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CD4+调节性T细胞及其在类风湿关节炎中的研究进展

2022-07-01 来源:客趣旅游网
临床医学工程2008年第15卷第10期 Clinical Medical Engineering 2008.15(10) ・综 述・ CD4调节性T细胞及其在类风湿关节炎 中的研究进展 黄志祥郑奔容李天旺 (中山大学附属第三医院风湿科广东广州510630) 【摘要】调节性T细胞(Treg)是一群具有免疫调节功能的T细胞亚群,其功能异常可导致多种自身免疫病。类风湿关节 炎(RA)是一种主要累及周围关节的多系统炎症性自身免疫病,多种免疫细胞与其发病存在密切关联。本文回顾近年来有关 CD4 Treg及其在ILA中的研究进展情况,为进一步研究tLA的发病机制和治疗打下基础。 【关键词】调节性T细胞;类风湿关节炎 中图分类号:R392.12;R593.22 文献标识码:A 文章编号:1674—4659(2008)10—0065—05 Progress in Studies of CD4 Regulatory T Cells and Their Role in Rheumatoid Arthritis HUANG Zhixiang ZHENG Benrong LI Tianwang (Department ofRheumatology,the Third Afilfiated Hospital ofSun Yat—sen University,Guangzhou,510630,China) Abstract:Regulatory T cells(Tregs)are a subset of T cells which are involved in keeping peripheral immune tolerance and have at— tracted much interest in their role in controlling autoimmunity.Rheumatoid Arthriits(RA)is a chronic,systemic autoimmune disorder which predominantly attacks the peripheral joints.This review focused on he tcurrent understanding of several subsets of regulatory T cells and he advances ofrelatitons between Tregs and RA were summarized. Key words:Regulatory T cell;Rheumatoid Arthritis 类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一种以多 关节炎为主要表现的自身免疫病,其主要发病机制是T细胞 介导的免疫反应异常。调节性T细胞(Regulatory T cell, Treg)是一群具有免疫调节功能的T细胞亚群,包含CD4q ̄ 作用直到近年才得到重视。CD4 ̄Treg可分为天然型和诱导型 两类 。一般认为,天然Treg来源于胸腺,为CD4 ̄CD25 Treg;而诱导型Treg则由外周CD4 ̄T细胞经抗原或细胞因子 刺激后表达CD25而生成。 1.1天然CD4 ̄CD25q-reg 细胞、CD8 ̄T细胞,还包括了部分自然杀伤细胞等其它细胞 ,其中CD4 ̄Treg是最重要的Treg。Treg不仅在自身耐受的 天然CD4 CD2YTreg由Sakaguchi等[51于1995年首次报 道。对其来源,多认为是CD4q"细胞在胸腺自然选择过程中 产生的,其分化由T细胞受体(TCR)与MHC—II类肽复合 物或胸腺内皮细胞递呈的外周自身抗原肽间高亲和力结合所 诱导。CD4 ̄CD2YTreg在胎儿及新生儿早期T细胞发育过程 中已有一定活性,能表达多种不同TCR,具有识别不同抗原 获得和维持及自身免疫的防御中起重要作用,在肿瘤、移植 耐受甚至是病原体感染等免疫反应调节中也扮演重要角色。 近年有研究提示Treg数量和/或功能的异常可能是RA自身免 疫异常发生发展的重要原因。