調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在動脈硬化中的作用與機制的進(jìn)展

陳 晨 郭小梅

作者單位:430000武漢市華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院碩士研究生

動脈硬化性疾病是世界范圍內(nèi)造成死亡的重要原因，2017年，我國現(xiàn)患冠心病人群達(dá)1 100萬，并且呈持續(xù)上升階段，死亡率也在持續(xù)走高［1］。已有日益增多的證據(jù)表明動脈粥樣硬化（atherosclerosis，As）是由免疫介導(dǎo)的動脈壁的炎癥性疾病，其中T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答在As病變形成過程中起重要作用［2，3］。 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（T regulatory cells，Tregs）因其具有調(diào)節(jié)每個免疫細(xì)胞的功能，成為外周免疫耐受和穩(wěn)態(tài)的基石，其涉及各種自身免疫，炎癥，感染等疾病的發(fā)病機制［4］。對于Tregs細(xì)胞靶向治療疾病的觀點，許多學(xué)者相繼評估其在預(yù)防和治療As性疾病中的地位。因此，我們在此簡要介紹Tregs的產(chǎn)生和功能，并綜述當(dāng)前證據(jù)表明它們在As過程中的作用及其可能機制。

1.調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生及其功能

1995年即有人對Tregs開展了研究，Sakaguchi等［5］在小鼠中發(fā)現(xiàn)，近10%的外周CD4+T細(xì)胞表達(dá)了IL-2受體α鏈CD25。他們將這類細(xì)胞群除去后小鼠產(chǎn)生自發(fā)性免疫性疾病，若將細(xì)胞回輸，疾病的發(fā)生也得以控制，因此將這群細(xì)胞命名為CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。Tregs是一類調(diào)控人體免疫作用及應(yīng)答的T細(xì)胞亞群，根據(jù)現(xiàn)有確切研究及其來源和表面的分子標(biāo)記物，Tregs主要分為兩大類:一類為自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（nTregs），主要為CD4+CD25+Tregs；另一類為適應(yīng)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（iTregs），主要為Th3、Tr1，另外也有CD8+Treg、CD4+LAP+Tregs、TγδTregs等曾被報道過［6，7］。

nTregs能夠抑制效應(yīng)細(xì)胞的活化并維持外周免疫耐受，具有高表達(dá)Foxp3分子的CD4+CD25+Tregs是目前研究最多的亞群，其中Foxp3是主要的調(diào)控基因，它也是Tregs的發(fā)展，維持和抑制功能所必需的。該基因的丟失或功能缺陷最終會影響T細(xì)胞某些功能特性，包括使T細(xì)胞產(chǎn)生某些促炎細(xì)胞因子。Foxp3功能的完全喪失可導(dǎo)致嚴(yán)重免疫調(diào)節(jié)異常、淋巴增殖性疾病和自身免疫性疾病等［8］。iTreg包含不同的細(xì)胞亞型，主要包括分泌IL-10的Tr1細(xì)胞，分泌TGF-β的Th3細(xì)胞和Foxp3+適應(yīng)性T細(xì)胞［9］。這些細(xì)胞在外周特定微環(huán)境下起源于CD4+T細(xì)胞，其主要功能是維持免疫內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，特別是在慢性炎癥或感染的情況下［7］。CD8+CD28+Tregs可抑制幼稚和效應(yīng)T細(xì)胞的激活和抗體產(chǎn)生［10］，Tγδ Tregs的功能與Tr1類似，它抑制幼稚T細(xì)胞的增殖和促炎細(xì)胞因子分泌，調(diào)節(jié)黏膜免疫耐受，此外它們也能調(diào)節(jié)腫瘤免疫和自身免疫［11-12］。CD4+LAP+Tregs是一類新型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，在小鼠模型中也證實其與As和糖尿病息息相關(guān)［13］。

2.調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與As的關(guān)系

各種功能性T細(xì)胞亞群與心血管疾病發(fā)生密切相關(guān)，效應(yīng)T細(xì)胞與人類、動物的As和心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）呈正相關(guān)，許多臨床和動物實驗也表明，Tregs數(shù)量的減少會促發(fā)As病變的進(jìn)展。研究報道急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）的發(fā)生發(fā)展和As斑塊的易損性與循環(huán)系統(tǒng)中低水平免疫抑制性Tregs數(shù)量息息相關(guān)，同時研究觀察到易損斑塊中促炎性成熟樹突細(xì)胞（dendritic cells，DCs）和T效應(yīng)細(xì)胞浸潤增加［14-15］。 在人As中nTreg數(shù)量減少，IL-10表達(dá)減少，并且也在ACS患者中觀察到誘導(dǎo)性Th3細(xì)胞和CD4+LAP+Tregs的表達(dá)下調(diào)，均提示我們這些因素對于誘發(fā)斑塊的不穩(wěn)定性和臨床疾病的發(fā)生起到重要作用［16-17］。

