Tregs免疫治疗策略的研究进展

孙来龙，张松林(三峡大学第一临床医学院宜昌市中心人民医院胸心大血管外科，湖北宜昌443002)

·综述·

Tregs免疫治疗策略的研究进展

孙来龙，张松林
(三峡大学第一临床医学院宜昌市中心人民医院胸心大血管外科，湖北宜昌443002)

当人体免疫调节失去平衡时，免疫应答将受到影响而造成组织或器官的损伤。调控免疫系统恢复到平衡状态，减轻免疫性损伤是免疫性疾病中研究的热点。调节性T细胞(Tregs)可对固有免疫及获得性免疫进行调控，使得生物医学领域将该细胞运用于免疫治疗中。本文将综述Tregs免疫治疗策略的研究进展。

调节性T细胞；免疫治疗；移植；炎症

正常人体的免疫系统处于动态平衡状态，这种平衡主要是由调节性T细胞(regulatory T cells，Tregs)抗衡效应性T细胞来维持，这也是Tregs最基本的功能。当人体免疫平衡被打破时，Tregs还可以调动出其强大的免疫调控作用来消除炎症、减轻组织损伤，对实质器官移植、造血干细胞移植、自身免疫性疾病、急性炎症性疾病等带来良好的治疗效果。

1 Treg概述

根据CD4+T细胞表面分子CD25表达的不同可将其分为CD4+CD25-效应性T细胞(Teff)和CD4+CD25+调节性T细胞(Treg)，活化后的Teff促进免疫反应，而Treg抑制免疫反应。Tregs可分为天然调节性T细胞(nTreg)和获得性调节性T细胞(iTreg)，是一类可以调节多种免疫细胞功能的T细胞亚型，其主要功能是抑制其他T细胞的活化，发挥免疫调节及诱导免疫耐受作用。Tregs可操控各种不同免疫应答，其中又以天然的CD4+CD25+Foxp3+表型的Tregs最为重要。Foxp3 (forkhead box protein P3)是一种叉头状转录因子，2001年首次被报道，随后，研究者发现人类Foxp3基因与小鼠Foxp3基因具有同源性。Foxp3是小鼠和人类nTreg细胞的特异性形态和功能性标记，该基因位于X染色体上，对Tregs的分化起到重要作用，决定着Tregs的发育和功能。Tregs的免疫调节功能具有高度的通用性，可以控制各种免疫细胞应答，包括CD4+T细胞、CD8+T细胞、NK细胞、自然杀伤T细胞(NKT)、B细胞和不同的抗原提呈细胞[1]。而且，Tregs有多种不同的免疫调节机制，可以根据组织微环境的不同而采取不同的免疫调节策略[2-3]。

