調(diào)節(jié)性T細胞在過敏性鼻炎及抗原特異性免疫治療中的作用

婁 瑋 王成碩 張 羅

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科北京市耳鼻咽喉科研究所耳鼻咽喉頭頸科學(xué)重點實驗室，北京100730)

過敏性鼻炎(allergic rhinitis，AR)其發(fā)生機制主要是特應(yīng)性個體(atopic individual)接觸變應(yīng)原后發(fā)生以IgE介導(dǎo)的鼻黏膜慢性炎性反應(yīng)，整個反應(yīng)過程中多種炎性細胞參與其中，包括效應(yīng)T細胞、自然殺傷T細胞，嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、肥大細胞，靜息的組織細胞和調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells，Treg細胞)等［1-2］。大量研究［3-4］顯示 Treg 細胞作為免疫負(fù)調(diào)節(jié)的角色出現(xiàn)，在免疫耐受中發(fā)揮著舉足輕重的作用。動物的實驗研究顯示，過繼性轉(zhuǎn)移Treg細胞可防治或減輕T細胞介導(dǎo)的疾病，包括變態(tài)反應(yīng)性疾病、哮喘、自身免疫性疾病、移植免疫排斥反應(yīng)等，它可使機體對變應(yīng)原、自身抗原、異體抗原形成免疫耐受。因此，誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗原特異性Treg細胞已經(jīng)變成治療過敏性疾病的一大目標(biāo)，臨床研究結(jié)果表明抗原特異性免疫治療是目前唯一能誘導(dǎo)人體產(chǎn)生抗原特異性Treg細胞的有效手段。而對Treg細胞在過敏性鼻炎發(fā)病及抗原特異性免疫治療中的作用研究仍在探索之中。

1 調(diào)節(jié)性T細胞

廣義而言具有免疫抑制或免疫調(diào)節(jié)作用的T細胞統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)，它能防止機體對自身抗原或環(huán)境中的無害抗原包括過敏原產(chǎn)生免疫反應(yīng)，它們限制機體對抗致病原的免疫反應(yīng)以減少因清除病原體而導(dǎo)致的組織自身免疫損傷。然而，眾所周知NK細胞，NKT細胞，CD8+T細胞，B細胞和肥大細胞等都具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用，但目前學(xué)者將焦點放在了CD4+Treg細胞上，主要是由于其能產(chǎn)生且擴增與疾病相關(guān)抗原特異性抑制細胞［5-7］。

1.1 調(diào)節(jié)性T細胞的來源及分類

早在20世紀(jì)70年代人們就發(fā)現(xiàn)了機體中存在一群具有免疫抑制作用的細胞，但一直苦于沒有明確的細胞表面標(biāo)記，使研究一直處于停滯狀態(tài)。到20世紀(jì)90年代，人們對Treg細胞有了進一步的認(rèn)識。根據(jù)來源的不同人們將Treg細胞人為的分成天然Treg細胞(natural regulatory T cells，nTreg細胞，主要為CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞)和誘導(dǎo)Treg細胞(inducible regulatory T cells，iTreg細胞，主要包括 CD4+CD25+Foxp3+Foxp3-Treg細胞，Tr1，Th3 等)，nTreg主要來源于胸腺，其發(fā)育時期即作為抑制針對自身抗原反應(yīng)的T細胞亞群而存在，主要特異性針對自身抗原發(fā)揮免疫抑制/調(diào)解作用。iTreg細胞是來自胸腺的幼稚T細胞(na?ve T cell)在外周經(jīng)抗原誘導(dǎo)分化而發(fā)育成熟而獲得免疫抑制活性，主要針對外源性的抗原發(fā)揮作用。

至于胸腺來源的和外周誘導(dǎo)的Foxp3+Treg細胞在過敏性疾病中的作用孰重孰輕目前仍難以定奪。外周免疫誘導(dǎo)作為一重要機制主要針對外源性的或環(huán)境中的抗原(包括變應(yīng)原)產(chǎn)生特異性的Foxp3+Treg細胞，并且這群細胞隨著年齡的增長會持續(xù)存在，這一理論在小鼠的實驗?zāi)Ｐ椭幸训玫阶C實，針對過敏性呼吸道疾病的Foxp3+Treg細胞被成功誘導(dǎo)。另外一群具有分泌大量IL-10的Treg細胞被稱作Tr1細胞(或稱IL-10-Treg細胞)，這群細胞被認(rèn)為在特異性維持氣道免疫環(huán)境穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用［3］。而分泌TGF-β的Treg細胞(Th3細胞)主要與腸道免疫有關(guān)［8］，但同時也會在肺部炎性反應(yīng)清除病變的同時，促進纖維化與組織重塑等。

