CD4+CD25+調節(jié)性T細胞的生物學特性及功能

【關鍵詞】  調節(jié)性T細胞

　　對自身抗原產生免疫耐受是防止發(fā)生自身免疫病的關鍵。自1995年日本學者Sakaguchi等報道CD4+CD25+調節(jié)性T（Treg）細胞以來，越來越多的研究證明這群T細胞在自身耐受的維持中發(fā)揮著重要的作用。CD4+CD25+調節(jié)性T細胞具有以下特點：①自身免疫防御作用；②自然條件下是處于無能（Anergy）狀態(tài)；③抑制其他CD4+T細胞和CD8+T細胞的生物活性；④抑制活性是抗原非特異性的；⑤抑制方法可能通過細胞與細胞間直接接觸，或經分泌抑制性細胞因子發(fā)揮免疫抑制效應；⑥抑制作用與細胞表面CTLA4和糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子家族相關基因（Glucocorticoidinduced tumor necrosis factor receptor familyrelated gene GITR）的表達密切相關［1，2］。然而CD4+CD25+調節(jié)性T細胞的產生、分化發(fā)育以及其作用的確切機制還在進一步發(fā)掘之中。

　　1  CD4+CD25+Treg細胞的發(fā)育機制和特性
   
　　CD4+CD25+Treg的分子標志近年來已逐漸被識別。與CD4+CD25-T細胞相比，CD4+CD25+Treg組成性表達IL2αR（CD25）、IL2βR（CD122）、CTLA4（CD152）、GITR及高水平的CD44和中/低水平的CD45RB，50%表達HLADR、80%表達CD45，經TCR激活后CTLA4表達增加［3］。正常外周血中，CD4+CD25+Treg占總CD4+T細胞的5%～10%。CD25既是CD4+CD25+Treg的特征性標志，又是T細胞激活的標志，因此，不能僅借助CD25將兩者鑒別開來。

　　1.1  CD4+CD25+Treg細胞的發(fā)育機制  CD4+CD25+Treg細胞發(fā)育的確切機制尚不清楚，Rafal等［4］研究表明，CD4+CD25+Treg起源于胸腺，在CD4+T細胞胸腺的自然選擇過程中產生，其分化不依賴于陽性選擇，而是由TCR與低密度MHCⅡ類肽復合物或胸腺內皮細胞遞呈的外周自身肽間高親和力反應所介導。Moldigilin等［5］認為，胸腺細胞接觸胸腺內皮細胞遞呈的自身抗原后分化為CD4+CD25+Treg。然而，Seddon等［6］認為接觸自身抗原是維持而非選擇CD4+CD25+Treg所必需。盡管上述觀點存在一定的分歧，但他們都支持CD4+CD25+Treg作為一個獨立的調節(jié)性細胞亞群是在胸腺內分化發(fā)育的。至于CD4+CD25+Treg在胸腺內如何成熟以及多種自身肽MHCⅡ類肽復合物在其分化過程中確切的作用目前尚未明確。近的研究表明，CD4+CD25+Treg的分化發(fā)育受轉錄因子Foxp3調控，用攜帶Foxp3逆轉病毒載體向naive CD4+T細胞導入Foxp3則可實現(xiàn)后者向CD4+CD25+Treg轉化，說明Foxp3可能是CD4+CD25+Treg發(fā)育和功能維持的重要調控基因［7］。

　　1.2  CD4+CD25+Treg細胞的特性  胸腺選擇使CD4+CD25+Treg細胞具有免疫無能性和免疫抑制性兩大功能特征。其免疫無能性表現(xiàn)為對IL2特異性抗原及抗原提呈細胞（APC）的刺激呈低反應狀態(tài)，但是在高濃度IL2存在下通過TCR刺激，可使CD4+CD25+Treg細胞活化并增殖（但反應強度遠不及CD4+CD25T細胞）。這種獨特的無反應特性將它和那些通過缺乏受刺激的抗原性刺激獲得抑制活性無反應性或調節(jié)性T細胞加以區(qū)分。后者一旦無能狀態(tài)被消除后永遠無法自發(fā)恢復無反應狀態(tài)。
   