除了Tregs數(shù)量減少會促進(jìn)As病變以外，大量研究表明Tregs失調(diào)也能導(dǎo)致As的發(fā)生。例如，與C57BL/6小鼠相比，ApoE-/-小鼠分離出的Tregs對效應(yīng)T細(xì)胞功能的抑制作用明顯降低。該結(jié)果同樣在ACS患者中得到了驗證，反映出Treg免疫抑制能力的缺陷［13］。As病變的發(fā)生也會隨之影響Tregs的可塑性，Butcher等學(xué)者發(fā)現(xiàn)，As可以促進(jìn)具有免疫抑制功能障礙的IFNγ+Th1/Treg細(xì)胞亞群的累積，進(jìn)一步促進(jìn)ApoE-/-小鼠的炎癥反應(yīng)和致AsT細(xì)胞應(yīng)答［18］。此外，Tregs/Th17細(xì)胞群之間的不平衡也會加劇斑塊的不穩(wěn)定性，加速疾病炎性病變的進(jìn)展［19］?？偟膩碚f這些數(shù)據(jù)和結(jié)果都表明Tregs的數(shù)量及其免疫調(diào)節(jié)功能與As的發(fā)展密切相關(guān)，增加或恢復(fù)Tregs的數(shù)量和提高免疫抑制能力可能為治療As性心血管疾病提供免疫治療方法。

3.調(diào)節(jié)性T細(xì)胞改善As可能機制

（1）調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過分泌免疫抑制因子抑制免疫應(yīng)答 在As病變中，T細(xì)胞首先被募集，并累積在不穩(wěn)定斑塊中，主要致動脈粥樣化的效應(yīng)T細(xì)胞包括Th1和Th17。Tregs通過分泌IL-10，TGF-β和IL-35等抑制As中的Th1和Th17免疫應(yīng)答。IL-10主要由Tr1產(chǎn)生，其通過抑制Th1分化并減少As斑塊中的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞積聚和細(xì)胞因子產(chǎn)生來減少As病變［20］。在ApoE-/-小鼠實驗中，Tr1分泌IL-10從而減少IFN-γ的表達(dá)，進(jìn)一步減弱免疫應(yīng)答并使病變斑塊面積縮小和改善炎癥反應(yīng)［21］。TGF-β通過誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)來促進(jìn)Treg產(chǎn)生、增強其抑制功能，上調(diào)的Foxp3通過抑制RORγt轉(zhuǎn)錄因子而減少其誘導(dǎo)的Th17的分化，從而進(jìn)一步抑制免疫反應(yīng)［22］。循環(huán)中TGF-β過表達(dá)可抑制As病變中炎癥細(xì)胞的募集和激活，抑制平滑肌細(xì)胞（smooth muscle cell，SMC）遷移、促進(jìn)SMC增殖以及膠原合成來增加斑塊的穩(wěn)定性［23-24］。IL-35抑制多種效應(yīng)T細(xì)胞，包括促炎性Th1和Th17細(xì)胞以及樹突細(xì)胞，調(diào)控幼稚T細(xì)胞的活化、促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子如IL-10的產(chǎn)生，并下調(diào)促炎細(xì)胞因子如IL-17的表達(dá)，從而介導(dǎo)As病變發(fā)展［25-26］。

（2）調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對炎癥細(xì)胞的抑制作用 在As的發(fā)展中，巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、泡沫細(xì)胞等均是關(guān)鍵的炎癥細(xì)胞，炎癥介導(dǎo)在As形成及發(fā)展的各個時期中發(fā)揮了重要作用［27］。其中巨噬細(xì)胞分為兩型:M1型（促炎型）和M2型（抗炎型）。在As的發(fā)展過程中，巨噬細(xì)胞從M1型轉(zhuǎn)換為M2型。M1表型巨噬細(xì)胞表達(dá)炎性細(xì)胞因子，包括IFN-γ和IL-1β，并產(chǎn)生蛋白水解酶，通過放大炎癥反應(yīng)并過降解細(xì)胞外基質(zhì)增強斑塊不穩(wěn)定性而導(dǎo)致AS發(fā)展。相反，M2型巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出抗炎特性和分泌TGF-β和IL-10，是介導(dǎo)抑制巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成的關(guān)鍵細(xì)胞因子［28］。Tregs可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，Lin等［29］學(xué)者在使用oxLDL刺激的前提條件下，將Tregs和巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)，巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出脂質(zhì)積累的減少，伴CD36和清道夫受體A（scavenger receptor class A，SR-A）的顯著表達(dá)下調(diào)，從而抑制泡沫細(xì)胞的形成。Treg還能下調(diào)由Toll樣受體2（TLR-2）介導(dǎo)核轉(zhuǎn)錄因子kB（Nf-κB）的激活，抑制由oxLDL誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎性細(xì)胞因子應(yīng)答。