1.2 調(diào)節(jié)性T細胞的標(biāo)記

長期以來使Treg細胞的研究一直處于爭議之中的關(guān)鍵就是缺乏獨特的細胞表面標(biāo)記來定義這些免疫抑制細胞。學(xué)者們最先發(fā)現(xiàn)天然Treg細胞和部分誘導(dǎo)Treg細胞表面穩(wěn)定地表達IL-2受體(IL-2R)的α鏈，即CD25，因此將CD4+CD25+T作為Treg細胞標(biāo)記，然而CD25可以表達在所有活化的T細胞表面，一直以來以CD4+CD25+T作為Treg細胞標(biāo)記試圖對過敏性疾病中的Treg細胞功能進行研究，不同的研究組采取各自的方法分離，研究同一細胞，所得出的結(jié)論不同甚至是矛盾，使得對該病的認(rèn)識陷入泥潭之中。此外的細胞標(biāo)記還包括 CD62L，CTLA-4，GITR等［9］，但多數(shù)均證實也被活化的效應(yīng)T細胞所表達。

后來人們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3，一個叉頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子，被報道是CD4+CD25+Treg細胞特有的一個標(biāo)記物，它表達在大多數(shù)的CD4+CD25highT細胞和少部分CD4+CD25intT細胞，且其與CD4+CD25+Treg細胞表型和功能的維系密切相關(guān)。將Foxp3轉(zhuǎn)入幼稚T細胞(na?ve T cell)內(nèi)可使其產(chǎn)生類似 CD4+CD25+Treg細胞的表型特征［10］，如細胞表面表達 CD25、CTLA-4等抗原，并具備抑制活性。但同時在人類Foxp3的表達可以在活化的效應(yīng)T細胞被短暫的誘導(dǎo)，可又不具有Treg細胞的功能。且因其是核蛋白，從分離Treg細胞的角度講Foxp3的意義是有限的。然而，盡管如此，人們想盡辦法，展開了大量的Treg細胞在過敏性疾病中的功能性研究，如 CD25+，F(xiàn)oxp3+，CD127-等標(biāo)記表型劃定了一群有意義的Treg細胞。迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于Tr1細胞和Th3細胞特異性的表面標(biāo)記。

1.3 調(diào)節(jié)性T細胞的作用機制

關(guān)于Treg細胞的作用機制目前仍不十分清楚。Treg細胞可以通過一系列的免疫學(xué)機制(包括依賴細胞接觸途徑、競爭細胞生長因子、細胞毒性、分泌抑制因子等)抑制T淋巴細胞、抗原遞呈細胞和幼稚細胞的功能。而多數(shù)的研究［4，10］表明通過分泌細胞抑制因子如IL-10，TGF-β是其發(fā)揮作用的主要方式。

多數(shù)的研究者都一致認(rèn)為盡管不同種類的Treg細胞均具有抗原特異性，但卻以非抗原特異性的途徑發(fā)揮著免疫抑制作用。像目前比較清楚的有Th3細胞通過分泌TGF-β、Tr1細胞通過分泌IL-10發(fā)揮免疫抑制作用。相比較而言，多數(shù)報道指出CD4+CD25highFoxp3+Treg細胞在人和小鼠中主要是依賴細胞接觸機制發(fā)揮作用。但是Treg細胞表面分子及其在免疫抑制過程中的作用途徑目前還不十分清楚。

