北京大学医学部免疫学系 高晓明 以往的免疫学理论认为,实现自身免疫耐受的主要机制是胸腺细胞及前B(pre-B)细胞在中枢免疫器官中的克隆清除(clonal deletion)。其次,进入外周的成熟淋巴细胞如果表达针对自身抗原的识别受体(TCR或者BCR),通常被诱导进入免疫无能(anergy)状态而不表现任何自身反应性。另外尚有部分淋巴细胞对自身抗原的免疫忽视(ignorance)也被认为是外周免疫耐受的机制之一。上述三种途径均以“被动”的方式实现自身免疫耐受(recessive tolerance)。近年积累的大量实验证据表明,机体可能更主要地是通过CD4+CD25+调节性T(Tr)细胞以“主动”的方式维持自身免疫耐受(dominanat tolerance)。这一发现将改变我们对自身免疫耐受及免疫调节机制的认识,并将对免疫学基本理论的发展产生重大影响。 CD4+CD25+Tr细胞与自身免疫耐受 Sakaguchi等人于1995年发现,未免疫(naïve)小鼠外周循环中的CD4+T细胞约10%表达CD25膜分子(IL-2受体α链)。将除去了CD25+细胞的CD4单阳性T细胞过继转移给T细胞缺陷小鼠,能导致宿主的各种器官特异性自身免疫病,而将CD4+CD25+T细胞和CD4单阳性T细胞殿同过继转移,则能防止自身免疫病的发生[1。2]。这一现象提示CD4+CD25+T细胞是维持自身免疫耐受的主要因素之一。CD4+CD25+T细胞在不同种属呈进化保守性,人与小鼠及大鼠的CD4+CD25+T r细胞不仅有类似的表型和分布,且均具有在体外抑制T细胞增殖/或维持自身免疫耐受的作用[1-5]。 CD4+CD25+Tr细胞的发育途径 Nishizuka和Sakakura在1969年曾经报道,出生后第3天切除胸腺将导鼠发生自身免疫病,而出生第1天或者7天后切除胸腺则没有类似现象发生[6]。此结果说明:(1)来自胸腺的部分T细胞可能具有维持自身免疫耐受的功能;(2)这些调节性T细胞在出生后3天开始由胸腺进入外周,它们能够长期存活且具有自我更新能力。如今看来这些调节性T细胞很可能就是CD4+CD25+T细胞。组织化学研究及功能实验结果显示,CD4+CD25+T细胞存在于小鼠和人的腺且具有免疫抑制功能[7.8]。Jordan等人在2001年的工作进一步揭示,表达对自身抗原/MHC中等亲和力TCR的胸腺细胞在胸腺中能够被部分活化(partially activated),进而发育为具有免疫抑制功能的CD4+CD25+Tr细胞。对自身MHC/抗原肽亲和力过低的胸腺细胞则不能进入此途径[9,10]。此外,MHCⅡ类分子在胸腺基质细胞的表达是这些细胞发育成熟不可或条件之一[11]。由此可见,胸腺在T细胞发充过程中除了发挥选择具有MHC/抗原肽识别能力的T细胞(阳性选择)和剔除自身反应性T细胞(阴性选择)的作用之外,还通过“另类”阴性选择(altered negative selection)筛选调节性T细胞。 CD4+CD25+Tr细胞的功能特征及原理 CD4+CD25+Tr细胞在体内发挥免疫调节功能、维持自身免疫耐受的详细机制目前尚不得而知。关于体外实验结果,Shevach、Sakaguchi和其他学者近两年来已有多篇综述发表4[4,5],下面仅归纳其主要结论。CD4+CD25+Tr细胞具有“低反应性与免疫抑制性(anergic and suppressive)”两大功能特征。与免疫无能(anergic)T细胞类似,它们对IL-2、特异性抗原及抗原体呈细胞(APC)的刺激呈低反应状态,但是在高浓度IL-2存在下通过TCR刺激,可使CD4+CD25+Tr细胞活化并增殖(但反应强度远不及CD4+CD25-T细胞)。它们经TCR(或者抗CD3抗体)被活化后能够抑制CD4+和CD8+ T细胞的IL-2转录与表达,从而干扰其活化与增殖。