调节性T细胞的研究进展及临床应用

李青 邓琦

人体调节性T细胞（Regulatory T cell，Treg）的主要作用为维持自身免疫耐受，调节机体对病原体和肿瘤的免疫应答，占正常人外周CD4+T细胞的5%～10%，广泛存在于淋巴器官及非淋巴器官中[1]。调节性T细胞数量和功能的降低导致自身免疫耐受消失从而产生自身免疫病，相反，调节性T细胞活性的增加会抑制内源性抗肿瘤反应而导致恶性肿瘤的发生。

1 Treg的分类及表面标志

Treg最初被认为是具有免疫抑制功能的一群T细胞，表达CD4及CD25。叉头蛋白3-T细胞转录因子（Transription factor forkhead box protein 3, Foxp3）对胸腺来源的Treg也叫天然Treg（Natural Treg, n Treg）的产生至关重要，而且Foxp3的持续高表达可维持n Treg的免疫表型和免疫抑制功能[2]。有学者发现外周血幼稚T细胞可以被诱导表达Foxp3从而获得Treg的功能，这些细胞称为转化的或诱导的Treg（Induce Treg, i Treg）[3]。除了n Treg和i Treg，CD4+T细胞还包括Th3(type 3 regulatory T cell)和Tr1(type 1 regulatory T cell)，它们通常不表达或低表达Foxp3，也被认为是调节性T细胞。

人类Treg最初被定义为CD4+CD25hi的具有免疫抑制功能的细胞，但这包含了一部分非Treg的CD4+的T细胞，最近发现Treg低表达CD127，因为Foxp3可以下调CD127的表达[4]，这部分Treg在T细胞增殖实验中均具有抑制作用，而CD25+不再是Treg的特异性标志，因为CD3+CD4+Foxp3CD127lowCD25-的T细胞也具有强大的抑制功能。在一个小规模的实验中发现具有免疫抑制功能的CD4+T细胞有2种主要表型：Foxp3lowCD45RA+静止Treg（Rest Treg，r Treg）和Foxp3hiCD45RA-激活的Treg（Active Treg,a Treg），另外还描述了第三类细胞即Foxp3lowCD45RA-分泌细胞因子的非免疫抑制细胞[5]。

除CD3+CD4+Foxp3Treg外，最近发现肿瘤微环境中存在有CD8+CD25+Treg。这部分CD8+Treg表达CD122，Foxp3和糖皮质激素诱导肿瘤坏死因子受体(glucocorticoid induced tumor necrosis factor receptor,GITR)[6]，它通过细胞间接触抑制或分泌细胞因子等途径抑制抗原特异性的CD4+和CD8+T细胞的反应，因此CD8+CD25+Treg在表型和功能上与CD4+Treg类似，CD8+Treg主要局限于肿瘤微环境中，在外周血中几乎检测不到，这表明它们是由肿瘤本身或局部的细胞因子所诱导的[6]。

2 Treg的功能及作用机制

Treg具有免疫无能性及免疫抑制性，免疫无能是指抗原刺激难以使其扩增增殖，免疫抑制是指它可以非特异性的抑制CD4+和CD8+T细胞，自然杀伤细胞（Nature cell，NK）、B细胞以及其他免疫细胞的功能。

2.1 抑制细胞-细胞接触

Treg通过相应的抑制因子可直接抑制靶细胞受体与配体的作用。膜结合型重组人转化生长因子（Recombinant humanβ-nerve growth factor, TGF-β）是目前公认的抑制因子。Treg通过膜结合型TGF-β抑制CD8+T细胞的浸润，并且抑制淋巴因子激活的杀伤细胞(lymphokine activated killer cell，LAK细胞)的功能[7]。此外尚发现一些与抑制有关的因子，如细胞溶解因子、抗淋巴细胞活化基因3 (Lymphocyte Activation Gene-3,LAG3基因)和人细胞毒性T细胞相关抗原（CTLA-4）。CTLA-4与B7的亲和力较效应性T细胞的CD28高20～100倍，它与B7的结合能阻断树突状细胞(Dendritic cell，DC)将抗原向T细胞的提呈过程，从而使T细胞发生无能或凋亡。Treg通过细胞间的接触，能够促进CTLA-4与DC的B7分子的结合，从而产生抑制作用。此外，腺嘌呤核苷酸（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）也是Treg细胞-细胞接触抑制途径之一，通过缝隙连接将大量cAMP转移至效应T细胞，干扰效应T细胞的代谢[8]。

