調節T細胞與1型糖尿病研究進展

齊翠娟 綜述 肖新華 審校

綜 述

調節T細胞與1型糖尿病研究進展

齊翠娟 綜述 肖新華 審校

1型糖尿病；調節T細胞；自身反應性T細胞

1型糖尿病是一種由T細胞介導的胰腺β細胞進行性損傷的自身免疫性疾病，當β細胞大量被破壞時，胰島素分泌不足引起血糖升高甚至酮癥酸中毒癥狀。該病的發病機制與自身抗原有關，包括胰島素、谷氨酸脫羧酶(GAD)、酪氨酸酶樣蛋白(IA2)，這些抗原的暴露可引起體內一系列的自身免疫過程。通常認為，自身反應T細胞(auto reactive CD4+effector T cells，Teffs)通過分泌IFN-γ和IL-2等細胞因子引起胰島細胞炎性反應及破壞，在1型糖尿病發生中發揮了重要作用。越來越多的研究表明，具有免疫抑制作用的調節T細胞(regular T cells，Tregs)在免疫穩態的維持中有重要作用，Tregs數量或功能的下降均可促進自身免疫性疾病包括1型糖尿病的發生[1]。通過改變Tregs的反應可以延緩1型糖尿病的發生，這為1型糖尿病的治療開辟了新的思路。筆者就Tregs在1型糖尿病發病中的作用機制及其相關治療策略作一綜述。

1 Tregs的分類及生理作用

1.1 Tregs的分類及特性 目前發現的Tregs，根據其來源、性質及效應機制將其分為兩類，即胸腺來源的天然調節T細胞(nTreg)和抗原誘導的獲得性T細胞(iTreg)。前者主要是CD4+CD25+T細胞，后者主要包括Th3細胞、調節T1細胞等[2]。

CD4+CD25+調節T細胞是目前研究較多的亞型，它來源于胸腺的CD4+CD25-T細胞，在自身免疫耐受中起重要作用。CD4+CD25+調節T細胞在體內維持一個較低的水平，在健康人、小鼠的外周血及脾臟組織中，僅有5%～10%的CD4+T細胞表達CD25分子。叉狀頭轉錄因子(Foxp3)在胸腺和外周CD4+CD25+調節T細胞表面特異性高表達，是Tregs的標志性分子。CD4+CD25-T細胞激活后并不表達Foxp3，而Foxp3基因缺陷小鼠沒有正常調節T細胞的特性。CD4+CD25+調節T細胞具有免疫無能性和免疫抑制性兩大功能特性。

調節T1與Th3是另外兩種比較常見的獲得性調節T細胞。調節T1可分泌高水平的IL-10，低水平的IL-2，中等水平的轉化生長因子(TGF)-β、IFN-γ和IL-5，不產生IL-4。Th3則可分泌高水平的TGF-β。

1.2 Tregs的作用機制 Tregs發揮抑制作用主要依賴于細胞間直接接觸，通過T細胞受體(T cell receptor,TCR)被激活起作用。另一方面，Tregs通過分泌細胞因子起作用，其中IL-10在對Teffs的抑制作用中占主導。新近研究發現，CD4+CD25+調節T細胞還可能通過抑制抗原提呈細胞表面的共刺激分子的表達來實現其功能[3]。

2 Tregs與1型糖尿病

Tregs在免疫穩態的調節中發揮著重要作用，其數量和(或)功能的下降導致Tregs/Teffs之間的功能失衡，免疫穩態受到破壞，最終引起自身免疫性疾病如1型糖尿病的發生。近年研究發現，Tregs在1型糖尿病的發生中發揮了一定作用，也越來越受到臨床的關注[4]。在非肥胖型糖尿病(non-obese diabetic,NOD)鼠體內Tregs數量減少，且在發生自身免疫糖尿病之前，就已出現該細胞功能異常，表現為體外不能抑制多克隆活化的CD25+T細胞增殖[5]。另外，從8周齡NOD鼠體內分離到的CD4+CD25+T細胞能抑制致病性T細胞的增殖，而源自16周齡者則不能抑制，說明在疾病發展過程中，CD4+CD25+T細胞的抑制功能逐漸減弱。有研究發現，在新發的1型糖尿病患者中Tregs水平正常，但其在體外實驗中抑制T細胞增殖的功能明顯下降，而且顯示出IFN-γ分泌增多、IL-10分泌減少的促炎表型，提示其功能缺陷與自身免疫糖尿病的發病有關[6]。Tregs功能下降主要表現在Tregs與Teffs之間的功能失衡，而IL-2/IL-2R信號途徑的下調是Tregs與Teffs功能失衡的主要原因。但因Tregs的表型與Teffs有重合，且Tregs的功能隨著時間逐漸減弱，這使得關于Tregs的研究有一定困難，結論不完全統一，尚需更多的研究明確Tregs在1型糖尿病中的作用。

