調(diào)節(jié)T細(xì)胞與1型糖尿病研究進(jìn)展

齊翠娟 綜述 肖新華 審校

綜 述

調(diào)節(jié)T細(xì)胞與1型糖尿病研究進(jìn)展

齊翠娟 綜述 肖新華 審校

1型糖尿病；調(diào)節(jié)T細(xì)胞；自身反應(yīng)性T細(xì)胞

1型糖尿病是一種由T細(xì)胞介導(dǎo)的胰腺β細(xì)胞進(jìn)行性損傷的自身免疫性疾病，當(dāng)β細(xì)胞大量被破壞時(shí)，胰島素分泌不足引起血糖升高甚至酮癥酸中毒癥狀。該病的發(fā)病機(jī)制與自身抗原有關(guān)，包括胰島素、谷氨酸脫羧酶(GAD)、酪氨酸酶樣蛋白(IA2)，這些抗原的暴露可引起體內(nèi)一系列的自身免疫過程。通常認(rèn)為，自身反應(yīng)T細(xì)胞(auto reactive CD4+effector T cells，Teffs)通過分泌IFN-γ和IL-2等細(xì)胞因子引起胰島細(xì)胞炎性反應(yīng)及破壞，在1型糖尿病發(fā)生中發(fā)揮了重要作用。越來越多的研究表明，具有免疫抑制作用的調(diào)節(jié)T細(xì)胞(regular T cells，Tregs)在免疫穩(wěn)態(tài)的維持中有重要作用，Tregs數(shù)量或功能的下降均可促進(jìn)自身免疫性疾病包括1型糖尿病的發(fā)生[1]。通過改變Tregs的反應(yīng)可以延緩1型糖尿病的發(fā)生，這為1型糖尿病的治療開辟了新的思路。筆者就Tregs在1型糖尿病發(fā)病中的作用機(jī)制及其相關(guān)治療策略作一綜述。

1 Tregs的分類及生理作用

1.1 Tregs的分類及特性 目前發(fā)現(xiàn)的Tregs，根據(jù)其來源、性質(zhì)及效應(yīng)機(jī)制將其分為兩類，即胸腺來源的天然調(diào)節(jié)T細(xì)胞(nTreg)和抗原誘導(dǎo)的獲得性T細(xì)胞(iTreg)。前者主要是CD4+CD25+T細(xì)胞，后者主要包括Th3細(xì)胞、調(diào)節(jié)T1細(xì)胞等[2]。

CD4+CD25+調(diào)節(jié)T細(xì)胞是目前研究較多的亞型，它來源于胸腺的CD4+CD25-T細(xì)胞，在自身免疫耐受中起重要作用。CD4+CD25+調(diào)節(jié)T細(xì)胞在體內(nèi)維持一個(gè)較低的水平，在健康人、小鼠的外周血及脾臟組織中，僅有5%～10%的CD4+T細(xì)胞表達(dá)CD25分子。叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子(Foxp3)在胸腺和外周CD4+CD25+調(diào)節(jié)T細(xì)胞表面特異性高表達(dá)，是Tregs的標(biāo)志性分子。CD4+CD25-T細(xì)胞激活后并不表達(dá)Foxp3，而Foxp3基因缺陷小鼠沒有正常調(diào)節(jié)T細(xì)胞的特性。CD4+CD25+調(diào)節(jié)T細(xì)胞具有免疫無能性和免疫抑制性兩大功能特性。

調(diào)節(jié)T1與Th3是另外兩種比較常見的獲得性調(diào)節(jié)T細(xì)胞。調(diào)節(jié)T1可分泌高水平的IL-10，低水平的IL-2，中等水平的轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β、IFN-γ和IL-5，不產(chǎn)生IL-4。Th3則可分泌高水平的TGF-β。

