移植物抗宿主病與T細胞調控研究新進展

胡曉麗 李志強

移植物抗宿主病與T細胞調控研究新進展

胡曉麗 李志強

移植物抗宿主?。╣raft-versus-host disease，GVHD）的發(fā)生是引起造血干細胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）失敗的最主要原因之一，而T細胞的激活、增殖、分化在GVHD的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。本文闡述T細胞在GVHD中的調控作用，為GVHD的基礎實驗以及臨床防治提供依據(jù)。

移植物抗宿主病 T細胞

異基因造血干細胞移植（allogeneic hematopoietic stem cell transplantation，allo-HSCT）是治療白血病、淋巴瘤以及其他惡性血液病和免疫學疾病的有效措施，但是造血干細胞移植后并發(fā)癥的發(fā)生大大影響其治療作用，其中移植物抗宿主?。╣raft-versus-host disease，GVHD）的發(fā)生是引起造血干細胞移植失敗的最主要原因。近年在血液學領域，針對GVHD的發(fā)生機制及其治療的研究甚多，在諸多研究中顯示供者T細胞的激活、增殖、分化在GVHD的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。供者的T細胞識別受者相異的抗原引起對靶器官的損傷，從而導致GVHD的發(fā)生。然而若體外將T細胞全部剔除，又會導致移植物抗腫瘤（graft-versus-tumor，GVL）效應的丟失，甚至引起嚴重感染，故研究各類T細胞在GVHD中的作用機制顯得至關重要。

1 CD4+T細胞與GVHD CD4+T細胞是指細胞表面表達CD4分子的T細胞，可識別由MHC-II類分子提呈的內源性抗原肽，其主要功能亞群是輔助T細胞。對臨床HSCT患者的研究表明，CD4+T細胞的重建明顯延后，導致CD4+/CD8+比例倒置[1]。CD4+T和/或CD8+T細胞均可導致GVHD，而CD4+T細胞被認為在GVHD中起主導作用。在GVHD病程的第3~4期臨床階段CD4+T和CD8+T均有升高，而在GVHD病程的第2~3期臨床階段僅CD4+T增高[2]。從TTGC57BL/6（人CD4+/+，鼠CD4-/-，HLA-DR3+/+）為供鼠的GVHD小鼠模型中，證明用CD4抗體預處理供鼠細胞可以減輕GVHD，同時保存GVL作用[3]。NSG小鼠中移植入人的外周血單核細胞（PBMCs），用CD4抗體預處理PBMCs同樣可明顯改善GVHD癥狀，并且保留GVL作用[4]。在NOG小鼠中植入人的臍帶血建立的移植物抗宿主模型中，發(fā)現(xiàn)閉塞性細支氣管炎中有大量的IL-26+CD26+CD4+T細胞浸潤[5]。但也有報道CD4+T細胞在GVHD中并不都是消極作用。NOG小鼠建立的人源化GVHD模型中，CD4+T加強CD8+T細胞通過IL-2途徑擴增以誘導GVHD，但同時CD4+T也促進供體細胞的植入[6]。

1.1 Th1細胞 Th1分泌細胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α，阻滯IL-17分泌可以促進Th1細胞的分化。T-bet、STAT1、STAT4以及c-Rel等轉錄因子對于Th1細胞的分化具有重要作用，其中尤以T-bet最重要。IFN-γ觸發(fā)的STAT1以及IL-12激活的STAT4與T-bet共同促進Th1細胞的分化[7]。Th1歷來被認為是致GVHD的主要細胞。HSCT后患者發(fā)生GVHD時，Th1相關的信號在早期就被激活[8]。Th1細胞可以通過IFN-γ和IL-2的釋放激活CD8+T細胞引起宿主靶細胞的凋亡[3]。骨髓間充質細胞（MSC）在大量實驗中驗證了其抗GVHD的作用，而近期研究發(fā)現(xiàn)MSC減輕GVHD的主要機制是通過腺苷途徑調節(jié)由Th1介導的炎癥。細胞表面表達CD39的Th1細胞在CD73同時存在的條件下，可以被MSC調節(jié)，從而減輕GVHD[9]。另外，IFN-γ是Th1分泌的主要細胞因子，但是IFN-/-的T細胞反而加重GVHD癥狀，這說明Th1在GVHD中的作用具有多面性。有學者認為發(fā)生GVHD時組織表達IFN-γ依賴的B7-H1，對于減輕Th1介導的組織損傷具有重要意義，IFN-/-不但削弱了Th1的作用，同時也減少了B7-H1的保護作用，可能在一定程度上解釋了IFN-/-的T細胞為何導致更嚴重的GVHD[10]。