　　CD4+CD25+Treg細胞的免疫抑制性表現(xiàn)在TCR介導的信號刺激活化后能夠抑制CD4+和CD8+T細胞的活化和增殖。經TCR介導的信號刺激可以是用抗CD3單抗產生的多克隆的刺激；也可以是抗原特異性刺激，一旦被活化，這種作用即為非抗原特異性，并且這種免疫抑制性并不呈現(xiàn)MHC限制性，能夠抑制同種同型或同種異型T細胞的增殖［8］。

　　2  CD4+CD25+Treg細胞的免疫調節(jié)作用
   
　　近來研究證實，出生后第3天切除胸腺的小鼠缺乏CD4+CD25+T細胞，而其它T細胞則不受影響；從胸腺細胞和成熟個體的脾細胞中分離純化，并用抗CD25抗體去除CD4+CD25+T細胞后則易患自身免疫?。宦闶筮^繼轉移去除CD4+CD25+T細胞的CD4+T細胞后所發(fā)生的自身免疫病，能被過繼轉移CD4+CD25+T細胞所治療。這些研究證據表明CD4+CD25+T細胞是免疫調節(jié)性T細胞。CD4+CD25+T細胞重要的屬性是抑制CD4+CD25-T細胞的擴增，必須直接接觸CD4+CD25-效應T細胞才能起抑制作用，而不通過抗原提呈細胞發(fā)揮抑制活性。CD4+CD25+T細胞通過TT直接作用抑制CD4+CD25-T細胞的IL12轉錄與表達，抑制CD4+CD25-T細胞的應答；也可能通過抑制CD4+CD25-T細胞對IL2的反應性，干擾CD4+Th對CD8+T細胞的輔助作用。CD4+CD25+Treg細胞表面表達一種重要的膜分子——細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（CTLA4，CD152），它作為一種共刺激信號分子參與免疫應答的負調控。CD4+CD25+Treg細胞活化后CTLA4表達增加，并持續(xù)表達。體內研究發(fā)現(xiàn)CD4+CD25+Treg細胞需要一個經CTLA4介導的共刺激信號激活［911］。然而，另有研究發(fā)現(xiàn)抗CTLA4抗體不能逆轉CD4+CD25+Treg細胞的無能狀態(tài)，提示CTLA4可能并非該細胞發(fā)揮免疫功能所必需。

　　3  CD4+CD25+Treg細胞與自身免疫性疾病
   
　　自身免疫性疾?。ㄈ鏣ID）的發(fā)生是由于對自己或非己識別的控制機制出現(xiàn)了問題［12］。導致對自身抗原產生耐受的初機制是胸腺對自身反應性T細胞的克隆清除［13］。然而，一些自身反應性T細胞能夠逃避克隆清除，識別外周組織抗原并且引起自身免疫反應［14］。正常情況下，自身反應性T細胞出現(xiàn)在所有個體，但是自身免疫病僅發(fā)生在5%的人身上，這一點說明了一定存在能夠控制那些潛在病原體的外周自身耐受的T細胞。因此，自身免疫性疾病的一個主要特點是免疫調節(jié)紊亂，并且為免疫抑制機制提供了證據。在免疫抑制機制中，Treg能夠抑制那些逃避開人工誘導的耐受機制的自身反應性T細胞的活性和功能［1315］。
   
　　Sakaguchi等［16］于1995年發(fā)現(xiàn)，小鼠外周naive CD4+T細胞約10%表達CD25膜分子(IL2受體α鏈)。將除去了CD25+細胞的CD4單陽性T細胞過繼轉移給T細胞缺陷小鼠,能導致宿主的各種器官特異性自身免疫??；而將CD4+ CD25+T細胞和CD4單陽性T細胞共同過繼轉移，則能防止自身免疫病的發(fā)生［17］。這一現(xiàn)象提示CD4+CD25+T細胞是維持自身免疫耐受的主要因素。CD4+ CD25+T細胞在不同種屬呈進化保守性，人與小鼠及大鼠的CD4+CD25+Treg細胞不僅有類似的表型和分布,且均具有在體外抑制T細胞增殖和/或維持自身免疫耐受的作用［18，19］。
   
