調節性T細胞與腦出血的研究進展

田寧 蔣超

鄭州大學第五附屬醫院神經內五科（鄭州450052）

腦出血是腦血管病的一種臨床常見類型，指原發性非外傷性腦實質內脆弱的血管破裂，占急性腦血管病的20%～30%，發病率為60～80/10萬，急性期病死率為30%～40%，大部分存活下來的患者長期遭受功能障礙的折磨，嚴重影響患者的健康和生存質量［1］。因此，尋求一種有效的治療手段是目前研究的關鍵。研究表明，腦出血后腦損傷是由多種細胞因子和信號通路共同參與的病理生理過程，包括血腫的擴大、腦水腫的發生及顱內壓增高導致的原發性損傷和氧化應激、細胞毒性及炎癥反應導致的繼發性損傷，而炎癥在腦出血后的繼發性損傷扮演者至關重要的角色，腦出血后的炎癥反應涉及到介質的釋放、小膠質細胞的活化及外周單核細胞的聚集等，最終導致血腦屏障的破壞、神經細胞的壞死和凋亡［2-3］。調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）是一種具有抑制其他免疫細胞功能的負調控細胞亞群，能夠抑制腦部炎癥反應和維持免疫穩態，減輕腦部損傷。本文就Treg細胞與腦出血關系的最新研究進展作一綜述。

1 腦出血與免疫炎性反應

近年來，大量的證據表明，免疫炎癥反應貫穿腦出血后腦損傷的整個病理生理過程，尤其在腦出血后的繼發性腦損傷中發揮重要作用。在腦出血的繼發性損傷的過程中，首先是小膠質細胞活化，使具有保護作用的M2型小膠質細胞向致炎型的M1型小膠質細胞轉化，從而損傷腦白質［4］。小膠質細胞/巨噬細胞中活化的核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB）上調腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白細胞介素（interleukin，IL）1β和基質金屬蛋白酶9（MMP-9），促進局部炎癥反應［5-7］。其次，中性粒細胞的浸潤，直接通過產生活性氧類、釋放促炎性因子、調節血腦屏障的通透性來損害腦組織［8］。然而，中性粒細胞在2 d內死亡，死亡的中性粒細胞可以刺激小膠質細胞/巨噬細胞產生多種細胞因子、炎癥趨化因子、自由基以及其他毒性分子加重腦損傷［9］。此外，腦出血后T細胞增加腦內細胞間黏附分子1、IFN-γ和IL-17的表達，進一步加重腦出血后的繼發性損傷［10］。因此，采取選擇性抑制免疫炎癥反應的措施，維持自身免疫平衡，有利于減輕腦出血后的繼發性損傷引起的神經元壞死與凋亡，促進神經功能的恢復。

2 Treg細胞的生物學特性及功能

Treg細胞起源于naiveCD4+T細胞，是近年來新發現的具有免疫抑制調節功能的細胞亞群。對于Treg細胞，主要是CD4+CD25+Foxp3Treg細胞，按照細胞起源分為自然調節性T細胞、誘導型調節性T細胞。兩種類型的細胞在免疫反應控制方面可能會有互補和重疊的功能。自然型Treg細胞主要來源于胸腺，占正常人和老鼠外周血CD4+T細胞的5%～10%，在抑制自身免疫應答和自身耐受性發揮著重要作用。誘導型Treg細胞來源于周圍淋巴器官和組織，包括IL-10的Tr1細胞，TGF-β的Th3細胞以及Foxp3Treg細胞3種亞型。這類細胞主要在自身特殊的免疫環境中產生，可以識別外來抗原和自身抗原，受炎癥壞境的調控，其免疫抑制調節功能不穩定［11］。

CD4+CD25+Foxp3Treg細胞作為一種負性調節細胞，大多數CD4+CD25+Foxp3Treg細胞高表達CD25（IL-2受體的α鏈），可以防止宿主出現特異性自身免疫病。除了表達CD25外，還表達叉頭翼狀螺旋轉錄因子（forkhead/winged helixtranscription factor P3，Foxp3）、CD103（integrin aEβ7）、糖皮質激素誘導腫瘤壞死因子受體（glucocorticoid induced tumor necrosis factor receptor，GITR）、細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）、CD38、CD122等，其中CTLA-4作用于抗原遞程細胞或其他淋巴細胞，通過細胞與細胞的直接作用從而抑制相應細胞的激活［12］。而Foxp3是Treg細胞特異性標志物，直接決定了Treg細胞功能的穩定性和抑制功能的強弱［13］。正常情況下，CD4+CD25+Foxp3Treg細胞處于失能狀態，一旦出現免疫反應或者炎癥立即發揮抑制功能，表現為在經T細胞受體（TCR）介導的信號刺激活化的參與下，能夠分泌免疫抑制細胞因子，抑制CD3 T細胞和CD4 T細胞的活化和增殖。

