调节性T细胞与人乳头瘤病毒感染宫颈癌的相关性研究进展

辛丹丹，佐满珍，刘朝奇

（1.三峡大学人民医院妇产科，湖北 宜昌 443000；2.三峡大学分子生物学研究所，湖北 宜昌 443002）

调节性T细胞与人乳头瘤病毒感染宫颈癌的相关性研究进展

辛丹丹1，佐满珍1，刘朝奇2

（1.三峡大学人民医院妇产科，湖北 宜昌 443000；2.三峡大学分子生物学研究所，湖北 宜昌 443002）

人乳头瘤病毒(HPV)的持续感染已被证实是宫颈癌发生的必要因素。HPV病毒在感染机体的过程中，不仅可以诱导机体产生特异性的免疫应答，同时也可以逃避机体的免疫应答，从而使机体产生免疫耐受，最终导致宫颈癌的发生。有研究显示调节性T细胞(Treg)参与了病毒引起的免疫应答，它可以维持机体对病毒的免疫耐受，最终引起病毒持续感染。既往关于Treg细胞与宫颈癌发生的关系主要集中在外周血中Treg细胞相关的细胞因子，很少关注Treg细胞与HPV的关系，本文将对Treg细胞与HPV存在状态的关系以及在HPV感染引起宫颈癌过程中的作用进行综述。

人乳头瘤病毒；宫颈癌；调节性T细胞；免疫耐受

HPV病毒是一种嗜上皮性的双链闭合DNA病毒，主要通过性传播，其中70%～90%的HPV感染的个体能够在1～2年内靠自身免疫自行清除病毒，仅少数感染者体内存在HPV持续感染，进而引起恶性肿瘤阶梯式发生。大量的研究表明，宫颈癌不是由HPV单独直接引起，而是HPV感染后引发的机体与病毒之间免疫反应的共同结果。决定HPV感染持续时间以及是否发展为高级别病变取决于人体局部和全身免疫监视系统的变化，免疫逃逸在这个过程中具有重要作用。肿瘤的发生可通过多种途径逃避免疫系统的清除，包括CD8+T细胞、NK细胞的功能丧失以及Treg细胞发挥的免疫抑制功能等。同时近年来研究也证实，Treg细胞在多种人类肿瘤中参与了免疫抑制反应，与肿瘤的免疫逃逸有密切关联。在HPV16 (+)的宫颈癌患者体外消除CD25+T细胞可增加抗HPV16 E6/E7肽的IFN-γT细胞应答，提示患者体内存在抗HPV的反应，并且发现人体外周血中Treg细胞增多与HPV的持续感染有关。

1 Treg细胞

CD4+T细胞根据其分泌细胞因子可分为Th1、Th2、Th17和Treg细胞。初始CD4+T细胞在不同的细胞因子作用下可以分化为不同的细胞亚群，当在TGF-β和IL-6共同作用下则分化为辅助性T细胞17 (Th17)，而仅在TGF-β作用下分化则为Treg细胞。根据来源不同，Treg细胞可分为天然Treg细胞(nTreg)和诱导性Treg细胞(iTreg)，前者主要是CD4+CD25+Treg细胞，由胸腺细胞分化而来。后者主要包括辅助性T细胞3(Th3)、调节性T细胞1(Tr1)，主要是由外周成熟的CD4+CD25-T细胞受抗原刺激并在某些特定细胞因子的诱导下转化而成。大量研究证实，nTreg以靶细胞相互接触的方式发挥抑制靶细胞功能的作用，而iTreg主要以细胞因子依赖的方式起作用。CD4+CD25+Treg细胞通过活化T细胞的CTLA-4，抑制活化T细胞的免疫功能；Tr1分泌IL-10抑制T细胞的增殖分化；Tr3分泌TGF-β抑制效应细胞增殖和分化，同时抑制细胞因子的产生以降低其免疫功能。Treg细胞这种免疫抑制和免疫无能的特性，在维持机体自身免疫耐受中具有重要作用[1]。

CD25即白细胞介素IL-2受体A链，CD4+CD25+Treg细胞首次被报道是1995年Sakaguchi等从小鼠CD4+T细胞中分离出高表达CD25的T细胞亚群，然后将其输到裸鼠体内，发现可以预防裸鼠因缺乏这类细胞而引起的自身免疫性疾病。因此，CD25之前一直也被用作Treg细胞的鉴别，普遍也认为CD4+CD25+Treg是免疫抑制的Treg细胞[2]。