1.2 Tregs的作用機(jī)制 Tregs發(fā)揮抑制作用主要依賴于細(xì)胞間直接接觸，通過T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)被激活起作用。另一方面，Tregs通過分泌細(xì)胞因子起作用，其中IL-10在對Teffs的抑制作用中占主導(dǎo)。新近研究發(fā)現(xiàn)，CD4+CD25+調(diào)節(jié)T細(xì)胞還可能通過抑制抗原提呈細(xì)胞表面的共刺激分子的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)其功能[3]。

2 Tregs與1型糖尿病

Tregs在免疫穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用，其數(shù)量和(或)功能的下降導(dǎo)致Tregs/Teffs之間的功能失衡，免疫穩(wěn)態(tài)受到破壞，最終引起自身免疫性疾病如1型糖尿病的發(fā)生。近年研究發(fā)現(xiàn)，Tregs在1型糖尿病的發(fā)生中發(fā)揮了一定作用，也越來越受到臨床的關(guān)注[4]。在非肥胖型糖尿病(non-obese diabetic,NOD)鼠體內(nèi)Tregs數(shù)量減少，且在發(fā)生自身免疫糖尿病之前，就已出現(xiàn)該細(xì)胞功能異常，表現(xiàn)為體外不能抑制多克隆活化的CD25+T細(xì)胞增殖[5]。另外，從8周齡NOD鼠體內(nèi)分離到的CD4+CD25+T細(xì)胞能抑制致病性T細(xì)胞的增殖，而源自16周齡者則不能抑制，說明在疾病發(fā)展過程中，CD4+CD25+T細(xì)胞的抑制功能逐漸減弱。有研究發(fā)現(xiàn)，在新發(fā)的1型糖尿病患者中Tregs水平正常，但其在體外實(shí)驗(yàn)中抑制T細(xì)胞增殖的功能明顯下降，而且顯示出IFN-γ分泌增多、IL-10分泌減少的促炎表型，提示其功能缺陷與自身免疫糖尿病的發(fā)病有關(guān)[6]。Tregs功能下降主要表現(xiàn)在Tregs與Teffs之間的功能失衡，而IL-2/IL-2R信號途徑的下調(diào)是Tregs與Teffs功能失衡的主要原因。但因Tregs的表型與Teffs有重合，且Tregs的功能隨著時(shí)間逐漸減弱，這使得關(guān)于Tregs的研究有一定困難，結(jié)論不完全統(tǒng)一，尚需更多的研究明確Tregs在1型糖尿病中的作用。

3 以Tregs為干預(yù)靶點(diǎn)的1型糖尿病治療新策略

正如前面提到的，1型糖尿病是一種T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫疾病，它的發(fā)生與Tregs/Teffs之間數(shù)量或功能的失衡有一定關(guān)系。因此，如何提高Tregs的數(shù)量和功能成為目前1型糖尿病治療研究的熱點(diǎn)之一。大多數(shù)的研究表明，直接或間接地增加Tregs的數(shù)量和功能可延緩自身免疫性糖尿病的發(fā)生[7]，筆者將近年來針對Tregs為干預(yù)靶點(diǎn)的研究總結(jié)如下。

3.1 誘導(dǎo)Tregs 的產(chǎn)生 樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)是目前已知的體內(nèi)功能最強(qiáng)大的專職性抗原提呈細(xì)胞，具有啟動免疫應(yīng)答和免疫耐受的雙重特性。DCs和Tregs二者在維持外周免疫耐受中存在著緊密聯(lián)系，DCs可以誘導(dǎo)抗原特異性Tregs的生成并增加后者的抑制活性。在NOD鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，有抗原刺激的DCs可增加Tregs的增殖，從而使血糖降低。另外一項(xiàng)研究表明，天然T細(xì)胞在加入DCs的β細(xì)胞抗原刺激下，可誘導(dǎo)獲得性調(diào)節(jié)T細(xì)胞(iTregs)的產(chǎn)生，而這些iTregs有抗胰腺移植反應(yīng)的保護(hù)作用[8]。以上研究提示，致耐受性的DCs對于1型糖尿病有一定的治療作用，但目前缺乏人體內(nèi)研究證據(jù)。

