调节性T细胞在脓毒症中的作用研究进展

黄守秋，李帆，李小民

脓毒症的最新定义为病原体入侵机体后因感染引起的宿主反应失调导致的危及生命的脏器功能障碍的综合征［1-2］，目前的发病机制包括免疫失衡、凝血障碍、微循环及代谢紊乱、多器官衰竭等［3］，其中，免疫失衡仍是近几十年的研究热点。当病原微生物入侵机体，机体自身的两套免疫系统即固有免疫系统和适应性免疫系统立即被触发，其中发挥主要作用的是适应性免疫系统。

适应性免疫系统主要包括B淋巴细胞和T淋巴细胞，因T淋巴细胞在机体的数量多，具有广泛的生物学功能，同时人们发现脓毒症发病机制中，主要表现为T淋巴细胞的衰竭［4］。T淋巴细胞是机体自身免疫稳态的重要组成部分，参与免疫调节、免疫应答、全身炎症反应，其凋亡对免疫应答的终止及免疫稳态的维持发挥着关键作用［5-6］。T淋巴细胞在分化成熟过程中因表面的不同分化抗原（cluster of differentiation，CD），即CD分子，进行淋巴细胞的亚群分类。CD3分子作为外周血中成熟总T淋巴细胞的标志，又根据其CD分子不同的功能主要分为了CD3+CD4+T淋巴细胞和CD3+CD8+T淋巴细胞两大亚群［7］。CD4+T淋巴细胞亚群占绝大多数，在不同的强度和细胞因子的刺激下，向不同的亚群进行分化，其中主要包括Th1细胞、Th2细胞、Th17细胞、调节性T细胞（Treg细胞），共同参与机体的细胞免疫和体液免疫［8］。其中，在CD4+T淋巴细胞亚群中发挥重要作用主要是其亚群Treg细胞［9］。本研究现对Treg细胞在脓毒症中的来源、机制及作用展开综述。

1 免疫功能紊乱与脓毒症

正常的机体中，促炎反应与抗炎反应存在动态平衡，一旦平衡被打破，机体往往会有功能障碍，然而脓毒症病人主要表现为促炎反应和抗炎反应的失衡［10］。目前，炎症因素已被研究颇多，而在抗炎反应中，免疫因素一直备受关注，在一项关于脓毒症病人尸检中报告发现其死亡常常伴有肝、脾、肺等多器官的免疫抑制［11］。每个健康的机体自身与生俱来就存在两套免疫系统，当病原体入侵机体时，机体的这两套系统即固有免疫系统和适应性免疫系统开始与病原体进行一场生死较量。而在这场博弈中，机体会通过一系列信号分子通路比如单核巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞等促启动固有反应促进炎症反应，另一方面刺激抗原提呈细胞如单核巨噬细胞、树突状细胞等，分泌共刺激分子作用于T淋巴细胞启动适应性免疫反应［12］。脓毒症早期主要以炎症反应为主，随后免疫抑制作用逐渐增强，在免疫中，T淋巴细胞因为作用的机制及表面的分化抗原分成不同的亚群，一般认为有CD3+CD 4+T淋巴细胞、CD3+CD8+T淋巴细胞两大亚群，其中CD4+T淋巴细胞发挥着重要作用，不仅促进B细胞分泌抗体，还增加和维持CD8+T淋巴细胞的反应和调节巨噬细胞作用［13］。在CD4+T淋巴细胞中，Treg细胞作为其细胞亚群，最近几十年来在免疫抑制中被广泛研究，这也是继Th1、Th2细胞之后具有强大免疫作用被引起广泛关注的一类CD4+T淋巴细胞，在脓毒症整个免疫过程中发挥不可或缺的作用，其在病情严重程度及预后也受到关注。或许，将Treg细胞在脓毒症中机制及作用研究清楚，这将成为脓毒症的治疗又一新的靶点。