3 以Tregs為干預靶點的1型糖尿病治療新策略

正如前面提到的，1型糖尿病是一種T細胞介導的自身免疫疾病，它的發生與Tregs/Teffs之間數量或功能的失衡有一定關系。因此，如何提高Tregs的數量和功能成為目前1型糖尿病治療研究的熱點之一。大多數的研究表明，直接或間接地增加Tregs的數量和功能可延緩自身免疫性糖尿病的發生[7]，筆者將近年來針對Tregs為干預靶點的研究總結如下。

3.1 誘導Tregs 的產生 樹突狀細胞(dendritic cells,DCs)是目前已知的體內功能最強大的專職性抗原提呈細胞，具有啟動免疫應答和免疫耐受的雙重特性。DCs和Tregs二者在維持外周免疫耐受中存在著緊密聯系，DCs可以誘導抗原特異性Tregs的生成并增加后者的抑制活性。在NOD鼠的研究中發現，有抗原刺激的DCs可增加Tregs的增殖，從而使血糖降低。另外一項研究表明，天然T細胞在加入DCs的β細胞抗原刺激下，可誘導獲得性調節T細胞(iTregs)的產生，而這些iTregs有抗胰腺移植反應的保護作用[8]。以上研究提示，致耐受性的DCs對于1型糖尿病有一定的治療作用，但目前缺乏人體內研究證據。

3.2 細胞因子IL-10和TGF-β iTregs可分泌IL-10和TGF-β，兩者均是炎性反應和免疫反應的抑制因子，可抑制淋巴細胞增殖和誘導移植耐受，而這類細胞因子也可促進Tregs的增殖和免疫抑制功能的維持，在一定程度上影響著Tregs/Teffs的功能平衡。

有研究顯示，與自身抗體陰性的健康對照者相比，1型糖尿病患者胰腺分泌IL-10的水平下降，在血糖控制良好的3個月后，分泌IL-10的Tregs是增加的[9]。用IL-10干預NOD鼠發現，IL-10可上調Tregs的水平，減少糖尿病的發生[10]。另外，IL-10還可誘導致耐受性的DCs產生，而DCs進一步增加了CD4+CD25+Foxp3+Tregs的數量[11]。但是先前曾有報道，在NOD鼠的胰腺中轉基因表達IL-10可增高糖尿病的發生率[12]，提示過度表達IL-10可加重β細胞的炎性應激反應。

近年研究提示，在T細胞反應早期增加TGF-β可通過改善Tregs/Teffs之間的平衡而改善胰島細胞的作用[12]。有研究指出，NOD鼠和有糖尿病家族史的患者在發生糖尿病之前TGF-β是下降的[13]。另外，通過遺傳基因改變NOD鼠，使其長期表達胰島抗原特異性的TGF-β，可降低糖尿病的發生率，不過長期表達TGF-β可造成胰腺纖維化，這說明過度表達TGF-β是不利的。DPP-Ⅳ抑制藥是近年來新發現的糖尿病治療藥物，它除了增加β細胞增殖、促進胰島素分泌等直接作用外，還可通過增加TGF-β而上調Tregs的數量和功能，發揮其免疫調節作用[14]。

