Treg細(xì)胞的鑒別
日期：2023-11-20 08:33:55
免疫系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別“自身”和“非自身”，使身體產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的監(jiān)測(cè)。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg細(xì)胞）是免疫系統(tǒng)中的基礎(chǔ)細(xì)胞，由Sakaguchi等人于1995年發(fā)現(xiàn) [1]。
Treg細(xì)胞的特點(diǎn)是表達(dá)Foxp3、CD25和CD4。它屬于一類CD4+ T細(xì)胞亞群，具有較低的增殖能力。在免疫穩(wěn)態(tài)和免疫耐受的誘導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用。
1. 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分類
根據(jù)其來(lái)源，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可以進(jìn)一步分為自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（nTreg）和適應(yīng)性或誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（aTreg或iTreg）。
nTreg主要是CD4+Treg細(xì)胞，它們?cè)谛叵僦杏晒撬枨绑w細(xì)胞分化而來(lái)，占CD4+T淋巴細(xì)胞總數(shù)的約1% - 3%，外周血中占CD4+T淋巴細(xì)胞總數(shù)的5% [2]。它在外周血、淋巴器官、炎癥部位和腫瘤組織中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用 [3]。
aTreg或iTreg包括：Th3（表型特征為CD4+CD25low）、Tr1（表型特征為CD4+CD25lowCD45RBlow）、CD8+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、自然殺傷T細(xì)胞（NKT細(xì)胞）等亞型。它們與自身免疫性疾病和腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。
iTreg也被稱為sTreg，是一類由外周成熟T細(xì)胞受特定抗原刺激并受免疫抑制性細(xì)胞因子（主要包括TGF-β、IL-2、IL-10、IFN-γ、IFN-α、吲哚胺2-3二氧化酶和維甲酸）誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，占CD4+T細(xì)胞總數(shù)的約4% - 7%。
圖1. Treg細(xì)胞的發(fā)育
2. Treg細(xì)胞分化
Treg細(xì)胞的分化、發(fā)育和功能受多種細(xì)胞因子的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄因子Forkbox P3（Foxp3）參與了分化過(guò)程。轉(zhuǎn)錄激活因子STAT5是Treg細(xì)胞分化和存活的另一個(gè)重要因素。
在胸腺中，nTreg的發(fā)育依賴于TCR和CD28的協(xié)同刺激，這對(duì)于外周nTreg的穩(wěn)定增殖和存活至關(guān)重要。
iTreg的發(fā)育需要IL-2和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β），而不是與CD28的共刺激 [4]。
研究表明 [5]，IL-2通過(guò)STAT5促進(jìn)誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生，IL-2與TGF-β一起誘導(dǎo)原始CD4+ CD25-T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CD4+ CD25+ T細(xì)胞，并表達(dá)Foxp3。
3. Treg細(xì)胞標(biāo)記物
目前認(rèn)為，CD4+CD25+ Foxp3+是Treg細(xì)胞的主要表型。
Treg還低表達(dá)了另一個(gè)特異性標(biāo)記物，CD127。
一些受體也表達(dá)在Treg的表面，如CD5、CD38、CD45、CD62L、CD103、CTLA-4和抑制性免疫受體GITR。
Treg細(xì)胞表達(dá)的標(biāo)記物可以根據(jù)它們的位置分為兩類：
圖2. Treg的細(xì)胞標(biāo)記
3.1 胞內(nèi)標(biāo)記物