2 Treg细胞的来源及分类

Treg细胞是CD4+T淋巴细胞在细胞因子的刺激下分化而来，它是一种以CD25显著增加为特征，具有免疫调节活性功能的成熟的T细胞亚群［14］。目前根据Treg细胞的特性、发育规律及作用机制，分为天然Treg细胞（natural regulatory cells，nTreg）和获得Treg细胞（induction regulatory cells，iTreg）。目前研究大部分为前者，尽管其数量仅占人和小鼠的外周血及脾脏CD4+T淋巴细胞的5%～10%，但在免疫耐受及稳态中发挥着举足轻重的作用［15］，这主要是因为Treg细胞特异性表达CD4+CD25+CD127-和CD4+CD25+叉头样/翼状螺旋转录因子3（forkhead box P3，Foxp3）。

3 Treg细胞的生物学调节机制

有研究表明脓毒症引起炎症诱导的免疫抑制，伴有淋巴细胞减少和CD4+T细胞功能改变［16］，而Treg细胞两大功能是免疫无能和免疫抑制［17］，其中免疫无能是指在其特异性抗原或白细胞介素（IL）-2存在下表现为低反应状态，即既不增殖也不分泌细胞因子。免疫抑制方面，Treg细胞通过T细胞受体（T cell receptor，TCR）介导的信号刺激后增殖活化从而非特异性抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的活化和增殖［18］。

在免疫反应活化的过程中，Treg细胞受到众多细胞因子和炎性介质的调节，Foxp3作为Treg细胞主要的转录调控因子，具有高表达的和稳定的特点，这也是Treg细胞发挥免疫抑制功能所必须具备的条件。此外，Treg细胞可以直接抑制炎症细胞活化或者通过释放IL-10，转化生长因子-β（TGF-β）抑制效应细胞的增殖和活化，其中IL-10，TGF-β又可以促进Foxp3的表达，进一步加强发挥免疫抑制作用［19-20］。

4 Treg细胞与脓毒症

脓毒症导致的多脏器功能衰竭是重症监护室里除心源性疾病的重症病人死亡的首要原因。近年来在关于研究脓毒症的发病机制和发病过程中，免疫功能紊乱仍扮演着不可或缺的角色［21］。目前Treg细胞在脓毒症中的明确的调节机制尚未被阐述清楚，但Treg细胞作为一种重要的免疫调节细胞，在脓毒症发病的免疫功能紊乱机制中发挥重要作用［22］。

4.1 Treg细胞在脓毒症中变化 通过对脓毒症病人外周血Treg细胞的流式细胞学检测发现，随着病情的加重，Treg细胞表达增加，在感染性休克中尤其显著［23］。在脓毒症小鼠模型中，Treg细胞可通过控制T细胞增殖起免疫调节作用， 可显著提高细菌清除，改善生存［24］。在一项以盲肠结扎穿孔复制脓毒症模型的小鼠实验中，模型组的Treg细胞表达高于假手术组，而Treg细胞的凋亡显著下降，下降约10%左右，表明了促进Treg细胞的凋亡，下调Treg细胞的功能活性可能有利于脓毒症病人的预后［25］。在早期脓毒症小鼠的研究中发现，外源性地输注Treg细胞能使小鼠的存活率改善，在脓毒症炎症期发挥免疫抑制作用，减轻组织损伤，其中Foxp3作为Treg细胞的关键转录因子，在调控、分子间作用及翻译有着不可或缺的作用，是研究脓毒症治疗的潜在研究靶点［26］。有研究结果显示，IL-35与感染性疾病、脓毒症等密切相关，而Treg细胞的表达受IL-35的调控，在一项小鼠体内的实验表明，体内IL-35的缺失减弱了Treg细胞的抑制功能［27］。除动物实验外，临床研究中，Chen等［28］将Treg细胞作为脓毒症病人外周血的标志物研究中，取病人入院后第1天及第7天的外周血测定Treg细胞的比值死亡组高于对照组（1.9%比0.4%，P=0.001），说明Treg细胞比值与脓毒症的病死率及预后相关。也有研究表明，脓毒症病人Treg细胞持续升高，死亡组表达高于存活组并发现与急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（APACHEⅡ）评分呈正相关（r=0.793，P＜0.05），表明与疾病的严重程度和病死率呈正相关［29］。在一项纳入112例脓毒症病人和50例健康人作为对照组的前瞻性研究，其结果表示，脓毒症病人Treg细胞在外周血的含量高于对照组，且Treg细胞外周血含量每提升1个单位，脓毒症的发生风险增加1.973倍［30］。严重创伤是引发脓毒症的主要原因之一，脓毒症相关性器官功能衰竭评价（SOFA）评分是临床上常用来评估脓毒症严重程度的量表，在一项68例多发伤的患脓毒症分组中研究，根据相关性分析得出，SOFA评分与外周血Treg细胞呈正相关（r=0.502，P=0.011）［31］。邵敏等［32］在一项探讨脓毒症、严重脓毒症、脓毒症休克病人中Th17和Treg细胞的表达以及血必净干预作用中，表明Treg细胞在脓毒症休克中表达更高［（3.55±0.51）%比（2.72±0.22）%比（1.72±0.59）%］，且与APACHEⅡ评分（r=0.829，P＜0.01）和血乳酸（r=0.627，P＜0.01）均呈正相关，可用于判断脓毒症病人的严重程度。IL-35是Treg细胞产生的免疫抑制性细胞因子，是新型的判断脓毒症严重程度的指标，而在一项关于IL-35在脓毒症病人的外周血中评估，该研究中得出IL-35与APACHEⅡ评分呈正相关（r=0.587，P＜0.01），由此可推出Treg细胞与APACHEⅡ评分呈正相关［33］。