3 Treg細胞與腦出血的關系

Treg細胞作為抑制其他免疫細胞功能的細胞能夠抑制腦部炎癥反應，減輕腦損傷。ZHOU等［14］在腦出血模型中證實了Treg細胞具有神經保護的作用，他們預先采用腹腔內分別注射白喉毒素（DTX）、CD25抗體刪除Treg細胞、CD28超激動劑（CD28.SA）擴增Treg細胞的小鼠作為實驗組，注射等量的IgG的小鼠為對照組，與對照組相比，刪除Treg細胞的實驗組小鼠血腫體積明顯增大，腦含水量增多，并且神經細胞的壞死和凋亡增加。而擴增Treg細胞的實驗組小鼠神經功能評分降低，血腫體積明顯減小，腦含水量減少，并且神經細胞的壞死和凋亡降低，抗炎性因子IL-10和轉化生長因子-β（TGF-β）表達增加。該實驗還發現，Treg細胞誘導腦出血激活后的小膠質/巨噬細胞向具有保護作用的M2型小膠質細胞轉化，在Treg細胞和小膠質細胞的共培養模型中，加入IL-10抗體后TNF-α、IL-6表達增加，并且減少小膠質細胞上GSK3β、PGSK3-β和PPTEN的表達，而TGF-β沒有此作用，可見細胞因子IL-10是Treg細胞分泌的發揮免疫抑制調節的關鍵分子。

YANG等［15］在腦出血小鼠模型發病24 h后尾靜脈輸注經提純的Treg細胞，發現Treg細胞能夠通過抑制JNK/ERK途徑和NF-κB活化來抑制小膠質細胞的活化，并抑制促炎性細胞因子TNF-α、IL-1β和基質金屬蛋白酶2（MMP-2）的上調。降低腦出血后血腦屏障的通透性、減少水腫的發生，并且促進神經功能缺損的恢復。此外，MAO等［16］研究還發現，Treg細胞處理的實驗組SOD酶的活性增加，而丙二醛（MDA）含量明顯減少，表明Treg細胞能夠恢復抗氧化系統和減弱脂質的過氧化反應，從而保護腦出血后腦損傷的神經細胞。

GAO等［17］在腦出血的大鼠模型出血后3 h移植神經干細胞（NSCs），發現移植的NSCs不是通過直接代替細胞，而是通過調節Treg細胞保護中樞神經系統免受炎癥損傷。此外，小鼠在腦出血急性期Treg細胞可以遷移至病灶周圍和外周血中，減少血腫周圍炎癥細胞的浸潤，降低血腦屏障的通透性，并且促進了IL-10的上調，明顯改善了神經功能缺損癥狀［18］。

研究報道，抗炎性細胞因子TGF-β、IL-10被認為Treg細胞調節免疫反應的關鍵因子。同樣Treg細胞分泌的TGF-β可以通過對抗NMDA受體介導的毒性作用，對神經元發揮保護作用，還可以抑制中樞神經系統T細胞產生促炎性細胞因子TNF-α、IFN-γ，抑制細胞毒性T細胞反應、下調效應T細胞擴增等。IL-10可以使調節炎癥的核轉錄因子NF-κB失活，從而限制谷氨酸鹽的興奮毒性作用［19-20］。

因此，Treg細胞調節腦出血的免疫反應的機制可能有：（1）Treg細胞分泌抗炎因子TGF-β和IL-10來減少外周血及腦組織促炎性因子的分泌。（2）Treg細胞誘導腦出血激活后的小膠質/巨噬細胞向具有保護作用的M2型小膠質細胞轉化。（3）Treg細胞抑制小膠質細胞的活化，減少促炎性細胞因子的分泌，減輕炎癥反應。（4）Treg細胞可能會減弱氧化應激。（5）Treg細胞能夠消除細胞毒性細胞，減輕腦損傷。