CD4+CD25+Tr细胞在体外发挥免疫抑制作用时没有MHC限制性,能够抑制同种同型或者同种异型T细胞的增殖。它们在TCR编码基因片段的选用上与CD4单阳性T细胞没有明显区别。虽然CD4+CD25+Tr细胞分泌IL-10、IL-4及TGF-β等具有一定免疫抑制作用的细胞因子,但是它们主要通过直接接触发挥功能。CD4+CD25+ Tr细胞活化后CTLA-4表达增加,TNF-R超家族成员或其它胞内区含ITIM基序的膜分子可能参与其作用机制,但是目前支持与反对这一观点尚难统一。 曾有学者建议CD4+CD25+ Tr细胞可能通过影响APC来干扰效应T细胞的应答,但是此观点已基本被否定。 可以预测,关于CD4+CD25+Tr细胞的研究会很快深入到其它相关领域。例如,机体对早期原发性肿瘤一般处于无反应状态,这种“肿瘤耐受”似乎离不开CD4+CD25+Tr细胞,因为去除CD4+CD25+T细胞导致小鼠产生针对同型肿瘤细胞的排斥反应[12]。有些接受器官移植的宿主逐渐对移植物产生耐受,在停用免疫抑制剂的情况下也不对该移植物发生排斥反应。如果将这些宿主的CD4 T 细胞被动转移给其它受者,可使其获得同样的耐受状态,此即所谓的“主动移植耐受”(dominant transplantation tolerance)[13]。已经有证据显示介导主动移植耐受的细胞很可能就是CD4+CD25+Tr细胞[5]。 CD4+CD25+Tr细胞与其它“调节性T细胞”的比较 最近几年的文献中,将许多具有免疫调节作用的淋巴细胞冠以“Tr细胞”的称谓。例如,T细胞免疫(Tcell vaccination)诱导产生TCR独特型异性CD8或者CD4 T细胞,它们识别靶细胞MHC分子所提呈的TCR抗原肽并发挥一定的免疫抑制功能,故被称为Tr细胞[14。然而这些抗独特型T细胞是否由CD4+CD25+Tr细胞分化而来尚不清楚。最近在口服诱导免疫耐受的小鼠分离得到的调节性T细胞被称为Tr1和TH3细胞,两者分别通过所分泌的TGF-β和IL-10发挥调节功能[14,15]。此外,NKT细胞、γδ-T细胞和CD4-CD8- T细胞等均因能够分泌IL-4、IL-10或者TGF-β而被称做“Tr细胞” [16]。与CD4+CD25+Tr细胞不同的是,上述细胞不是通过与靶细胞直接接触而是通过所分泌的细胞因子发挥免疫调节作用。它们更象是TH细胞的功能亚群,而非独立的调节性细胞系(lineage)。 在IL-10存在下对CD4+ T细胞进行刺激,或者用同种异体不成熟树突细胞作为APC均可诱导CD4 T细胞进入免疫无能状态。此类细胞产生IL-10并能发挥一定的免疫抑制作用,但它们与CD4+CD25+Tr细胞相比存在许多本质差别。此外,CD4+CD25+Tr细胞与20世纪60~70年代曾红极一时的“抑制性T细胞(Suppressor T cells)”具有某些类似的功能特征。人们今天对CD4+CD25+Tr细胞的认识较几十年前的Ts细胞要深刻、成熟得多,所积累的证据也要确凿得多。我们不应该怀疑CD4+CD25+Tr细胞的存在和价值,而是要集中力量解决这类细胞在维持免疫耐受过程中的作用机制和原理。 面临的问题 近年来关于CD4+CD25+Tr细胞的研究已经引起了免疫学界高度重视并取得了令人瞩目的新进展。可以肯定地说,CD4+CD25+ Tr细胞作为一个具有独立功能的T细胞亚群,在维持自身免疫耐受过程中具有不可替代的作用。然而关于这些细胞的作用机理和免疫生物学特性尚有许多不明之处。例如,能否拿到可长期培养的CD4+CD25+ Tr细胞克隆?可用于鉴别CD4+CD25+ Tr细胞的膜表面标志分子是什么?CD4+CD25+ Tr细胞如何与靶细胞相互作用?所涉及的膜分子有哪些?这些都是迫切需要解决的关键问题,希望更多的中国免疫学工作者加入到Tr细胞研究的行列中来。
摘自《中华微生物学和免疫学杂志》2002年3月第20卷第2期 | !-- content_end>