3.2 細(xì)胞因子IL-10和TGF-β iTregs可分泌IL-10和TGF-β，兩者均是炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)的抑制因子，可抑制淋巴細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)移植耐受，而這類細(xì)胞因子也可促進(jìn)Tregs的增殖和免疫抑制功能的維持，在一定程度上影響著Tregs/Teffs的功能平衡。

有研究顯示，與自身抗體陰性的健康對照者相比，1型糖尿病患者胰腺分泌IL-10的水平下降，在血糖控制良好的3個(gè)月后，分泌IL-10的Tregs是增加的[9]。用IL-10干預(yù)NOD鼠發(fā)現(xiàn)，IL-10可上調(diào)Tregs的水平，減少糖尿病的發(fā)生[10]。另外，IL-10還可誘導(dǎo)致耐受性的DCs產(chǎn)生，而DCs進(jìn)一步增加了CD4+CD25+Foxp3+Tregs的數(shù)量[11]。但是先前曾有報(bào)道，在NOD鼠的胰腺中轉(zhuǎn)基因表達(dá)IL-10可增高糖尿病的發(fā)生率[12]，提示過度表達(dá)IL-10可加重β細(xì)胞的炎性應(yīng)激反應(yīng)。

近年研究提示，在T細(xì)胞反應(yīng)早期增加TGF-β可通過改善Tregs/Teffs之間的平衡而改善胰島細(xì)胞的作用[12]。有研究指出，NOD鼠和有糖尿病家族史的患者在發(fā)生糖尿病之前TGF-β是下降的[13]。另外，通過遺傳基因改變NOD鼠，使其長期表達(dá)胰島抗原特異性的TGF-β，可降低糖尿病的發(fā)生率，不過長期表達(dá)TGF-β可造成胰腺纖維化，這說明過度表達(dá)TGF-β是不利的。DPP-Ⅳ抑制藥是近年來新發(fā)現(xiàn)的糖尿病治療藥物，它除了增加β細(xì)胞增殖、促進(jìn)胰島素分泌等直接作用外，還可通過增加TGF-β而上調(diào)Tregs的數(shù)量和功能，發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用[14]。

3.3 抗CD3單克隆抗體治療 CD3是T細(xì)胞識別抗原的主要識別單位，抗CD3的單克隆抗體可阻斷抗原依賴的T細(xì)胞活化，即降低Teffs的免疫反應(yīng)，并能增強(qiáng)Tregs的數(shù)量及功能。動物研究表明，抗CD3抗體的短期治療可緩解NOD鼠的糖尿病發(fā)展，并可增加NDD鼠CD4+CD25+Foxp3+Tregs的表達(dá)，調(diào)節(jié)免疫耐受[15]。目前用于人體研究的單克隆抗體有ChAglyCD3和hOKT3γ1，在新發(fā)1型糖尿病的兒童中，短期hOKT3γ1可降低HbA1c及減少使用外源性胰島素劑量。ChAglyCD3干預(yù)組與藥物治療組相比，胰島素使用量減少[16]。但最近的一項(xiàng)關(guān)于ChAglyCD3的藥物臨床觀察因藥物不良反應(yīng)并未達(dá)到預(yù)期效果[17]，仍需更多的研究證實(shí)。