4.2 Treg细胞在脓毒症中作用 在脓毒症的研究中，机体自身会启动免疫系统清除病原体，其中T细胞发挥着重要作用，尤其是Treg细胞通过多种途径发挥免疫抑制作用。Treg细胞在过敏反应、自身免疫反应、炎症反应、肿瘤免疫、感染性疾病等发挥着重要作用，在脓毒症中，Treg细胞发挥作用的途径也多样，其主要的发病机制：（1）通过抑制细胞因子如IL-10，IL-35和TGF-β发挥免疫抑制作用；（2）通过细胞溶解功能来发挥抑制作用；（3）通过代谢破坏作用发挥抑制功能；（4）通过调节树突状细胞（DC）成熟或功能发挥免疫抑制作用［34］。Treg细胞能抑制CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞的活化和增殖，诱导CD4+T淋巴细胞分化为Th2细胞，进而引起Th1/Th2的失衡，同时抑制参与固有免疫的细胞（如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞及B淋巴细胞）的功能，抑制过度炎症反应，发挥负反馈调节作用［23，35］。Tregs持续表达细胞毒性T细胞相关抗原4、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体和Foxp3。其中，Foxp3是Tregs持续表达的特异性转录因子，同时也是Tregs分化所必须［26］。树突状细胞数量的减少和功能的低下在脓毒症的免疫抑制中发挥作用，通过负性共刺激分子程序性死亡受体配体1促进树突状细胞的分化，而树突状细胞能诱导Treg细胞的生成，这是通过产生负性调控因子IL-10，TGF-β直接抑制效应T细胞的活性或者改变辅助T细胞的极性［36-37］。神经纤毛蛋白1作为Treg细胞上的一个重要分子，在脓毒症发生时，它的含量使得Treg细胞的抗凋亡能力增强并抑制辅助T细胞的活性［38］。

5 总结

脓毒症的高发病率及病死率，在全球来说都是一个棘手问题，它加重医疗及经济负担，目前针对于Treg细胞在脓毒症中的免疫紊乱机制的研究还不是很完善，在人体及动物实验中仍具有一定的挑战性。通过对Treg细胞活性的增加及分泌的细胞因子进行调节，提高机体的自身免疫力，从而为炎症、感染、自身免疫疾病防治开辟新途径。相信随着不断地深入研究，Treg细胞终将会成为脓毒症中免疫治疗一个新的突破点，从而降低脓毒症的发病率及病死率。