王啟榮 何小明 盧祖能

調節(jié)性T細胞在缺血性腦卒中的作用

王啟榮 何小明 盧祖能

Treg細胞(Regulatory T cells， 調節(jié)性T細胞)在缺血性腦卒中炎性反應中起著重要作用，Treg細胞缺乏與功能低下是腦卒中炎性進展的重要原因，它能分泌抗炎因子，并且促進神經損傷修復，近來研究顯示Treg細胞有治療缺血性腦卒中的潛力。因而，進一步研究Treg細胞在缺血性腦卒中的作用具有重要意義。

缺血性腦卒中是指由于腦的供血動脈狹窄或閉塞、腦血栓形成等腦局部血液循環(huán)障礙所導致的神經功能缺損綜合征，患者多伴有腦局部組織不可逆的損害，導致腦組織缺血和缺氧性壞死。缺血性腦卒中多為急性起病，癥狀持續(xù)時間至少24 h，發(fā)病后T細胞在缺血組織內的作用正逐漸被認識，在尸檢中發(fā)現(xiàn)T細胞主要出現(xiàn)在梗死區(qū)，且在缺血后幾小時內出現(xiàn)，T細胞滲入的程度以及其他免疫細胞在不同的缺血性腦卒中模型中各有不同的特點和規(guī)律[1]。當前使用的大鼠大腦中動脈供血區(qū)梗死模型顯示CD8+T淋巴細胞能在缺血性腦卒中后3 h被組織釋放的趨化因子所聚集，而CD4+T淋巴細胞和NKT細胞(natural killer T cell,自然殺傷性T細胞)發(fā)生在24 h內[2]，其他大鼠模型顯示T淋巴細胞和NKT細胞聚集發(fā)生在發(fā)作后3～4 d[3]，而Treg細胞在很多腦卒中模型中聚集與增殖反應可以一直持續(xù)到30 d[4]。其他研究也證實內源性Treg細胞在急性大腦損傷觸發(fā)的炎癥反應中起著重要作用。現(xiàn)就Treg與缺血性腦卒中的關系做如下綜述。

1 Treg的基本特性

Treg細胞屬于抑制性T細胞的其中一個亞群，以細胞表面CD4和CD25共表達為特征，且表達轉錄因子FOXP3(Forkhead Box P3)，Treg自身主要又分為2個亞群：自然發(fā)生的胸腺來源的天然Treg和由二級淋巴器官成熟T淋巴細胞所誘導產生的獲得性Treg，用來對抗原暴露作出反應。Treg的基本功能是抑制其他免疫細胞(尤其是效應T淋巴細胞)的增殖和活化[3]。Treg細胞的缺乏和功能低下是人類自身免疫性疾病的主要原因，大腦缺血大鼠和大腦出血大鼠模型中Treg的選擇性抑制作用限制了損傷組織誘發(fā)的炎性反應所造成的損害[5]。

2 缺血性腦卒中模型中的Treg

采用大腦中動脈閉塞模型(middle cerebral artery occlusion，MCAO)可以觀察到Treg滲透到缺血腦組織的動力學和量級特征。在此之前的實驗模型主要關注于天然Treg 細胞。有的課題組通過研究短期MCAO模型中的大腦勻漿流式細胞計數(shù)來系統(tǒng)分析大腦組織中的各淋巴細胞亞群，該研究表明少量CD25+ FOXP3+ Treg細胞在短暫腦缺血后1周被觀察到[6]。而采用末梢永恒的MCAO模型在腦缺血后1周可在缺血半球檢測到大量的T細胞和Treg計數(shù)上調，并且Foxp3+ Treg細胞的比例達到CD4+T細胞總數(shù)的20%[3]。可以看出，末梢永恒的閉塞誘導了強烈的神經炎性反應，因而T細胞計數(shù)會提高。

