foxp3表达水平进行检测后也得到一致的结论。Aquino-Dias 等力争寻找出诊断肾移植急性排斥反应的非侵入性方法，其研究证实与细胞溶解分子如穿孔素、颗粒酶、Fas配体等相比，肾移植受者尿液及外周血中Foxp3基因的表达是最准确的急性排斥反应诊断参数，因此监测移植术后机体内Treg的变化可能成为判断移植术后是否发生免疫排斥反应的有效手段。

3.2 调节性T细胞与免疫抑制剂

    在人体器官移植领域中，有关免疫抑制剂对CD4+CD25+Foxp3+Treg功能及稳态产生效应的研究较少。作为常规用药的钙神经蛋白抑制剂(CNI) 如环孢素及他克莫司，通过阻断IL-2的产生抑制T淋巴细胞的活化，IL-2同样对Treg的存活功能发挥起实质作用，CNI通过此途径影响Treg的体内稳态。Denirkiran等采用CD4+CD25+CD45RO+CTLA4+染色指标限定Treg亚群，且通过抑制实验等验证，指出肝移植术前受者外周血中Treg数量显著高于健康对照组，而在移植后由于CNI的应用，Treg数量出现暂时性下降。若未发生排斥反应，移植术后1年Treg数量有望相对恢复； 但对于发生排斥反应并进行肾上腺皮质激素 ( 激素) 免疫抑制巩固治疗的受者，Treg数量则维持在较低水平，而随着时间的推移则可相对增高。同为免疫抑制剂的西罗莫司 ( 雷帕霉素) 却不同于CNI，其应用于肾移植不会显著降低受者外周血中CD4+CD25+Foxp3+Treg数量，其数目与对照组相差无几；Akinova等研究了接受肝或肾移植后分别应用西罗莫司或CNI的儿童外周血中Treg的情况，结果显示Treg数量与CNI血药浓度及CD127-负相关，而与西罗莫司血药浓度及CTLA4正相关，表明西罗莫司有益于Treg表达，而长期和高剂量应用CNI则会减少Treg数量，从而阻碍诱导机体免疫耐受的产生。

3.3 调节性T细胞与免疫耐受

    免疫耐受可以定义为受者处于一种对移植物免疫无应答的状态，也可以说是移植术后由受者免疫反应所产生的炎症状态抑或是损伤起抑制作用。Hall等于上世纪80年代中期就以大鼠移植模型论证了特异性抑制性T细胞对供者产生免疫耐受的重要作用。随后的小鼠移植模型则进一步证实，清除CD4+CD25+Treg后移植物将很快被排斥，而给予同系CD4+CD25+Treg则能明显延长移植物的存活时间。目前输注Treg的方法仅有其应用于干细胞移植的临床试验。波兰一研究组率先报道了Treg制品的临床应用，两位骨髓移植后发生移植物抗宿主病(GVHD) 的患者接受了体外扩增的CD4+CD25+CD127lowTreg的治疗，其明显缓解了症状并且减少了免疫抑制剂的用量，该实验为首次过继输注人类Treg的临床研究。随后Brunstein等观察了23例输注Treg的脐带血干细胞移植患者，发现其２～３级急性移植物抗宿主疾病(aGVHD) 的发生率有所降低。Di Ianni等报道了因血液恶性肿瘤而接受人类白细胞抗原(HLA) 相合造血干细胞移植的患者输注nTreg的研究。此类研究均显示在移植术后过继输注Treg可以有效防止GVHD的发生。

4  总结

    Treg作为一类具有免疫抑制效应的T淋巴细胞亚群，由于其在诱导免疫耐受方面的优势而成为研究的热点。近年来对Treg生物学标志的研究，逐步改善了分选出Treg纯度欠缺的局面，使得后续相关研究得以开展。对于Treg诱导移植免疫耐受，目前主要的治疗方法集中于将新鲜分选的或是体外多克隆扩增的Treg输注给移植受者，以期在其体内提供一种效应性T细胞与Treg的平衡关系。临床过继输注Treg已经应用于治疗干细胞移植后的GVHD。是否可以将此方法推广至其他的移植领域，从而有效地避免移植术后排斥反应，诱导免疫耐受还有待于进一步研究。

参考文献：略