因此,本文就近年来有关CD4 Treg及其在RA研究中的进展情况作一综述,以期加深对RA 发病机制的认识,为进一步研究RA的治疗打下基础。 的能力[61。在成人,部分CD4 ̄CD25+Treg分化自记忆CD4q" 细胞,因此,虽然胸腺随年龄增长而逐渐萎缩,但CD4+ 1 CD4ffreg的分类 Treg的概念早在1970年已由Gershon等【3_提出,但其 CD25 ̄Freg数量仍能始终稳定在一定范围 。目前认为, CD4+CD25+Treg在数量上占Treg大部分,其在维持自身耐受 基金项目:广东省自然科学基金资助项目(项目顺序号:05001703)。 作者简介:黄志祥(1984一),男,广东人,风湿内科在读硕士研究生。 通讯作者:李天旺(1971一),男,广东人,副主任医师,内科学博士,硕士研究生导师,主要研究方向为强直性脊柱炎等风湿病。 ・65・ 临床医学工程2008年第15卷第10期 Cfinical Medical Engineering 2008。15(10) 中的关键作用也已得到公认,具体表现为抑制T细胞增殖及 促使T细胞增殖、分化最重要的第二信号,而在T细胞活化 细胞因子和自身抗体的产生,并调节树突状细胞及单核巨噬 细胞功能等[51。鉴于CD4 ̄CD25q'reg为最主要的Treg,并且 目前绝大多数关于Treg的研究均集中于CD4+CD25q'reg,因 此,下文中除特别说明外,Treg均指CD4+CD25q'reg。 1.2 Tregl 后,由于CTLA一4对CD80/CD86配体有更高的亲和力,两者 结合形成负调节信号,同时也诱导APC产生吲哚胺加双氧 酶,导致色氨酸耗竭及毒性代谢产物形成而最终抑制T细胞 增殖㈣。但CTLA一4在Treg免疫抑制过程中的具体作用尚存 在争议,有人认为CTLA一4在此过程中是必不可少的,而也 人持否定态度。目前有报道提示CTLA一4与多种自身免疫病 如1型糖尿病、系统性红斑狼疮及Grave病存在遗传连锁 Tregl是由经异源抗原活化的人或鼠CD4"q"细胞在IL一10 存在的情况下,经克隆产生的一类诱导型Treg[81。IFN一仪可 增强IL一10诱导产生Tregl的能力[91。另外,抗原与CD2 共刺激,可通过IL一10非依赖途径诱导产生抗原特异性Treg, 产生大量IL一10,并具备调节功能[101。Tregl可产生高水平的 IL一10,中等量的TGF—B、IFN一 和IL一5,少量的IL一2,不 产生IL一4[81。Tregl的免疫抑制功能主要依赖于其所产生的 具有免疫调节功能的细胞因子,如IL一10和TGF—B 。 1.3Th3 Th3是另一类对黏膜免疫有重要意义的诱导型Treg,它 最早是在研究口服耐受机制时被发现的。肠道中高浓度的 TGF—p可刺激初始T细胞转化为Th3。Th3主要分泌TGF—p, 对Thl和Th2细胞都具抑制作用。此外,Th3可表达CD25、 细胞毒T淋巴细胞相关蛋白4(Cytotoxic T lymphocyte—asso— ciated protein 4,CTLA一4)和Forkhead box protein 3 (FoxP3),它主要经由抗原特异性途径激活而发挥免疫抑制功 能,同时可通过旁观者效应发挥非特异性免疫抑制作用 。 1.4其它类型Treg 除上述Treg细胞亚群外,还有部分CD4 和CD8+T细胞 亚群具有免疫抑制功能。如 8T细胞、CD8 CD28 ̄Freg、自然 杀伤细胞等,通过产生抑制性细胞因子如IL一10、TGF—B等 而影响Thl/Th2平衡,并进而发挥免疫抑制功能。部分B细 胞亚群也有免疫调节能力『13】。 2 Treg的表型、功能及其作用机制 正常小鼠Treg的表面抗原与CD4 CD25 ̄F细胞有明显不 同,其CD5,CD44,CD1la,CD54和CD103的表达均较 CD4 ̄CD25q"细胞高 ;Treg结构性表达CTLA一4,而CD4 CD25-T细胞则无表达[15 。此外,近年的研究提示糖皮质 激素诱导的肿瘤坏死因子相关蛋白家族(Tumour necrosis fac— tor receptor—related family,GITR)、淋巴细胞活化基因一3 (Lymphocyte activation gene一3,LAG一3)、CD27、CD127、神 经纤毛蛋白一1(Neuropilin一1,Nrp1)及FoxP3可能为Treg重 要的表面或细胞内分子标志物。 