CD4+CD25+調節性T細胞在腫瘤免疫中的研究進展

胡子龍，何長征，邢曉偉，胡時棟，李宇軒，宋林杰，王玉鋒，杜曉輝

(解放軍總醫院，1.普通外科；2.住院管理科，北京 100853)

Treg細胞是以表達FoxP3為標志的一類CD4+T細胞亞群[1-2]，于20世紀90年代首次被Sakaguehi等[3]發現并報道為CD4+CD25+T細胞，由于其具有免疫調節作用，因此被稱為調節性T細胞。Treg細胞自發現以來，一直是免疫學領域研究的熱點，其在自身免疫疾病、腫瘤免疫、感染免疫等疾病中都發揮重要作用[4]。一方面，Treg細胞的免疫抑制功能在維持機體免疫穩態、預防自身免疫性疾病方面具有重要作用，另一方面它能抑制機體的抗腫瘤免疫，降低免疫治療的效果。相關研究表明Treg細胞在包括胃癌、結直腸癌、乳腺癌、肝癌等多種類型腫瘤患者的外周血和腫瘤局部聚集，且發現Treg細胞數量與腫瘤患者的預后呈負相關[5]，這說明Treg細胞在腫瘤免疫中扮演重要角色，目前對于Treg細胞在腫瘤免疫治療中的作用機制以及對Treg細胞數量和功能的干預成為了目前的研究熱點，現對其研究進展進行綜述。

1 Treg的起源和分類

Sakaguehi等學者在1995年首次發現小鼠外周血中約5%～10%的CD4+T細胞高表達IL-2(Interleukin-2)受體CD25，并發現其具有免疫抑制和免疫調節功能，提出了調節性T細胞的概念。之后的研究發現CD25+除高表達于CD4+T細胞外，也表達與CD8+T細胞，CD25+在Treg細胞的表達并不是特異性的。因此，將其作為Treg細胞的標志并不完全準確。在隨后的研究中人們又發現了特異性表達于小鼠Treg細胞中的叉頭翼狀螺旋轉錄因子(ForkheadBoxP3,Foxp3)，該轉錄因子在Treg細胞的免疫抑制作用中扮演關鍵角色，與Treg的發育和發揮免疫調節功能關系密切，Foxp3轉錄因子與Treg表面多種膜蛋白的表達如細胞毒性T淋巴相關抗原4 (CTLA4) 、糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子受體家族相關基因(GITR) 、CD22、CD103、CD44 等膜蛋白的表達關系密切，此外Foxp3還對Treg細胞免疫抑制因子的分泌具有重要的調控作用，因此目前將其作為區分Treg細胞和普通T細胞的相對更加敏感的特異性標志。

體內Treg細胞按照來源不同可以分為占總Treg細胞絕大部分的胸腺來源的Treg細胞(tTreg)和外周誘導的Treg細胞(pTreg)。早期也有文獻把胸腺來源的Treg細胞(tTreg)稱為天然Treg細胞(nTreg)，而把外周誘導的Treg細胞(pTreg)叫做iTreg。為了更加規范Treg細胞的命名，幾名Treg研究權威學者(包括Alexander Rudensky,Shimon Sakaguchi,Ethan M Shevach等)聯名寫信至Nature Immunology并給出了不同來源Treg細胞的命名原則[6]，建議將胸腺來源的Treg細胞統一規范命名為tTreg以取代nTreg，將外周誘導的Treg細胞命名為pTreg以取代iTreg。其中tTreg 從胸腺中直接發育而來，tTreg具有維持機體免疫應答穩態和調節外周免疫耐受的重要作用。而pTreg則需要在腫瘤局部或外周淋巴結等免疫微環境下，在某些細胞因子如IL-2和TGF-β等的誘導下由初始CD4+T細胞轉變成pTreg[7]，其對機體的腫瘤免疫具有負向調節作用。有研究根據分子CD62L和CD44把Treg細胞分為resting Treg(rTreg,CD62LhighCD44low Treg)和activated Treg (aTreg,CD62LlowCD44high Treg)[8]。Saito等研究發現可以通過CD45RA和Foxp3兩個分子把Treg細胞分為naive Treg,effector Treg和non-Treg三個亞群，并發現三個亞群的比例可以直接影響結直腸癌患者的預后[9]。Rothstein等通過分泌的免疫抑制因子IL-10(Interleukin-10)和TGF-β將Treg細胞分為1型調節性T細胞和3型輔助性T細胞[10]。在研究中，將Treg進行分類有助于對其功能的具體研究以及探究其發揮功能的分子機制。

2 Treg的免疫作用機制

Treg細胞能通過多種機制如細胞-細胞接觸、分泌抑制性細胞因子、干擾細胞代謝等方式直接或間接影響CD4+CD8+效應T細胞、CD4+Th細胞、自然殺傷性細胞和樹突狀細胞等免疫細胞的功能[11-14]，從而影響機體的免疫應答、產生免疫抑制作用。同時，Romagnani等學者證實Treg細胞對NK細胞也有抑制作用[15-16]，這表明Treg細胞在機體內具有廣泛的免疫調節作用。目前對于Treg細胞抑制體內免疫功能的具體機制尚未完全明確，目前認為主要通過細胞間接觸依賴性機制、分泌抑制性的細胞因子等途徑和方式抑制體內的免疫應答[17]。

