系統(tǒng)性紅斑狼瘡合并妊娠中的Treg細胞

熊瑞芳 傅 萍

昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院,云南省昆明市 650101

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,SLE)和妊娠都存在顯著的免疫學變化。目前SLE的發(fā)病機制尚未明確,潛在發(fā)病機制主要涉及針對某些自身抗原的抗體形成,導致隨后的炎癥反應,從而引發(fā)免疫細胞活化和組織損傷。相反,妊娠是一種免疫平衡狀態(tài),其中母體免疫系統(tǒng)必須保持對父系MHC抗原的耐受性,同時保持正常的母體免疫能力以防御微生物。在適應性和先天免疫系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)在發(fā)展和維持對自身抗原的免疫耐受過程中至關重要。Treg細胞發(fā)育或功能的破壞會導致人類和動物嚴重的自身免疫和炎癥性疾病。在眾多自身免疫性疾病中,有些疾病會通過妊娠得到改善,例如類風濕病和多發(fā)性硬化癥,其他疾病(如SLE)則更容易惡化,SLE病情不會隨著妊娠而改善,反而會導致妊娠并發(fā)癥風險增加。這些細胞可能在SLE的發(fā)病機制和母體耐受性中起同等作用,從而在SLE與妊娠并發(fā)癥之間提供致病性聯(lián)系[1]。

1 Treg細胞

Treg細胞在免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用,并為自身抗原和胎盤同種異體移植提供免疫耐受性。Treg細胞被耐受性抗原呈遞細胞(Antigen-presenting cells,APC)激活,并抑制T細胞介導的免疫反應的效應功能。Treg細胞功能的異常與幾種病理狀況有關,例如妊娠組織排斥和自身免疫性疾病[2]。它是CD4 T細胞的一個亞群,具有抑制免疫反應和維持外周耐受性的能力,這些細胞的特征在于白細胞介素-2受體α(IL-2Rα)和叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子P3(Fork head boxP3,Foxp3)的高細胞膜表達,這是Treg細胞發(fā)育的主要調(diào)節(jié)因子,也是這些細胞最重要的標志物[3]。Treg細胞通常分為兩個亞群:天然調(diào)節(jié)性T細胞(nTreg),其在胸腺中發(fā)育,在CD4陽性胸腺細胞階段產(chǎn)生,它們通常表達高水平的CD25,以及細胞毒性T淋巴細胞抗原4(Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)和糖皮質(zhì)激素誘導的腫瘤壞死因子受體相關蛋白(Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor,GITR)。最重要的是,天然Tregs表達特定的轉(zhuǎn)錄因子Foxp3,這對于Treg細胞調(diào)節(jié)功能的產(chǎn)生和發(fā)展至關重要。誘導調(diào)節(jié)性T細胞(iTreg),包括表達轉(zhuǎn)化生長因子-β(Transforming grow factor-β,TGF-β)、T輔助細胞3(Th3)細胞和白細胞介素10(IL-10),起源于胸腺,但它們在體內(nèi)免疫反應的整個過程中發(fā)育。具有免疫抑制特異性的Treg細胞是在胎兒—母體耐受性中研究最深入的T細胞。它們在胎兒—母體界面的系統(tǒng)和局部發(fā)揮維持和促進健康懷孕的作用,而當抑制免疫反應和維持外周耐受性的功能被損害時,就會增加流產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局或先兆子癇發(fā)展的風險[4]。

Treg細胞占人類和小鼠CD4 T細胞的5%～10%。CD25曾經(jīng)被視為Treg細胞的唯一可靠標記,然而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),其他活化的CD4 T細胞亞群也表達CD25。相比之下,Foxp3已被證明是由Treg細胞特異性表達的,并且能夠?qū)reg細胞的發(fā)育和功能進行調(diào)控。Treg細胞可以通過不同的途徑來抑制免疫細胞的活性,可分為基于細胞間接觸的直接機制和由第三方分子或細胞介導的間接機制[5]。 它們的免疫抑制范圍很廣,涉及免疫系統(tǒng)的多種成分。Treg細胞通過直接和間接機制抑制T和B淋巴細胞。樹突狀細胞代表另一個靶標,其可以被重新編程為免疫抑制表型(致耐受性樹突狀細胞),從而抑制適應性免疫的激活。另外,Treg細胞的抑制活性還可能涉及單核細胞、嗜中性粒細胞和自然殺傷細胞[6]。