2.1 CTLA一4 CTLA一4持续表达于Treg,在CD4q"细胞活化时表达也 上升。初始T细胞表面的CD28与抗原提呈细胞(Antigen— presenting cell,APC)表面的CD80/CD86配体结合,可能是 ・66・ 但在RA的研究中尚未取得一致结论,有研究谓CTLA一4 多态性与RA易感性在亚洲人种中存在关联但在欧洲人种中 则否 。 2.2GITR GITR高表达于CD25 细胞,其配体位于APC表面。 GTIR主要向Treg传递活化信号,与其配体结合后可通过共刺 激效应活化CD4q'细胞增殖。抗GITR抗体可明显削弱Treg 的抑制功能。与CD25及cTLA_4相类似,GITR虽然高表达 于Treg,但活化的CD4 ̄T细胞GITR的表达也同样上调旧。 2.3 LAG一3 LAG一3是一种与MHC 11结合的CD4相关分子,主要表 达在活化的Treg上。据报道,LAG一3在Treg活化后选择性 上调,而抗LAG一3抗体可削弱Treg的抑制能力,另外,异 位表达于CD4 CD25q"细胞的LAG一3,可明显抑制这些细胞 本身的增值并使其具有抑制效应T细胞的功能㈣,说明 LAG一3本身可能具抑制’活ll生。有研究提示,高表达于Treg的 LAG一3在记忆T细胞活化后则迅速下降,说明LAG一3不仅 可作为Treg激活的标志,还可能标示Treg的调节活性[2q。 2.4CD27和CD127 CD27为T细胞表面分子之一,首先发现于幼年特发性 关节炎患者关节液T细胞中。研究发现,CD4 ̄CD25 CD27 Treg高水平表达FoxP3,可抑制T细胞增殖;而CD4 ̄CD25 CD27 ̄F细胞FoxP3表达低,可产生细胞因子且不抑制T细胞 增殖,因此有认为联合检测CD27和CD25可用于确定 FoxP3+Treg。但近来也有研究提示,CD27并非仅表达于 Treg,因此不能可靠地鉴定天然Treg[221。 CD127则是鉴别Treg较为特异的表面分子。研究发现, Treg中CD127表达与FoxP3呈负相关,能抑制人类CD4+Treg 功能,因此结合CD4和CD25高表达而CD127低表达,则可 鉴定出具有高度抑制活性、高表达FoxP3的Treg 。 2.5Nrpl Nrpl是一种持续表达的Treg表面受体,参与神经轴突导 向、血管形成及T细胞的激活。高表达Nrpl的CD4q"细胞亦 高水平表达FoxP3并具抑制功能,因此为Treg的一种特异表 面标记。Nrpl的表达水平与Treg的活性无关,而初始CD4 CD25q"细胞在其TCR激活后,Nrpl表达则下调。目前认为, 临床医学工程2008年第15卷第10期 C ̄nical MeScal En ̄neefing 2008.15(1O) Nrpl可能通过与FoxP3协同作用而调节T细胞活性 。 2.6 FoxP3 而治疗后病情控制良好的患者,Treg水平与正常人则无明显 差别,说明RA病程及治疗情况对Treg水平确实存在影响。 另外,不同研究中采用的Treg判断标准对实验结果也有影 FoxP3是Forkhead box转录因子家族的一员。近年的研 究证明,FoxP3对Treg的生长及抑制功能均起关键作用,因 此,FoxP3这一胞内标志物对Treg的鉴别有重要意义。在小 响,如采用CD4+CD25+为标准的研究,其结果与采用CD4 CD25 ̄为标准的研究可能会存在差异;采用不同标志物对 鼠中,FoxP3仅表达于Treg,在CD4+CD25一效应T细胞的激 活过程中则未见表达;而在人类,FoxP3不仅表达于Treg, 也可被诱导表达于CD4+CD25一效应T细胞并使其具备抑制功 Treg进行标记,其结果亦可不同。 在关节液的研究中,研究提示RA患者关节液Treg数量 较外周血明显升高 ,也较银屑病关节炎、脊柱关节病和幼 能呻】。FoxP3可能通过抑制转录过程中细胞因子及细胞表面 抗原基因的表达而发挥作用,目前已证实FoxP3能与一些基 因节段结合。相关研究表明,表达于非Treg的FoxP3在抑制 IL一2及IFN一 等基因表达的同时却可诱导CD25、GITR及 CTLA一4等基因的表达。