耐受性樹突狀細(xì)胞抑制炎癥性疾病的機(jī)制及進(jìn)展①

崔博 曾瑜真 陳智鴻（復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸科，上海 200032）

樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）是目前所知的功能最強(qiáng)大的抗原遞呈細(xì)胞，其通過遞呈抗原激活T細(xì)胞，在啟動(dòng)和形成免疫反應(yīng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用［1］。DCs的活化狀態(tài)對(duì)其啟動(dòng)的免疫反應(yīng)具有不同的影響。例如活化的DCs表達(dá)高水平的共刺激分子可促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生，刺激T細(xì)胞增殖；未激活或未成熟的DC表達(dá)低水平的共刺激分子，產(chǎn)生調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子，抑制T細(xì)胞增殖，起到免疫抑制作用，因而被稱為耐受型DC（tolerogenic DC，tolDC）［2］。DCs對(duì)于維持免疫耐受至關(guān)重要，其通過各種機(jī)制限制效應(yīng)T細(xì)胞并促進(jìn)外周調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（T regulatory cells，Tregs）分化，包括產(chǎn)生細(xì)胞因子（如IL-10、IL-27和TGF-β）、吲哚胺2，3雙加氧酶（indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO）的表達(dá)、表面共刺激分子的表達(dá)控制等。對(duì)自身抗原和周圍環(huán)境抗原的免疫耐受缺陷可導(dǎo)致炎癥和自身免疫性疾病的發(fā)展。近年來，tolDC被應(yīng)用于腫瘤、自身免疫病和器官移植的基礎(chǔ)及臨床研究。現(xiàn)將tolDC的表型、誘導(dǎo)因素、產(chǎn)生免疫耐受的機(jī)制及臨床應(yīng)用綜述如下。

1 參與免疫耐受的DC亞型

DCs通過其處理和遞呈抗原的功能參與機(jī)體的免疫反應(yīng)，其在免疫耐受方面亦發(fā)揮至關(guān)重要的作用。研究表明，參與免疫耐受的DCs大致可分為三類：常規(guī)樹突狀細(xì)胞（cDC）、漿細(xì)胞樣細(xì)胞（pDC）和單核細(xì)胞衍生樹突狀細(xì)胞（moDC）［3］。cDC分為2個(gè)亞群，即cDC1亞群和cDC2亞群。cDC1特征性表達(dá)CD8α和XCR1，能夠?qū)⒖乖徊娉蔬f至CD8+T細(xì)胞，并依賴于IRF8、Batf3和Id2轉(zhuǎn)錄因子分化。相反，cDC2表達(dá)CD11b和CD172a，主要向CD4+T細(xì)胞呈遞抗原，主要依賴IRF4分化。因此，cDC1和cDC2表現(xiàn)出不同的細(xì)胞表型，在小鼠中主要為CD8α+/CD103+cDC1，CD4+/CD11b+cDC2。二者依賴不同的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行分化，并執(zhí)行特定的免疫功能［4］。除了T細(xì)胞的影響外，cDC還可誘導(dǎo)和擴(kuò)增自身抗原特異性Treg，參與Treg介導(dǎo)的自身免疫抑制，而這種耐受的產(chǎn)生可能與DC亞群的未成熟狀態(tài)密切相關(guān)。在這一過程中，cDC1主要誘導(dǎo)Treg的分化，cDC2主要誘導(dǎo)Treg的擴(kuò)增［5］。moDC通常由炎癥過程中的單核細(xì)胞分化而來，其主要表型為HLADR+CD11c+CD14intCD206+CD1c+，其 表 面 的CD1b可能是與其他DC亞群區(qū)分的標(biāo)志之一；誘導(dǎo)單核細(xì)胞分化的細(xì)胞因子主要有GM-CSF（粒細(xì)胞集落刺激因子）、IL-4、TNF等［6］。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，通過上述細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生的moDC可有效刺激自身抗原特異性Treg增殖，維持免疫耐受［7］。pDC對(duì)于自身免疫耐受至關(guān)重要，其在體內(nèi)可快速大量釋放IFN-I參與免疫應(yīng)答，同時(shí)既往研究表明，pDC在自身免疫性疾病如銀屑病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、系統(tǒng)性硬化癥、Ⅰ型糖尿病等疾病的發(fā)病機(jī)制方面主要發(fā)揮免疫耐受作用，這一效應(yīng)可能是通過調(diào)節(jié)IFN-I和CXCL4的水平實(shí)現(xiàn)的［8］。