Foxp3是叉状头/翅膀状螺旋转录调节因子家族一员，Treg细胞的产生依赖于Foxp3的表达，它是维持Treg细胞免疫抑制的必要因素，可以促使CD4+CD25-T细胞转化为CD4+CD25+T细胞，一直被认为是调控Treg细胞特异性的标志性转录因子。它对Treg细胞免疫功能的调节可能是通过影响其发育而发挥作用的，如CD4+T细胞介导免疫抑制是通过抑制IL-2的产生和效应T细胞的增生，而这个过程依赖于Treg细胞中Foxp3的表达，同时，如果沉默Foxp3基因，会导致机体发生自身免疫性疾病[3]。

2 Treg/Th17细胞比例失衡与疾病的关系

辅助性T细胞17(Th17)因产生大量的IL-17而命名，主要在感染的组织募集中性粒细胞，促进炎症反应，而Treg细胞则主要是抑制炎症反应。因此，当抑炎性的Treg细胞与促炎性的Th17细胞之间的平衡被打破，就会导致炎症、自身免疫性疾病以及肿瘤的发生。

Wang等[4]通过检测中重度慢阻肺(COPD)患者与健康人外周血中Th17与Treg细胞相关细胞因子浓度，以及其各自表面标志物的表达水平，发现Th17与Treg细胞比例失衡可进一步降低中重度COPD患者的肺功能。Sereshki等[5]发现Th17/Treg比例失衡是引起反复自然流产的因素之一。Zhang等[6]研究儿茶酸对心肌的保护作用机制，证实儿茶酸可以明显抑制免疫激活，调节IL-17/IL-10的水平和外周血、脾脏中Th17/Treg细胞的比例，从而显著提高CHF小鼠的心肌功能。

类风湿性关节炎(RA)是一种多系统参与的自身免疫性疾病，近年来研究证实Th17细胞及其分泌的Th17与RA发生密切相关。STAT-3是Th17细胞分化过程中主要的转录因子[7]，并且能在发炎的滑膜中被活化，这在RA的动物模型中也被证实。当用STAT-3的抑制剂STA-21处理用IL-1拮抗剂沉默IL-1受体的小鼠，发现Th17细胞比例下降，而Foxp3+Treg细胞比例升高[8]。此外Moon等[9]用瑞巴匹特处理胶原诱导性关节炎模型小鼠，可以明显降低小鼠的临床关节炎评分、组织的炎症以及关节软骨的破坏程度，而其主要作用机制与恢复Th17/Treg细胞比例的平衡有关。

3 Treg细胞与HPV感染的关系

有研究通过比较HPV持续感染患者(包括发展为CINⅢ级和未发展为CINⅢ级)和HPV(-)患者体内Treg细胞比例，发现HPV持续感染患者Treg细胞比例较HPV(-)患者明显增高，而在HPV持续感染下，CINⅢ级患者与未发展为CINⅢ级患者之间差异无统计学意义。同时有研究发现宫颈CINⅢ女性外周血中针对HPV抗原的免疫反应明显较有HPV感染但宫颈正常者减弱。Treg细胞在人类多种恶性肿瘤抑制抗肿瘤免疫，而且从宫颈癌患者转移的淋巴结和肿瘤组织中分离出HPV特异性Treg细胞在体外能够抑制同型活化的CD4+效应细胞。当在体外消耗CD25+T细胞能够增强HPV16 E6和E7特异性Th细胞的反应，暗示人体内存在着内源性抗HPV反应，而这种反应受Treg细胞的调节[10]。

4 miRNA对Treg细胞生物学功能的调节

microRNA(miRNA)是一种存在于细胞内的小分子非编码调控的单链RNA，由18～25个核苷酸组成，成熟miRNA进入miRNA诱导的基因沉默复合物，与靶mRNA结合，通过诱导靶mRNA的切割降解、抑制翻译或其他形式的调节机制抑制靶基因的表达，参与人类各种疾病的发生和发展[11]。