不穩(wěn)定的斑塊主要是由于纖維帽薄、脂質(zhì)壞死核心多、膠原含量少、SMC與巨噬細(xì)胞的低比例造成。活化的M2型巨噬細(xì)胞通過促進(jìn)膠原合成和SMC存活穩(wěn)定斑塊［30］。基質(zhì)金屬蛋白酶的分泌易導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定、破裂，參與ACS的發(fā)病機制［31］，在ApoE-/-小鼠中觀察到，Tregs呈劑量依賴性的抑制炎性細(xì)胞因子MCP-1、TNF-α、IL-6和IL-17等分泌和基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-2、MMP-9表達(dá)，并且通過ASK1-JNK信號通路上調(diào)脯氨酸4羥化酶 α1（prolyl-4-hydroxylaseα1，P4Hα1）來增強As斑塊的穩(wěn)定性［32］。 此外，TGF-β1通過LXRα途徑上調(diào)促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白相關(guān)蛋白ABCA1/ABCG1和B型清道夫受體（scavenger receptor type B class I，SR-BI）表達(dá)，以此促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇流出［33］。Subramanian等［34］研究發(fā)現(xiàn)Tregs可介導(dǎo)抑制MCP-1丟失，從而抑制單核細(xì)胞的募集至病變部位。此外有實驗表明在LDLR-/-小鼠觀察到，Tregs分化增殖可降低血清血脂水平［35］。

（3）調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對免疫細(xì)胞的抑制作用 As是慢性炎癥性病變，免疫系統(tǒng)的激活起到重要作用，大量免疫細(xì)胞如T細(xì)胞和DCs等被募集到損傷部位，使炎癥反應(yīng)增強，并促進(jìn)As病變的發(fā)生和發(fā)展。其中DCs是介導(dǎo)抗原特異性免疫和耐受并促進(jìn)T細(xì)胞活化的特殊免疫細(xì)胞，研究表明As病變中DCs表達(dá)增多，其可促進(jìn)炎癥反應(yīng)，增加斑塊不穩(wěn)定性［36］。Tregs表達(dá)共抑制分子細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4（CTLA-4）和淋巴細(xì)胞活化基因-3（lymphocyte activation gene-3 LAG-3），LAG-3與抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）表面MHC II結(jié)合，通過ITAM信號途徑抑制DCs成熟和免疫刺激能力，從而減緩炎癥反應(yīng)［37］。CTLA-4還可通過下調(diào)CD80和CD86或抑制CD80/CD86-CD28共刺激途徑來阻斷DCs活化幼稚T細(xì)胞，誘導(dǎo)APC的免疫耐受，削弱免疫反應(yīng)的激活擴(kuò)大［38］。膜相關(guān)E3泛素連接酶RING-CH1（membrane-associated E3 ubiquitin ligase RING-CH 1，MARCH1）可通過泛素化CD86和MHCII類β-鏈降低共刺激分子和MHC II表達(dá)抑制抗原提呈反應(yīng)，但成熟的DCs往往高表達(dá)CD83分子，抑制MARCH1的作用，從而激活免疫炎癥。有研究表明Tregs與DCs共培養(yǎng)后，Tregs分泌的IL-10可通過上調(diào)MARCH1表達(dá)和下調(diào)CD83表達(dá)來抑制DC抗原提呈作用和激活幼稚T細(xì)胞的能力［39］。此外也有報道［40］，采用抗CD20抗體耗竭B細(xì)胞可通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞激活減慢AS發(fā)展。Tregs既可通過細(xì)胞與細(xì)胞間之間靶向接觸抑制B細(xì)胞活化增殖，也可通過分泌抑制性因子如顆粒酶B和穿孔素調(diào)控B細(xì)胞生存數(shù)量［41］，但其具體機制未來還需進(jìn)一步研究。

4.結(jié)語

越來越多證據(jù)表明Tregs在As中起著有益作用，Tregs也被證實參與抑制AS發(fā)生發(fā)展中相關(guān)的炎癥細(xì)胞和免疫細(xì)胞［42-43］。因其具有強大的免疫調(diào)節(jié)功能，開發(fā)安全有效的Tregs靶向治療人類As，是具有挑戰(zhàn)性和有意義的。不過近期有實驗表明，在As病理狀態(tài)下，Tregs可塑性增強，會分化成IFNγ+Th1/Tregs亞群，失去其抑制動脈炎癥和粥樣硬化病變的功能［18］。因此對As治療的研究應(yīng)該不僅局限于增加Treg數(shù)量，還需考慮到如何增強其免疫抑制功能的穩(wěn)定性。盡管Tregs靶向治療可能是改善心血管預(yù)后的一種可能的方法，但在Tregs的穩(wěn)定性和可塑性仍然是有爭議的問題，需要進(jìn)一步的臨床研究來闡明人類As疾病中的Tregs功能和作用。