2 誘導(dǎo)或促進(jìn)tolDC形成的因素和機(jī)制

成熟DC表達(dá)高水平的Ⅱ類主要組織相容性復(fù)合物（MHCⅡ）和共刺激分子，通過誘導(dǎo)幼稚T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為T輔助細(xì)胞1（Th1）和/或Th17亞細(xì)胞來誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，而未成熟DCs含有低水平的MHCⅡ和共刺激分子，通過引導(dǎo)T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Th2和Treg或?qū)е耇細(xì)胞凋亡來調(diào)控免疫應(yīng)答［9］。LI等［10］研究發(fā)現(xiàn)，在沒有炎癥刺激時(shí)，DCs仍處于不成熟的狀態(tài)，其細(xì)胞內(nèi)含有的大量MHCⅡ陽性溶酶體對(duì)MHCⅡ起到降解作用，同時(shí)，未成熟DCs產(chǎn)生的外泌體可誘導(dǎo)免疫耐受產(chǎn)生，這可能和外泌體中含有較高水平的MFG-E8及低水平的MHCⅡ、CD80、CD86、CD40、ICAM-1有關(guān)，表明tolDC的產(chǎn)生可能與DC的成熟狀態(tài)有關(guān)。除了未成熟DCs外，越來越多的證據(jù)表明，成熟的DCs也可被誘導(dǎo)為tolDC發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。tolDC的產(chǎn)生可能與細(xì)胞因子有關(guān)，既往研究證明了IL-10、IL-27誘導(dǎo)產(chǎn)生的成熟DCs表現(xiàn)出耐受性［11］。IL-10通過抑制促炎因子IL-12的產(chǎn)生和DCs表面共刺激分子（如CD80、CD86）的表達(dá)從而影響后續(xù)的T細(xì)胞應(yīng)答；而IL-27則促進(jìn)了DCs外核苷酸酶CD39表達(dá)，CD39通過促進(jìn)免疫應(yīng)答環(huán)境中細(xì)胞外ATP的降解抑制了免疫應(yīng)答。同時(shí)，二者都通過STAT3信號(hào)通路發(fā)揮免疫抑制功能，表明STAT3信號(hào)通路可能對(duì)DCs的功能起到負(fù)性調(diào)控作用。DCs高水平表達(dá)的芳香烴受體（AhR）在參與誘導(dǎo)形成tolDC過程中也發(fā)揮重要作用。AhR是一種配體激活的轉(zhuǎn)錄因子，飲食是其配體的主要來源，當(dāng)AhR與來源于外界環(huán)境的配體結(jié)合后，能夠有效誘導(dǎo)tolDC產(chǎn)生。目前已知的AhR對(duì)DCs的調(diào)節(jié)機(jī)制主要通過與NF-κB、AP-1的相互作用，抑制DCs表面MHCⅡ和共刺激分子的表達(dá)，產(chǎn)生耐受表型。MICHALSKI等［12］研究表明，廣泛存在于水果和蔬菜中的AhR配體槲皮素能夠激活DCs表面AhR，并且能夠與CD83的啟動(dòng)子結(jié)合抑制DCs表面CD83的表達(dá)產(chǎn)生tolDC。同時(shí)tolDC的促炎細(xì)胞因子IL-12p70表達(dá)水平降低，免疫調(diào)節(jié)分子Dab2、ILT3、ILT4、ILT5和CD39、CD73表達(dá)增多。