TGF—B可诱导CD4+CD25 ̄F细胞表达 FoxP3,使之具备免疫抑制活性,IL一2在此过程中起重要作 用_13 ;而TNF则可通过抑制天然或诱导型Treg F0xP3的表 达而抑制Treg发挥功能 。 3 RA中Treg的异常及其在RA发生发展中的作用 Koetz等闭研究提示RA患者T细胞库存在异常,表现 为多样性明显减少和残留T细胞克隆过渡增生,这些异常在 起病时已存在,与病程及是否接受免疫调节治疗均无关,作 者认为胸腺功能早衰是RA患者T细胞库收缩的原因。天然 Treg来源于胸腺,如果RA患者T细胞库的收缩包括了天然 Treg克隆的丢失,那么胸腺功能缺陷很可能就是RA患者重 要的致病因素之一。因此,RA患者Treg数量及功能状态以 及其与T细胞库收缩的关系值得作深入研究,这对于明确 RA的病因、致病机制及研制新的治疗方法均有重要意义。 目前有关RA的实验动物模型,主要有胶原诱导的关节 炎(Collagen—induced aahfitis,CIA)和抗原诱导的关节炎 (Antigen—induced a ̄hritis,AIA)两类。Morgan等 在研究 小鼠CIA中发现,在Ⅱ型胶原免疫前除去小鼠Treg,小鼠 CIA的发生率将大大提高,其疾病严重程度也更高,而选择 性回输Treg则可逆转CIA小鼠的病情。随后在AIA小鼠的研 究也得到了类似结果。但Treg对CIA及AIA的治疗作用却不 尽相同,有报道于小鼠CIA早期输注Treg可明显减缓其疾病 进展,而输注Treg并不能改善AIA小鼠的预后。 在人类RA患者外周血Treg的研究中,虽然有报道谓 RA患者Treg数量与正常人无明显差异[28]甚或升高 ,但 更多研究则提示RA患者Treg数量明显下降 ,这主要是因 为RA患者Treg有自发凋亡倾向,尤其在疾病活动期,Treg 自发凋亡增加而致数量明显下降。上述不同研究结果的差异 可通过研究对象的不同如患者病程、病变严重程度或所接受 的治疗方案存在差异来作出部分解释。Lawson等f3叫发现未 经治疗的早期RA患者,其外周血Treg数量较正常人下降, 年特发性关节炎患者关节液高[321。RA患者关节液Treg数量 的升高,原因之一为炎症组织中丰富的趋化因子可吸引携带 有CCR4、CCR8的Treg自血液移行至炎症组织中;其次, RA病变关节中丰富的促炎细胞因子可使T细胞的CD25表达 上调,呈现Treg表型;此外,在RA治疗中常用的免疫抑制 药物也可通过增加IL一10的分泌而诱导更多的CD4 ̄T细胞转 化成Treg1 1 3 J1。从细胞表型而言,关节液Treg为活化 CD45RO+ ̄E忆T细胞,表达多种活化细胞标志物如HLA—DR, CD71等,区别于外周Treg。另外,关节液Treg高水平表达 CTLA一4、GITR、CD69、OX40、HLA—DR、CD25、FoxP3及 CD71,而CD62L的表达则下调,提示关节液Treg较外周血 Wreg具有更强的抑制活性l13,291。RA关节液巨噬细胞对Treg 功能的调节起重要作用。首先,RA患者滑膜血管翳的巨噬 细胞与T细胞接触,产生大量TNF— 和IL一1,Treg在TNF一 作用下高水平表达TNFR—II并与TNF一仅结合后,FoxP3表 达下调而导致Treg抑制功能减弱;其次,RA患者关节液中 CD68 单核巨嗜细胞分泌的IL一7在促进Treg和效应T细胞增 殖的同时,也通过诱导单核细胞产生TNF一 而降低Treg的 免疫抑制功能f331。 尽管RA患者关节液Treg的数量较外周血Treg高,对 CD4+T细胞也有一定的抑制能力,但却不能阻断RA关节软 骨及骨质的侵蚀破坏过程,其可能机制包括:①RA患者关 节液与外周血相比,其CD4+CD25一效应T细胞更不易受Treg 抑制 。@RA患者Treg仅能抑制CD4q"细胞的增殖,不能 抑制促炎细胞因子的产生_13】。③病变关节内抗炎与促炎细胞 因子比例失衡,抗炎细胞因子对Treg功能的促进不足以拮抗 促炎细胞因子对Treg功能的抑制,使炎症过程持续 。 近年抗TNF— 药物在RA治疗中展示了神奇的疗效,不 仅明显改善了大部分RA患者的临床症状,也明显降低了RA 的疾病活动性。