Treg 細胞對成人缺血缺氧性腦病保護作用的研究進展

葉曉瑩 周寧

缺血缺氧性腦病（HIE）是指各種原因?qū)е履X缺血缺氧 的一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，多見于新生兒。近年來，成人HIE 發(fā)病率增高，可引起長期神經(jīng)功能缺陷，如腦癱、癲癇等，逐漸受到大家的重視，但該病的發(fā)病機制不完全明確。近年來發(fā)現(xiàn)，缺血缺氧會引起腦實質(zhì)和外周免疫系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)發(fā)生。研究表明調(diào)節(jié)性T 細胞（Treg）在抑制炎癥、組織修復(fù)、防止病灶發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用，可作為一種新的Treg 細胞療法用于治療缺氧缺血性腦損傷。本文就缺血性腦卒中、腦出血、一氧化碳中毒性腦病、心肺復(fù)蘇后術(shù)后缺血缺氧性腦病為主，Treg細胞在成人HIE相關(guān)研究進行綜述，為成人HIE的早期治療、改善預(yù)后探索新的途徑。

1 Treg 細胞

Treg 細胞占CD4+T 細胞總數(shù)的5%到10%，在不同的炎癥反應(yīng)下控制多種細胞類型，包括CD4+T細胞、CD8+T細胞、NK細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞。Treg細胞大致可分為天然型Treg 細胞（nTreg）和誘導(dǎo)型Treg 細胞（iTreg）。nTreg 在胸腺中分化后遷移在外周，在淋巴器官和外周血液中更為普遍，并阻止對自身抗原的免疫反應(yīng)，而iTregs 細胞更多地存在于粘膜組織中，如胃腸道和呼吸道，以防止在存在外源抗原的情況下發(fā)生局部炎癥［1］。由于它們不同的發(fā)育程序，nTreg 和iTreg 細胞的TCR 譜系在很大程度上是不重疊的。iTreg 細胞的TCR 譜是針對共生抗原和環(huán)境過敏原的，而nTreg 細胞表達的是針對自身抗原的TCR 譜［2］。這是建立免疫耐受的全面Treg細胞譜系所必需的。

大腦與其他器官一樣受免疫系統(tǒng)監(jiān)視。研究表明，缺血缺氧會引起腦實質(zhì)和外周免疫細胞激活，導(dǎo)致大量炎癥因子釋放，這些炎癥反應(yīng)會影響血腦屏障（BBB）結(jié)構(gòu)完整性［3］。Treg 細胞是一類具有免疫抑制功能T 淋巴細胞亞群，可保持血腦屏障的完整性，炎癥不會穿透到腦實質(zhì)或影響駐留的小膠質(zhì)細胞，可以減少腦損傷面積和改善神經(jīng)功能。

2 Treg 與成人缺血缺氧性腦病關(guān)系

2.1 Treg 與缺血性腦卒中 缺血性腦卒中是指供大腦特定區(qū)域的動脈閉塞，導(dǎo)致該區(qū)域神經(jīng)細胞死亡，是成人致死、致殘的主要原因。研究表明，缺血性腦卒中后炎癥反應(yīng)持續(xù)時間達數(shù)天甚至數(shù)月，由于受損的神經(jīng)元釋放損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），導(dǎo)致小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞活化以及炎性體形成，從而發(fā)生炎癥級聯(lián)反應(yīng)，刺激細胞因子的釋放、活性氧和BBB 破壞，然而BBB的破壞導(dǎo)致外周免疫細胞的流入，從而加劇炎癥反應(yīng)［4］。

Treg 細胞在缺血性腦卒中神經(jīng)修復(fù)及減少過度免疫反應(yīng)發(fā)揮重要作用。在缺血性中風(fēng)的慢性階段，Treg 細胞可以通過抑制星形膠質(zhì)細胞增生來促進神經(jīng)功能恢復(fù)［5］。在老年男性缺血性腦卒中小鼠模型發(fā)現(xiàn)，Treg 細胞具有時間依賴性浸潤，而老年女性腦卒中小鼠模型Treg 細胞水平未見顯著變化［6］。性別差異與Treg 細胞表達水平相關(guān)，這可能提示急性腦卒中后女性預(yù)后較男性差的重要機制之一。缺血性腦卒中再通療法目前僅限于靜脈溶栓和血管內(nèi)血栓切除術(shù)，僅小部分人在嚴格的時間窗接受治療。Treg 細胞療法有望成為減輕、逆轉(zhuǎn)和預(yù)防中風(fēng)期間造成的損害的新療法。

