T細胞受體基因與疾病研究概況及進展

陸 晨，劉 凱(綜述)，岳 華(審校)

(新疆維吾爾自治區人民醫院腎病科，烏魯木齊830001)

T細胞受體(T-cell receptor，TCR)是T細胞表面能夠特異性識別抗原和介導免疫應答的分子，是免疫球蛋白超家族的成員之一。TCR的多態鏈依抗原結構和編碼基因不同，已證明有α、β、γ、δ 4種。隨著分子生物學研究的不斷發展，近年來人們采用不同手段探討了TCRα、β鏈基因多態性與疾病發生、發展的關系。同時隨著腫瘤研究的不斷深入，TCR的靶向識別作用越來越受到人們的青睞，通過TCR基因修飾的T細胞在治療惡性腫瘤等疾病方面具有巨大的發展潛能。TCR與疾病的相關性越來越受到人們的關注，現就TCR分子水平的研究現狀予以綜述。

1 TCR的理化特點

1.1 TCR分型 TCR是T細胞表面能夠特異性識別抗原和介導免疫應答的分子，TCR的多態鏈依抗原結構和編碼基因不同，已證明有 α、β、γ、δ4種，可分為αβTCR和γδTCR兩種不同類型，人類外周血中大多數為αβTCR(約95%)，少數為γδTCR(約5%)［1］。

1.2 TCR分子結構 TCR分子的4條多肽鏈可分為胞外、穿膜和細胞質三部分，肽鏈氨基端在細胞外，羧基端在細胞內，氨基端的氨基酸順序變化較大，稱為可變域;近膜端肽鏈氨基酸順序變化少，稱為保守域。根據受控基因片段的不同，細胞外肽鏈又分為V(可變區)、D(高變區)、J(結合區)、C(恒定區)4區，其中α鏈是由 V、J、C基因節段編碼的肽鏈，β鏈是由 V、D、J、C 基 因 節 段 編 碼 的肽鏈。

細胞外肽鏈可變域存在4個互補結合功能區(complementarity-determining religion，CDR1-4)，V基因編碼CDR1和CDR2，其中CDR3是唯一非胚系編碼的與抗原特異性結合部位［2］。TCR數量極為龐大的多態性主要由CDR3決定。CDR1和CDR2是TCR受主要組織相容性復合物(major histocompability complex，MHC)限制的結合部位，也就是 αTCR受MHC限制的原因部位。CDR4主要存在于β鏈上，是T細胞接受超抗原刺激部位。

1.3 TCR與MHC肽復合物結合起作用 T細胞通過它表面的TCR分子來識別外來抗原，抗原首先要被抗原遞呈細胞處理為9～14個氨基酸的多肽(抗原肽)，這些抗原肽和MHC分子一同在抗原遞呈細胞分子表面表達，TCR分子識別并結合的是MHC肽復合物，從而引起一連串的免疫反應。CD3和CD8在調節T細胞活化中起了重要作用，由TCR和CD3分子組成的TCR復合物與MHC抗原肽結合，為T細胞活化提供了第一信號。

1.4 TCR基因多樣性結構基礎 免疫系統具有識別大量外來抗原的能力，TCR分子作為免疫系統的重要一員，據估計αβ TCR可能有1019種，γδTCR可能有1023種，TCR的多樣性賦予T細胞識別外來抗原的巨大潛力。這種多樣性的產生主要有以下幾種機制:①TCR基因的多態性，即不同個體的同一核苷酸序列存在差異。②基因突變，如堿基插入、缺失和置換等。③TCR基因的重排和連接區的多樣性，這是TCR多樣性產生的最主要的機制。V、D、J和C重組產生的各種組合數是每個座位上基因數的乘積，重排時遵守12 bp間隔重組信號序列與23 bp間隔重組信號序列重組信號原則。

2 TCR基因與多種疾病的關聯性

TCRβ鏈基因主要位于人類第7號染色體上，近年研究表明，9號染色體上存在高度相似的同源系列，但并不參與功能性產物的編碼［3］。大量證據顯示，TCRVβ基因譜系和T細胞克隆性分析已廣泛用于多種疾病的研究［4，5］。

2.1 TCRVβ基因與彌漫性大B細胞淋巴瘤 彌漫性大B細胞淋巴瘤是成人淋巴瘤中最常見的一種類型，患者常表現為迅速增大的淋巴結，10%～15%患者有骨髓侵犯，40%～50%患者有淋巴結外病變，患者常出現發熱、盜汗、進行性消瘦等全身癥狀。本病病程進展迅速，如不予以積極治療，中位生存期不足一年。