　　出生3天切除胸腺的小鼠因外周CD4+CD25+T細胞明顯減少可發(fā)生器官特異性自身免疫病。SuriPayer等通過該方法產生自身免疫性胃炎的BALB/c小鼠動物模型，該小鼠存在針對胃壁細胞H/K ATP酶特異性的CD4+T細胞，輸注CD4+CD25+T細胞可緩解由活化的Th1/Th2細胞誘發(fā)的自身免疫性胃炎。
   
　　因此，如果能利用CD4+CD25+T細胞的強大免疫抑制作用，去抑制自身反應性T細胞的活化，便可找到自身免疫疾病新的治療方法。如果能弄清CD4+CD25+T細胞抑制作用的分子機制，把握抑制相關分子，則將有助于自身免疫疾病的治療。

　　4  CD4+CD25+Treg細胞與移植耐受
   
　　CD4+CD25+T細胞在移植耐受中也起重要作用［13］。CD4+CD25+T細胞對移植排斥有保護作用，隨著異體破壞性T細胞數量增加，其保護性作用減弱。例如，從正常小鼠體內除去CD4+CD25+T細胞可以加強排斥，并降低移植物的存活；相反的，給予缺乏T細胞的移植術后小鼠接種同系CD4+CD25+T和處女T細胞，移植物存活時間明顯延長［16］。在體外MLR中，異源刺激下，CD4+CD25+T細胞可以有效地抑制CD4+T細胞和CD8+T細胞的增殖性反應。另外，運用異源性刺激細胞以及高劑量的IL2，在體外可以擴增異體抗原特異性CD4+CD25+T細胞［19］。Cobbold等提出CD4+CD25+T細胞是誘發(fā)移植耐受的主要細胞；CD4+CD25-T細胞也有一定的抑制作用，但其抑制作用較CD4+CD25+T細胞弱10倍。已有體外實驗克隆出針對人類移植物抗原的CD4+T細胞亞群，結果表明，與Th1或Th2克隆引起耐受相反，CD4+CD25+T細胞通過過繼性轉移（Adoptive transfer）誘導耐受［20］。在未受外來抗原致敏的Naive小鼠本身體內天然存在抑制移植排斥的能力，只是在移植耐受鼠該能力有所增強。
   
　　因此，與調節(jié)自身反應性T細胞類似，CD4+CD25+T細胞可以調控異源的反應性T細胞。而且，加強CD4+CD25+T細胞介導的免疫調節(jié)可以建立異體移植物耐受。在移植時，調節(jié)性T細胞的觸發(fā)可作為其補充或甚至是替代方法阻止移植排斥反應。如果在移植前或在移植早期階段能夠產生足夠的調節(jié)性T細胞，將可以降低非特異性免疫抑制藥物的用量，甚至可以像移植研究領域夢寐以求的那樣完全不用免疫抑制性藥物。

　　5  CD4+CD25+Treg細胞與移植物抗宿主?。℅VHD）
   
　　GVHD是異基因造血干細胞移植后在受者體內植活的供者淋巴細胞對宿主器官發(fā)生的免疫性損傷為主要特征的免疫性疾病，是目前異基因造血干細胞移植嚴重的并發(fā)癥之一。隨著對CD4+CD25+T細胞的認識，人們開始對CD4+CD25+T細胞在GVHD中的作用也進行了研究。Taylor等［21］發(fā)現(xiàn)去除供者淋巴細胞中的CD4+CD25+T細胞或在移植前對宿主鼠進行CD25+細胞去除都可增加GVHD發(fā)病；而應用新鮮分離純化的供鼠CD4+CD25+T細胞進行轉輸可明顯減輕GVHD，為臨床預防GVHD提供了新的方法，因CD4+CD25+T細胞占CD4+T細胞的比例較低，臨床應用CD4+CD25+T細胞受到限制。但是在體外擴增培養(yǎng)可獲得數量較多的CD4+CD25+T細胞，在同樣條件下培養(yǎng)擴增的CD4+CD25+T細胞的轉輸也可明顯減少致死性GVHD的發(fā)生，該方法有希望用于臨床。