1.2 Th2細胞 Th2分泌細胞因子IL-4、IL-5、IL-13。轉錄因子Gata3在Th2分化中起主要作用，STAT6、STAT5、STAT3在Th2分化中也具有重要意義[11]。Gata3在IL-4刺激下使STAT6磷酸化從而促進Th2細胞的分化[7]。Th2一般認為在GVHD啟動中不發(fā)揮作用，但可調節(jié)GVHD發(fā)揮保護作用。Th2以及Th17缺失時均可以引起Th1細胞的擴增，同時Th2和Th17可以下調Th1分化而進一步介導GVHD[10]。骨髓源性抑制細胞MDSC可使T細胞向Th2轉化，減輕GVHD[12]。另外，有研究表明Th2并不能減輕GVHD。如IFN-γ-/-以及IL-17-/-時Th2的損傷作用加大；STAT4-/-的Th2細胞也加重GVHD。在GVHD患者的皮膚活檢中發(fā)現(xiàn)有Th2細胞浸潤，且Th2相關的細胞因子如IL-4、IL-13以及驅化因子CCL17均有上調[13]。但有報道雖然在肺和皮膚中都有Th2細胞浸潤，但Th2并不引起皮膚損傷，只有在肺中才介導炎癥反應[10]。

1.3 Th17細胞 Th17分泌細胞因子IL-17、IL-21、IL-22。RORrt、STAT3、AhR和IRF4等轉錄因子對于Th17分化具有重要作用，其中尤以RORrt最重要[11]。TGF、IL-6、IL-1β以及IL-23可引起IL-17誘導的Th17細胞產生，阻滯IFN-γ分泌可促進Th17細胞分化[6]。Th17細胞加重GVHD的癥狀，引起皮膚和肺的嚴重癥狀[5，14]。在GVHD的靶器官中發(fā)現(xiàn)RORrt染色的Th17細胞極為豐富，阻斷STAT及mTOR信號途徑可以避免Th17細胞極化而消除GVHD的嚴重癥狀。STAT信號通路對于Th17極化具有重要作用，在GVHD患者中發(fā)現(xiàn)CD4+T細胞中的STAT被顯著激活，且Th17的數(shù)量與GVHD的臨床以及病理分級具有密切關系[8]。在慢性GVHD病程中，HSCT后Th17的升高發(fā)生在Th1和Th2上調后。當CD4+T細胞由Th1轉為Th17時，可能預示GVHD特定的靶器官損傷。利用主要組織相容性抗原（MHC）相合、微小抗原H不相合的小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，CD8+T細胞的溶細胞活性可能導致在GVHD靶器官中CD4+T向Th17轉化[14]。

1.4 CD4+Treg細胞 CD4+Treg細胞是調節(jié)性輔助T細胞，分泌IL-10和TGF-β等細胞因子。CD4+Treg細胞以表達于細胞表面的CD25以及核轉錄因子FOXP3為特征，對免疫反應具有負性調節(jié)作用[15]。Treg細胞種類繁多，僅傳統(tǒng)調節(jié)T細胞就包含了記憶性Treg（mTreg）和自然Treg（nTreg）兩類[16]。胸腺是Treg起源并實現(xiàn)上調FOXP3的重要場所。因此，許多治療有利于重建HSCT后胸腺起源的T細胞產生，以發(fā)揮Treg細胞在GVHD中的積極作用，但除nTreg外還有一群外周起源的誘導性Treg（iTreg），其在TGF-β以及IL-2的作用下由傳統(tǒng)的T細胞（Tcn）上調FOXP3轉化而來，此過程不依賴胸腺途徑產生，故可能切除胸腺并不影響Treg細胞在GVHD中發(fā)揮作用[17]。CD4+Treg細胞可以通過阻斷IL-6、IL-21促炎癥因子的分泌實現(xiàn)自身擴增以減輕GVHD[18]。Treg細胞的重建可以抑制快速單克隆增殖引起的致病性效應CD4+T細胞的擴增。研究表明CD4+FOXP3+的Treg頻率可以預示清髓性和非清髓性造血干細胞或者外周血單個核細胞移植后2周的GVHD的發(fā)生情況[1]。對HSCT后患者的觀察發(fā)現(xiàn)，總Treg、nTreg、mTreg以及它們與CD4+T細胞的相對比例與GVHD的發(fā)生有相關性[16]，但也有學者認為對Treg細胞研究還不深入，HSCT患者發(fā)生GVHD前期Treg細胞是升高的[2]。