葉靜梅等［6］利用反轉錄聚合酶鏈反應方法擴增6例彌漫性大B細胞淋巴瘤患者外周血單個核細胞中24個TCRVβ基因，并將PCR產物進一步做熒光標記和基因掃描，以分析CDR3長度而確定T細胞的克隆性。結果顯示，6例彌漫性大B細胞淋巴瘤患者分別表達9～20個TCRVβ亞家族。患者均存在1個或多個Vβ亞家族的克隆增殖T細胞，增殖形式包括寡克隆、寡克隆增殖趨勢及雙克隆。Vβ13和Vβ15亞家族出現克隆增殖性T細胞的頻率較高。

2.2 TCRVβ基因與慢性非細菌性前列腺炎/慢性骨盆疼痛綜合征 慢性前列腺炎是泌尿系統最常見的疾病之一，慢性非細菌性前列腺炎/慢性骨盆疼痛綜合征(abacterial prostatitis/chronic pelvic pain syndrome，CAP/CPPS)的發病率占慢性前列腺炎的90%～95%，臨床上主要表現為骨盆區疼痛、排尿異常及射精痛等癥狀。

王少剛等［7］采用反轉錄聚合酶鏈式反應的方法進行研究，探討了 CAP/CPPS 中 TCRVβ1、Vβ8、Vβ11、Vβ20基因的表達，以了解炎性反應在CAP/CPPS中的作用，結果顯示CAP/CPPS患者TCRVβ20基因的表達明顯高于正常對照組，TCRVβ1、Vβ8和 Vβ113個亞家族的表達兩組間差異均無統計學意義，表明CAP/CPPS患者存在TCRVβ20克隆偏移。

2.3 TCRα鏈基因與IgA腎病 單發和多發的家族性IgA腎病已被證實有強烈的種群性遺傳性背景，但其分子遺傳學機制尚未闡明。T細胞受體保守域α 鏈基因(T-cell receptorconstant α chain，TCRCα)編碼TCRα鏈近膜端保守域的氨基酸，位于14號染色體14q11～14q12［8］。近年來 TCRCα 基因多態性與IgA疾病的關系越來越受到人們的關注。

2.3.1 TCRCα －575A/G 基因多態性與 IgA 腎病薛超等［9］采用臨床病理分析和長期病例隨訪的方法，探討中國漢族人群中，TCRCα基因－575 A/G多態性與IgA腎病臨床病理的相關關系。臨床資料分析結果顯示，中國漢族人群中，TCRCα－575 AA基因型在肉眼血尿患者中出現頻率比其他基因型顯著升高，但各基因組在年齡、性別、血壓、血尿、蛋白尿、血清IgA水平等臨床指標中分布頻率均無統計學意義，提示肉眼血尿的發生可能與TCRCα－575 AA基因型相關。病理資料分析結果顯示，在IgA腎病Haas分級的Ⅱ+Ⅲ級的患者中，AA基因型其分布頻率相對于其他基因型有顯著增加，但在其他級別中未見顯著性差異。隨訪結果顯示，TCRCα基因－575 A/G不論是基因型還是等位基因，腎功能穩定組與進展組相比較均未見顯著性差異。從而得出結論，中國漢族人群中，TCRCα基因－575A/G多態性可能和肉眼血尿的發生及腎病病理相關，但可能與腎功能進展不相關。

2.3.2 TCRCα －560C/T基因多態性與 IgA 腎病Deenitchina等［10］研究發現，TCRCα －560TT 基因型患者蛋白尿發生率顯著降低，而CT基因型患者蛋白尿發生率顯著增高。提示C等位基因與患者發生蛋白尿相關，而T等位基因患者則不易發生蛋白尿。因而薛超等［11］同時進行了中國漢族人群中TCRCα－560C/T與IgA腎病腎功能變化進展的研究，臨床分析結果顯示，CT基因型在IgA患者中蛋白尿發生率顯著增高，而TT基因型顯著降低，提示C等位基因患者易于發生蛋白尿，但3種基因型與血壓、蛋白尿水平、血肌酐水平、血尿發生率及血IgA水平無關聯性。病理分析結果顯示，在IgA腎病病理中度改變(Ⅱ+Ⅲ)的總體分布頻率上差異有統計學意義，CC基因型分布頻率相對于其他基因型有顯著增高。隨訪結果顯示，TCRCα基因－560 C/T不論是基因型還是等位基因，在腎功能穩定組與進展組相比較均未見顯著性差異。從而得出結論，中國漢族人群中，TCRCα基因－560C/T多態性可能和IgA腎病蛋白尿的發生及腎病病理有一定關聯性，但可能與腎功能進展不相關。