2.2 促进抑制因子的分泌

Treg可直接或者诱导APC分泌抑制因子如白细胞介素10(IL-10)、TGF-β和白细胞介素35（IL-35）。Treg细胞通过分泌IL-10、TGF-β等因子负反馈下调树突状单核细胞(Dendritic cell,DC)表面的主要组织相容性抗原-II（Major histocompatibility complex-Ⅱ,MHC-Ⅱ）和共刺激分子，从而经细胞接触方式抑制DC的抗原递呈功能[9]。Treg通过产生胞外酶CD39和CD73，促进腺苷的产生，从而与效应细胞表面的腺苷受体结合而发挥抑制和抗增生效应[10]。

2.3 局部生长因子的竞争

Treg表面分子CD25与IL-2有高度亲和力。可竞争性地与IL-2结合，大量消耗IL-2，使微环境中IL-2缺乏，减少IL-2与效应T细胞结合，进而使效应T细胞生长受抑。Treg与效应细胞竞争性结合抗原呈递细胞上的主要组织相容性复合体I(Major histocompatibility complex-I，MHC-I))肽复合物等相关刺激配体，从而抑制免疫效应细胞扩增。

3 Treg的临床应用

3.1 自身免疫性疾病

近年多项研究提示Treg数量和／或功能的异常可能是类风湿性关节炎自身免疫异常发生发展的重要原因，有学者发现Treg细胞数量减少和(或)功能减低是导致自身免疫性甲状腺疾病发病的主要原因[11]。研究发现系统性红斑狼疮患者外周血Treg细胞百分数存在显著异常，并与疾病活动性密切相关，说明Treg细胞可能在SLE的发生，发展中起重要作用[12]。迄今，Treg治疗的动物模型鼠包括免疫性1型糖尿病、多发性硬化、关节炎、白塞病、系统性红斑狼疮[13]。

3.2 实体肿瘤

目前已有多个报道证实：实体肿瘤患者外周血以及肿瘤局部组织CD4+CD25+CDl27lowTregs细胞比例增高[14]，而且引流淋巴结、肿瘤组织及胸腹水中CD4+CD25+Treg细胞数量也升高。而且认为CD4+CD25+Treg细胞与肿瘤患者的预后及生存有关，其细胞数量高则生存机率低，可作为免疫学指标判断预后。在肿瘤的免疫治疗中如何去除Treg细胞，消除Treg细胞的影响，降低其抑制免疫反应的效应，是目前肿瘤免疫治疗面临的首要问题，EIAndaloussi等[15]在C57BL／6小鼠恶性神经胶质瘤动物模型中，应用抗CD25单克隆抗体封闭Treg细胞，发现机体肿瘤组织中浸润的淋巴细胞的杀伤作用增强，而且Treg细胞去除越完全，肿瘤免疫治疗效果越好，小鼠的生存期越长。Matsushita等[16]在近期一项大鼠黑色素瘤模型研究中比较了环磷酰胺（CTX）、抗CD25抗体（PC61）及地尼白介索2(denileukin diftitox)三种药物对调节性T细胞的清除作用及对肿瘤发展的影响,有学者[17]也在近期的研究中发现白藜芦醇可在体外抑制Treg生长.并下调TGF-β的分泌量，对抗肿瘤免疫也有巨大影响。而另有学者用小鼠做了抗肿瘤免疫和自体免疫影响的实验,用抗CD25单克隆抗体去除体内CD4+CD25+Treg细胞，肿瘤退缩，然而对甲状腺炎的易感性却增加了[18]，因此在肿瘤免疫治疗过程中还要解决抗肿瘤和自体免疫之间的平衡问题。