4 Treg細胞與腦出血的治療

近年來，隨著腦出血發病率越來越高，人們對腦出血病理生理的研究已經取得了很大的進展，但仍然缺乏有效的神經保護治療。傳統的腦出血治療是手術和保守治療，手術切除的血腫治療主要是針對腦出血后的原發性損傷，而這對神經恢復的影響甚微［21］。此外，顱內出血的手術試驗結果證實，早期手術組與保守治療組的死亡率和預后差異無統計學意義，并且對手術的適應證和禁忌證尚無一致意見。現在腦出血開展了立體定位微創血腫清除術，但無法完全清除血腫［22-23］。因此，尋求一種有效的治療手段是目前研究的關鍵。

最近的研究表明，在動物模型中，大量調節Treg細胞的藥物在治療腦出血后神經功能方面取得了顯著的療效。例如，CHUNG等［24］證明了蜂毒磷脂酶A2（bvPLA2）通過在體內體外增加Treg細胞的數量，來抑制小膠質細胞的激活和減少浸潤CD4+T細胞，具有神經保護作用。雷帕霉素是mTOR的抑制劑，具有免疫抑制活性。誘導Treg擴張并通過PI3K/Akt/信號途徑，抑制CD4+T和CD8+T細胞的增殖，這意味著它們可以作為T細胞介導治療腦出血的一種新的免疫療法［25］。

在腦出血急性期，腦內相關抗原S100B與Treg細胞具有明顯相關性，并且S100B的含量及Treg細胞比例均受腦出血的嚴重程度的影響，病情重的患者較病情輕的患者S100B升高更加顯著，嚴重ICH患者的Treg細胞比例較病情輕的患者明顯增加。因此病情較重的患者釋放S100B增多可能上調Treg細胞比例從而加重免疫抑制反應，增加感染概率。因此，針對不同病情患者采取不同的免疫調節手段，通過檢測腦抗原S100B的含量可以反映卒中后免疫抑制的程度。S100B與Treg細胞之間的相互調節可能成為ICH的一種新的免疫治療靶點［1，26］。

在腦出血患者外周血中Treg細胞數量在出血3和7 d后明顯升高，隨著數量的增加，血腫周圍炎癥細胞的浸潤減少，神經功能缺損得以改善［1］。此外，Treg細胞可以在缺血半球積聚，也在出血后的半球積聚，參與維持原發性腦卒中的免疫穩態，在腦出血或者缺血性腦卒中后，輸注Treg是具有保護性的，這表明了Treg細胞在腦出血和腦缺血中有著相似的功能［16］。而且，在缺血性腦損傷后注射Treg細胞，發現Treg細胞能快速分布到骨髓、血液、脾臟、淋巴結［27］。因此，Treg細胞的過繼轉移可以被用來作為治療腦出血的一種新的、基于細胞的治療方法，主要用來針對腦內神經血管破裂和中風后的炎癥失調。

到目前為止，以Treg細胞為基礎的免疫治療只在動物模型上取得了有限的成功，要想運用到臨床中必須考慮Treg細胞治療潛在的問題。首先值得注意的是Treg細胞可能會惡化腦出血后的免疫抑制，增加腦出血后患者的感染率及長期死亡率。因此，Treg細胞治療腦出血后，免疫學研究是必要的，來看是否對免疫功能造成影響。其次采用Treg細胞的治療，技術要求特別高，而且很耗時，并且在炎癥周圍環境和神經血管單元發揮著主要保護作用。尋找更理想的Treg細胞分離方法、輸注方法、負載方法，將有助于更進一步提高Treg細胞對腦出血的治療。最后對腦出血治療的研究不僅應確定增加Treg細胞數量對治療的影響，還應在今后的臨床試驗中提高和穩定Treg細胞免疫抑制功能。

5 小結

綜上所述，Treg細胞在腦出血的病理生理過程中發揮著獨特的作用。Treg細胞體內免疫調節涉及的具體機制、調控位點、以及局部微環境、炎癥細胞因子，目前尚不明確。但隨著Treg細胞研究的逐漸深入，我們有理由相信，在不久的將來，Treg細胞可以為腦出血的臨床治療提供新的治療思路和治療靶點。