用Treg種系缺失消耗的方法來研究實驗性腦卒中Treg的功能作用是另一種常用的研究模式。使用Treg消耗范例，約50%的實驗表現(xiàn)出梗死體積的增加[7]，然而另一半實驗沒有觀察到Treg細胞對于改善腦卒中預后的任何效應[8]，有1個研究甚至觀察到Treg缺陷大鼠中腦梗死面積的減少[9]。這個差異觸發(fā)了關于Treg在缺血性腦卒中中生物作用的深度討論，引出了Treg在急性大腦損傷中發(fā)揮“雙面劍”作用的理論。這種不一致不能歸因于使用不同的消耗范例，因為轉基因鼠模型被用于“功能頻譜”的各方面[10]。Treg消耗對大腦缺血后神經炎癥反應在免疫學方面的影響在已發(fā)表的研究中多有報道，都觀察到在Treg消耗后缺血性腦卒中結局的惡化，同時也觀察到大腦組織中促炎性淋巴細胞遷移的增加以及促炎性細胞因子分泌的上調[11]。

3 Treg對缺血性腦卒中的影響

實驗性缺血性腦卒中后亞急相時期連續(xù)檢測和觀察顯示，細胞免疫抑制和脾臟萎縮伴隨著脾臟和血液中Treg計數(shù)的相對增加[12]。近期研究顯示，Treg的過繼性療法減少了缺血性腦卒中早期的系統(tǒng)炎性反應，同時也減弱了腦損傷后亞急相的免疫抑制程度[13]。Treg強有力的穩(wěn)態(tài)功能可能幫助抑制最初的系統(tǒng)炎癥，因而減弱后來的免疫失衡，例如活性誘導的淋巴減少癥和抗原呈遞細胞消耗。

Treg細胞在活體發(fā)揮免疫穩(wěn)態(tài)效應的重要機制是抗炎因子的分泌[如IL-10(interleukine 10,白介素10)、TGF-β(Transforming Growth Factor β，轉化生長因子β)]、跨膜免疫抑制分子的分泌[如CTLA-4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4,細胞毒T細胞相關抗原)、CD39(clusters of differentiation 39，白細胞分化抗原39)]及溶細胞分子的分泌(如顆粒酶和穿孔素)[14]。有研究顯示，在實驗性腦缺血中IL-10是重要的缺血性腦卒中前神經炎癥調節(jié)細胞因子，增加淋巴細胞的分泌功能或調節(jié)IL-10水平能顯著改善缺血性腦卒中的預后[15]；并且活性Treg細胞通過IL-10促進神經干細胞的增殖，從而達到神經修復的作用，而IL-10抑制物阻止Treg細胞的促神經干細胞增殖的作用[16]。在PD-1/PD-L1共抑制通路中Treg也起著重要作用，PD-1的免疫調控功能起到限制著大腦缺血損害程度和保護血腦屏障的作用；相比之下，PD-L1在缺血性腦卒中病程中則表現(xiàn)為損害作用。這種矛盾是由于(1)PD-1也表達于免疫抑制細胞表面，從而被PD-Ls選擇性抑制，并且封閉PD-Ls增加損傷大腦半球再灌注96h后的Treg水平，從而減少腦梗死面積和神經損傷指數(shù)，改善預后[17]；(2)PD-Ls可選擇的受體(如CD80)可能只有在腦缺血后急性炎癥的條件下才表現(xiàn)出T細胞激活的效應。在缺血性腦卒中的晚期階段Treg的效應與腦組織中促炎性T淋巴細胞入侵的減少相關聯(lián)[18]，其他效應還包括T細胞增殖的抑制以及促炎性細胞因子產生的下調。

最近研究顯示Treg能促進神經系統(tǒng)損傷后的修復，其對神經損傷的修復可能與細胞上整合素α4的封鎖有關，且在臨床前多中心實驗中得到證實，封鎖整合素α4顯著減少MCAO后5 d外周T淋巴細胞的入侵[19]。更有研究發(fā)現(xiàn)Treg通過分泌IL-10、TGF-β促進缺血大腦M2神經膠質細胞(小神經膠質細胞的M2型，通過攝取谷氨酸鹽、轉移細胞碎片、產生神經營養(yǎng)因子起著神經保護作用)的活性，保護免受大腦損傷，同時M2神經膠質細胞也能通過IL-10、TGF-β促使Treg分化，起著抗炎作用，減少缺血大腦梗死面積。故M2神經膠質細胞和Treg細胞相互作用起著抗炎效應，提供再生和修復環(huán)境，促進腦缺血后的大腦修復[20]。此外，過量的Treg細胞也將產生損害作用,Kleinschnitz[9]等發(fā)現(xiàn)在小鼠腦卒中模型中選擇性消除Treg反而減少了腦卒中后24 h的腦梗死面積，且改善了神經缺損功能。