3.3 血液系统恶性肿瘤

与实体肿瘤相比，Tregs细胞在血液系统肿瘤中的报道相对较少，但近期一些相关研究已逐渐展开。Beyer[19]发现在慢性淋巴细胞白血病患者外周血中Tregs细胞显著增加，而且与其分期相关,Binet C期Tregs细胞数目显著高于A期。在NHL的研究中，Mittal等[20]发现恶性淋巴瘤患者高表达Tregs细胞，Tregs细胞数目与非霍奇金淋巴瘤分期、肿块的大小正相关。有学者[21]通过比较急性白血病（AL）患者和健康人的外周血Tregs细胞比例，发现初诊AL患者Tregs细胞比例明显亦高于健康对照组，说明AL患者外周血中Tregs细胞比例增高，但与实体肿瘤不同的是，通过对比急性白血病患者治疗前后Tregs细胞比例的变化发现，经过联合化疗，急性白血病组外周血Tregs细胞比例较初治组、健康对照组均显著增高，这可能与白血病化疗药物的免疫抑制作用有关，但具体机制有待进一步研究[21]。

3.4 移植物抗宿主病（graft versus host disease ，GVHD）

Taylor等[22]通过动物实验发现,去除供者T淋巴细胞中的CD4+CD25+Treg或在移植前去除受者体内Treg细胞均可增加GVHD的发生，而输注新鲜分离纯化的供者CD4+CD25+Treg可在一定程度上减轻移植物抗宿主病（GVHD）。Cohen等[23]亦获得相似的结果。将体外活化扩增的CD4+CD25+Treg输入同种异体小鼠体内，可有效抑制aGVHD的发生，即使是少量的CIM+CD25+Treg也能发挥一定的效应，因此认为CD4+CD25+Treg可能作为一种新的治疗手段用于控制异基因骨髓移植后GVHD的发生。Zorn等[24]观察了小鼠不全相合的移植过程中过继性输注Treg细胞发现与效应T细胞同时输注Treg细胞既能有效的抑制GVHD，又能保留移植物抗白血病功能。

4 结语

调节性T细胞又称为抑制性T细胞,是生物机体内完成免疫调节和免疫抑制不可缺少的重要组成部分。目前已经发现了多种Treg亚群，包括自然产生的CD4+CD25+Treg、抗原诱导的Trl、Th3细胞以及抗原特异性CD4+Treg，此外，还有CD8+Treg、CD4+CD25-Treg等[25]。监测外周血Treg水平有助于于判断自身免疫性疾病，实体瘤，血液系统恶性肿瘤的病情，预后及疗效。在治疗方面，非特异性或特异性清除Treg是肿瘤免疫治疗的新方向，而利用体外扩增技术培养和纯化Treg为自身免疫性疾病及GVHD患者带来了新的希望。

[1]Huehn J, Hamann A . Homing to suppress: address codes for Treg migration[J]. Trends Immunol, 2005, 26(12): 632-636.

[2]Wan YY, Flavell RA . Regulatory T-cell functions are subverted and converted owing to attenuated Foxp3 expression[J]. Nature, 2007,445(7129):766-770.

[3]Williams LM, Rudensky AY. Maintenance of the Foxp3-dependent developmental program in mature regulatory T cells requires continued expression of Foxp3[J]. Nat Immunol, 2007, 8(3): 277-284.

[4]Liu W, Putnam AL, Xu-Yu Z, et al.CD127 expression inversely correlates with FoxP3 and suppressive function of human CD4+Treg cells[J].J Exp Med, 2006b, 203(7): 1701-1711.

[5]MiyaraM, Yoshioka Y, KitohA, et al. Functional delineation and differentiation dynamics of human CD4+T cells expressing the FoxP3 transcription factor[J]. Immunity, 2009, 30(6): 899-911.

[6]Kiniwa Y, Miyahara Y, Wang HY, et al. CD8+ Foxp3+regulatory T cells mediate immunosuppression in prostate cancer[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(23): 6947-6958.

[7]Strauss L, Bergmann C, Szczepanski M, et al. A unique subset of CD4+CD25 high foxp3+T cells secreting interleukin-10 and transforming growth factorbetal mediates suppression in the tumor microenvironment[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(15): 4345-4354.