FOXP3：Fontenot JD等人在1995年發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞高度表達(dá)forkhead盒P3（Foxp3），它可以促進(jìn)未成熟CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為T(mén)reg [7]。
FOXP3是forkhead樣轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，與細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育調(diào)控有關(guān)。FOXP3與Treg細(xì)胞密切相關(guān)。如果FOXP3基因發(fā)生突變，將影響Treg細(xì)胞的發(fā)育和成熟，并引發(fā)一些疾病。
FOXP3主要在淋巴器官和組織如胸腺、脾臟和淋巴結(jié)中表達(dá)。目前，F(xiàn)oxp3被認(rèn)為是Treg細(xì)胞最敏感的標(biāo)記物。
Helios：該基因編碼了伊卡洛斯家族的鋅指蛋白成員，是參與淋巴細(xì)胞發(fā)育調(diào)控的造血專一性轉(zhuǎn)錄因子。該蛋白與伊卡洛斯家族的其他成員形成同源或異源二聚體，被認(rèn)為在早期造血發(fā)育中起著重要作用。
3.2 Treg細(xì)胞表面標(biāo)記物
CD4：CD4，也稱為T(mén)4/leu-3，是免疫球蛋白超家族的成員。它是一種分子量為55kDa的單鏈I型跨膜糖蛋白。
CD4 β是TCR/CD3復(fù)合物的一部分，參與TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
它在大多數(shù)胸腺細(xì)胞、輔助T細(xì)胞、II型NKT細(xì)胞和單核/巨噬細(xì)胞中表達(dá)。
CD25：CD25也稱為IL-2Rα、Ly-43、P55或Tac，是一種分子量為55kDa的糖蛋白。它在激活的T和B細(xì)胞、胸腺細(xì)胞亞群、前B細(xì)胞和Treg細(xì)胞中表達(dá)。
CD39：CD39（核苷酸三磷酸二磷酸水解酶-1，NTPDase 1）是一種能夠?qū)TP降解為AMP的細(xì)胞外酶。它在B細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞和包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞在內(nèi)的T細(xì)胞亞群中表達(dá)。CD39是免疫系統(tǒng)的一個(gè)重要成員，參與抑制炎癥和控制血小板活化。
CD62L：CD62L，也稱為L(zhǎng)選擇素或LECAM-1，是一種分子量為74 - 95 kDa的單鏈I型糖蛋白。它在大多數(shù)外周血B細(xì)胞、T細(xì)胞、NK細(xì)胞亞群、單核細(xì)胞、粒細(xì)胞和一些造血系統(tǒng)惡性細(xì)胞上表達(dá)。CD62L對(duì)于不成熟淋巴細(xì)胞定位到外周淋巴結(jié)和Peyer's斑高內(nèi)皮靜脈非常重要。
CD73：CD73是一種通過(guò)GPI錨定到細(xì)胞的細(xì)胞表面蛋白，分子量為69kDa。在小鼠中，骨髓中的CD73表達(dá)僅限于CD11b+髓系細(xì)胞。在脾臟中，它主要在T細(xì)胞上表達(dá)。
CD103：CD103，也稱為α E整合素或整合素α IEL鏈，屬于整合素家族，是一種I型跨膜糖蛋白。Treg細(xì)胞高度表達(dá)CD103。CD103與E-鈣黏蛋白結(jié)合，介導(dǎo)淋巴細(xì)胞定位到腸上皮細(xì)胞。
CD134：CD134是TNF受體家族的一員，也稱為OX40和TNFRSF4，是一種分子量為50kDa的I型跨膜糖蛋白。OX40在激活的T淋巴細(xì)胞上表達(dá)。OX40與OX40L之間的相互作用導(dǎo)致B細(xì)胞增殖和抗體分泌，并調(diào)節(jié)原發(fā)性T細(xì)胞
增殖和T細(xì)胞存活。OX40影響CD4+T細(xì)胞的耐受調(diào)節(jié)。
CD152（CTLA-4）：CD152是免疫球蛋白超家族的成員，也稱為CTLA-4或Ly-56，分子量為33kDa。它在激活的T和B淋巴細(xì)胞上表達(dá)。
CTLA-4負(fù)調(diào)節(jié)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，在誘導(dǎo)和維持免疫耐受、發(fā)展保護(hù)性免疫和調(diào)節(jié)胸腺細(xì)胞方面發(fā)揮作用。
CD194（CCR4）：CCR4配體包括：CCL17（TARG）和CCL22（MDC）。CCR4在記憶T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血小板、嗜堿性粒細(xì)胞、Th2細(xì)胞和Treg細(xì)胞中表達(dá)。
CCR4及其配體（CCL17和CCL22）在多種皮膚免疫疾病的記憶T細(xì)胞招募中發(fā)揮重要作用。