而無論是人或鼠，CD4+CD25+Treg細胞都是通過細胞連接依賴性機制發(fā)揮作用的。但參與該細胞連接介導(dǎo)的抑制機制的表面分子和信號途徑尚未能明確。其細胞膜表面的CTLA-4和可溶性TGF-β提供免疫抑制信號已被證實［11］。在小鼠和人的實驗研究中有報道［12］，CTLA-4和可溶性 TGF-β 的聯(lián)合作用可阻斷靶細胞CD4+或CD8+CD25-T細胞增生和功能實現(xiàn)。通過對胸腺的 CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞抑制機制研究［13］表明Th2細胞較Th1細胞對CTLA-4/mTGF-β介導(dǎo)的免疫抑制機制更為敏感?？墒窃诤髞淼膱蟮乐杏醒芯浚?4］顯示依賴CTLA-4/mTGF-β介導(dǎo)的免疫抑制途徑的機制遭到質(zhì)疑，因為在缺乏TGF-β1的情況下CD4+CD25+Treg細胞的免疫抑制作用依舊存在。值得注意的是，有研究［15］表明TGF-β在Treg細胞抑制活性和Foxp3的表達和(或)維持上發(fā)揮不可或缺的作用。在人體，經(jīng)過TGF-β治療后自然和誘導(dǎo)CD4+CD25+Treg細胞能對CD4+CD25-T細胞更好的發(fā)揮免疫抑制作用，而在小鼠實驗中卻未能得到同樣的驗證。CTLA-4在CD4+CD25+Treg細胞抑制活性中的作用主要表現(xiàn)在上調(diào)同一細胞表面的TGF-β的表達。相反，CD4+CD25+Treg細胞表面的另一類分子GITR在TGF-β的存在下，在抗-GITR抗體或刺激GITR配體作用下削弱CD4+CD25+Treg細胞的抑制作用，起到了負(fù)調(diào)節(jié)的作用［16］。

2 調(diào)節(jié)性T細胞在過敏性鼻炎發(fā)病機制中的作用

特應(yīng)性個體在遇到過敏原后不能正常地建立起免疫耐受狀態(tài)，繼而發(fā)生過敏性炎性反應(yīng)。整個的免疫反應(yīng)過程，可被分為炎性細胞活化、靶器官遷徙、存活、激活及免疫細胞的效應(yīng)反應(yīng)［17］。過敏性炎性反應(yīng)發(fā)生的初始階段主要是抗原特異性CD4+T細胞的產(chǎn)生，T細胞可以被吸入過敏原活化，它們在鼻相關(guān)的趨化因子網(wǎng)的作用下發(fā)生器官選擇性遷徙，從而炎性反應(yīng)細胞在局部組織存活發(fā)生炎性反應(yīng)［18］，在IL-4的作用和持續(xù)的抗原刺激下，未分化T細胞被抗原遞呈細胞活化，向Th2細胞分化。而抗原特異性Th2細胞的活化導(dǎo)致大量Th2細胞因子的產(chǎn)生，包括IL-4、IL-5、IL-9和IL-13等，從而介導(dǎo)重要的免疫調(diào)節(jié)和效應(yīng)作用。這些因子誘導(dǎo)B細胞產(chǎn)生抗原特異性IgE(大部分的IgE產(chǎn)生是在淋巴組織和骨髓完成，在局部組織如鼻黏膜也可觀察到局部IgE的產(chǎn)生)，炎性反應(yīng)的發(fā)展及嗜酸性粒細胞向局部組織遷徙，黏液產(chǎn)生［19］。IgE介導(dǎo)的嗜中性粒細胞和肥大細胞脫顆粒導(dǎo)致了I型變態(tài)反應(yīng)炎癥的發(fā)生。而Th1細胞促成了過敏性炎性反應(yīng)的形成及效應(yīng)階段，特別是在活化和促進靜息的組織細胞凋亡［20］。

過敏性炎性反應(yīng)中，T細胞作為一個重要的細胞亞群在局部組織中大量浸潤，產(chǎn)生免疫失調(diào)反應(yīng)，而這種“失控”狀態(tài)促使了過敏性炎性反應(yīng)的持續(xù)存在。然而在正常個體和成功免疫治療的個體中，Treg細胞通過分泌IL-10、TGF-β等細胞因子或細胞-細胞接觸機制參與到了整個抗原特異性外周免疫耐受的調(diào)控過程，如抑制抗原特異性IgE產(chǎn)生、誘導(dǎo)非炎性抗體IgG4等的產(chǎn)生，抑制肥大細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞的過敏性炎性反應(yīng)。更重要的是Treg細胞抑制Th2細胞的細胞因子的釋放，如IL-4，IL-5，IL-9和IL-13等，從而間接抑制了細胞的分化、局部存活、部分細胞的活化(如肥大細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞等)及Th2細胞歸巢等。此外抑制Th0/Th1細胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化，從而減少局部組織的損傷。