研究提示,抗TNF一 治疗一方面直接中和了 关节液中的TNF一仅,并使Treg中TNFR—II表达下调而FoxP3 表达上升,恢复了Treg对细胞因子产生和对效应T细胞增殖 的抑制功能;另一方面,抗TNF一 治疗可通过抑制多种促炎 细胞因子的产生,纠正抗炎和促炎细胞因子间比例的失衡, 减弱促炎细胞因子对Treg功能的抑制;此外,抗TNF一0【治 疗可阻断Treg的自发凋亡过程,使RA患者外周血Treg恢复 ・67・ 临床医学工程2008年第15卷第10期 Clinical Medical Engineering 2008.15(10) 至接近正常水平I35-3 。因此,抗TNF一仅药物在RA治疗中的 [14]Itoh M,Takahashi T,Sakaguehi N,et a1.Thymus and autoimmunity: production of CD25 CD4 naturally anergic and suppressive T cells as a 良好疗效可能是通过对RA患者外周血及关节液Treg的直接 和间接调节作用实现的。 key function of the thymus in maintaining immunologic serf-tolerance.J Immunol,1999,162:5317—26. 4结语 尽管目前对体内外Treg都已进行了广泛的研究并取得了 重大进展,但关于Treg的作用机制和免疫生物学特性以及其 [15】McHugh RS,Whitters MJ,Piecirillo CA,et a1.CD4(+)CD25(+) immunoregulatory T cells:gene expression analysis reveals a functional role for the glucoeorticoid—induced TNF receptor.Immunity,2002,16: 31l一23. 在RA中确切的作用,尚未取得无争议的结论,因而仍需作 更深入的研究。我们完全有理由相信,随着研究的不断深入, 必将使我们对RA的发病机制有更准确的认识,并有可能使 Treg在治疗RA等自身免疫病方面取得新的突破。 参考文献 [1]Jiang H,Chess L.An integrated view of suppressor T cell subsets in immunoregulation.J Clin Invest,2004,1 14:1 198-208. 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(下转第71页) 临床医学工程2008年第15卷第10期 Clinical Medical Engineering 2008.15(10) 磷农药中毒患者极为重要。由于患者无力排痰,机械通气后 气道湿化不够或补液不足,液体丢失过多等因素都可使痰液 粘稠形成痰栓堵塞管口而造成窒息。因此在加强物理排痰方 法的基础上还应使用呼吸机的加温湿化系统,对气体进行有 效的湿化。吸入气体温度控制在30—35℃之间,以减少气道 干燥和肺感染。 Ⅲ内蒙古医学杂志,2005,37(4):381 ̄382. [2]赵得禄,李立君.国内外有机磷农药中毒的急救治疗fJ].中华内科 杂志,1994,33:630—632. [3]周丰美,冯志娟.活性炭胃肠灌洗抢救重症有机磷农药口服中毒患 者的临床研究lJI.实用护理杂志,2000,16:526. [4]李玲,徐汉桥.硫酸阿托品静脉滴注救治有机磷中毒的护理研究 rJ].实用护理杂志,2002,18:222—23. 5.加强对患者的心理护理 有机磷中毒的原因多是由于患者服毒自杀所致,患者清 醒后常表现为悲伤、不言语、无声落泪等复杂的心理变化。 护理人员应细心观察患者的精神状态和心理状态,了解患者 服毒自杀的原因、相关社会、家庭背景,有针对性做好心理 护理,富有同情心,并为患者保密,尽可能解除患者的思想 『51张小平.微量泵输注阿托品用于急性重度有机磷农药中毒的效果 观察『J】.中国实用护理杂志,2004,20:17, [6】王济彩,徐太英,袁堂明.有机磷中毒的抢救及护理[J].齐鲁护理 杂志,2003,9(9):683. [7]王琳,于登智.重度有机磷农药中毒合并中间综合征39例分析 叫.中华内科杂志,2002,39:127. 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