調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在膿毒癥中的作用研究進(jìn)展

黃守秋，李帆，李小民

膿毒癥的最新定義為病原體入侵機(jī)體后因感染引起的宿主反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致的危及生命的臟器功能障礙的綜合征［1-2］，目前的發(fā)病機(jī)制包括免疫失衡、凝血障礙、微循環(huán)及代謝紊亂、多器官衰竭等［3］，其中，免疫失衡仍是近幾十年的研究熱點(diǎn)。當(dāng)病原微生物入侵機(jī)體，機(jī)體自身的兩套免疫系統(tǒng)即固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)立即被觸發(fā)，其中發(fā)揮主要作用的是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。

適應(yīng)性免疫系統(tǒng)主要包括B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞，因T淋巴細(xì)胞在機(jī)體的數(shù)量多，具有廣泛的生物學(xué)功能，同時人們發(fā)現(xiàn)膿毒癥發(fā)病機(jī)制中，主要表現(xiàn)為T淋巴細(xì)胞的衰竭［4］。T淋巴細(xì)胞是機(jī)體自身免疫穩(wěn)態(tài)的重要組成部分，參與免疫調(diào)節(jié)、免疫應(yīng)答、全身炎癥反應(yīng)，其凋亡對免疫應(yīng)答的終止及免疫穩(wěn)態(tài)的維持發(fā)揮著關(guān)鍵作用［5-6］。T淋巴細(xì)胞在分化成熟過程中因表面的不同分化抗原（cluster of differentiation，CD），即CD分子，進(jìn)行淋巴細(xì)胞的亞群分類。CD3分子作為外周血中成熟總T淋巴細(xì)胞的標(biāo)志，又根據(jù)其CD分子不同的功能主要分為了CD3+CD4+T淋巴細(xì)胞和CD3+CD8+T淋巴細(xì)胞兩大亞群［7］。CD4+T淋巴細(xì)胞亞群占絕大多數(shù)，在不同的強(qiáng)度和細(xì)胞因子的刺激下，向不同的亞群進(jìn)行分化，其中主要包括Th1細(xì)胞、Th2細(xì)胞、Th17細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg細(xì)胞），共同參與機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫［8］。其中，在CD4+T淋巴細(xì)胞亞群中發(fā)揮重要作用主要是其亞群Treg細(xì)胞［9］。本研究現(xiàn)對Treg細(xì)胞在膿毒癥中的來源、機(jī)制及作用展開綜述。

1 免疫功能紊亂與膿毒癥

正常的機(jī)體中，促炎反應(yīng)與抗炎反應(yīng)存在動態(tài)平衡，一旦平衡被打破，機(jī)體往往會有功能障礙，然而膿毒癥病人主要表現(xiàn)為促炎反應(yīng)和抗炎反應(yīng)的失衡［10］。目前，炎癥因素已被研究頗多，而在抗炎反應(yīng)中，免疫因素一直備受關(guān)注，在一項關(guān)于膿毒癥病人尸檢中報告發(fā)現(xiàn)其死亡常常伴有肝、脾、肺等多器官的免疫抑制［11］。每個健康的機(jī)體自身與生俱來就存在兩套免疫系統(tǒng)，當(dāng)病原體入侵機(jī)體時，機(jī)體的這兩套系統(tǒng)即固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)開始與病原體進(jìn)行一場生死較量。而在這場博弈中，機(jī)體會通過一系列信號分子通路比如單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等促啟動固有反應(yīng)促進(jìn)炎癥反應(yīng)，另一方面刺激抗原提呈細(xì)胞如單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等，分泌共刺激分子作用于T淋巴細(xì)胞啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)［12］。膿毒癥早期主要以炎癥反應(yīng)為主，隨后免疫抑制作用逐漸增強(qiáng)，在免疫中，T淋巴細(xì)胞因為作用的機(jī)制及表面的分化抗原分成不同的亞群，一般認(rèn)為有CD3+CD 4+T淋巴細(xì)胞、CD3+CD8+T淋巴細(xì)胞兩大亞群，其中CD4+T淋巴細(xì)胞發(fā)揮著重要作用，不僅促進(jìn)B細(xì)胞分泌抗體，還增加和維持CD8+T淋巴細(xì)胞的反應(yīng)和調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞作用［13］。在CD4+T淋巴細(xì)胞中，Treg細(xì)胞作為其細(xì)胞亞群，最近幾十年來在免疫抑制中被廣泛研究，這也是繼Th1、Th2細(xì)胞之后具有強(qiáng)大免疫作用被引起廣泛關(guān)注的一類CD4+T淋巴細(xì)胞，在膿毒癥整個免疫過程中發(fā)揮不可或缺的作用，其在病情嚴(yán)重程度及預(yù)后也受到關(guān)注?；蛟S，將Treg細(xì)胞在膿毒癥中機(jī)制及作用研究清楚，這將成為膿毒癥的治療又一新的靶點(diǎn)。