目前已有大量的研究證實了Treg細胞可以分泌能夠抑制效應性T細胞功能的細胞因子IL-10和TGF-β，IL-10被證實能夠下調CD28配體，下調單核細胞CD80等細胞表面分子的表達，TGF-β細胞因子被證實可抑制白介素1和白介素2，從而抑制機體的免疫功能。此外Treg細胞可以通過細胞表面CTLA-4抗原與APC(antigen presenting cells)細胞之間的交聯作用來抑制免疫細胞的活性[18]。同時，也有研究認為Treg細胞也可以通過下調APC細胞表面一些分子如MHCI的表達；通過細胞溶解釋放穿孔素誘導NK細胞和細胞毒性T細胞死亡；或者通過Fas/FasL途徑等間接方式發揮免疫抑制作用[19-20]。有關Treg細胞發揮免疫抑制功能機制還有待于進一步研究。

3 Treg細胞與腫瘤免疫

在腫瘤的細胞免疫中，Treg細胞起到了廣泛的免疫抑制作用。Treg細胞被認為能夠抑制CD4+T細胞的增殖從而破壞T淋巴細胞各亞群之間的比例和功能，此外Treg細胞也可以通過抑制CD8+T細胞的功能發揮免疫抑制作用影響免疫應答過程。目前已經證實了在包括乳腺癌、結直腸癌、胃癌、肝癌、肺癌等腫瘤的局部、外周血和淋巴結中都有Treg細胞大量聚集并且Treg細胞數量的增高與腫瘤的預后相關[21-24]。有研究在對肝臟腫瘤的研究中發現Treg會在腫瘤局部聚集、數量增多，并且發現Treg細胞的數量與CD4+T細胞數量呈負相關[25]。關于Treg細胞在腫瘤局部募集增多的機制主要有以下幾種可能：APC細胞提呈腫瘤抗原可以誘導Treg細胞的擴增；腫瘤局部可以分泌免疫抑制性細胞因子；腫瘤細胞能分泌趨化因子[26]。此外，ICOS-ICOSL信號通路誘導Treg細胞增殖也被認為是Treg在腫瘤局部增多的一個原因[27]。上述原因均能直接或間接的抑制腫瘤浸潤淋巴細胞，削弱或降低腫瘤浸潤淋巴細胞特異性殺傷腫瘤細胞的能力，從而促進腫瘤的發生發展。

4 干預Treg數量和功能的方法

由于Treg細胞能通過直接或間接的方式抑制機體內的腫瘤免疫，如何清除或者逆轉Treg細胞的免疫抑制作用成為了免疫治療中的一個關鍵問題，近年來也是腫瘤免疫治療的熱點之一。目前CD4+CD25+Treg細胞在臨床應用的主要方法為通過降低其活性和數量從而達到增強腫瘤免疫的效果。已知的臨床研究中，使用的方法主要包括單克隆抗體、化療藥物、FoxP3疫苗或MAGE-A3疫苗等，其它方法包括腫瘤內輸注FasL蛋白、應用TGF-β抑制劑等方式[28-31]。其中靶向T細胞表面分子的單克隆抗體研究成為近年來調節性T細胞功能研究的熱點。目前在臨床研究方面，靶向GITR(glucocorticoid-induced tumor necrosis factorreceptor)、TIGIT(T cell Ig and ITIM domain)、CTLA4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)等的單克隆抗體已在黑色素瘤等腫瘤的治療中應用，并取得了肯定的效果，它能夠顯著增強免疫，殺傷腫瘤細胞。有臨床研究表明，Ipimumab單抗封閉CTLA-4信號通路能提高自身免疫系統對腫瘤的識別，增強抗瘤效果，顯著延長晚期惡性黑色素瘤患者的生存期。但同時，應用單克隆抗體打破機體內的免疫平衡容易引發全身嚴重炎癥反應和自身免疫疾病等情況[32]。Nakagawa等[33]在對黑色素瘤的研究中，發現腫瘤微環境中的Treg細胞通常具有高水平的Helios蛋白表達，且Helios缺陷的Treg細胞會轉變為不穩定表型，無法提供免疫抑制效果，甚至轉變成為效應T細胞。并且發現其能夠在維持機體免疫狀態平衡的情況下消除Treg細胞的抑制作用，避免發生自身免疫疾病等并發癥。這一發現為針對Treg細胞的免疫治療提供了新的思路。

5 小結

Treg細胞自發現以來便成為免疫治療研究中的熱點，它的發現推進了腫瘤免疫治療的進程，但有關Treg細胞在腫瘤發生發展中的作用機制研究尚未完全明確，如何清除和逆轉Treg細胞的免疫抑制作用一直是腫瘤免疫治療中的熱點和難點，目前的研究已經發現了一些能降低Treg細胞數量和抑制其功能的途徑如單克隆抗體、化療藥物、FoxP3疫苗等，但尋找一種既能消除其免疫抑制作用又能避免清除Treg細胞引起自身免疫疾病的方法將是發揮其在免疫治療中巨大價值的關鍵。

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