CD4+CD25+调节性T细胞在肿瘤免疫中的研究进展

胡子龙，何长征，邢晓伟，胡时栋，李宇轩，宋林杰，王玉锋，杜晓辉

(解放军总医院，1.普通外科；2.住院管理科，北京 100853)

Treg细胞是以表达FoxP3为标志的一类CD4+T细胞亚群[1-2]，于20世纪90年代首次被Sakaguehi等[3]发现并报道为CD4+CD25+T细胞，由于其具有免疫调节作用，因此被称为调节性T细胞。Treg细胞自发现以来，一直是免疫学领域研究的热点，其在自身免疫疾病、肿瘤免疫、感染免疫等疾病中都发挥重要作用[4]。一方面，Treg细胞的免疫抑制功能在维持机体免疫稳态、预防自身免疫性疾病方面具有重要作用，另一方面它能抑制机体的抗肿瘤免疫，降低免疫治疗的效果。相关研究表明Treg细胞在包括胃癌、结直肠癌、乳腺癌、肝癌等多种类型肿瘤患者的外周血和肿瘤局部聚集，且发现Treg细胞数量与肿瘤患者的预后呈负相关[5]，这说明Treg细胞在肿瘤免疫中扮演重要角色，目前对于Treg细胞在肿瘤免疫治疗中的作用机制以及对Treg细胞数量和功能的干预成为了目前的研究热点，现对其研究进展进行综述。

1 Treg的起源和分类

Sakaguehi等学者在1995年首次发现小鼠外周血中约5%～10%的CD4+T细胞高表达IL-2(Interleukin-2)受体CD25，并发现其具有免疫抑制和免疫调节功能，提出了调节性T细胞的概念。之后的研究发现CD25+除高表达于CD4+T细胞外，也表达与CD8+T细胞，CD25+在Treg细胞的表达并不是特异性的。因此，将其作为Treg细胞的标志并不完全准确。在随后的研究中人们又发现了特异性表达于小鼠Treg细胞中的叉头翼状螺旋转录因子(ForkheadBoxP3,Foxp3)，该转录因子在Treg细胞的免疫抑制作用中扮演关键角色，与Treg的发育和发挥免疫调节功能关系密切，Foxp3转录因子与Treg表面多种膜蛋白的表达如细胞毒性T淋巴相关抗原4 (CTLA4) 、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体家族相关基因(GITR) 、CD22、CD103、CD44 等膜蛋白的表达关系密切，此外Foxp3还对Treg细胞免疫抑制因子的分泌具有重要的调控作用，因此目前将其作为区分Treg细胞和普通T细胞的相对更加敏感的特异性标志。

体内Treg细胞按照来源不同可以分为占总Treg细胞绝大部分的胸腺来源的Treg细胞(tTreg)和外周诱导的Treg细胞(pTreg)。早期也有文献把胸腺来源的Treg细胞(tTreg)称为天然Treg细胞(nTreg)，而把外周诱导的Treg细胞(pTreg)叫做iTreg。为了更加规范Treg细胞的命名，几名Treg研究权威学者(包括Alexander Rudensky,Shimon Sakaguchi,Ethan M Shevach等)联名写信至Nature Immunology并给出了不同来源Treg细胞的命名原则[6]，建议将胸腺来源的Treg细胞统一规范命名为tTreg以取代nTreg，将外周诱导的Treg细胞命名为pTreg以取代iTreg。其中tTreg 从胸腺中直接发育而来，tTreg具有维持机体免疫应答稳态和调节外周免疫耐受的重要作用。而pTreg则需要在肿瘤局部或外周淋巴结等免疫微环境下，在某些细胞因子如IL-2和TGF-β等的诱导下由初始CD4+T细胞转变成pTreg[7]，其对机体的肿瘤免疫具有负向调节作用。有研究根据分子CD62L和CD44把Treg细胞分为resting Treg(rTreg,CD62LhighCD44low Treg)和activated Treg (aTreg,CD62LlowCD44high Treg)[8]。Saito等研究发现可以通过CD45RA和Foxp3两个分子把Treg细胞分为naive Treg,effector Treg和non-Treg三个亚群，并发现三个亚群的比例可以直接影响结直肠癌患者的预后[9]。Rothstein等通过分泌的免疫抑制因子IL-10(Interleukin-10)和TGF-β将Treg细胞分为1型调节性T细胞和3型辅助性T细胞[10]。在研究中，将Treg进行分类有助于对其功能的具体研究以及探究其发挥功能的分子机制。

2 Treg的免疫作用机制

Treg细胞能通过多种机制如细胞-细胞接触、分泌抑制性细胞因子、干扰细胞代谢等方式直接或间接影响CD4+CD8+效应T细胞、CD4+Th细胞、自然杀伤性细胞和树突状细胞等免疫细胞的功能[11-14]，从而影响机体的免疫应答、产生免疫抑制作用。同时，Romagnani等学者证实Treg细胞对NK细胞也有抑制作用[15-16]，这表明Treg细胞在机体内具有广泛的免疫调节作用。目前对于Treg细胞抑制体内免疫功能的具体机制尚未完全明确，目前认为主要通过细胞间接触依赖性机制、分泌抑制性的细胞因子等途径和方式抑制体内的免疫应答[17]。