既然Treg細胞在外周免疫耐受中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用，那么其在過敏性炎性反應(yīng)的發(fā)病中的作用如何呢?有研究［21］顯示，在特應(yīng)性個體中，抗原調(diào)節(jié)性Treg細胞數(shù)量和(或)功能存在缺陷。部分研究［22］表明，過敏性兒童的Treg細胞在過敏季節(jié)數(shù)量增加。部分研究［23］中外周抗原特異性 CD4+CD25highFoxp3+Treg細胞在特應(yīng)性個體和健康個體中未發(fā)現(xiàn)顯著差異。但卻有研究［24］證實Foxp3的表達與IgE，嗜酸性粒細胞，IFN-γ的水平呈負(fù)相關(guān)，F(xiàn)OXP3+/CD4+的比率在過敏性個體中顯著降低。通過細胞因子譜化分T細胞亞群，分別以分泌 IFN-γ，IL-4，IL-10的抗原特異性CD4+T細胞代表Th1，Th2和Tr1細胞，研究顯示，雖然在健康個體和變應(yīng)性個體中這3種細胞亞群均存在，但是比例有所不同。研究［21］表明在健康個體中主要表現(xiàn)為可探測的以抗原特異性的IgG反映為主，Tr1細胞作為主要細胞亞群針對環(huán)境中的一般抗原反應(yīng)。在過敏性個體中是以分泌IL-4的Th2細胞反應(yīng)為主。因此效應(yīng)Th2細胞或Tr1細胞在外周所占的比重決定了機體免疫狀態(tài)。

3 調(diào)節(jié)性T細胞在抗原特異性免疫治療中的作用

目前，過敏性鼻炎癥狀可通過抗組胺藥物、抗白三烯藥物、糖皮質(zhì)激素藥物等得以緩解，但這只是暫時的抑制IgE介導(dǎo)的過敏性反應(yīng)(如過敏性鼻炎、過敏性結(jié)膜炎等)。而抗原特異性免疫治療對過敏性疾病的治療遠期療效卻是顯著的，它不僅可抑制過敏反應(yīng)的發(fā)生，還可有效改善過敏癥狀，并可以防止其對新的過敏原產(chǎn)生過敏反應(yīng)［25］，降低過敏性鼻炎患者發(fā)展成為哮喘的概率［26］。盡管其在臨床中的應(yīng)用已近一個世紀(jì)，然而其作用機制仍在探索之中［27］。

3.1 SIT調(diào)節(jié)Th2-Th1反應(yīng)平衡

一直以來人們認(rèn)為，過敏性炎性反應(yīng)是由Th1-Th2細胞反應(yīng)失衡所導(dǎo)致，因而大量學(xué)者將免疫治療機制研究放在了Th1-Th2細胞的免疫反應(yīng)平衡中，研究顯示成功的抗原特異性免疫治療的確可以使免疫反應(yīng)從以Th2細胞反應(yīng)為主向Th1細胞反應(yīng)方向偏移［28-29］，而隨著研究的不斷深入及認(rèn)識的不斷加深，發(fā)現(xiàn)這一理解未免有些片面，在過敏性炎性反應(yīng)的發(fā)生的整個過程中均需要外周T細胞的活化，因此T細胞的免疫耐受可減少或終止以上反應(yīng)的發(fā)生。

3.2 SIT誘導(dǎo)外周Treg細胞形成免疫耐受

外周抗原特異性免疫耐受的誘導(dǎo)是抗原特異性免疫治療的關(guān)鍵。外周T細胞的免疫耐受主要是誘導(dǎo)產(chǎn)生抗原特異性Treg細胞，從而抑制效應(yīng)細胞的活化及增生，主要表現(xiàn)為在其遇到抗原后顯示為“無能”，從而克服變態(tài)反應(yīng)中的速發(fā)象和遲發(fā)象反應(yīng)。外周抗原特異性免疫耐受涉及多個抑制因子，如IL-10、TGF-β、細胞毒性T淋巴細胞抗原-4(CTLA-4)等。因此，抗原特異性外周T細胞免疫抑制通過IL-10、TGF-β等細胞因子(主要是由Tr1細胞自分泌產(chǎn)生)介導(dǎo)發(fā)揮作用。臨床研究表明，在經(jīng)過抗原特異性免疫治療的個體上調(diào)了CD4+CD25+Treg細胞的抑制細胞增生作用，在經(jīng)過花粉免疫治療之后增加了外周血和黏膜組織中的 IL-10［30］和 TGF-β［31］的表達。對蜂毒過敏的研究可作為抗原特異性免疫治療機制研究的經(jīng)典模型，經(jīng)歷多次蜂蟲叮咬之后，蜂毒抗原特異性Th1和Th2細胞克隆增生，同時向分泌IL-10的Tr1細胞反應(yīng)轉(zhuǎn)化，結(jié)果減少了T細胞介導(dǎo)的皮下遲發(fā)反應(yīng)的發(fā)生，抑制抗原特異性T細胞的增生和Th1和Th2細胞因子的分泌。除此之外，抗原特異性免疫治療能有效的調(diào)節(jié)肥大細胞、嗜堿性粒細胞活化閾值減少IgE介導(dǎo)的組胺釋放［32］。此外，IL-10減少肥大細胞致炎因子的釋放，還下調(diào)嗜酸性細胞的功能、活化，抑制IL-5的產(chǎn)生。另外，還發(fā)現(xiàn)肥大細胞和嗜酸性粒細胞數(shù)量的減少 ，包括相應(yīng)介質(zhì)釋放的減少［33］，然而這些免疫學(xué)的改變往往伴隨著外周血中調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量(CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞，Tr1細胞)的增加和(或)功能的提高，這些可以說是誘導(dǎo)T細胞免疫耐受的結(jié)果。