2 Treg免疫治疗的运用

2.1 移植耐受在动物实验中，研究者们已经发现Tregs是诱导移植耐受重要的策略，人类Tregs可以鉴定、分离，在短期体外培养后即可扩增，使Tregs这个治疗产品有了数量的保证。Tregs疗法在世界各地多器官移植中心正被研究和计划着。移植物抗宿主病(graftversushostdisease，GVHD)起源于供体T细胞介导的全身性炎症反应超越了免疫调控能力[4]，当供体细胞识别宿主细胞为异己成分而激起炎症反应时，即引起疾病的发生。急、慢性移植排斥反应将对移植器官或组织造成极大的损害。有研究早已证实，给予CD4+CD25+Tregs可有效的抑制急性GVHD[5]。Trzonkowski等[6]报道了最开始的2例来自体内扩增的供体衍生的Tregs成功治疗造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSCT)后的GVHD。这些研究者使用抗-CD25磁珠分选出Tregs，用抗-CD3/ CD28微球体及重组人IL-2扩增Tregs，在造血干细胞移植的同时将扩增的Tregs输注给宿主体内。其他很多关于Tregs过继转移的实验正在进行着[7-8]。Sakaguchi等[9]早在1995年时发现来源于naïve小鼠的Tregs可预防CD25-T细胞的裸鼠皮肤移植后的免疫排斥反应。这一发现开创了Tregs促进实质器官移植后免疫耐受的治疗策略。在MHC错配的老鼠原位肺移植模型中，封锁CD154增加了Tregs的表达，最终减弱了急性细胞排斥反应[10]。在大量动物心脏移植模型中发现，Tregs也可抑制免疫排斥反应，发挥抗心脏移植物血管病、延长移植心脏存活时间的作用[11-12]。关于Tregs预防移植排斥反应的剂量亦有大量研究，有研究者认为至少需要33%的Tregs可防止免疫排斥反应。然而，在淋巴充分的小鼠实验中，移植物中30%的Tregs与移植排斥反应的预防相关联，但有趣的是，也有发现30%的Tregs在肿瘤组织中积累，并被认为可导致抑制抗肿瘤免疫。因此，30%调节性T细胞可能是产生免疫与免疫耐受之间的临界点[13]。尽管Tregs诱导移植免疫耐受潜力巨大，但据大量实验数据表明，Tregs独立的疗法并不能完全阻止排斥反应。Tregs诱导长期移植物的存活需要短期辅助免疫抑制治疗，选择辅助免疫抑制剂将会显著的影响Tregs疗法的疗效。目前计划的临床试验必须依赖于现有的免疫抑制药物与Tregs疗法的联用，将有助于提高Tregs细胞治疗的疗效。

2.2 自身免疫性疾病大量研究表明，自身免疫性疾病患者外周血中Tregs较正常人群少，且Tregs的缺乏与此类疾病的发展是相关联的[14]。一些自身免疫性疾病是由于改变了Tregs功能性活动，此类功能性改变持续存在于风湿性关节炎[15]和多发性硬化[16]，未能控制胰岛特定常规T细胞可导致I型糖尿病，丢失了Foxp3表达的Tregs增加了I型糖尿病的风险[17]。有研究者证实，输注供体衍生的CD4+CD25highCD127-Treg可以保留胰岛β细胞功能，从而延迟儿童I型糖尿病的发生[18]。Carlos等[19]最近的研究发现，肥大细胞可以通过Tregs介导的免疫耐受机制来抑制I型糖尿病的发生及进展。尽管在I型糖尿病及其他自身免疫性疾病动物模型，如：重症肌无力[20]这些自身免疫性疾病中nTreg表现出了很好的免疫治疗效果，但过继转移nTreg并非对自身免疫性疾病普遍适用，如对胶原诱发性关节炎只在表面控制病情恶化[21]。nTreg治疗对于一些自身免疫性疾病无效，可能与促炎因子抑制了它们的功能[15、22]或者将它们转换成致病性T细胞多于过继转移的Tregs量。此外，有活性的Th17细胞可以抵抗许多nTreg介导的免疫抑制机制。对于自身免疫疾病的免疫疗法，iTregs可能是一个更适用的Tregs亚群，因为数据显示iTreg对比nTreg可以更有效地抑制自身免疫的激活，可能归因于前者在炎症环境中有更强的微分稳定性[23]。

2.3 急性炎症性疾病在鼠的急性肺损伤实验中，研究者发现损伤的修复与Tregs关系紧密[24]。在小鼠气管内注射大肠杆菌脂多糖10 d后，缺乏成熟淋巴细胞的Rag-1-/-小鼠不能修复此损伤，然而野生型小鼠可以修复损伤恢复正常。接受脂多糖注射后至48 h过继转移1×106同基因的CD4+CD25+T细胞，发现Rag-1-/-小鼠对损伤的修复可以等同于野生型小鼠。此外，Tregs过继转移抑制了急性肺炎症性损伤时的纤维增生[25]。Tregs也可以促进急性肾缺血性损伤的修复[26]，并可以在急性损伤中保护免疫调节效应[27]。近来还有研究发现，过继转移CD4+Foxp3+Tregs可以通过产生TGF-β和促进Kupffer细胞分泌IL-10来改善固有免疫应答，从而抑制急性暴发性肝炎[28]。这些发现不仅揭示了Tregs在组织损伤修复中的重要性，也开创了Tregs在其他急性炎性环境中的免疫疗法。