結合新疆地方特色，探討TCRCα－560C/T基因多態性與新疆維吾爾族IgA腎病的關聯，選取150例維吾爾族IgAN患者和300例維吾爾族健康對照者，應用聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性法檢測維吾爾族IgA腎病患者TCRCα－560位置基因多態性，并與患者臨床資料進行相關性分析，結果發現，維吾爾族IgA腎病患者與正常健康對照在TCRCα－560 C/T多態性分布之間差異無統計學意義;維吾爾族IgA腎病患者中，CT基因型的患者持續性鏡下血尿伴蛋白尿發生率顯著性增高，從而得出結論，在本組新疆維吾爾族IgA腎病患者中TCRCα－560 C/T基因多態性可能與IgA腎病患者持續性鏡下血尿伴蛋白尿發生有一定的關聯性［10，11］。

3 TCR 基因與腫瘤治療

TCR與腫瘤的免疫監控、抗原特異性識別、T細胞激活和靶向識別殺傷腫瘤細胞有著密切關系，TCR表達異常是腫瘤免疫逃逸的主要原因之一［12，13］。目前TCR在腫瘤方面的研究進展主要是通過導入外源TCR基因并實現有效表達來激活無能的T細胞，恢復T細胞靶向識別和殺傷腫瘤細胞的功能。

呂麗珊等［14］以特異性識別肝癌細胞的TCRVβ7.1基因轉染健康人外周血淋巴細胞，觀察基因轉染前后T細胞對人肝癌細胞株 BEL-7402細胞的殺傷作用，并將轉染TCR基因的外周血單個核細胞注射于荷肝癌重度聯合免疫缺陷小鼠腫瘤周圍，研究結果表明，TCRVβ7.1基因成功轉染到T細胞并得到有效表達，且經TCRVβ7.1基因修飾后的淋巴細胞對肝癌BEL-7402細胞的殺傷作用明顯，外源性TCRVβ7.1基因修飾T細胞在荷肝癌小鼠體內的分布具有腫瘤靶向性。從而證明TCRVβ7.1基因修飾可顯著增強淋巴細胞對肝癌細胞的殺傷作用。Clay等［15］的研究表明，將TCR基因轉入健康人外周血淋巴細胞，可以在體外產生抗腫瘤效應細胞毒T細胞，該試驗結果還提示，這種方法對轉移性黑素瘤具有潛在治療作用。

p53蛋白在腫瘤浸潤、轉移及診斷治療方面的作用已成為研究的熱點，p53蛋白在多種惡性腫瘤中表達上調。Colen等［16］從識別人p53(264-272)多肽表位的小鼠高親和力細胞毒T細胞中克隆出TCRαβ基因，通過反轉錄病毒載體轉導人原代T細胞。轉導后T細胞可識別轉染野生型和突變型p53蛋白的HLA-A2.1+細胞，繼而篩選出 HLA-A2+/p53+，HLAA2－/p53+和HLA-A2+/p53－3種腫瘤細胞，將其與p53－TCR轉導的PBLs共培養，發現HLA-A2+/p53+共培養組明顯產生大量干擾素γ和白細胞介素2，而其余兩個組則沒有明顯產生，同時其他的細胞因子也在前者中檢測出，如白細胞介素4、白細胞介素10、腫瘤壞死因子α等。說明通過TCR基因修飾T細胞在治療惡性腫瘤等疾病方面具有巨大的發展潛能。

4 展望

TCR是T細胞表面能夠特異性識別抗原和介導免疫應答的分子，與自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤及腎臟疾病均有一定的關系，但疾病的發生、發展是多種致病因素的綜合作用。截止目前，TCR基因與疾病關聯性尚未完全清楚，隨著對TCR基因特別是TCR基因多態性的深入研究，將對上述疾病的發病機制有更明確和全面的認知和了解，進而為疾病的診斷及治療提供更加可靠、全面、系統和科學的證據。

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