FR4：葉酸受體4（FR4）是葉酸（維生素B9）的表面受體。它在小鼠CD4+ CD25+自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）上具有高度的構(gòu)成性表達(dá)。它結(jié)合CD4和CD25，并區(qū)分Treg與其他類型的T細(xì)胞。
GARP：GARP，也稱為富含亮氨酸重復(fù)序列32（LRC32），是一種分子量為80kDa的I型跨膜糖蛋白。GARP存在于巨核細(xì)胞、血小板和激活的Treg（CD4+、CD25+、FoxP3+細(xì)胞）的表面，是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）的受體。GARP可能在控制Treg的抑制功能方面發(fā)揮作用。
GITR：GITR（糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNFR相關(guān)基因），也稱為T(mén)NFRSF18和AITR，是TNF受體超家族的成員。它在CD25+ CD4+ Treg中高度表達(dá)。GITR與其配體之間的相互作用可以增強(qiáng)T細(xì)胞的激活、增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生，并消除CD25+ CD4+ Treg的抑制功能。在體內(nèi)激活GITR會(huì)導(dǎo)致自身免疫疾病的發(fā)展和被抑制的免疫反應(yīng)的恢復(fù)。
TGF-β：TGF-β是促進(jìn)成骨細(xì)胞形成的強(qiáng)效刺激劑，對(duì)骨重塑起重要作用。
它可以調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞或Treg細(xì)胞的分化。高濃度有利于Treg細(xì)胞的發(fā)育。低濃度TGF-β與IL-6和IL-21的協(xié)同作用有利于Th17細(xì)胞的分化。它還控制許多細(xì)胞類型的細(xì)胞增殖、分化等功能。
CD127：CD127，也稱為IL-7Rα，是一種分子量為60 kDa的I型跨膜糖蛋白。在Treg細(xì)胞中，CD127的表達(dá)被下調(diào)，缺乏CD127是Treg細(xì)胞的特征之一。它可以用作Treg和常規(guī)T細(xì)胞分化的標(biāo)記物。
4. Treg細(xì)胞的功能是什么？
Treg的一般生理功能主要包括以下幾個(gè)方面：
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和免疫耐受：通過(guò)抑制自反應(yīng)T細(xì)胞，Treg使機(jī)體對(duì)自身抗原產(chǎn)生主動(dòng)耐受，防止自身免疫疾病的發(fā)生。在腫瘤中，Treg通過(guò)免疫抑制使機(jī)體產(chǎn)生抗原耐受，使腫瘤細(xì)胞逃脫機(jī)體的免疫殺傷。
促進(jìn)慢性炎癥反應(yīng)：當(dāng)病原體入侵時(shí)，效應(yīng)T細(xì)胞通過(guò)一系列免疫反應(yīng)清除病原體，而Treg在體內(nèi)與其他免疫細(xì)胞發(fā)揮相反的作用 [8]。它通過(guò)分泌細(xì)胞因子如IL-4、IL-10和TGF-β發(fā)揮抑制功能。它可以防止引起組織破壞的病理性免疫反應(yīng)的發(fā)生，但同時(shí)也使得難以清除病原體，延長(zhǎng)慢性感染的病程。
免疫抑制：Treg的主要功能是負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫反應(yīng)，因此在調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)、預(yù)防自身免疫疾病的發(fā)生方面，Treg起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)免疫抑制，Treg促進(jìn)腫瘤免疫逃避 [9]，因此它也被視為一種幫助腫瘤存活并促進(jìn)其生長(zhǎng)的免疫細(xì)胞。
Treg細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫功能并參與人體的老化過(guò)程。老年小鼠的免疫功能下降。
圖3. Treg細(xì)胞的免疫抑制
5. Treg細(xì)胞是如何工作的？
Teg通過(guò)兩種方式發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)功能:5.1細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸一些趨化因子使Treg聚集在免疫細(xì)胞周?chē)ㄟ^(guò)細(xì)胞與細(xì)胞接觸依賴的機(jī)制發(fā)揮作用。Treg可通過(guò)CTLA-4、TGF-β和GITR直接與靶細(xì)胞上相應(yīng)受體結(jié)合，抑制CD4+T、CD8+T、樹(shù)突狀細(xì)胞和抗原提呈細(xì)胞 [10]等免疫細(xì)胞的增殖。Treg通過(guò)調(diào)節(jié)樹(shù)突狀細(xì)胞的數(shù)量和活性，使其抗原呈遞失效，從而抑制免疫應(yīng)答。5.2抑制性細(xì)胞因子的分泌Treg通過(guò)分泌IL-4、IL-10、IL-35和TGF- β [11][12]等抑制性細(xì)胞因子負(fù)性調(diào)節(jié)免疫。