3.4 IL-2/IL-2R信號通路 IL-2主要是由效應(yīng)T細(xì)胞(Teffs)分泌的細(xì)胞因子，其受體在Tregs上表達(dá)，IL-2/IL-2R之間的相互作用可促進(jìn)Tregs的分化和增殖，而IL-2或IL-2R表達(dá)缺陷的大鼠可發(fā)展為多器官自身免疫疾病。在動物和人體研究中均發(fā)現(xiàn)，改變IL-2/IL-2R信號途徑中的基因表達(dá)，可增加1型糖尿病的發(fā)生[18]。對于1型糖尿病兒童的研究發(fā)現(xiàn)，CD4+T細(xì)胞上IL-2R表達(dá)異常，降低了Foxp3的表達(dá)，使Tregs的功能下降[19]?；谝陨涎芯坑^點(diǎn)，增加IL-2/IL-2R信號通路活性的方法，如IL-2激動劑，可能對預(yù)防1型糖尿病有保護(hù)作用。在NOD模型鼠及人體研究中均證實(shí)了上述觀點(diǎn)，接受低劑量IL-2干預(yù)后Tregs數(shù)量增加，延緩或預(yù)防了糖尿病的發(fā)生[20,21]。

3.5 雷帕霉素治療 雷帕霉素是一種新型的大環(huán)內(nèi)酯類免疫抑制藥，它可通過不同的細(xì)胞因子受體阻斷信號傳導(dǎo)，促進(jìn)致耐受性樹突狀細(xì)胞的分化，間接增加了Tregs的活性。體外研究發(fā)現(xiàn)，大鼠CD4+T淋巴細(xì)胞加入雷帕霉素后，Tregs的功能增強(qiáng)。給予NOD鼠加入雷帕霉素的抗CD3抗體干預(yù)后，其血糖較單純抗CD3抗體組明顯降低[22]。但是在人體研究中發(fā)現(xiàn)，使用雷帕霉素干預(yù)后，Tregs數(shù)量可能增加，但并未延緩β細(xì)胞功能的下降[23]。

3.6 GAD-alum抗原治療 谷氨酸脫羧酶(GAD)65是1型糖尿病發(fā)生過程中的主要抗原，在NOD鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，引入GAD65肽可調(diào)節(jié)免疫耐受、阻止T細(xì)胞介導(dǎo)的β細(xì)胞破壞。文獻(xiàn)[24]指出，GAD65與釩結(jié)合(GAD-alum)的治療可誘導(dǎo)針對GAD特異性的Tregs的反應(yīng)。早期的一項(xiàng)1型糖尿病患者Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示，在新診斷的1型糖尿病亞組中，GAD-alum的治療使刺激后的C肽水平和空腹C肽水平維持了4年[25]。但最近的一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，GAD-alum的抗原治療未能誘導(dǎo)免疫耐受和阻止刺激后血清C肽的降低[26]。

4 小 結(jié)

1型糖尿病的發(fā)生是以免疫學(xué)為主導(dǎo)，多種免疫細(xì)胞及其細(xì)胞因子共同參與胰島β細(xì)胞損傷的結(jié)果。Teffs/Tregs功能失衡可能在1型糖尿病的發(fā)病過程中起了較為關(guān)鍵的作用，Teffs主要功能為增加胰腺免疫反應(yīng)，介導(dǎo)對β細(xì)胞的破壞而致1型糖尿病的發(fā)生，而Tregs則發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)胰島細(xì)胞的作用。最近一項(xiàng)研究指出，1型糖尿病患者接受直接輸注Tregs的干預(yù)后，其C肽水平升高，胰島細(xì)胞功能得到了改善[27]。另外針對提高Tregs的數(shù)量或功能的方法也對1型糖尿病有緩解作用。然而，我們還需注意到，仍有許多問題亟待解決，比如很多實(shí)驗(yàn)是在體外完成的，在體內(nèi)的作用機(jī)制及效果還值得商榷；一些免疫抑制藥在體內(nèi)是否會導(dǎo)致較為嚴(yán)重的免疫低下；對于Tregs的特異性的生物標(biāo)記還有待進(jìn)一步研究。深入研究Tregs對β細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制及以Tregs為治療靶點(diǎn)的治療策略，可能為有效防治1型糖尿病提供新的思路和方法。

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(2014-04-06收稿 2014-05-25修回)

(責(zé)任編輯 尤偉杰)

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齊翠娟,博士，主治醫(yī)師,E-mail:qicuijuan2013@163.com

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