1.5 Th22細胞 Th22是2009年被首次描述的一類分泌IL-22的細胞。在銀屑病、過敏性濕疹、皮炎等疾病的發(fā)生中占主導作用。Th22細胞分泌IL-22、IL-10和TNF-α等細胞因子。被激活的原始CD4+T細胞在IL-6以及TNF-α作用下分化為Th22細胞，在TGF-β高濃度時阻止分化。Th22的擴增受轉錄因子AHR的調節(jié)。近來關于Th22新型細胞的研究多集中在IL-22。IL-22是抗炎細胞因子IL-10的家族成員，既有抗炎作用又有促炎作用[11]。已有文獻表明IL-22通過IL-22R-STAT3途徑加重GVHD[19]。

1.6 Tfh細胞 Tfh是濾泡性輔助T細胞，高表達CXCR5，目前對于其是一群獨立的輔助T細胞還是其他傳統(tǒng)輔助T細胞的過度狀態(tài)，仍有爭議。B細胞分泌的IgA以及IgG可以上調Tfh細胞數(shù)量。轉錄抑制因子Bcl-6對Tfh活性具有重要作用。Bcl-6的集中表達可下調Tbox21和Gata3，提示T細胞向Thf轉化，抑制對Th1和Th2細胞極化具有重要意義的轉錄因子的表達[11]。濾泡性輔助T細胞可使供者起源的B細胞活化和成熟，導致慢性GVHD[5]。Tfh分泌IL-21，阻滯IL-21可明顯改善GVHD，但Tfh的作用仍需進一步研究。

2 CD8+T細胞與GVHD CD8+T細胞是指細胞表面表達CD8分子的T細胞，可識別由MHC-I類分子提呈的內源性抗原肽，主要功能亞群是細胞毒性T細胞。顆粒酶B（GzmB）被認為是CD8+T細胞致GVHD的主要原因，但目前大多數(shù)仍認為在GVHD中CD8+T細胞不起主導作用。HSCT后2周CD8+/CD4+比例低下與GVHD的發(fā)生密切相關[20]。記憶性CD8+效應T細胞可以減輕GVHD，這可能依賴于其分泌IFN-γ的能力與原始T細胞不一樣，但也有報道記憶性CD8+效應T細胞加重GVHD[21]。200例HSCT后的患者在第28天、發(fā)生aGVHD之前，記憶性CD8+效應T升高[22]。新近發(fā)現(xiàn)表達NKG2D的CD8+T細胞可以減輕GVHD。原始CD8+T細胞不表達NKG2D，但在TCR刺激后可以產生。CD8+T細胞表面NKG2D的表達提示IL-15在GVHD中起重要作用[23]。需要指出的是，在慢性GVHD模型中，CD8+T細胞較CD4+T細胞在GVHD病程中起主導作用[24]。大量文獻證明CD8較CD4在介導GVL效應上占據(jù)主導地位[24]。CD8+T細胞可以被高表達B7分子的抗原提成細胞直接激活而不需要CD4+輔助T細胞。由Th1細胞激活的CD8+T細胞可以不通過穿孔素–顆粒酶B途徑，而是通過FAS-FASL途徑，從而介導GVL效應[3]。但CD8+T細胞表面的FasL可以被iTreg下調[25]，可能導致GVL效應的丟失。GZMB-/-CD8+T細胞可以減輕GVHD，但同時失去GVL的作用[26]。