2 Treg細(xì)胞的來源及分類

Treg細(xì)胞是CD4+T淋巴細(xì)胞在細(xì)胞因子的刺激下分化而來，它是一種以CD25顯著增加為特征，具有免疫調(diào)節(jié)活性功能的成熟的T細(xì)胞亞群［14］。目前根據(jù)Treg細(xì)胞的特性、發(fā)育規(guī)律及作用機(jī)制，分為天然Treg細(xì)胞（natural regulatory cells，nTreg）和獲得Treg細(xì)胞（induction regulatory cells，iTreg）。目前研究大部分為前者，盡管其數(shù)量僅占人和小鼠的外周血及脾臟CD4+T淋巴細(xì)胞的5%～10%，但在免疫耐受及穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著舉足輕重的作用［15］，這主要是因為Treg細(xì)胞特異性表達(dá)CD4+CD25+CD127-和CD4+CD25+叉頭樣/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子3（forkhead box P3，F(xiàn)oxp3）。

3 Treg細(xì)胞的生物學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制

有研究表明膿毒癥引起炎癥誘導(dǎo)的免疫抑制，伴有淋巴細(xì)胞減少和CD4+T細(xì)胞功能改變［16］，而Treg細(xì)胞兩大功能是免疫無能和免疫抑制［17］，其中免疫無能是指在其特異性抗原或白細(xì)胞介素（IL）-2存在下表現(xiàn)為低反應(yīng)狀態(tài)，即既不增殖也不分泌細(xì)胞因子。免疫抑制方面，Treg細(xì)胞通過T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）介導(dǎo)的信號刺激后增殖活化從而非特異性抑制CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的活化和增殖［18］。

在免疫反應(yīng)活化的過程中，Treg細(xì)胞受到眾多細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)的調(diào)節(jié)，F(xiàn)oxp3作為Treg細(xì)胞主要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，具有高表達(dá)的和穩(wěn)定的特點(diǎn)，這也是Treg細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制功能所必須具備的條件。此外，Treg細(xì)胞可以直接抑制炎癥細(xì)胞活化或者通過釋放IL-10，轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）抑制效應(yīng)細(xì)胞的增殖和活化，其中IL-10，TGF-β又可以促進(jìn)Foxp3的表達(dá)，進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)揮免疫抑制作用［19-20］。

4 Treg細(xì)胞與膿毒癥

膿毒癥導(dǎo)致的多臟器功能衰竭是重癥監(jiān)護(hù)室里除心源性疾病的重癥病人死亡的首要原因。近年來在關(guān)于研究膿毒癥的發(fā)病機(jī)制和發(fā)病過程中，免疫功能紊亂仍扮演著不可或缺的角色［21］。目前Treg細(xì)胞在膿毒癥中的明確的調(diào)節(jié)機(jī)制尚未被闡述清楚，但Treg細(xì)胞作為一種重要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，在膿毒癥發(fā)病的免疫功能紊亂機(jī)制中發(fā)揮重要作用［22］。

4.1 Treg細(xì)胞在膿毒癥中變化 通過對膿毒癥病人外周血Treg細(xì)胞的流式細(xì)胞學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)，隨著病情的加重，Treg細(xì)胞表達(dá)增加，在感染性休克中尤其顯著［23］。在膿毒癥小鼠模型中，Treg細(xì)胞可通過控制T細(xì)胞增殖起免疫調(diào)節(jié)作用， 可顯著提高細(xì)菌清除，改善生存［24］。在一項以盲腸結(jié)扎穿孔復(fù)制膿毒癥模型的小鼠實(shí)驗中，模型組的Treg細(xì)胞表達(dá)高于假手術(shù)組，而Treg細(xì)胞的凋亡顯著下降，下降約10%左右，表明了促進(jìn)Treg細(xì)胞的凋亡，下調(diào)Treg細(xì)胞的功能活性可能有利于膿毒癥病人的預(yù)后［25］。在早期膿毒癥小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，外源性地輸注Treg細(xì)胞能使小鼠的存活率改善，在膿毒癥炎癥期發(fā)揮免疫抑制作用，減輕組織損傷，其中Foxp3作為Treg細(xì)胞的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控、分子間作用及翻譯有著不可或缺的作用，是研究膿毒癥治療的潛在研究靶點(diǎn)［26］。有研究結(jié)果顯示，IL-35與感染性疾病、膿毒癥等密切相關(guān)，而Treg細(xì)胞的表達(dá)受IL-35的調(diào)控，在一項小鼠體內(nèi)的實(shí)驗表明，體內(nèi)IL-35的缺失減弱了Treg細(xì)胞的抑制功能［27］。除動物實(shí)驗外，臨床研究中，Chen等［28］將Treg細(xì)胞作為膿毒癥病人外周血的標(biāo)志物研究中，取病人入院后第1天及第7天的外周血測定Treg細(xì)胞的比值死亡組高于對照組（1.9%比0.4%，P=0.001），說明Treg細(xì)胞比值與膿毒癥的病死率及預(yù)后相關(guān)。也有研究表明，膿毒癥病人Treg細(xì)胞持續(xù)升高，死亡組表達(dá)高于存活組并發(fā)現(xiàn)與急性生理學(xué)和慢性健康狀況評價Ⅱ（APACHEⅡ）評分呈正相關(guān)（r=0.793，P＜0.05），表明與疾病的嚴(yán)重程度和病死率呈正相關(guān)［29］。在一項納入112例膿毒癥病人和50例健康人作為對照組的前瞻性研究，其結(jié)果表示，膿毒癥病人Treg細(xì)胞在外周血的含量高于對照組，且Treg細(xì)胞外周血含量每提升1個單位，膿毒癥的發(fā)生風(fēng)險增加1.973倍［30］。嚴(yán)重創(chuàng)傷是引發(fā)膿毒癥的主要原因之一，膿毒癥相關(guān)性器官功能衰竭評價（SOFA）評分是臨床上常用來評估膿毒癥嚴(yán)重程度的量表，在一項68例多發(fā)傷的患膿毒癥分組中研究，根據(jù)相關(guān)性分析得出，SOFA評分與外周血Treg細(xì)胞呈正相關(guān)（r=0.502，P=0.011）［31］。邵敏等［32］在一項探討膿毒癥、嚴(yán)重膿毒癥、膿毒癥休克病人中Th17和Treg細(xì)胞的表達(dá)以及血必凈干預(yù)作用中，表明Treg細(xì)胞在膿毒癥休克中表達(dá)更高［（3.55±0.51）%比（2.72±0.22）%比（1.72±0.59）%］，且與APACHEⅡ評分（r=0.829，P＜0.01）和血乳酸（r=0.627，P＜0.01）均呈正相關(guān)，可用于判斷膿毒癥病人的嚴(yán)重程度。IL-35是Treg細(xì)胞產(chǎn)生的免疫抑制性細(xì)胞因子，是新型的判斷膿毒癥嚴(yán)重程度的指標(biāo)，而在一項關(guān)于IL-35在膿毒癥病人的外周血中評估，該研究中得出IL-35與APACHEⅡ評分呈正相關(guān)（r=0.587，P＜0.01），由此可推出Treg細(xì)胞與APACHEⅡ評分呈正相關(guān)［33］。

