調節性T細胞在動脈硬化中的作用與機制的進展

陳 晨 郭小梅

作者單位:430000武漢市華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院碩士研究生

動脈硬化性疾病是世界范圍內造成死亡的重要原因，2017年，我國現患冠心病人群達1 100萬，并且呈持續上升階段，死亡率也在持續走高［1］。已有日益增多的證據表明動脈粥樣硬化（atherosclerosis，As）是由免疫介導的動脈壁的炎癥性疾病，其中T細胞介導的免疫應答在As病變形成過程中起重要作用［2，3］。 調節性T細胞（T regulatory cells，Tregs）因其具有調節每個免疫細胞的功能，成為外周免疫耐受和穩態的基石，其涉及各種自身免疫，炎癥，感染等疾病的發病機制［4］。對于Tregs細胞靶向治療疾病的觀點，許多學者相繼評估其在預防和治療As性疾病中的地位。因此，我們在此簡要介紹Tregs的產生和功能，并綜述當前證據表明它們在As過程中的作用及其可能機制。

1.調節性T細胞的產生及其功能

1995年即有人對Tregs開展了研究，Sakaguchi等［5］在小鼠中發現，近10%的外周CD4+T細胞表達了IL-2受體α鏈CD25。他們將這類細胞群除去后小鼠產生自發性免疫性疾病，若將細胞回輸，疾病的發生也得以控制，因此將這群細胞命名為CD4+CD25+調節性T細胞。Tregs是一類調控人體免疫作用及應答的T細胞亞群，根據現有確切研究及其來源和表面的分子標記物，Tregs主要分為兩大類:一類為自然調節性T細胞（nTregs），主要為CD4+CD25+Tregs；另一類為適應性調節性T細胞（iTregs），主要為Th3、Tr1，另外也有CD8+Treg、CD4+LAP+Tregs、TγδTregs等曾被報道過［6，7］。

nTregs能夠抑制效應細胞的活化并維持外周免疫耐受，具有高表達Foxp3分子的CD4+CD25+Tregs是目前研究最多的亞群，其中Foxp3是主要的調控基因，它也是Tregs的發展，維持和抑制功能所必需的。該基因的丟失或功能缺陷最終會影響T細胞某些功能特性，包括使T細胞產生某些促炎細胞因子。Foxp3功能的完全喪失可導致嚴重免疫調節異常、淋巴增殖性疾病和自身免疫性疾病等［8］。iTreg包含不同的細胞亞型，主要包括分泌IL-10的Tr1細胞，分泌TGF-β的Th3細胞和Foxp3+適應性T細胞［9］。這些細胞在外周特定微環境下起源于CD4+T細胞，其主要功能是維持免疫內環境穩態，特別是在慢性炎癥或感染的情況下［7］。CD8+CD28+Tregs可抑制幼稚和效應T細胞的激活和抗體產生［10］，Tγδ Tregs的功能與Tr1類似，它抑制幼稚T細胞的增殖和促炎細胞因子分泌，調節黏膜免疫耐受，此外它們也能調節腫瘤免疫和自身免疫［11-12］。CD4+LAP+Tregs是一類新型調節性T細胞，在小鼠模型中也證實其與As和糖尿病息息相關［13］。

2.調節性T細胞與As的關系

各種功能性T細胞亞群與心血管疾病發生密切相關，效應T細胞與人類、動物的As和心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）呈正相關，許多臨床和動物實驗也表明，Tregs數量的減少會促發As病變的進展。研究報道急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）的發生發展和As斑塊的易損性與循環系統中低水平免疫抑制性Tregs數量息息相關，同時研究觀察到易損斑塊中促炎性成熟樹突細胞（dendritic cells，DCs）和T效應細胞浸潤增加［14-15］。 在人As中nTreg數量減少，IL-10表達減少，并且也在ACS患者中觀察到誘導性Th3細胞和CD4+LAP+Tregs的表達下調，均提示我們這些因素對于誘發斑塊的不穩定性和臨床疾病的發生起到重要作用［16-17］。