越来越多的研究证实miRNA对Treg细胞的增殖能力、生理功能的调节有重要作用。Chatila等[12]发现miR-199a-5p在COPD患者Treg细胞中的表达几乎是正常吸烟者的1/4左右，而且很多已被证实是miR-199a-5p靶基因都与TGF-β信号通路相关。Li W研究发现miR-568通过抑制高渗透诱导因子(NFAT5)的表达，抑制CD4+T细胞和Treg细胞的活化和功能[13]。寻常型牛皮鲜(PV)是一种T细胞介导的自身免疫性皮肤病，Zhao等[14]检测PV患者与正常人CD4+T细胞中miR-210表达水平，发现前者表达高于后者，并且证实Foxp3是miR-210的靶基因之一，miR-210通过抑制Foxp3的表达，从而破坏Treg细胞的免疫抑制功能，引起PV的发生。MiR-155可以调控参与Foxp3表达、IL-4信号、免疫球蛋白IgE类型转换以及Fc RI表达的关键性靶基因，并且对免疫系统的发育具有重要意义，当消除miR-155会导致IL-2/STAT5信号受限，并且Treg细胞数量也明显减少，这是由于miR-155通过沉默IL-2R/STAT5信号负调节因子：细胞因子信号转导抑制因子1(SOCS1)，从而促进Foxp3的表达[15]。MiR-146以STAT1为靶点调节Treg细胞介导的免疫功能，并且能保持Treg细胞的特性，当消除Treg细胞中miR-146，引起严重的自身免疫性表型类似于miRNA形成过程中重要的剪切酶Dicer基因敲除的动物表型，表现为外周血中出现大量功能不良Foxp3+T细胞[16-17]。

5 HPV E6/E7通过调控microRNA的表达促进宫颈癌发生

高危HPV感染是宫颈癌发生的必要因素。HPV能够编码6个具有调节功能的早期蛋白(E1、E2、E4、E5、E6和E7)和2个参与蛋白衣壳形成的晚期蛋白(L1和L2)。其中，E6、E7是主要癌蛋白，它们分别使细胞抑癌基因p53和pRB失活而导致宫颈癌的发生。E6通过泛素化蛋白水解途径导致p53的降解，干扰细胞凋亡；E7通过结合pRB蛋白使E2F从pRB-E2F复合物中释放，而且释放的E2F可以激活S期细胞周期蛋白cyclinA、cyclinE、CDK2基因转录促进细胞增殖，E2F还可以诱导c-Myc的表达[18]，E7也可以直接激活c-Myc转录。

然而，HPV确切致癌机制尚未完全明了，miRNA的发现无疑为此提供新的视角。研究发现，miRNA不仅能在转录后水平调节基因表达，其自身同样在转录及转录后水平被调节，多数miRNA表达受p53、E2F及c-Myc的调控[19]。p53作为转录因子通过结合启动子区p53结合位点直接激活一些miRNA的基因转录(如miR-23a、miR-26a和miR-34a)，另外，p53还可以间接地通过对E2F1的抑制来下调一些miRNA的表达(如miR-106a、miR-106b、miR-17-5p等)，而有报道称p53激活B细胞易位基因3(BTG3)表达，而BTG3直接与E2F1结合并抑制E2F1的活性。多数miRNA基因的启动子区含有E2F结合位点，与E2F结合可激活miR-17-92、let-7i、miR-15b/16-2的表达。c-Myc是miRNA表达有力的转录调节因子，可上调miR-17-92家族及E2F1表达；c-Myc的过表达也能广泛地抑制miRNAs(如let-7a-1/f-1d、miR-15a、miR-29、miR-34等)的表达，染色质免疫沉淀显示这种抑制大多数是c-Myc直接作用于这些miRNAs基因启动子的结果[20]。由此可见，HPV癌蛋白可通过调控miRNA的表达促进宫颈癌的发生

6 Treg细胞在宫颈癌发生的生物学作用

Treg细胞广泛的免疫抑制作用机制是通过一系列的抑制机体免疫功能而发生的，主要包括：分泌抑制性细胞因子(TGF-β、IL-10等)；依赖颗粒蛋白酶、穿孔素溶解靶细胞；降低抗原呈递细胞活化T细胞的能力[21]。

高危HPV编码三种蛋白：E5、E6、E7(其中后两者宫颈高级别病变及宫颈癌中持续表达)参与了宫颈癌变早期的免疫逃逸。尤其是E5蛋白通过下调MHC/HLA I类分子，促进病毒诱导的免疫逃逸及降低对CD8+T细胞的识别能力，最重要的是这种下调不会影响细胞表面逃避自然杀伤反应的HLA-C/E，而是选择性抑制HLA-A和HLA-B的表达，高危HPV就是以这样的方式逃避CTL和NK细胞的杀伤，从而得以持续感染。而在晚期，由于病毒基因整合到宿主基因组，导致细胞永生化和突变，E2和E5缺失，而E6和E7仍然发挥着重要的作用，比如，E6可以降低上皮细胞表达钙粘连蛋白1(CDH1)，E6/E7抑制活化抗原呈递细胞所必需的TLR-9的转录，E7可以下调抗原处理相关转运子1(TAP1)进而抑制特异性T淋巴细胞的活化。此外，高危HPV还能够下调促炎因子的表达[22]。