Lietal等觀察到在缺血性腦卒中患者中外周血循環(huán)Treg細胞會顯著減少[21]，已發(fā)表的臨床數(shù)據(jù)也支持該觀點。此外，其他研究也證實缺血性腦卒中后外周組織存在大量免疫中介物，包括Treg在內的各T細胞亞群。但是這些特異性的改變也因缺血性腦卒中的本身嚴重性以及患者的特性而不同。

可見Treg對缺血性腦損傷的預后及修復有著重要影響，其應用潛力有待進一步的實驗來發(fā)掘。

4 Treg的治療作用

盡管細胞消耗研究存在有爭議的結論，利用Treg治療缺血性腦卒中仍然大有潛力，臨床研究表明缺血性腦卒中發(fā)病急性期就出現(xiàn)外周循環(huán)Treg數(shù)目急劇減少，并為Treg能否有效的治療缺血性腦卒中這項爭論提供了有力的理論基礎[22]。

截至目前，缺血性腦卒中動物模型的研究也表明提高Treg的數(shù)目和功能能保護實驗動物免受缺血腦損傷。最新的研究表明，缺血性腦卒中模型中過繼性Treg治療具有神經保護作用，表現(xiàn)出腦卒中大鼠模型的急性保護和促進長期修復[18]。最有意義的是Treg相關的治療窗可被推遲到缺血開始后24 h，使得臨床上錯過治療窗的患者也能夠獲益。Treg細胞可通過下調外周免疫細胞的有害活動而發(fā)揮CNS保護作用，Treg可在腦卒中后5 d左右進入缺血大腦，進一步在大腦中發(fā)揮免疫調節(jié)或促修復作用[23]。另有研究使用CD28超興奮單克隆抗體處理大腦動脈閉塞后3～6 h的C57BL6小鼠，3～7 d檢測發(fā)現(xiàn)脾臟和大腦中Treg的數(shù)目增加，并且大腦梗死面積減少，缺血性腦卒中后7 d的功能缺失減輕[24]。這些研究為臨床腦卒中的Treg治療發(fā)展提供了新的希望。

雖然缺血性腦卒中動物模型中存在以Treg為目標的免疫治療的有效性證據(jù)，但是在臨床應用中仍需要考慮Treg治療的潛在風險。首先需要考慮的是Treg可能惡化缺血性腦卒中后免疫抑制，因此增加感染伴隨疾病或癌癥的風險。該風險已在動物模型中有過深入研究，表明獲得性Treg治療并沒有惡化缺血性腦卒中后免疫抑制[13]。Treg治療幫助維持缺血性腦卒中后外周血和脾臟中淋巴細胞種群的穩(wěn)態(tài)，抑制了細胞免疫和脾臟萎縮的發(fā)生，減少缺血性腦卒中后感染的風險，然而患者腦卒中后Treg治療的效果仍需要仔細考慮。

缺血性腦卒中后免疫反應的調節(jié)將成為限制缺血大腦損傷和促進大腦恢復的有效策略，研究證實了Treg可作為腦卒中免疫細胞治療的良好靶標。但是目前還需要進一步的研究使得Treg的腦卒中治療最終成功應用于臨床。

5 結束語

綜上所述，Treg在缺血性腦卒中病變發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。Treg體內免疫機制涉及到局部微環(huán)境、諸多炎性細胞、炎性因子網絡，目前尚不明確，甚至出現(xiàn)分歧。對于缺血性腦卒中與Treg的關系需要進一步的探討，這些研究可以對缺血性腦卒中的病理過程有更深入的認識，并為疾病的治療提供新思路。

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R743.3

A

1007-0478(2017)06-0568-04

10.3969/j.issn.1007-0478.2017.06.027

430060 武漢大學人民醫(yī)院神經內科[王啟榮 何小明(通信作者，現(xiàn)工作于襄陽市中心醫(yī)院神經內科) 盧祖能(通信作者)]

(2017-02-19收稿)