2.1 Tc1細胞 Tc1分泌的細胞因子與Th1類似，如IFN-γ、IL-2。Tc1具有穿孔素和Fas兩條殺傷細胞的途徑[27]。Tc1向效應性Tc1的分化是由IL-12增加T-bet和Id2的表達，IL-2上調Id2的表達，從而控制Id3和BCL-6實現(xiàn)的。IL-12通過PI3K-AKT以及STAT4信號途徑加強mTOR活性也能誘導這種分化。Foxo1使轉錄因子由T-bet向Eomes轉化從而誘導記憶性Tc1細胞的分化，mTOR會使轉錄因子Foxo1失活。此外，細胞間的相互接觸、MHC-TCR相互作用以及主要轉錄因子Eomes、T-bet、Blimp-1、BCL-6、Id2、Id3、TCF-7和Foxo1的表達以及各轉錄因子間的平衡，對效應性Tc1分化傾向也具有重要作用，有氧磷酸化的代謝可以維持這種穩(wěn)定的分化傾向，而IRF4有利于氧化磷酸化的代謝過程[28]。IL-2以及IL-12可以上調GVHD病程中Tc1的數(shù)量，Tc1在誘導GVHD的同時也介導GVL作用[29]。

2.2 Tc2細胞 Tc2分泌的細胞因子與Th2類似，分泌IL-4、IL-6、IL-10，但分泌IL-4的能力大大弱于Th2，特異性轉錄因子Gata3也不及Th2細胞。Tc2細胞主要通過穿孔素介導細胞溶解。Tc2細胞可以減輕GVHD并介導GVL效應，在調節(jié)GVHD、預防移植物排斥反應、介導GVL中均有作用[27]。這可能與其分泌的細胞因子，通過Fas途徑介導殺傷時有一定的自限能力有關。Tc2細胞對于異體移植的免疫平衡也有益處，但Tc2細胞介導的GVL效應可被細胞因子IL-10消除[29]。

2.3 Tc17細胞 Tc17是分泌IL-17的CD8+T細胞，表達轉錄因子RORrt以及RORa，RORrt-/-的T細胞無法在體內/體外分化為Tc17細胞，DCs在IL-6協(xié)同下通過抗原提呈可以使Tc17完成分化。Tc17是一群新發(fā)現(xiàn)的細胞毒性T細胞亞型，近期研究表明Tc17細胞可能參與GVHD病程。Tc17出現(xiàn)在GVHD早期，可能在GVHD啟動中起關鍵作用[30]，干擾T-bet可增加Tc17數(shù)量并誘導GVHD發(fā)生[31]。有研究表明Tc17不但導致GVHD且對于GVL完全沒有作用[32]，故在T細胞中去除Tc17細胞，對于治療GVHD同時誘導GVL效應可能具有重要意義。

2.4 CD8+Treg細胞 CD8+Treg細胞在細胞表面表達與CD4+Treg細胞相同的分子如GITR、CD103、CTLA-4，在體外同樣顯示出免疫抑制活性，對GVHD具有抑制作用。骨髓移植后在胃腸道中可以觀測到大量的CD8+Treg細胞，這些細胞通過抑制MHC-H限制的T細胞反應預防GVHD[28]。另外，CD8+iTreg細胞數(shù)量在HSCT后早期占絕對優(yōu)勢，但在HSCT后4周完全檢測不到，可能與FOXP3在炎癥環(huán)境中無法穩(wěn)定存在有關[18]。

總之，T細胞種類繁多，其表面的特征性分子和免疫學特征仍待挖掘，并且中間狀態(tài)的T細胞的功能也有待進一步探究，這對于抑制GVHD，保留GVL均具有重要的臨床意義。由于在GVHD的不同組織損傷中可能由不同的T細胞起作用，有的可能同時具有促進和抑制的雙重作用，另外在不同的模型以及不同藥物干預中T細胞的角色也在不斷變化，故探究在GVHD中起作用的T細胞及其機制仍任重而道遠。

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R392.4

A

1671-2587（2017）03-0309-04

2017-01-12）

（本文編輯：王紅梅）

10.3969/j.issn.1671-2587.2017.03.029

200233 上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院

胡曉麗（1991–），女，在讀碩士研究生，主要從事腫瘤血液病學研究，（Tel）15000026531（E-mail）15000026531@163.com。

李志強（1963–），男，主任醫(yī)師，教授，主要從事血液病學與輸血反應診防研究，（Tel）021-24058703（E-mail）kcb039@126.com。