3 tolDC誘導(dǎo)免疫耐受的細(xì)胞和分子機(jī)制

3.1tolDC的遷移DCs具有遷移能力，可到達(dá)不同的器官，根據(jù)成熟狀態(tài)發(fā)揮不同功能。tolDC可能通過遷移能力的改變影響免疫應(yīng)答從而引起耐受。成熟的DCs過度表達(dá)CCR7，在趨化因子CCL19和CCL21等的作用下遷移到達(dá)淋巴結(jié)，并向T細(xì)胞遞呈抗原；一些DCs會(huì)遷移到其他淋巴器官，如脾臟、胸腺和骨髓［13］。在未成熟狀態(tài)下，DCs表達(dá)另一些趨化因子受體，如：CCR2、CCR5、CCR6、CXCR4和CXCR3，并被表達(dá)趨化因子（如CCL2、CCL5和CCL20）的炎癥組織所吸引，從而導(dǎo)致遷移能力的改變［14］。在MANSILLA等［15］的研究中，將VitD3誘導(dǎo)培養(yǎng)的骨髓來源tolDC靜脈注射給實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎小鼠24 h后，這些細(xì)胞到達(dá)肝臟和脾臟，并持續(xù)存在7 d。在淋巴結(jié)、胸腺和骨髓中也發(fā)現(xiàn)少量細(xì)胞。越來越多的研究表明，DCs的遷移能力改變可能導(dǎo)致DCs在組織炎癥部位的異常聚集和活化，促進(jìn)炎癥發(fā)生甚至導(dǎo)致自身免疫性疾病，與遷移相關(guān)的趨化因子及其受體可能是炎癥性疾病的潛在治療靶點(diǎn)。

3.2tolDC通過表面受體/配體介導(dǎo)的T細(xì)胞抑制通過DCs和T淋巴細(xì)胞間的表面分子結(jié)合和信號(hào)整合實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞無能、低反應(yīng)性或凋亡、抑制增殖等。例如，在未成熟DCs中表達(dá)的誘導(dǎo)性T細(xì)胞共刺激配體（ICOS-L）可與T細(xì)胞表達(dá)的ICOS相互作用，以誘導(dǎo)T細(xì)胞再刺激后的低應(yīng)答［16］。另一種存在于DCs表面的免疫調(diào)節(jié)分子是PD-L1，PD-L1可與T細(xì)胞上的PD-1結(jié)合，隨后抑制T細(xì)胞抗原受體（TCR）的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，阻斷下游效應(yīng)并降低T細(xì)胞的殺傷能力［17］。Fas配體是另一種通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡而抑制T細(xì)胞應(yīng)答的接觸依賴性分子［18］。DCs表面的Fas配體通過調(diào)控免疫細(xì)胞激活、分化、凋亡來實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫應(yīng)答的調(diào)控。

3.3免疫抑制性細(xì)胞因子與DCs的關(guān)系免疫抑制性細(xì)胞因子如IL-10、TGF-β等，與DCs成熟障礙、抑制T細(xì)胞增殖及多種免疫調(diào)節(jié)功能有關(guān)。IL-10是一種抗炎細(xì)胞因子，可抑制DCs的激活和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生。IL-10通過結(jié)合酪氨酸激酶IL-10受體激活STAT3，從而抑制NF-κB移位，導(dǎo)致對(duì)炎癥刺激的低反應(yīng)性［19］。IL-10所誘導(dǎo)的tolDC也高分泌IL-10及HLA-G分子，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生Ⅰ型Treg，促進(jìn)和維持外周耐受。IL-27也是一種介導(dǎo)免疫耐受的關(guān)鍵細(xì)胞因子，在過敏性哮喘小鼠模型中的實(shí)驗(yàn)證明，預(yù)防性氣管內(nèi)注射IL-27可促進(jìn)Treg和IL-10的產(chǎn)生，抑制原始CD4+T細(xì)胞分化為Th2，上調(diào)了和遷移能力相關(guān)的趨化因子CCL2、CCL3、CCL4的表達(dá)，這一效應(yīng)可能與STAT1磷酸化有關(guān)［20］。TGF-β是一種與免疫抑制相關(guān)的多效性細(xì)胞因子。研究表明，TGF-β可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3表達(dá)從而產(chǎn)生Treg［21］。除了上述兩種經(jīng)典的免疫調(diào)節(jié)分子外，DIXON等［22］研究表明，地塞米松誘導(dǎo)的tolDC可分泌IL-35，IL-35是IL-12家族的細(xì)胞因子，以IL-12p35和Ebi3的異源二聚體形式存在，可誘導(dǎo)Treg產(chǎn)生一個(gè)新亞群，即iTR35細(xì)胞，從而抑制T細(xì)胞活化。