2 Treg細胞可轉(zhuǎn)化為Th17細胞

輔助性T細胞17(T helper cell 17,Th17)屬于CD4 T淋巴細胞的另一亞群,當CD4 T細胞接收到不同的刺激信號,可以分別分化為Th17細胞和Treg細胞, 二者共享TGF-β介導的信號通路,呈現(xiàn)一定程度的可塑性,同時,它們也可相互抑制其功能,并且在某些刺激的情況下,Treg細胞可以分化成Th17細胞,反之亦然。Th17細胞的特征在于表達轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關孤兒受體γt(etinoic acid receptor-related orphan receptor gamma t, ROR γt)和產(chǎn)生白細胞介素17a(Interleukin-17a,IL-17a)。這些細胞具有促炎特征,在宿主防御細胞外細菌、結(jié)核分枝桿菌和真菌中起著至關重要的作用。Th17細胞數(shù)量和活性的增加與多種自身免疫性疾病的病理生理學有關,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎[7]。許多研究也將Th17細胞與同種異體移植物排斥反應中的致病作用聯(lián)系起來,暗示異常Th17反應在負面妊娠結(jié)局中的作用,Th17細胞數(shù)量和活性的增加與多種不良產(chǎn)科結(jié)局相關,如早產(chǎn)、先兆子癇或復發(fā)性妊娠丟失[8]。所以Th17/Treg細胞的平衡對正常的妊娠及免疫相關疾病至關重要。

3 Treg細胞在SLE中的缺陷

大多數(shù)研究都指出SLE中Treg細胞數(shù)量和功能的減少。白細胞介素-2(Interleukin-2, IL-2)生成受損和Treg細胞的功能障礙已基本可以確定為導致SLE免疫自我耐受性崩潰的關鍵免疫缺陷[9]。Foxp3的穩(wěn)定表達在維持Tregs細胞功能中起著至關重要的作用。然而,在炎癥或病理條件下,即使經(jīng)過反復擴增,一些Treg細胞亞群也會變得不穩(wěn)定,失去Foxp3表達和免疫抑制功能,并轉(zhuǎn)化為效應T細胞[10]。Th17細胞在SLE發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。Th17細胞被認為有促炎作用,因為IL-17能夠通過趨化因子和細胞因子的產(chǎn)生以及中性粒細胞、巨噬細胞和淋巴細胞的增殖和募集來刺激炎癥反應。一些研究報告了SLE中Th17細胞和IL17的增加,特別是SLE疾病活動時[11]。因此,SLE與免疫抑制Treg細胞的水平和功能的降低以及促炎Th17細胞的增加有關。

4 Treg細胞在妊娠中的作用

一些研究認為懷孕是促炎和抗炎之間相互轉(zhuǎn)換的過程,因此將妊娠狀態(tài)分為三種不同的免疫狀態(tài),對應于胎兒發(fā)育的不同階段:首先,與胚胎和胎盤植入相關的促炎階段;其次,與胎兒生長相關的抗炎導向階段;第三,從抗炎到促進炎癥階段的轉(zhuǎn)變是開始分娩所必需的。與上述階段同時發(fā)生的是懷孕期間Treg細胞數(shù)量的巨大變化。在暴露于父系同種異體抗原后,循環(huán)Treg細胞在妊娠早期迅速增加,并在第二階段達到峰值,此時滋養(yǎng)層對母體蛻膜的侵襲最大;然后,當分娩開始時,Treg細胞逐漸減少。Treg細胞數(shù)量的變化和與其他免疫細胞的串擾在整個懷孕過程中起著至關重要的作用[12]。

Treg細胞在懷孕期間的作用可以歸結(jié)為以下三個方面:首先,Treg細胞保護胎兒免受母體效應T細胞引發(fā)的胎兒排斥反應,并在維持妊娠方面具有關鍵功能。其次,Treg細胞的正?；钚耘c先兆子癇等危及生命的產(chǎn)科并發(fā)癥呈負相關。第三,Treg細胞對抗自身免疫性疾病及其懷孕期間的產(chǎn)科并發(fā)癥[13]。

許多機制介導母胎界面處Treg細胞的局部誘導。這些機制包括吲哚胺2,3-雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)的表達,IDO是誘導母體耐受性的核心調(diào)節(jié)劑,它是一種由蛻膜滋養(yǎng)層和巨噬細胞表達的酶,其分解代謝色氨酸(Tryptophan,Trp)降解為犬尿氨酸(Kynurenine,Kyn)。Kyn通過激活T細胞表達的轉(zhuǎn)錄因子芳基烴受體(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,以此來促進Treg細胞的分化[14]。此外,蛻膜NK細胞與CD14+單核細胞(CD14+Monocytes,dCD14+)之間的相互作用介導干擾素-γ(Interferon gamma,IFN-γ)的產(chǎn)生,IFN-γ是IDO表達的有效誘導劑,從而進一步增強了蛻膜組織內(nèi)IDO介導的Treg誘導。其他機制包括循環(huán)系統(tǒng)中粒樣髓源抑制細胞(G-MDSC) 在胎兒—母體界面的擴增和募集。G-MDSC在蛻膜中富集,具有多種免疫調(diào)節(jié)特性,并且在胎兒—母體界面處已被證明可以通過誘導Foxp3來誘導Treg擴增[15]。