[8]Bopp T, Becker C, Klein M, et al. Cyclic adenosine monophosphate is a key component of regulatory T cell mediatsd suppression[J]. Exp Med,2007, 204(6): 1303-1310.

[9]Misra N, Bayry J, Lacroix-Desmazes S, et al. Cutting edge:human CD4+CD25+T cells restrain the maturation and antigen-presenting function of dendritic cells[J]. Immunol, 2004, 172(8): 4676-4680.

[10]Deaglio S, Dwyer KM, Cao W, et al. Adenosine generation catalyzed by CD39 and CD73 expressed on regulatory T cells Mediates immune suppression[J]. J Exp Med, 2007, 204(6): 1257-1265.

[11]侍晓云, 赵勇. 自身免疫性甲状腺疾病和CD4+CD25+调节性T细胞[J]. 国际内分泌代谢杂志, 2010, 30(4): 9-11.

[12]耿晔, 刘秀梅. CD4+CD25+细胞表面GITR及血清中IL-6,IL-7在类风湿关节炎中的作用及意义[J].中国医疗前沿,2011, 6(3): 34-35.

[13]Roncarolo MG, Battgalia M. Regulatory T-cell immunotherapy for tolerance to self antigens and alloantigens in humans[J]. Nat Immunol, 2007,8(7): 585-598.

[14]黄震琪, 杨明珍,夏瑞祥,等.调节性T细胞在急性白血病的表达及意义[J].中国血液流变学杂志,2010,20(1):77-80.

[15]EIAadaloussi A, Han Y,Lesiak MS. Prolongation of survival following depletion of CD4+CD25+regulatory T cell in mice with experimental brain tumors[J]. J Neuro Sury, 2006, 105(3): 430-437.

[16]Matsushita N, Pilon-Thomas S A, Martin L M, et al.Comparative methodologies of regulatory T cell depletion in a murine melanoma model[J]. J Immunol Methods, 2008, 333(1-2):167-179.

[17]Yang Y, Paik JH, Cho D, et al. Resveratrol induces he suppression of tumor derived CD4+CD25+regulatory T cells[J]. Int Immunophamacol, 2008, 8(4): 542-547.

[18]Wei WZ, Morris GP, Kong YC. Anti-tumor immunity and autoimmunity:a balancing act of regulatory T cell［J］. Cancer Immunol Immunother, 2004, 53(2): 73-78.

[19]Beyer M, Kochanek M, Darabi K, et al. Reduced frequencies and suppressine function of CD4+CD25+regulatory T cells in patients with chronic lymphocytic leukemia after therapy with fludarabine［J］.Blood,2005,106(6):2018-2025.

[20]Mittal S ,Marshall NA,Duncan L,et al.local and systemic induction of CD4+CD25+regulatory T cell population by non-Hodykin lymphoma[J].Blood, 2008,111(11): 5359-5370.

[21]黄震琪, 杨明珍, 夏瑞祥,等. CD4+CD25nt／h1CD1271o调节性T细胞在急性白血病的表达及意义[J].中国血液流变学杂志, 2010,20(1): 77-79.

[22]Taylor PA, Lees CJ, Blazar BR, et al. The infusion of ex vivo activated and expanded CD4+CD25+immune regulatory cells inhibits graftversus-host disease lethality[J]. Blood, 2002, 99(10): 3493-3499.

[23]Cohen JL, Trenado A, Vasey D, et al. CD4+CD25+immune regulatory T cells:new therapeuties for graft-versus-host disease[J]. J Exp Med, 2002, 196(3): 401-406.

[24]Zorn E. CD4+CD25+regulatory T cells in human hematopoietic cell transplantation[J]. Semin Cancer Biol, 2006, 16(2):150-159.

[25]Han Y, Guo Q, Zhang M, Chen Z, et al. CD69+CD4+CD25-T cells, a new subset of regulatory T cells, suppress T cell proliferation through membrane bound TGF-beta 1[J]. J Immunol, 2009, 182(1): 111-120.