調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在慢性阻塞性肺疾病中的免疫調(diào)節(jié)作用

錢(qián)曉君 張 雪 朱代峰 榮光生

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在慢性阻塞性肺疾病中的免疫調(diào)節(jié)作用

錢(qián)曉君 張 雪 朱代峰 榮光生

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞；慢性阻塞性肺疾?。幻庖呤Ш?；氣道炎癥

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是呼吸系統(tǒng)最重要的慢性疾病之一，目前已成為世界第四大死亡疾病，每年因COPD死亡的人數(shù)在不斷增加[1]。COPD的特點(diǎn)為氣流持續(xù)受限，多種細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞以及炎癥介質(zhì)參與氣道炎癥反應(yīng)，造成肺實(shí)質(zhì)破壞。研究認(rèn)為固有免疫和獲得性免疫共同參與了COPD的發(fā)生、發(fā)展[2]。CD4+T細(xì)胞是獲得性免疫的一個(gè)關(guān)鍵成分，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)是CD4+T亞群中一類(lèi)有免疫抑制功能的細(xì)胞，可避免自身或非自身抗原的活化，在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能和預(yù)防自身免疫性疾病發(fā)揮重要作用，破壞Treg調(diào)節(jié)機(jī)制可能導(dǎo)致COPD的發(fā)展和持續(xù)炎癥反應(yīng)[3]。本文就Treg的特征及其在COPD中的可能作用機(jī)制做簡(jiǎn)要綜述。

1 Treg的基本特征

1.1 來(lái)源與分化 Treg是以負(fù)免疫調(diào)節(jié)功能為主的CD4+T細(xì)胞亞群[4]，一般認(rèn)為它直接起源于胸腺或從外周淋巴器官中發(fā)育而來(lái)，在小鼠和正常人外周血和脾臟組織中占CD4+T細(xì)胞數(shù)量的5%～10%。根據(jù)Treg的來(lái)源不同分為自然性Treg (nTreg)和誘導(dǎo)性Treg(iTreg)。nTreg在胸腺中發(fā)育，是天然生成的CD4+CD25+Treg，其抑制作用主要通過(guò)細(xì)胞與細(xì)胞直接接觸產(chǎn)生；iTreg來(lái)源于外周，是CD4+T細(xì)胞接受抗原或細(xì)胞因子刺激后誘導(dǎo)產(chǎn)生，其抑制作用主要通過(guò)分泌細(xì)胞因子產(chǎn)生。兩類(lèi)Treg都可通過(guò)抑制潛在的自身免疫應(yīng)答，在維持免疫耐受和調(diào)控抗感染免疫中發(fā)揮重要作用[5]。

1.2 表面標(biāo)記物 Treg有許多表面分子標(biāo)記物，如叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(Foxp3)、Toll樣受體、細(xì)胞程序性死亡分子-1、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)、白細(xì)胞共同抗原CD45、L-選擇素和白介素2受體β鏈抗體等。Foxp3屬于叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子家族，具有調(diào)節(jié)T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的能力，F(xiàn)oxp3缺陷的小鼠不能形成CD4+CD25+Treg。Foxp3是Treg分化及功能的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白，且Foxp3僅在CD4+CD25+T細(xì)胞中表達(dá)，在天然CD4+CD25+T細(xì)胞和非成熟的胸腺細(xì)胞中不表達(dá)，在B細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞中也無(wú)明顯表達(dá)，因此Foxp3被廣泛用于特征性標(biāo)記Treg[6]。Foxp3在體外可抑制其它T細(xì)胞的增殖，在體內(nèi)能抑制自發(fā)免疫病的發(fā)生及炎性腸病的發(fā)展，當(dāng)Foxp3缺失或者Foxp3基因發(fā)生突變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的自身免疫性疾病[7]。