5 Treg細胞在SLE合并妊娠中的矛盾處境

與SLE相關的妊娠代表了Treg細胞的特殊情況。一方面,懷孕受益于Treg細胞的貢獻,這確保了母胎耐受性。另一方面,Treg細胞在SLE中存在缺陷。在與非活動性SLE相關的妊娠病例中,活躍的Treg細胞可以確保母胎耐受性,因為功能性Treg細胞占主導地位[16]。在與SLE相關的妊娠病例中,Treg細胞數(shù)量及功能的受損不能維持胎兒免疫耐受性,妊娠時期囊胚植入及滋養(yǎng)層發(fā)育過程受到影響,最后導致流產(chǎn)、早產(chǎn)或先兆子癇等并發(fā)癥[7]。這就是為什么患有SLE的女性在SLE病情緩解之前被勸阻不要懷孕。雖然已經(jīng)確定Th17/Treg細胞的平衡與SLE合并妊娠密切相關, 但其具體作用機制仍未系統(tǒng)闡明,有待進一步探索。

6 SLE合并妊娠患者針對Treg細胞的相關治療策略

調(diào)節(jié)復發(fā)性妊娠丟失和反復植入失敗女性的T細胞免疫一直是臨床生殖免疫學的主要課題,維生素、細胞毒性藥物、T細胞活化抑制劑、生物制劑包括細胞因子抑制劑,重組細胞因子和免疫球蛋白G(Intravenous Immunoglobulin,IVIG),以及細胞治療,都被廣泛研究[17]。旨在提高Tregs比例或加強其抑制功能的方法有望成為治療妊娠相關疾病的有效策略,也將有可能為治療自身免疫性疾病(如SLE)提供新的治療靶點。幾種基于Treg細胞的靶向療法已進入臨床試驗,包括過繼性Treg細胞療法、Treg增強藥物和低劑量IL-2給藥等[18]。

臨床研究已經(jīng)開始了幾種非特異性免疫療法,部分調(diào)節(jié)Treg細胞用于治療妊娠相關疾病的比例和活性。由于潛在的免疫調(diào)節(jié)作用,已經(jīng)提出靜脈注射IVIG和父系或第三方淋巴細胞免疫療法治療復發(fā)性流產(chǎn)患者。盡管這些免疫療法的益處是有爭議的,但越來越多的證據(jù)表明,它們可能會增加活產(chǎn)率并降低流產(chǎn)率[19]。各種研究和臨床試驗都報道了IVIG和淋巴細胞免疫療法糾正了Tregs缺陷并重新平衡了外周血中的Th17/Treg模式。Treg增強藥物是另一種基于Treg的靶向療法,雷帕霉素(西羅莫司)是一種mTOR抑制劑,通過選擇性地促進Tregs的擴增并誘導T輔助細胞分化為Tregs來充當免疫抑制藥物[12]。 一項針對復發(fā)性流產(chǎn)病例的臨床研究表明,給予粒細胞—巨噬細胞集落刺激因子1(Granulocyte macrophage-colony stimulating factor 1,GM-CSF1)改善了妊娠,結(jié)果與外周血中Tregs細胞數(shù)量的增加有關[20]。維生素D被認為是一種免疫抑制劑,這一概念已經(jīng)發(fā)展到包括免疫耐受和體內(nèi)平衡的調(diào)節(jié)?；罨木S生素D對Th17細胞具有抑制作用,有助于Treg細胞的活化,并可能通過上調(diào)Foxp3介導其刺激作用。維生素D作用的潛在機制可能是Th17到Treg的轉(zhuǎn)化,從而使維生素D成為一種有效的治療方法。因此,維生素D可能在未來作為免疫力異常的妊娠并發(fā)癥患者的新治療選擇[21]。

7 小結(jié)

綜上所述,Treg細胞在SLE合并妊娠患者中有著舉足輕重的地位,針對此類患者發(fā)生疾病活動、不良妊娠結(jié)局及妊娠并發(fā)癥的治療仍是一大難題。目前大多數(shù)針對妊娠合并免疫相關疾病的治療方法都集中在通過使用非特異性免疫抑制療法來減少過度活躍的免疫反應。這觸發(fā)了許多免疫細胞的同時激活,并且由于個體異質(zhì)性而難以控制劑量和評估療效。由此,還需要開展更多研究,以進一步探索基于Treg細胞的靶向療法抑制SLE病情的進展及治療妊娠相關疾病的有效性和安全性。