目前已有大量的研究证实了Treg细胞可以分泌能够抑制效应性T细胞功能的细胞因子IL-10和TGF-β，IL-10被证实能够下调CD28配体，下调单核细胞CD80等细胞表面分子的表达，TGF-β细胞因子被证实可抑制白介素1和白介素2，从而抑制机体的免疫功能。此外Treg细胞可以通过细胞表面CTLA-4抗原与APC(antigen presenting cells)细胞之间的交联作用来抑制免疫细胞的活性[18]。同时，也有研究认为Treg细胞也可以通过下调APC细胞表面一些分子如MHCI的表达；通过细胞溶解释放穿孔素诱导NK细胞和细胞毒性T细胞死亡；或者通过Fas/FasL途径等间接方式发挥免疫抑制作用[19-20]。有关Treg细胞发挥免疫抑制功能机制还有待于进一步研究。

3 Treg细胞与肿瘤免疫

在肿瘤的细胞免疫中，Treg细胞起到了广泛的免疫抑制作用。Treg细胞被认为能够抑制CD4+T细胞的增殖从而破坏T淋巴细胞各亚群之间的比例和功能，此外Treg细胞也可以通过抑制CD8+T细胞的功能发挥免疫抑制作用影响免疫应答过程。目前已经证实了在包括乳腺癌、结直肠癌、胃癌、肝癌、肺癌等肿瘤的局部、外周血和淋巴结中都有Treg细胞大量聚集并且Treg细胞数量的增高与肿瘤的预后相关[21-24]。有研究在对肝脏肿瘤的研究中发现Treg会在肿瘤局部聚集、数量增多，并且发现Treg细胞的数量与CD4+T细胞数量呈负相关[25]。关于Treg细胞在肿瘤局部募集增多的机制主要有以下几种可能：APC细胞提呈肿瘤抗原可以诱导Treg细胞的扩增；肿瘤局部可以分泌免疫抑制性细胞因子；肿瘤细胞能分泌趋化因子[26]。此外，ICOS-ICOSL信号通路诱导Treg细胞增殖也被认为是Treg在肿瘤局部增多的一个原因[27]。上述原因均能直接或间接的抑制肿瘤浸润淋巴细胞，削弱或降低肿瘤浸润淋巴细胞特异性杀伤肿瘤细胞的能力，从而促进肿瘤的发生发展。

4 干预Treg数量和功能的方法

由于Treg细胞能通过直接或间接的方式抑制机体内的肿瘤免疫，如何清除或者逆转Treg细胞的免疫抑制作用成为了免疫治疗中的一个关键问题，近年来也是肿瘤免疫治疗的热点之一。目前CD4+CD25+Treg细胞在临床应用的主要方法为通过降低其活性和数量从而达到增强肿瘤免疫的效果。已知的临床研究中，使用的方法主要包括单克隆抗体、化疗药物、FoxP3疫苗或MAGE-A3疫苗等，其它方法包括肿瘤内输注FasL蛋白、应用TGF-β抑制剂等方式[28-31]。其中靶向T细胞表面分子的单克隆抗体研究成为近年来调节性T细胞功能研究的热点。目前在临床研究方面，靶向GITR(glucocorticoid-induced tumor necrosis factorreceptor)、TIGIT(T cell Ig and ITIM domain)、CTLA4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)等的单克隆抗体已在黑色素瘤等肿瘤的治疗中应用，并取得了肯定的效果，它能够显著增强免疫，杀伤肿瘤细胞。有临床研究表明，Ipimumab单抗封闭CTLA-4信号通路能提高自身免疫系统对肿瘤的识别，增强抗瘤效果，显著延长晚期恶性黑色素瘤患者的生存期。但同时，应用单克隆抗体打破机体内的免疫平衡容易引发全身严重炎症反应和自身免疫疾病等情况[32]。Nakagawa等[33]在对黑色素瘤的研究中，发现肿瘤微环境中的Treg细胞通常具有高水平的Helios蛋白表达，且Helios缺陷的Treg细胞会转变为不稳定表型，无法提供免疫抑制效果，甚至转变成为效应T细胞。并且发现其能够在维持机体免疫状态平衡的情况下消除Treg细胞的抑制作用，避免发生自身免疫疾病等并发症。这一发现为针对Treg细胞的免疫治疗提供了新的思路。

5 小结

Treg细胞自发现以来便成为免疫治疗研究中的热点，它的发现推进了肿瘤免疫治疗的进程，但有关Treg细胞在肿瘤发生发展中的作用机制研究尚未完全明确，如何清除和逆转Treg细胞的免疫抑制作用一直是肿瘤免疫治疗中的热点和难点，目前的研究已经发现了一些能降低Treg细胞数量和抑制其功能的途径如单克隆抗体、化疗药物、FoxP3疫苗等，但寻找一种既能消除其免疫抑制作用又能避免清除Treg细胞引起自身免疫疾病的方法将是发挥其在免疫治疗中巨大价值的关键。

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