2.2 Treg 與腦出血 腦出血（ICH）是指非外傷性腦實質(zhì)內(nèi)血管破裂引起的出血，血腫形成后壓迫鄰近正常腦組織，導(dǎo)致正常腦組織血流量減少，通常伴有繼發(fā)性缺血缺氧性腦損傷。ICH 后，腦組織局部免疫反應(yīng)和全身免疫反應(yīng)激活。ICH 后血源性產(chǎn)物（如血紅蛋白、血紅素和鐵）使小膠質(zhì)細胞發(fā)生強烈炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生促炎因子（TNF-α，IL-1β，IL-6）和趨化因子（CXCL2），可直接損傷腦實質(zhì)和引起持續(xù)神經(jīng)功能惡化［7］。出血量是決定ICH 預(yù)后的重要因素。出血量＞100 ml 通常伴有顱內(nèi)壓升高、腦血流量減少和腦疝。大量數(shù)據(jù)表明，Treg 細胞對ICH 起保護作用。Zhou 等人發(fā)現(xiàn)Treg 細胞能夠通過IL-10/GSK3β/PTEN 軸促進小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞極化，從而防止ICH 誘導(dǎo)的炎癥損傷［8］。輸注的Treg 細胞可減少血腫周圍水腫和BBB 通透性，從而改善短期和長期神經(jīng)功能。

2.3 Treg 與一氧化碳中毒性腦病 一氧化碳中毒性腦病是一氧化碳（CO）與血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白阻礙氧釋放，進而使腦組織缺氧。CO 中毒的幸存者可能患有與腦損傷相關(guān)的長期神經(jīng)認知后遺癥。研究表明，CO 中毒使髓過氧化物酶和活性氧過氧化，觸發(fā)淋巴細胞反應(yīng)和小膠質(zhì)細胞激活，誘發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，引起神經(jīng)損傷［9］。CO 中毒腦組織后續(xù)改變可有腦白質(zhì)脫髓鞘病變，與自身免疫介導(dǎo)的多發(fā)性硬化（MS）、實驗性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）頗為相似。有研究表明，CO 中毒小鼠中毒后1-5 天，被激活的小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞降解MBP，觸發(fā)CD4+T 淋巴細胞致敏進入腦內(nèi)攻擊并破壞髓鞘［10］。Treg 細胞促進MS、EAE 等疾病髓鞘再生起關(guān)鍵作用。Yvonne 等人在Treg 細胞缺陷小鼠EAE 模型發(fā)現(xiàn)，在小鼠腦切片培養(yǎng)物中髓鞘和少突膠質(zhì)細胞受損，通過輸注Treg細胞可恢復(fù)髓鞘再生和少突膠質(zhì)細胞分化［11］。這提供治療CO 中毒腦損傷新的治療方向。

2.4 Treg 與心肺復(fù)蘇后術(shù)后缺血缺氧性腦病 重要器官（如大腦）在心臟驟停（CA）后導(dǎo)致缺血缺氧，而在心肺復(fù)蘇術(shù)（CPR）成功后恢復(fù)自主循環(huán)，所有的器官都受到缺血/再灌注損傷，常出現(xiàn)“膿毒癥樣”變化，是導(dǎo)致死亡和長期殘疾的主要原因。在CA/CPR 小鼠模型發(fā)現(xiàn)血液和主要免疫器官（脾臟、胸腺、小腸）中的免疫細胞總數(shù)顯著減少及凋亡細胞死亡的增加，從而導(dǎo)致CA/CPR 后感染的風(fēng)險增加［12］。而在豬CA/CPR 模型中，發(fā)現(xiàn)脾臟CD4+淋巴細胞亞群數(shù)量及CD4+/CD8+比值明顯降低，而Treg 細胞數(shù)量顯著增加［13］。這表明，CA/CPR 導(dǎo)致免疫抑制可能是限制急性期過度激活的免疫反應(yīng)引起的不良影響，表現(xiàn)為循環(huán)和免疫器官中的免疫細胞大量喪失，以及剩余免疫細胞的功能受損。

2.5 Treg 與其他缺血缺氧性腦病 一些嚴重的顱腦損傷、持續(xù)的癲癇狀態(tài)也會導(dǎo)致缺血缺氧性腦病，而輸注Treg 細胞起保護作用。創(chuàng)傷性腦損傷大鼠模型發(fā)現(xiàn)，人臍帶血衍生的Treg 細胞減弱小膠質(zhì)細胞和脾細胞促炎因子的產(chǎn)生，抑制大腦慢性繼發(fā)性神經(jīng)免疫反應(yīng)［14］。洪堂等人發(fā)現(xiàn)，在難治性癲癇患者腦脊液和血清PD-1 水平升高及淋巴細胞比率降低，提示PD-1 通路可能參與難治性癲癇的發(fā)病機制，即PD-1 通過誘導(dǎo)的iTreg 發(fā)揮抗炎作用，并促進耐受和防止組織損傷［15］。

正常情況下，外周免疫細胞很難進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。成人HIE 病情的發(fā)展，外周免疫細胞可通過受損的BBB 浸潤中樞發(fā)生炎癥反應(yīng)。Treg 細胞因其免疫抑制及促進髓鞘生成作用，在阻止成人HIE 進一步發(fā)展發(fā)揮著重要作用。近年來，Treg 細胞療法作為一種新的治療靶點越來越受人們的重視。但基于Treg 細胞研究目前僅限于動物模型，還沒有全面的臨床試驗證明這些治療的臨床療效或安全性，具體機制待進一步研究。長期應(yīng)用Treg 細胞療法誘導(dǎo)的免疫抑制與感染密切相關(guān)。盡管存在一些局限性，但隨著對成人HIE 炎癥反應(yīng)發(fā)病機制探索，Treg 細胞療法可為今后的臨床治療和改善預(yù)后提供更好的思路。