1.3 免疫機(jī)制 Treg主要通過(guò)抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞、抗原遞呈細(xì)胞(APCs)及效應(yīng)性T細(xì)胞的功能(Teff)發(fā)揮免疫抑制作用，主要表現(xiàn)為：①Treg在外周通過(guò)抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞的活性來(lái)維持自身免疫耐受，F(xiàn)oxp3表達(dá)減少影響Treg的發(fā)育，打破Treg與自身反應(yīng)性T細(xì)胞的平衡，使得自身反應(yīng)性T細(xì)胞和自身抗原的親和力降低，不能被激活，引起免疫失衡[8]；②Treg表面高表達(dá)CTLA-4，CTLA-4與APCs上表達(dá)的CD80和CD86共刺激分子間的相互作用促使樹(shù)突狀細(xì)胞表達(dá)吲哚胺2,3雙加氧酶，使色氨酸合成受阻，從而抑制T細(xì)胞的增殖與分化，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能[9]；③Treg和Teff細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合IL-2，與IL-2結(jié)合可促進(jìn)Treg自身增殖、分化，分泌炎癥因子IL-10和TGF-β，抑制Teff細(xì)胞的功能，并通過(guò)前凋亡因子Bim介導(dǎo)的途徑誘導(dǎo)Teff凋亡，失去免疫抑制作用[10]。

1.4 Treg和Th17 Th17也是CD4+T細(xì)胞的一個(gè)亞群，CD4+T細(xì)胞在TGF-β和IL-6的共同誘導(dǎo)下分化為T(mén)h17，主要分泌IL-17、IL-21、IL-22等細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)和自身免疫性疾病[11]。原始T細(xì)胞向Treg和Th17的分化通過(guò)不同的細(xì)胞因子及信號(hào)途徑進(jìn)行調(diào)節(jié),并通過(guò)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子來(lái)介導(dǎo)Treg和Th17細(xì)胞的平衡。已有研究表明IL-6可通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子3(STAT3)誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-21，在TGF-β存在條件下，IL-21促進(jìn)Th17分化抑制Foxp3+Treg的分化；而IL-2能夠促進(jìn)Foxp3+Treg增殖，通過(guò)SATA5介導(dǎo)的信號(hào)途徑抑制Th17的分化[12]。Th17具有強(qiáng)大的促炎作用，介導(dǎo)免疫耐受的Treg與介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的Th17細(xì)胞在功能上相互拮抗，在分化過(guò)程中密切相關(guān)，兩者之間的平衡可維持體內(nèi)的免疫穩(wěn)態(tài)，當(dāng)機(jī)體功能異常時(shí)?？杀憩F(xiàn)出Treg/Th17失衡，引起一系列炎癥反應(yīng)損傷機(jī)體，導(dǎo)致疾病的發(fā)生、發(fā)展[13]。