圖4. Treg細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制
6. 腫瘤中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞
腫瘤微環(huán)境在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著非常重要的作用。免疫細(xì)胞可以通過(guò)影響腫瘤微環(huán)境來(lái)影響腫瘤的進(jìn)展。
一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)免疫細(xì)胞都可以發(fā)揮抗腫瘤免疫的作用，如輔助T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞。然而，在腫瘤微環(huán)境中，Treg細(xì)胞則扮演著相反的角色。Treg的免疫抑制作用不僅可以防止自身免疫疾病的發(fā)生，還可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，間接加速腫瘤細(xì)胞的增殖，并增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)能力。
Treg細(xì)胞可以抑制效應(yīng)細(xì)胞的發(fā)育和激活，在介導(dǎo)腫瘤免疫耐受中起著重要作用。研究表明，Treg細(xì)胞的數(shù)量與腫瘤的預(yù)后呈負(fù)相關(guān) [13]。
Treg細(xì)胞引起的腫瘤免疫耐受是通過(guò)控制原始T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
Treg細(xì)胞還可以通過(guò)TGF-β誘導(dǎo)宿主免疫耐受來(lái)影響CD4+（Th1、Th2、Th17、NK）等其他免疫細(xì)胞。
Treg細(xì)胞引發(fā)的免疫耐受也與樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）的作用有關(guān) [14]。
7. Treg細(xì)胞與免疫療法
Treg細(xì)胞在免疫體系中發(fā)揮免疫抑制作用，在骨髓移植治療中具有一定優(yōu)勢(shì)。
在多發(fā)性骨髓瘤患者中，低淋巴狀態(tài)可以提高骨髓移植的成功率。
Treg細(xì)胞介導(dǎo)體內(nèi)抗原的耐受。其數(shù)量的降低將減少機(jī)體對(duì)一些自身抗原的耐受，增加對(duì)移植物的排斥。因此，通過(guò)刺激人體內(nèi)Treg細(xì)胞的恢復(fù)和再生，可以顯著減輕患者對(duì)移植物的排斥反應(yīng)，大大提高骨髓移植的成功率。
Treg細(xì)胞的免疫抑制作用與腫瘤抗原的免疫逃逸和耐受有關(guān)。因此，在腫瘤中，如何降低Treg的功能成為關(guān)鍵。
IL-2對(duì)于Treg細(xì)胞的發(fā)育是必不可少的 [15]。IL-21是一種與IL-2相似但沒(méi)有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子。用IL-21代替IL-2可以防止Treg細(xì)胞發(fā)展為sTreg細(xì)胞。此外，抗CD25+單克隆抗體和抗CD4+單克隆抗體的聯(lián)合應(yīng)用可以在體內(nèi)阻斷Treg細(xì)胞，最大程度地消除Treg細(xì)胞的效應(yīng)。小鼠實(shí)驗(yàn)表明，越徹底地去除Treg細(xì)胞，腫瘤免疫療法的效果就越好，小鼠的生存時(shí)間就越長(zhǎng) [16]。
腫瘤免疫療法的另一個(gè)思路是逆轉(zhuǎn)Treg細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞引起的免疫耐受。
Kiniwa等人 [17] 發(fā)現(xiàn)TLR8配體（人類Toll樣受體8配體）可以逆轉(zhuǎn)Treg細(xì)胞對(duì)腫瘤的免疫耐受，消除腫瘤的免疫逃逸，提高效應(yīng)細(xì)胞的效率。
其他的共刺激因子，如B7.1和B7.2，也可以逆轉(zhuǎn)Treg細(xì)胞對(duì)腫瘤的免疫耐受，消除效應(yīng)細(xì)胞的抑制作用，提高殺傷效果。研究發(fā)現(xiàn)，缺乏B7.1和B7.2的共刺激因子時(shí)，腫瘤細(xì)胞將逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視，使T細(xì)胞處于無(wú)效狀態(tài)或誘導(dǎo)其凋亡，導(dǎo)致腫瘤無(wú)限生長(zhǎng)。
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