CD4+T细胞在孕早期母胎界面免疫耐受中的研究进展①

孙 兰 康晓敏 武 泽（昆明理工大学附属医院生殖医学科，昆明650032）

母胎界面主要由来自母体蜕膜免疫细胞和基质细胞以及胎儿滋养层细胞构成。滋养层细胞携带父系HLA-G抗原，与母体直接接触，极易引发母体免疫反应。而蜕膜免疫细胞在母体免疫反应中同时发挥免疫促进和抑制功能，基质细胞分泌活性分子发挥功能。这三类细胞在妊娠期间相互作用，使母体保持对胎儿的免疫耐受。CD4+T细胞是蜕膜免疫细胞的主要类群之一，也是成功妊娠的保证。母胎界面的CD4+T细胞经抗原刺激后根据产生的细胞因子分为Th1、Th2、Th17、Treg和Tfh，本文就该类群在母胎免疫耐受中的研究现状进行综述。

1 CD4+T细胞起源、分化和功能特点

人体幼稚CD4+T细胞（naive CD4+T cells）主要由骨髓来源的多能干细胞迁移至胸腺后分化、成熟为初始CD4+T细胞，遇到抗原呈递细胞（antigen presenting cells，APCs）提呈的抗原或相应细胞因子刺激时，进一步分化为辅助性T细胞（helper T cells，Th，主要包括Th1、Th2、Th17）、调节性T细胞（regulatory T，Treg）和滤泡辅助T细胞（follicular helper cells，Tfh）等。

Th1的活化主要受IFN-γ和IL-2激活，同时分泌IL-2、IFN-γ、TNF-α和TNF-β等炎症因子，参与细胞免疫、炎症反应、排斥反应等；IL-4激活Th2分泌IL-4、IL-6、IL-10、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β），参与体液免疫，能够促进IgE和IgG1抗体的产生和嗜酸性粒细胞的生长和分化，并且抑制多种巨噬细胞的功能［1］；Th17在低浓度TGFβ和IL-6、IL-23等的共同参与下活化，产生的IL-17、IL-21、IL-22等细胞因子，抑制Treg细胞活性，加强机体免疫应答和病原体感染和排斥反应；高浓度的TGF-β则刺激Treg活化，产生的IL-10、TGF-β免疫负调节因子促进免疫耐受；Tfh是2000年SCHAERLI等［2］新发现的存在于外周免疫器官淋巴滤泡中的一类由幼稚辅助CD4+T细胞经IL-6、IL-21刺激分化形成的Th，特异性表达趋化因子受体5（CXCchemokine receptor 5，CXCR5）、诱导型共刺激分子（inducible synergistic co-stimulation molecules，ICOS）、程序性细胞死亡因子1（programmed death 1，PD-1）、CD40配体，主要分泌IL-21和IL-6因子，Tfh参与B细胞的成熟、分化、迁移和成活，是T细胞依赖B细胞免疫反应的关键［3-5］。

CD4+T细胞的分化除了受多种细胞因子调节控制外，特异性“主”转录因子起主要作用：Th1特异性表达转录因子T-bet和信号转导和转录因子4（signal transducer and activator of transcription 4，STAT4），参与Th2分化的主要转录因子GATA-3和STAT6，而Th17则特异性表达RORγt，在Tfh细胞的发育和分化中，转录因子B细胞淋巴瘤蛋白6（Bcell lymphoma 6 protein，Bcl-6）转录因子起主要作用［6］。Treg的主转录因子为Foxp3，各类型的CD4+T细胞通过分泌不同的细胞因子构成复杂的免疫调节网络，在母胎免疫耐受中发挥作用［7］。

2 CD4+T细胞与妊娠界面免疫耐受的关系

妊娠早期在整个妊娠周期中占据重要地位，该时期涉及受精、胚胎着床、母胎免疫平衡建立等一系列生理过程。任何过程出现问题都会导致受精或着床失败、胚胎发育不良、早期流产等多种妊娠相关疾病。

2.1 Th1/Th2平衡与胚胎着床和妊娠维持 Th1/Th2平衡是母胎免疫耐受的主要机制之一，也是维持妊娠免疫微环境必要因素。正常妊娠时Th1/Th2倾向Th2，它分泌的细胞因子促进滋养层细胞的生长入侵和内膜容受性增强。小鼠妊娠模型研究发现母胎界面呈现Th2优势，一旦失去这种优势，胚胎丢失率显著升高［8］。YONEYAMAE、PICCINNI、LI等［9-11］研究复发性流产（recurrent spontaneous abortion，RSA）、不明原因复发性流产（unexplained recurrent spontaneous abortion，URSA）、子痫前期（preeclampsia，PE）、妊娠高血压综合征（pregnancy induced hypertension，PIH）患者的蜕膜组织和外周血样本中的细胞因子，显示Th2细胞数量和Th2/Th1明显低于正常妊娠水平，呈现Th2免疫弱势［12］。