　　6  CD4+CD25+Treg細胞與腫瘤免疫
   
　　腫瘤的免疫逃逸機制主要有免疫系統(tǒng)不能識別抗原和免疫抑制造成的腫瘤特異性T細胞數量減少和功能缺陷。目前腫瘤免疫治療的研究重點集中在打破免疫耐受和提高宿主T細胞反應。許多腫瘤抗原為自身抗原，因為CD4+CD25+T細胞有利于自身抗原耐受，通過去除組織特異性CD4+CD25+T細胞使抗腫瘤作用得到增強，但體內應用CD25單抗去除CD4+CD25+T細胞的同時也去除了活化的CD8+CD25+T細胞，從而減弱了抗腫瘤效應，更為有效的方法是體外去除過繼性輸注細胞中的CD4+CD25+T細胞，可使腫瘤活性提高2～3倍［22］。同時也發(fā)現(xiàn)體內剔除CD25+細胞不足以治療已經發(fā)生的腫瘤；該方法必須與其他抗腫瘤方法相結合。體內給予CTLA4抗體能增強腫瘤免疫，這種效應可能通過阻礙CTLA4分子轉導抑制信號所介導的T細胞激活；也可能阻斷了CD4+CD25+Treg細胞表面CTLA4分子表達，隨后影響T細胞介導的免疫調節(jié)［22］。
   
　　因此，給予抗CTLA4抗體和抗CD25抗體可減少CD4+CD25+Treg細胞數目，導致腫瘤免疫的增強。

　　7  CD4+CD25+Treg細胞與母胎免疫耐受
   
　　作為半同種移植物的胚胎在母體內存活直至分娩，是同種異體免疫排斥現(xiàn)象的例外。母胎免疫調節(jié)機制的本質是母體免疫系統(tǒng)對胚胎抗原的免疫耐受。已有研究顯示孕期母體的CD4+CD25+調節(jié)性T細胞亞群發(fā)生了系統(tǒng)性擴增，在母胎免疫排斥的抑制過程中，這群CD4+CD25+調節(jié)性T細胞發(fā)揮著重要的作用，能夠抑制母體針對胎兒產生的具有破壞性的同種免疫排斥反應；相反CD4+CD25+調節(jié)性T細胞的缺乏則導致母體對胎兒發(fā)生免疫排斥，繼而造成妊娠失敗［23］。我們在以往研究中發(fā)現(xiàn)，與自然流產模型孕鼠相比，孕早期干預B71/B72協(xié)同刺激信號的耐受誘導模型及正常妊娠模型外周CD4+CD25+T細胞亞群的比例顯著增加。提示CD4+CD25+T細胞在干預協(xié)同刺激信號所誘導的母胎免疫耐受中，通過細胞的免疫調節(jié)作用和抑制性細胞因子的分泌促進耐受的形成與維持，從而抑制孕鼠對胚胎的免疫排斥反應，顯著改善了自然流產模型的妊娠預后。近有學者報道在早孕正常蛻膜組織中CD4+CD25brightTreg的含量極其豐富，并且高表達CTLA4，而自然流產的CD4+CD25brightTreg則呈現(xiàn)下降趨勢［24］。同時另一學者研究顯示，正常早孕人外周CD4+CD25+調節(jié)性T細胞增加，至中孕時達到高峰，產后逐漸下降［25］。以上結果提示正常妊娠與CD4+CD25+調節(jié)性T細胞數量增加有關，CD4+CD25+調節(jié)性T細胞可能在維持母胎耐受中起重要作用。

　　8  展望
   
　　CD4+CD25+調節(jié)性T細胞是一群表型和功能特異的T細胞亞群，在體內、外均能誘導免疫耐受，其免疫調控機理及其在免疫抑制劑誘導的免疫耐受中的作用有待進一步研究。越來越多的證據表明，CD4+CD25+T細胞在人類體內對誘導和維持免疫耐受起著重要作用。隨著對CD4+CD25+T細胞生物學特性及其功能認識的深入，可以幫助我們闡述耐受形成機制，并有利于進行有效的免疫調控，在自身免疫性疾病、移植耐受、GVHD、腫瘤免疫治療及人類自然流產的防治等方面均具有重要的學術意義及實際應用價值。

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作者：陳巧英 李大金

作者單位：復旦大學附屬婦產科研究所生殖免疫室，上海 200011