3.3 SIT誘導(dǎo)Treg對血清抗體的調(diào)節(jié)

哪些Treg細胞能調(diào)節(jié)B細胞作用而調(diào)節(jié)血清抗體的產(chǎn)生是問題的關(guān)鍵。對小鼠的研究［34］顯示，CD4+CD25+CD69-Treg細胞可轉(zhuǎn)移到生發(fā)中心，以負(fù)性調(diào)節(jié)B依賴T細胞的抗體產(chǎn)生。盡管通過免疫治療的外周T細胞的免疫耐受形成得到證實，而特異性免疫治療期間B細胞產(chǎn)生抗原特異性IgE，IgG4抗體的能力沒被抑制［35］。研究證實健康個體中針對塵螨抗原血清中的抗體主要是特異性IgA和IgG4，伴隨少量的IgG1反應(yīng)和極其少量的IgE。在免疫治療的早期血清中抗原特異性IgE、IgG4抗體的水平升高，其中IgG4抗體升高的尤為顯著，IgE/IgG4比率的降低可達到10～100倍。IL-10對總的和抗原特異性IgE具有潛在的抑制作用，而同時可刺激抗原特異性IgG4的產(chǎn)生。對治療初期的研究［36］證實，70 d的屋塵螨抗原特異性免疫治療沒有顯著降低抗原特異性IgE水平，然而卻顯著增加了大量的 IgA，IgG1和IgG4［36］，這些抗體的增加同時伴隨著血清中IL-10和TGF-β的增加。這些研究表明抗原特異性免疫治療中，Treg細胞除了有抑制效應(yīng)細胞的增生及反應(yīng)的能力，同時還調(diào)節(jié)血清中的抗體水平。

3.4 SIT誘導(dǎo)局部組織Treg表達

研究表明抗原特異性免疫治療的確使外周血中免疫狀態(tài)發(fā)生改變，那么在外周局部組織的反應(yīng)是否也是如此呢?有學(xué)者觀察經(jīng)過花粉特異性免疫治療后鼻黏膜的T細胞反應(yīng)，研究顯示經(jīng)過治療后增加了T細胞的IL-10 mRNA的表達，然而，與在外周血中觀察的結(jié)果不同的是抗原的暴露并未增加非特應(yīng)性個體的局部組織中IL-10的表達。經(jīng)過抗原特異性免疫治療之后，局部鼻黏膜組織中的Th1細胞的活化及CD4+CD25+T細胞在局部黏膜的增加得到證實［37-38］，不能完全反映外周的免疫耐受狀態(tài)，主要與反應(yīng)的不同階段有關(guān)，如細胞凋亡，細胞轉(zhuǎn)移，細胞歸巢，存活信號，這些都和抗原暴露及環(huán)境因素有關(guān)。

4 展望

近年來人們對Treg的認(rèn)識不斷深入，關(guān)于Treg細胞與過敏性疾病的關(guān)系的研究已經(jīng)引起了變態(tài)反應(yīng)學(xué)界的高度重視。Treg細胞在維持自身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和免疫耐受的形成過程中具有不可替代的作用。而Treg細胞的形成或功能的缺陷與過敏性鼻炎有著密切關(guān)系，對于其功能調(diào)控機制的研究也就自然成為了呼吸道變應(yīng)性疾病研究的一個重要靶點。盡管在過去的十幾年間學(xué)者作出了巨大努力，但有關(guān)這些細胞從識別、分離，到作用機制和免疫生物學(xué)特性的研究，乃至到進一步的治療策略的臨床開發(fā)與應(yīng)用都存在未知。但我們堅信只要堅持不懈地走下去相信一定會在基礎(chǔ)和臨床研究方面取得重大進展，造福于病患。

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