3.4酶在DC免疫耐受中的作用已有研究表明，IDO和色氨酸代謝是抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞的必要因素［23］。IDO通過其酶活性發(fā)揮作用，催化色氨酸生成犬尿氨酸，色氨酸的消耗可激活一般性調(diào)控阻遏蛋白激酶2（GCN2）和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶點(diǎn)，從而一方面導(dǎo)致效應(yīng)細(xì)胞的抑制和無能，另一方面提高Treg活性。血紅素加氧酶-1（HO-1）是一種在體內(nèi)降解血紅素、抑制免疫反應(yīng)和炎癥的細(xì)胞內(nèi)酶。CHAUVEAU等［24］研究表明，未成熟DCs自發(fā)表達(dá)HO-1，而成熟的DCs則不表達(dá)。鈷原卟啉處理未成熟DCs使HO-1表達(dá)上調(diào)，抑制了DCs表型成熟和促炎細(xì)胞因子的分泌，從而抑制T細(xì)胞增殖。

3.5tolDC與Treg的 相 互作用Foxp3+Treg對(duì)于維持免疫耐受和預(yù)防自身免疫病至關(guān)重要，其數(shù)量或功能的異常可能會(huì)導(dǎo)致自身免疫病的發(fā)生，F(xiàn)oxp3+Treg持續(xù)存在的必要條件是tolDC提供持續(xù)的抗原刺激。ODOBASIC等［25］的研究結(jié)果表明，NF-κB抑制劑誘導(dǎo)產(chǎn)生的tolDC通過多種途徑從CD4+Foxp3-細(xì)胞中產(chǎn)生Foxp3+Treg，并通過誘導(dǎo)共刺激因子（ICOS）誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10+Treg。同時(shí)，也有研究表明，F(xiàn)oxp3+Treg可誘導(dǎo)產(chǎn)生tolDC［26-27］。Foxp3+Treg會(huì) 產(chǎn) 生IL-10，TGF-β從 而調(diào) 控DCs的 發(fā)育。Foxp3+Treg還可通過下調(diào)DCs表面CD80/86的表達(dá)抑制DCs成熟?？傊?，tolDC和Treg間可能存在著類似反饋的機(jī)制以保證免疫耐受的穩(wěn)定發(fā)生。

3.6tolDC產(chǎn)生作用的分子機(jī)制DC的糖酵解途徑也和免疫耐受息息相關(guān)，F(xiàn)ERREIRA等［28］研究表明，在活性維生素D3（1，25［OH］2D3）誘導(dǎo)產(chǎn)生的tolDC中，與葡萄糖代謝、三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化直接相關(guān)的幾個(gè)基因表達(dá)上調(diào)。tolDC通過PI3K/Akt/mTOR通路控制糖酵解，通過激活該通路，糖酵解增強(qiáng)，同時(shí)DCs表面的CD80/86，HLA-DR等分子的表達(dá)減少，IL-10/IL-12p70表達(dá)增多。降低葡萄糖濃度或阻斷PI3K/Akt/mTOR通路，其耐受表型均不能維持。提示免疫細(xì)胞的代謝過程可能影響表面共刺激分子的表達(dá)及細(xì)胞因子的產(chǎn)生從而誘導(dǎo)耐受。在過敏性疾病中，DCs的耐受性可能與miRNAs有關(guān)。在ZHENG等［29］的研究中，采用卵清蛋白處理使DC成熟過程受阻，其miR-23b表達(dá)水平升高，表面共刺激分子減少，IL-10產(chǎn)生增加，IL-12產(chǎn)生減少，Treg的分化能力增強(qiáng)。Notch信號(hào)通路在DC分化和功能調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，Notch蛋白是一類細(xì)胞發(fā)育中高度保守的跨膜蛋白，可介導(dǎo)T細(xì)胞激活。最近的研究表明，miR-146a可通過靶向Notch1信號(hào)促進(jìn)DC的耐受性，導(dǎo)致其成熟過程受阻，產(chǎn)生耐受表型［30］。