除了Tregs數量減少會促進As病變以外，大量研究表明Tregs失調也能導致As的發生。例如，與C57BL/6小鼠相比，ApoE-/-小鼠分離出的Tregs對效應T細胞功能的抑制作用明顯降低。該結果同樣在ACS患者中得到了驗證，反映出Treg免疫抑制能力的缺陷［13］。As病變的發生也會隨之影響Tregs的可塑性，Butcher等學者發現，As可以促進具有免疫抑制功能障礙的IFNγ+Th1/Treg細胞亞群的累積，進一步促進ApoE-/-小鼠的炎癥反應和致AsT細胞應答［18］。此外，Tregs/Th17細胞群之間的不平衡也會加劇斑塊的不穩定性，加速疾病炎性病變的進展［19］。總的來說這些數據和結果都表明Tregs的數量及其免疫調節功能與As的發展密切相關，增加或恢復Tregs的數量和提高免疫抑制能力可能為治療As性心血管疾病提供免疫治療方法。

3.調節性T細胞改善As可能機制

（1）調節性T細胞通過分泌免疫抑制因子抑制免疫應答 在As病變中，T細胞首先被募集，并累積在不穩定斑塊中，主要致動脈粥樣化的效應T細胞包括Th1和Th17。Tregs通過分泌IL-10，TGF-β和IL-35等抑制As中的Th1和Th17免疫應答。IL-10主要由Tr1產生，其通過抑制Th1分化并減少As斑塊中的T細胞和巨噬細胞積聚和細胞因子產生來減少As病變［20］。在ApoE-/-小鼠實驗中，Tr1分泌IL-10從而減少IFN-γ的表達，進一步減弱免疫應答并使病變斑塊面積縮小和改善炎癥反應［21］。TGF-β通過誘導Foxp3表達來促進Treg產生、增強其抑制功能，上調的Foxp3通過抑制RORγt轉錄因子而減少其誘導的Th17的分化，從而進一步抑制免疫反應［22］。循環中TGF-β過表達可抑制As病變中炎癥細胞的募集和激活，抑制平滑肌細胞（smooth muscle cell，SMC）遷移、促進SMC增殖以及膠原合成來增加斑塊的穩定性［23-24］。IL-35抑制多種效應T細胞，包括促炎性Th1和Th17細胞以及樹突細胞，調控幼稚T細胞的活化、促進抗炎細胞因子如IL-10的產生，并下調促炎細胞因子如IL-17的表達，從而介導As病變發展［25-26］。

（2）調節性T細胞對炎癥細胞的抑制作用 在As的發展中，巨噬細胞、平滑肌細胞、泡沫細胞等均是關鍵的炎癥細胞，炎癥介導在As形成及發展的各個時期中發揮了重要作用［27］。其中巨噬細胞分為兩型:M1型（促炎型）和M2型（抗炎型）。在As的發展過程中，巨噬細胞從M1型轉換為M2型。M1表型巨噬細胞表達炎性細胞因子，包括IFN-γ和IL-1β，并產生蛋白水解酶，通過放大炎癥反應并過降解細胞外基質增強斑塊不穩定性而導致AS發展。相反，M2型巨噬細胞表現出抗炎特性和分泌TGF-β和IL-10，是介導抑制巨噬細胞源性泡沫細胞形成的關鍵細胞因子［28］。Tregs可促進巨噬細胞向M2型轉化，Lin等［29］學者在使用oxLDL刺激的前提條件下，將Tregs和巨噬細胞共培養，巨噬細胞表現出脂質積累的減少，伴CD36和清道夫受體A（scavenger receptor class A，SR-A）的顯著表達下調，從而抑制泡沫細胞的形成。Treg還能下調由Toll樣受體2（TLR-2）介導核轉錄因子kB（Nf-κB）的激活，抑制由oxLDL誘導的巨噬細胞產生的炎性細胞因子應答。