HPV感染引起宫颈癌的发生与几个因素相关，包括高危HPV的型别、HPV的持续感染、高危病毒载量、病毒DNA的整合以及病毒癌蛋白E6和E7的活性。近年来研究显示Treg参与HPV阳性的宫颈瘤变进展，Treg细胞在宫颈癌发生过程中的作用大概包括：一方面通过分泌TGF-β、IL-10等抑制性的细胞因子，另一方面通过抑制肿瘤生长微环境中的抗原呈递细胞(如树突细胞)，参与并促进宫颈癌的免疫逃逸。在HPV持续感染的患者体内，其Treg细胞显著增高，可能是HPV病毒感染诱导了Treg细胞的产生，再通过分泌抑制性细胞因子或细胞间直接接触的方式发挥免疫抑制作用，最终导致病毒的持续感染和宫颈癌的发生。有研究表明宫颈癌患者体内Treg细胞生物活性增加，这可能是引起机体针对抗原的免疫应答减弱以及导致机体机体免疫功能障碍的主要原因。

7 总结

多种病毒感染可诱发Treg细胞的产生，从而通过分泌抑制性的细胞因子、细胞之间直接接触的方式抑制免疫应答，最终引发病毒的持续感染和导致肿瘤的发生。HPV相关的肿瘤MHC-I类分子表达下调，抗原处理能力减弱，病毒逃避T细胞介导的杀伤，Treg细胞渗出以及其分泌的具有免疫抑制功能的细胞因子引起的免疫抑制增强，这些都是免疫治疗HPV相关的宫颈癌的主要障碍。尽管我们知道CD4+CD25+Treg与宫颈癌发生密切相关，但是一方面考虑到除去人体内的CD4+CD25+Treg较困难，另一方面如果除去Treg细胞，在诱发肿瘤免疫的同时，可能又会引起自身免疫病发生的可能。

既然研究证实HPV癌蛋白E6、E7能够通过调控miRNA的表达促进宫颈细胞发生永生化，而miRNA又能调控Treg细胞参与免疫抑制功能。因此，我们猜测在宫颈癌发生过程中，HPV、miRNA、Treg细胞三者之间必然存在着相互联系，这为今后研究HPV引起宫颈癌发生的机制提供了新的视角。同时，我们也需要进一步研究Treg细胞的生物学特征及其功能，以Treg细胞为靶点，为HPV持续感染或发生癌前病变的女性患者提供治疗性干预，为宫颈癌预防及免疫治疗提供更有价值的临床研究基础。

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Correlation between regulatory T cell and HPV infectedcervical cancer.

XIN Dan-dan1,ZUO Man-zhen1,LIU Chao-qi2.1.Department of Obstetrics and Gynecology,People's Hospital of China Three Gorges University,Yichang 443000,Hubei,CHINA;2.Institute of Molecular and Biology,Three Gorges University,Yichang 443002,Hubei,CHINA

Persistent infection of human papilloma virus(HPV)has been proved to be a necessary cause of cervical cancer.During the infection process,HPV can not only induce specific immune response but also evade immune clean,which result in immune tolerance and eventually lead to the occurrence of cervical cancer.Increasing researches have shown that regulatory T cells(Treg)was involved in the immune response caused by virus.The Treg cells helped maintain the body's immune tolerance,which can eventually lead to persistent infection of the virus.Previous researches about the correlation between Treg cells and cervical cancer focused mostly on the cytokines in peripheral blood,while little attention was paid to the correlation between Treg cell and HPV.Therefore,interaction between Treg cell and HPV in different infection stages and the role of Treg cell in cervical cancer are reviewed in this paper.

Human papilloma virus;Cervical cancer;Regulatory T cells;Immune tolerance

R737.33

A

1003—6350（2015）10—1480—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.10.0527

2014-10-18)

三峡大学2014年硕士学位论文培优基金资助（编号：2014PY051）

佐满珍。E-mail：ycyy_zmz@126.com