3 展望

研究者们在长期的研究后发现，Tregs作为一类具有免疫调节作用的T淋巴细胞亚群，因其在体内外均能多途径、多机制的调控免疫，极有可能成为一种新兴的免疫治疗细胞。越来越多的动物实验也正在研究Tregs有效可行的获得方法、治疗安全性及其在治疗各类疾病中的剂量等。为了在临床上取得Tregs免疫疗法的成功，研究者们需要明确一些关键性问题，如：Tregs的稳定性、生物分离、储藏、副作用等，也需要进一步掌握Tregs的生物学特性、功能及安全性等。免疫调节异常是众多临床病症的基础，利用Tregs设计出安全有效的免疫治疗策略必将有一个广阔的前景。

[1]Tang Q,Bluestone JA.Regulatory T-Cell Therapy in Transplantation∶Moving to the Clinic[J].Cold Spring Harb PerspectMed,2013.doi∶10.1101/cshperspect.a015552.Review

[2]Tang Q,Bluestone JA.The Foxp3+regulatory T cell∶A jack of all trades,masterof regulation[J].Nat Immunol,2008,9(3)∶239-244.

[3]YamaguchiT,Wing JB,SakaguchiS.Twomodesof immune suppression by Foxp3+regulatory T cells under inflammatory or non-inflammatory conditions[J].Sem in Immunol,2011,23(6)∶424-430.

[4]SociéG,Blazar BR.Acute graft-versus-host disease∶from the bench to thebedside[J].Blood,2009,114(20)∶4327-4336.

[5]Hoffmann P,Ermann J,EdingerM,etal.Donor-type CD4+CD25+regulatory T cells suppress lethal acute graft-versus-host disease after allogeneic bone marrow transplantation[J].Exp Med,2002,196(3)∶389-399.

[6]Trzonkowski P,Bieniaszewska M,Juścińska J,et al.First-in-man clinical results of the treatment of patientsw ith graft versus host diseasew ith human ex vivo expanded CD4+CD25+CD127-T regulatory cells[J].Clin Immunol,2009,133(1)∶22-26.

[7]Edinger M,Hoffmann P.Regulatory T cells in stem cell transplantation∶strategies and first clinical experiences[J].Curr Opin Immunol, 2011,23(5)∶679-684.

[8]Issa F,Wood KJ.Translating tolerogenic therapies to the clinic-where dowe stand?[J].Front Immunol,2012,3∶254.

[9]Sakaguchi S,Sakaguchi N,Asano M,et al.Immunologic self-tolerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha-chains(CD25).Break down of a singlemechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases[J].Immunol,1995,155∶1151-1164.

[10]Dodd-o JM,Lendermon EA,M iller HL,etal.CD154 blockade abrogates allospecific responses and enhances CD4+regulatory T-cells in mouse orthotopic lung transplant[J].Am JTransplant,2011,11(9)∶1815-1824.

[11]HirohashiT,Chase CM,DellaPelle P,etal.Depletion of T regulatory cells promotes natural killer cell-mediated cardiac allograft vasculopathy[J].Transplantation,2014,98∶828-834.

[12]Zhu J,Gao B.Simvastatin combined w ith aspirin increases the survival time of heart allograft by activating CD4+CD25+Treg cells and enhancing vascular endothelial cell protection[J].Cardiovasc Pathol, 2015,24(3)∶173-178.

[13]Fan Z,Spencer JA,Pitsillides CM,et al.In vivo tracking of“color-coded”effector,natural and induced regulatory T cells in the allograft response[J].NatMed,2010,16(6)∶718-722.

[14]TrittM,Sgouroudis E,d'Hennezel E,etal.Functionalwaning of naturally occurring CD4+regulatory T-cells contributes to the onset of autoimmune diabetes[J].Diabetes,2008,57(1)∶113-123.