Th1和Th2型细胞产生的细胞因子与母胎界面各部分形成相互联系的网络，妊娠时表现出Th2型免疫优势。有研究表明，滋养层细胞分泌的胸腺基质促淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）诱导蜕膜基质细胞（decidual stromal cell，DSCs）大量表达IL-10和TGF-β，减少Th1型细胞因子产生（如IFN-γ）；同时，TSLP诱导蜕膜中未成熟的巨噬细胞产生Th2型趋化因子CCL-17、CCL-22［13］，从而募集大量Th2细胞到蜕膜组织，刺激蜕膜组织产生IL-10，抑制TNF-β产生，形成Th2型细胞优势，保证母胎界面免疫抑制［14］。此外，共刺激信号在T细胞的活化中发挥正向或负向作用，妊娠早期蜕膜CD4+T细胞表达抑制性共刺激分子，如PD-1、T细胞免疫球蛋白素3（Tcell immunoglobulin and mucin domain-3，Tim-3）等，使其优先产生Th2细胞因子，同时Th2表现出更高的增殖活性，进一步维持母胎界面免疫抑制性，维持正常妊娠［15］。小鼠实验证实：PD-1和Tim-3联合阻断后，母胎界面表现出CD4+细胞增殖下降，Th1型细胞因子增多，母胎界面免疫平衡紊乱，小鼠流产率增高等现象［15］。另外，临床研究也发现蜕膜中PD-1+Tim-3+CD4+T细胞减少，炎症因子如TNF-α和IFN-γ等出现超生理状态的增多［15-16］。研究者发现用肝素、阿司匹林、环孢素调节全身或局部Th1/Th2细胞因子平衡后，有效防止了抗磷脂综合征复发性流产（antiphospholipid syndrome，APS-RSA）或流产倾向患者的流产现象［10］。以上研究说明，母胎界面形成Th2细胞优势是胚胎着床和成功妊娠重要因素之一。

2.2 Th17/Treg平衡诱导维持母胎免疫耐受 进一步研究发现生理和病理妊娠均涉及更为复杂的分子机制，因此提出了Th17/Treg平衡模式［17］。Th17/Treg是随Th1/Th2之后的又一个相对独立的细胞因子网络。Th17细胞主要通过RORγt转录因子和IL-17家族介导炎症发生，它在不同的炎症组织有不同的表型，表现出比Th1更多表型和生命力［18］。Treg是抑制CD4+T辅助细胞的一个独特亚群，参与人类和小鼠对自身和外来抗原的免疫耐受［19-20］。正常妊娠过程中，母胎界面Treg存在大量富集，研究发现Treg数量不足和功能缺失时将会导致多种妊娠不良结果。ALUVIHARE［21］、SHIMAL［22］等的小鼠研究发现Treg在异基因小鼠胚胎孕早期对母胎免疫耐受的建立起着非常重要的调节作用。同时，临床研究发现在URSA和PE患者的母胎界面中Treg数量明显减少［23］。进一步研究发现，胎盘合胞体滋养层细胞产生的人绒毛促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）使CCL-2募集大量Treg进入子宫内膜，形成Treg优势，促进母胎界面免疫耐受建立［24］。母胎界面CD4+Treg主要分为3类：CD25HiFOXP3+、PD-1HiIL-10+和TIGIT+FOXP3dim，其中CD25HiFOXP3+Treg的含量最多，且能够抑制CD8+效应T细胞增殖［25］。SALVANY-CELADES等［25］发现HLA-G与滋养层细胞共培养可诱导CD4+CD25-向CD4+CD25+FOXP3+Treg分化，诱导的CD4+CD2 5+FOXP3+Treg又上调HLA-G的表达，促进滋养层增殖和侵袭。另外妊娠初期多种共抑制分子PD-1、Tim-3、CTLA-4等诱导产生大量的Treg，有利于维持母胎免疫耐受阻断PD1-PDL1后CD25+FOXP3+Treg数量减少，小鼠妊娠率下降，过继Treg后，胚胎存活率提高［26］。以上证据提示，妊娠界面发挥免疫抑制功能的可能是CD25+FOXP3+Treg。