4.2 Treg細(xì)胞在膿毒癥中作用 在膿毒癥的研究中，機(jī)體自身會啟動免疫系統(tǒng)清除病原體，其中T細(xì)胞發(fā)揮著重要作用，尤其是Treg細(xì)胞通過多種途徑發(fā)揮免疫抑制作用。Treg細(xì)胞在過敏反應(yīng)、自身免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、腫瘤免疫、感染性疾病等發(fā)揮著重要作用，在膿毒癥中，Treg細(xì)胞發(fā)揮作用的途徑也多樣，其主要的發(fā)病機(jī)制：（1）通過抑制細(xì)胞因子如IL-10，IL-35和TGF-β發(fā)揮免疫抑制作用；（2）通過細(xì)胞溶解功能來發(fā)揮抑制作用；（3）通過代謝破壞作用發(fā)揮抑制功能；（4）通過調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞（DC）成熟或功能發(fā)揮免疫抑制作用［34］。Treg細(xì)胞能抑制CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞的活化和增殖，誘導(dǎo)CD4+T淋巴細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞，進(jìn)而引起Th1/Th2的失衡，同時抑制參與固有免疫的細(xì)胞（如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞）的功能，抑制過度炎癥反應(yīng)，發(fā)揮負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用［23，35］。Tregs持續(xù)表達(dá)細(xì)胞毒性T細(xì)胞相關(guān)抗原4、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體和Foxp3。其中，F(xiàn)oxp3是Tregs持續(xù)表達(dá)的特異性轉(zhuǎn)錄因子，同時也是Tregs分化所必須［26］。樹突狀細(xì)胞數(shù)量的減少和功能的低下在膿毒癥的免疫抑制中發(fā)揮作用，通過負(fù)性共刺激分子程序性死亡受體配體1促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的分化，而樹突狀細(xì)胞能誘導(dǎo)Treg細(xì)胞的生成，這是通過產(chǎn)生負(fù)性調(diào)控因子IL-10，TGF-β直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞的活性或者改變輔助T細(xì)胞的極性［36-37］。神經(jīng)纖毛蛋白1作為Treg細(xì)胞上的一個重要分子，在膿毒癥發(fā)生時，它的含量使得Treg細(xì)胞的抗凋亡能力增強(qiáng)并抑制輔助T細(xì)胞的活性［38］。

5 總結(jié)

膿毒癥的高發(fā)病率及病死率，在全球來說都是一個棘手問題，它加重醫(yī)療及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，目前針對于Treg細(xì)胞在膿毒癥中的免疫紊亂機(jī)制的研究還不是很完善，在人體及動物實(shí)驗中仍具有一定的挑戰(zhàn)性。通過對Treg細(xì)胞活性的增加及分泌的細(xì)胞因子進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高機(jī)體的自身免疫力，從而為炎癥、感染、自身免疫疾病防治開辟新途徑。相信隨著不斷地深入研究，Treg細(xì)胞終將會成為膿毒癥中免疫治療一個新的突破點(diǎn)，從而降低膿毒癥的發(fā)病率及病死率。