[15]Valencia X,StephensG,Goldbach-Mansky R,etal.TNF downmodulates the function of human CD4+CD25hi T-regulatory cells[J]. Blood,2006,108(1)∶253-261.

[16]Viglietta V,Baecher-Allan C,Weiner HL,et al.Loss of functional suppression by CD4+CD25+regulatory T cells in patientsw ithmultiple sclerosis[J].Exp Med,2004,199(7)∶971-979.

[17]Baecher-A llan C,Hafler DA.Human regulatory T cells and their role in autoimmune disease[J].ImmunolRev,2006,212∶203-216.

[18]Marek-Trzonkowska N,M ysliw iec M,Dobyszuk A,etal.Adm inistration of CD4+CD25highCD127-regulatory T cells preserves beta-cell function in type 1 diabetes in children[J].Diabetes Care,2012,35∶1817-1820.

[19]Carlos D,Yaochite JN,Rocha FA,etal.Mast cells control insulitis and increase Treg cells to confer protection againstSTZ-induced type 1 diabetes inmice[J].Eur JImmunol,2015,45(10)∶2873-2885.

[20]Souroujon MC,Aricha R,Feferman T,et al.Regulatory T cell-based immunotherapies in experimental autoimmunemyasthenia gravis[J]. Ann N YAcad Sci,2012,1274∶120-126.

[21]Zhou X,Kong N,Wang J,et al.Cutting edge∶all-trans retinoic acid sustains the stability and function of natural regulatory T cells in an inflammatorymilieu[J].Immunol,2010,185(5)∶2675-2679.

[22]Pasare C,Medzhitov R.Toll pathway-dependent blockade of CD4+CD25+T cell-mediated suppression by dendritic cells[J].Science, 2003,299(5609)∶1033-1036.

[23]Lan Q,Fan H,Quesniaux V,etal.Induced Foxp3+regulatory T cells∶a potential new weapon to treat autoimmune and inflammatory diseases?[J].MolCell Biol,2012,4(1)∶22-28.

[24]D'Alessio FR,Tsushima K,Aggarwal NR,et al.CD4+CD25+Foxp3+Tregs resolve experimental lung injury in mice and are present in humans w ith acute lung injury[J].Clin Invest,2009,119(10)∶2898-2913.

[25]Garibaldi BT,D'A lessio FR,Mock JR,et al.Regulatory T cells reduce acute lung injury fibroproliferation by decreasing fibrocyte recruitment[J].Am JRespir CellMol Biol,2013,48(1)∶35-43.

[26]Gandolfo MT,Jang HR,Bagnasco SM,et al.Foxp3+regulatory T cells participatein repair of ischemic acute kidney injury[J].Kidney Int,2009,76(7)∶717-29.

[27]Liesz A,Suri-Payer E,Veltkamp C,et al.Regulatory T cells are key cerebro protective immunomodulators in acute experimentall stroke [J].NatMed,2009,15(2)∶192-199.

[28]Hou X,Song J,Su J,et al.CD4+Foxp3+Tregs protect against innate immune cell-mediated fulm inanthepatitis inm ice[J].Mol Immunol, 2015,63(2)∶420-407.

Research progress of Tregs imm unotherapy strategy.

SUN Lai-long,ZHANGSong-ling.Departmentof Thoracic and Cardiovascular Surgery,the First Clinical Medical College of the Three Gorges University(Central People's Hospital of Yichang),Yichang 443002,Hubei,CHINA

When the body's immune regulation is outof balance,itw illaffect the immune response and lead to tissue or organ injury.Regulating the immune system return to the equilibrium,and reducing the immune injury is a hot spot in the study of immune diseases.Tregsmodulate both innateand adaptive immunity,and the biomedical community has developed an intense interest in using Tregs for immunotherapy.The purpose of this paper is to review the research progressof Tregs immunotherapy strategies.

Tregs;Immunotherapy;Transplantation;Inflammation

R456

A

1003—6350（2016）16—2677—03

2016-03-05)

doi∶10.3969/j.issn.1003-6350.2016.16.033

张松林。E-mail：zhangsonglin1101@sina.com