不穩定的斑塊主要是由于纖維帽薄、脂質壞死核心多、膠原含量少、SMC與巨噬細胞的低比例造成。活化的M2型巨噬細胞通過促進膠原合成和SMC存活穩定斑塊［30］。基質金屬蛋白酶的分泌易導致斑塊不穩定、破裂，參與ACS的發病機制［31］，在ApoE-/-小鼠中觀察到，Tregs呈劑量依賴性的抑制炎性細胞因子MCP-1、TNF-α、IL-6和IL-17等分泌和基質金屬蛋白酶MMP-2、MMP-9表達，并且通過ASK1-JNK信號通路上調脯氨酸4羥化酶 α1（prolyl-4-hydroxylaseα1，P4Hα1）來增強As斑塊的穩定性［32］。 此外，TGF-β1通過LXRα途徑上調促進膽固醇轉運蛋白相關蛋白ABCA1/ABCG1和B型清道夫受體（scavenger receptor type B class I，SR-BI）表達，以此促進巨噬細胞內膽固醇流出［33］。Subramanian等［34］研究發現Tregs可介導抑制MCP-1丟失，從而抑制單核細胞的募集至病變部位。此外有實驗表明在LDLR-/-小鼠觀察到，Tregs分化增殖可降低血清血脂水平［35］。

（3）調節性T細胞對免疫細胞的抑制作用 As是慢性炎癥性病變，免疫系統的激活起到重要作用，大量免疫細胞如T細胞和DCs等被募集到損傷部位，使炎癥反應增強，并促進As病變的發生和發展。其中DCs是介導抗原特異性免疫和耐受并促進T細胞活化的特殊免疫細胞，研究表明As病變中DCs表達增多，其可促進炎癥反應，增加斑塊不穩定性［36］。Tregs表達共抑制分子細胞毒性T淋巴細胞相關抗原-4（CTLA-4）和淋巴細胞活化基因-3（lymphocyte activation gene-3 LAG-3），LAG-3與抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC）表面MHC II結合，通過ITAM信號途徑抑制DCs成熟和免疫刺激能力，從而減緩炎癥反應［37］。CTLA-4還可通過下調CD80和CD86或抑制CD80/CD86-CD28共刺激途徑來阻斷DCs活化幼稚T細胞，誘導APC的免疫耐受，削弱免疫反應的激活擴大［38］。膜相關E3泛素連接酶RING-CH1（membrane-associated E3 ubiquitin ligase RING-CH 1，MARCH1）可通過泛素化CD86和MHCII類β-鏈降低共刺激分子和MHC II表達抑制抗原提呈反應，但成熟的DCs往往高表達CD83分子，抑制MARCH1的作用，從而激活免疫炎癥。有研究表明Tregs與DCs共培養后，Tregs分泌的IL-10可通過上調MARCH1表達和下調CD83表達來抑制DC抗原提呈作用和激活幼稚T細胞的能力［39］。此外也有報道［40］，采用抗CD20抗體耗竭B細胞可通過抑制效應T細胞激活減慢AS發展。Tregs既可通過細胞與細胞間之間靶向接觸抑制B細胞活化增殖，也可通過分泌抑制性因子如顆粒酶B和穿孔素調控B細胞生存數量［41］，但其具體機制未來還需進一步研究。

4.結語

越來越多證據表明Tregs在As中起著有益作用，Tregs也被證實參與抑制AS發生發展中相關的炎癥細胞和免疫細胞［42-43］。因其具有強大的免疫調節功能，開發安全有效的Tregs靶向治療人類As，是具有挑戰性和有意義的。不過近期有實驗表明，在As病理狀態下，Tregs可塑性增強，會分化成IFNγ+Th1/Tregs亞群，失去其抑制動脈炎癥和粥樣硬化病變的功能［18］。因此對As治療的研究應該不僅局限于增加Treg數量，還需考慮到如何增強其免疫抑制功能的穩定性。盡管Tregs靶向治療可能是改善心血管預后的一種可能的方法，但在Tregs的穩定性和可塑性仍然是有爭議的問題，需要進一步的臨床研究來闡明人類As疾病中的Tregs功能和作用。