Th17分泌的IL-17与Treg细胞共同促进滋养层细胞增殖和入侵蜕膜组织，这对母胎界面免疫微环境起着积极的作用［26］。孕早期蜕膜细胞分泌CCL2募集Th17进入母胎界面，同时滋养层细胞产生调节因子调节CCL-2、CCL-2R表达，减少母胎界面Th17的量［27］。另外，妊娠早期母胎界面丰富的Treg也通过旁分泌或直接接触抑制Th17过度增殖，减少IL-17产生，一旦Treg细胞数量减少或功能受损，Th17过量富集引起过度炎症反应，导致流产或子痫前期等疾病［28-30］。这些都说明Th17/Treg平衡是Th1/Th2平衡的发展和补充，也是调节母胎免疫微环境，维持母胎界面免疫平衡的又一关键因素。

2.3 Tfh调节Th1/Th2和Th17/Treg平衡维持母胎免疫耐受 研究者发现仅Th1/Th2、Th17/Treg平衡学说并不能解释母胎免疫的全部问题，Tfh也在其中发挥着关键的调节作用［31］。Tfh细胞是CD4+细胞一个独特的亚群，表达趋化因子受体CXCR5和转录因子Bcl-6，特异性分泌IL-21，参与生发中心形成，在B细胞增殖、分化、类型转换中发挥关键作用，同时促进自身和Th17的活力。正常妊娠时，母胎界面Tfh存在一定水平增殖，多数不良妊娠结局与母胎界面中Tfh异常富集和功能缺失密切相关［20，31-34］。进一步研究发现正常妊娠期滋养层细胞和DSCs大量表达PD-1，可以控制Tfh细胞的过度增殖，减少生发中心和B细胞的产生，诱导母胎界面耐受建立［31，35］。阻断PD-1/PD-L1通路后，母胎界面Tfh过量积累，抑制Treg增殖，同时促进Th1和Th17的发育，母胎界面免疫平衡破坏，进而影响胚胎存活［26，31，35-36］。另外，DSCs分泌大量趋化因子13（CXCL13），募集Tfh进入母胎界面，进而激活B细胞，介导免疫排斥反应，防止外部病原体的入侵［37］。研究者还发现，妊娠早期外周血中较高水平的雌激素在一定程度促进Tfh增殖，同时IL-10、IL-6、IL-10和IL-21水平升高，激活B细胞产生抗体启动体液免疫［38］。前期本课题组通过流式细胞术检测URSA患者子宫和内膜的Tfh和B细胞相关因子，发现Tfh与母体B淋巴细胞活化密切相关，提示Tfh可能参与抗体产生过程。

以上研究表明，同种异体妊娠中母胎界面各组分可能通过控制Tfh的增殖、分化和凋亡过程进一步调节Th1、Th2、Th17、Treg等免疫细胞的功能，建立免疫耐受，使Th1/Th2、Th17/Treg平衡模式发展为Th1/Th2/Th17/Treg/Tfh新模式。但母胎界面的Tfh调节这些免疫细胞的具体机制仍需进一步研究。

3 展望

母体的蜕膜细胞、免疫细胞和胚胎的滋养层细胞是妊娠界面的主要组成部分，它是母体与胎儿联系的枢纽，是免疫学和生殖医学研究的前沿课题，此处先天免疫和适应性免疫协同工作，维持正常妊娠。目前研究的热点主要集中在妊娠界面的主要淋巴细胞亚群——NK细胞、CD8+T细胞，最近不少研究将关注点转向母胎界面的CD4+T细胞。这群细胞具有独特的表型，表达一系列的细胞因子和细胞标记。同时这群细胞也受母胎界面特殊微环境的调控，表现出对胚胎抗原的特异性，其抑制性受体表达上调，妊娠期具有调节表型的T细胞亚群在局部富集并向外周扩增，参与母胎免疫耐受的建立和维持，任意T细胞亚群数量异常或功能障碍，都可能导致严重的妊娠结局。

目前研究证实CD4+T细胞的分型和在正常妊娠与其他免疫细胞的一些联系，但在妊娠特定的微环境下，CD4+T细胞的进一步分型？各个表型有什么功能？它们如何迁移到蜕膜局部？又是如何与B细胞、NK细胞以及其他CD4+T细胞交互作用参与母胎识别和妊娠界面免疫反应？这些问题都值得进一步的挖掘和探索。相信随着对CD4+T细胞在母胎界面免疫耐受研究的不断深入，将有望找到以上问题的答案，了解一大部分的CD4+T细胞的致病机理和一些妊娠期综合征病因，为相关疾病的预防、诊断和治疗提供新的参考。