4 tolDC的臨床應(yīng)用前景

DCs最初應(yīng)用于誘導(dǎo)腫瘤特異性免疫反應(yīng)的試驗(yàn)，由于人們認(rèn)識(shí)到DCs不僅誘導(dǎo)而且抑制T細(xì)胞反應(yīng)，因此開始將DCs應(yīng)用于免疫耐受。tolDC已被用于自身免疫病的治療，如多發(fā)性硬化、1型糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎［4］。在ZUBIZARRETA等［31］關(guān)于多發(fā)性硬化和視神經(jīng)脊髓炎治療的研究中，通過利用表達(dá)特殊抗原的tolDC誘導(dǎo)患者產(chǎn)生對(duì)自身抗原例如髓鞘衍生肽、水通道蛋白4的耐受取得了一定的療效，在治療期間，患者外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生的IL-10水平降低，Treg增多。tolDC在臨床上也被用于治療類風(fēng)濕和炎癥性關(guān)節(jié)炎。BELL等［32］研究表明，患者在關(guān)節(jié)鏡下進(jìn)行含tolDC的鹽水沖洗后，5 d內(nèi)未出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)耀斑。在接受高劑量tolDC治療的患者中，其癥狀緩解保持穩(wěn)定。但能夠治療該病的具體劑量并不清楚，低劑量的治療可能會(huì)導(dǎo)致疾病惡化。tolDC被認(rèn)為是治療1型糖尿病的一種有效的免疫療法，NIKOLIC等［33］首次對(duì)負(fù)載胰島素原肽的tolDC在臨床上治療1型糖尿病的可行性和安全性進(jìn)行評(píng)估，在該Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，選取了9例長(zhǎng)期1型糖尿病患者（平均病程超過12年），通過皮內(nèi)注射方法將tolDC注入患者體內(nèi)，在隨后6個(gè)月的隨訪過程中，所有患者都保持了嚴(yán)格的血糖控制，HbA1c值穩(wěn)定，β細(xì)胞功能和總體糖尿病控制保持穩(wěn)定，同時(shí)沒有全身免疫抑制的跡象，沒有出現(xiàn)胰島素過敏，并且不干擾胰島素的治療。但由于臨床研究的局限性，這種新型免疫干預(yù)療法仍需要進(jìn)一步研究。在炎癥性腸病的治療方面，體外產(chǎn)生的自體tolDC能夠誘導(dǎo)免疫耐受，具有一定的臨床應(yīng)用前景。在JAUREGUI-AMEZAGA等［34］對(duì)tolDC治療克羅恩病的安全性和療效性進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，將體外誘導(dǎo)產(chǎn)生的單核細(xì)胞來源的tolDC在超聲引導(dǎo)下以腹膜內(nèi)注射給藥的方式注入克羅恩病患者體內(nèi)后，患者體內(nèi)的tolDC表面共刺激分子CD80、CD86表達(dá)上調(diào)，而CD83分子則與之相反。免疫檢測(cè)發(fā)現(xiàn)tolDC產(chǎn)生高水平的抗炎細(xì)胞因子IL-10，促炎因子IL-12p70和IL-23完全不存在，循環(huán)Treg的增加和IFN-γ水平的降低表明免疫抑制狀態(tài)至少在細(xì)胞水平上被誘導(dǎo)。患者在觀察隨訪的1年內(nèi)保持無糖皮質(zhì)激素臨床緩解，同時(shí)也未出現(xiàn)任何不良反應(yīng)，說明tolDC的治療安全有效。tolDC在過敏性疾病中也有較好的應(yīng)用前景，在SEMITEKOLOU等［35］的研究中，將激活素A誘導(dǎo)產(chǎn)生的Treg過繼轉(zhuǎn)移至氣道致敏小鼠模型內(nèi)，影響了IRF4基因的正常表達(dá)，導(dǎo)致DCs成熟受阻，攝取抗原能力減弱，增強(qiáng)了DCs的耐受性，改善了小鼠的哮喘表現(xiàn)。

5 小結(jié)

具有耐受性表型的DCs是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在健康和疾病中調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。然而，目前尚不清楚tolDC是構(gòu)成一個(gè)特定的譜系，還是僅僅反映DC的未成熟狀態(tài)。事實(shí)上，這些選擇并非相互排斥?？梢灶A(yù)期的是，耐受性表型由特定的信號(hào)和轉(zhuǎn)錄程序控制，隨著對(duì)tolDC研究的深入，了解其分化所需要的一系列條件，就能避免其使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)［2］。目前tolDC在臨床上的應(yīng)用還非常有限，但就目前的研究來看，其對(duì)人體的作用大體上是安全的。對(duì)于自身免疫病和炎癥性疾病來說，一旦尋找到誘導(dǎo)穩(wěn)定tolDC的最佳方法，了解耐受產(chǎn)生的機(jī)制及過繼免疫途徑就能為該類疾病開辟全新的治療方法。