3.3 抗CD3單克隆抗體治療 CD3是T細胞識別抗原的主要識別單位，抗CD3的單克隆抗體可阻斷抗原依賴的T細胞活化，即降低Teffs的免疫反應，并能增強Tregs的數量及功能。動物研究表明，抗CD3抗體的短期治療可緩解NOD鼠的糖尿病發展，并可增加NDD鼠CD4+CD25+Foxp3+Tregs的表達，調節免疫耐受[15]。目前用于人體研究的單克隆抗體有ChAglyCD3和hOKT3γ1，在新發1型糖尿病的兒童中，短期hOKT3γ1可降低HbA1c及減少使用外源性胰島素劑量。ChAglyCD3干預組與藥物治療組相比，胰島素使用量減少[16]。但最近的一項關于ChAglyCD3的藥物臨床觀察因藥物不良反應并未達到預期效果[17]，仍需更多的研究證實。

3.4 IL-2/IL-2R信號通路 IL-2主要是由效應T細胞(Teffs)分泌的細胞因子，其受體在Tregs上表達，IL-2/IL-2R之間的相互作用可促進Tregs的分化和增殖，而IL-2或IL-2R表達缺陷的大鼠可發展為多器官自身免疫疾病。在動物和人體研究中均發現，改變IL-2/IL-2R信號途徑中的基因表達，可增加1型糖尿病的發生[18]。對于1型糖尿病兒童的研究發現，CD4+T細胞上IL-2R表達異常，降低了Foxp3的表達，使Tregs的功能下降[19]。基于以上研究觀點，增加IL-2/IL-2R信號通路活性的方法，如IL-2激動劑，可能對預防1型糖尿病有保護作用。在NOD模型鼠及人體研究中均證實了上述觀點，接受低劑量IL-2干預后Tregs數量增加，延緩或預防了糖尿病的發生[20,21]。

3.5 雷帕霉素治療 雷帕霉素是一種新型的大環內酯類免疫抑制藥，它可通過不同的細胞因子受體阻斷信號傳導，促進致耐受性樹突狀細胞的分化，間接增加了Tregs的活性。體外研究發現，大鼠CD4+T淋巴細胞加入雷帕霉素后，Tregs的功能增強。給予NOD鼠加入雷帕霉素的抗CD3抗體干預后，其血糖較單純抗CD3抗體組明顯降低[22]。但是在人體研究中發現，使用雷帕霉素干預后，Tregs數量可能增加，但并未延緩β細胞功能的下降[23]。

3.6 GAD-alum抗原治療 谷氨酸脫羧酶(GAD)65是1型糖尿病發生過程中的主要抗原，在NOD鼠中的研究發現，引入GAD65肽可調節免疫耐受、阻止T細胞介導的β細胞破壞。文獻[24]指出，GAD65與釩結合(GAD-alum)的治療可誘導針對GAD特異性的Tregs的反應。早期的一項1型糖尿病患者Ⅱ期臨床試驗顯示，在新診斷的1型糖尿病亞組中，GAD-alum的治療使刺激后的C肽水平和空腹C肽水平維持了4年[25]。但最近的一項Ⅲ期臨床試驗結果表明，GAD-alum的抗原治療未能誘導免疫耐受和阻止刺激后血清C肽的降低[26]。

4 小 結

1型糖尿病的發生是以免疫學為主導，多種免疫細胞及其細胞因子共同參與胰島β細胞損傷的結果。Teffs/Tregs功能失衡可能在1型糖尿病的發病過程中起了較為關鍵的作用，Teffs主要功能為增加胰腺免疫反應，介導對β細胞的破壞而致1型糖尿病的發生，而Tregs則發揮免疫調節、保護胰島細胞的作用。最近一項研究指出，1型糖尿病患者接受直接輸注Tregs的干預后，其C肽水平升高，胰島細胞功能得到了改善[27]。另外針對提高Tregs的數量或功能的方法也對1型糖尿病有緩解作用。然而，我們還需注意到，仍有許多問題亟待解決，比如很多實驗是在體外完成的，在體內的作用機制及效果還值得商榷；一些免疫抑制藥在體內是否會導致較為嚴重的免疫低下；對于Tregs的特異性的生物標記還有待進一步研究。深入研究Tregs對β細胞的保護機制及以Tregs為治療靶點的治療策略，可能為有效防治1型糖尿病提供新的思路和方法。

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(2014-04-06收稿 2014-05-25修回)

(責任編輯 尤偉杰)

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齊翠娟,博士，主治醫師,E-mail:qicuijuan2013@163.com

100730，中國醫學科學院北京協和醫院內分泌科

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