2 Treg與COPD

COPD的發(fā)生與氣道慢性炎癥密切相關(guān)，長(zhǎng)期暴露于香煙煙霧刺激易形成肺氣腫，吸煙是COPD發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素。吸煙者體內(nèi)有一定程度的T細(xì)胞激活，在吸煙的重度COPD患者肺內(nèi)存在CD4+T淋巴細(xì)胞的寡克隆現(xiàn)象，提示CD4+T細(xì)胞在COPD的發(fā)病中有重要作用[14]。已經(jīng)觀察到與不吸煙的健康者相比，吸煙COPD患者的外周血、肺泡灌洗液中CD4+T的數(shù)目明顯增加[15]。那么Treg作為CD4+T細(xì)胞的一個(gè)亞群，Treg在COPD患者肺內(nèi)可能發(fā)生變化并影響其發(fā)生、發(fā)展。根據(jù)Treg的免疫學(xué)功能推測(cè)，COPD患者體內(nèi)Treg的數(shù)量應(yīng)該是減少的，檢測(cè)吸煙COPD患者的外周血、肺泡灌洗液，發(fā)現(xiàn)Foxp3+Treg比例和Foxp3的mRNA表達(dá)均明顯減少，這說(shuō)明吸煙COPD患者的Treg功能可能已經(jīng)鈍化或者失去調(diào)節(jié)功能，在香煙煙霧等慢性刺激下，COPD患者體內(nèi)Treg下調(diào)及自身抗原暴露啟動(dòng)自身免疫應(yīng)答，機(jī)體免疫調(diào)節(jié)功能降低，導(dǎo)致機(jī)體對(duì)香煙煙霧刺激的炎癥放大，且炎癥反應(yīng)可在戒煙后持續(xù)存在，進(jìn)一步導(dǎo)致體內(nèi)免疫失衡[16]。但是肺功能正常的吸煙者體內(nèi)T細(xì)胞可因Treg上調(diào)被抑制，表明吸煙COPD患者體內(nèi)Treg功能失活，不能有效抑制T細(xì)胞激活，T細(xì)胞在體內(nèi)過(guò)度活化、增殖，進(jìn)而造成肺組織損傷及肺氣腫發(fā)生[17]。COPD患者肺內(nèi)Treg功能異常，使得Treg/Th17比例失衡，可能促進(jìn)肺內(nèi)Th17釋放IL-17，IL-17刺激上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及氣道平滑肌細(xì)胞分泌趨化因子CXCL1、CXCL2、CXCL5、CCL2、CCL5、CX3CL1等募集中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，促進(jìn)氣道炎癥反應(yīng)，致使大量的彈性蛋白溶解和肺氣腫的形成，同時(shí)可通過(guò)釋放中性粒彈性蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶9、12及相關(guān)細(xì)胞因子等加重肺組織的破壞[18]。Treg/Th17比例失衡可導(dǎo)致COPD患者體內(nèi)出現(xiàn)持續(xù)炎癥反應(yīng)[19]。

有學(xué)者提出COPD可能是一種具有自身免疫性質(zhì)的疾病，COPD患者體內(nèi)普遍存在針對(duì)肺氣道上皮和內(nèi)皮細(xì)胞的IgG抗體，在香煙煙霧等刺激下，COPD患者體內(nèi)可出現(xiàn)特異性免疫，激活產(chǎn)生自身反應(yīng)性T細(xì)胞或自身抗體，啟動(dòng)自身免疫應(yīng)答[20]。Treg與自身免疫性疾病的發(fā)生密切相關(guān)，在機(jī)體內(nèi)充當(dāng)“保護(hù)性記憶細(xì)胞”的角色，幫助免疫系統(tǒng)避免攻擊自身的分子、細(xì)胞和器官[21]。當(dāng)Treg接觸到外周組織中的自身抗原后可被激活，繼而增殖，分化形成了更有效的自身免疫抑制細(xì)胞，這些活化的Treg可保留在靶組織中，當(dāng)再次遭遇相同的抗原時(shí)，可通過(guò)分泌IL-10、IL-35及TGF-β等抗炎因子減輕自身免疫反應(yīng)，而COPD患者血清中IL-6、IL-23和IL-1β水平顯著升高，這些促炎細(xì)胞因子亦可抑制Foxp3的表達(dá)和Treg的作用[22,23]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已顯示輸注Treg可能預(yù)防和控制自身免疫性疾病[24]。Yang等[25]研究發(fā)現(xiàn)COPD患者吸入糖皮質(zhì)激素聯(lián)合β2受體激動(dòng)劑(沙美特羅氟替卡松)后，其外周血中Foxp3+Treg比例增高，但是仍低于正常健康人。Profita等[26]發(fā)現(xiàn)吸入超長(zhǎng)效β2受體激動(dòng)劑(茚達(dá)特羅)和(或)抗膽堿能藥物(噻托溴銨)的COPD患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中Treg比例上升。故針對(duì)Treg的靶向治療可能為COPD患者的治療提供新的途徑。

綜上所述，Treg在維持機(jī)體免疫平衡中起重要作用。COPD患者體內(nèi)Treg數(shù)量下調(diào)、Treg/Th17比例失衡與COPD的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)，進(jìn)一步研究Treg的分化過(guò)程和免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，可更加深入了解COPD的發(fā)病機(jī)制。通過(guò)調(diào)節(jié)COPD患者體內(nèi)Treg的變化可能為治療COPD提供免疫新策略。

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(2014-11-19 收稿 2015-01-09修回)

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