陳 晨 郭小梅
作者單位:430000武漢市華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院碩士研究生
動脈硬化性疾病是世界范圍內(nèi)造成死亡的重要原因,2017年,我國現(xiàn)患冠心病人群達(dá)1 100萬,并且呈持續(xù)上升階段,死亡率也在持續(xù)走高[1]。已有日益增多的證據(jù)表明動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是由免疫介導(dǎo)的動脈壁的炎癥性疾病,其中T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答在As病變形成過程中起重要作用[2,3]。 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory cells,Tregs)因其具有調(diào)節(jié)每個免疫細(xì)胞的功能,成為外周免疫耐受和穩(wěn)態(tài)的基石,其涉及各種自身免疫,炎癥,感染等疾病的發(fā)病機(jī)制[4]。對于Tregs細(xì)胞靶向治療疾病的觀點,許多學(xué)者相繼評估其在預(yù)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(chǎn)生和功能,并綜述當(dāng)前證據(jù)表明它們在As過程中的作用及其可能機(jī)制。
1995年即有人對Tregs開展了研究,Sakaguchi等[5]在小鼠中發(fā)現(xiàn),近10%的外周CD4+T細(xì)胞表達(dá)了IL-2受體α鏈CD25。他們將這類細(xì)胞群除去后小鼠產(chǎn)生自發(fā)性免疫性疾病,若將細(xì)胞回輸,疾病的發(fā)生也得以控制,因此將這群細(xì)胞命名為CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。Tregs是一類調(diào)控人體免疫作用及應(yīng)答的T細(xì)胞亞群,根據(jù)現(xiàn)有確切研究及其來源和表面的分子標(biāo)記物,Tregs主要分為兩大類:一類為自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(nTregs),主要為CD4+CD25+Tregs;另一類為適應(yīng)性調(diào)節(jié)性T細(xì)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(yīng)細(xì)胞的活化并維持外周免疫耐受,具有高表達(dá)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(diào)控基因,它也是Tregs的發(fā)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(xì)胞某些功能特性,包括使T細(xì)胞產(chǎn)生某些促炎細(xì)胞因子。Foxp3功能的完全喪失可導(dǎo)致嚴(yán)重免疫調(diào)節(jié)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(xì)胞亞型,主要包括分泌IL-10的Tr1細(xì)胞,分泌TGF-β的Th3細(xì)胞和Foxp3+適應(yīng)性T細(xì)胞[9]。這些細(xì)胞在外周特定微環(huán)境下起源于CD4+T細(xì)胞,其主要功能是維持免疫內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),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(yīng)T細(xì)胞的激活和抗體產(chǎn)生[10],Tγδ Tregs的功能與Tr1類似,它抑制幼稚T細(xì)胞的增殖和促炎細(xì)胞因子分泌,調(diào)節(jié)黏膜免疫耐受,此外它們也能調(diào)節(jié)腫瘤免疫和自身免疫[11-12]。CD4+LAP+Tregs是一類新型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,在小鼠模型中也證實其與As和糖尿病息息相關(guān)[13]。
各種功能性T細(xì)胞亞群與心血管疾病發(fā)生密切相關(guān),效應(yīng)T細(xì)胞與人類、動物的As和心血管疾?。╟ardiovascular disease,CVD)呈正相關(guān),許多臨床和動物實驗也表明,Tregs數(shù)量的減少會促發(fā)As病變的進(jìn)展。研究報道急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)的發(fā)生發(fā)展和As斑塊的易損性與循環(huán)系統(tǒng)中低水平免疫抑制性Tregs數(shù)量息息相關(guān),同時研究觀察到易損斑塊中促炎性成熟樹突細(xì)胞(dendritic cells,DCs)和T效應(yīng)細(xì)胞浸潤增加[14-15]。 在人As中nTreg數(shù)量減少,IL-10表達(dá)減少,并且也在ACS患者中觀察到誘導(dǎo)性Th3細(xì)胞和CD4+LAP+Tregs的表達(dá)下調(diào),均提示我們這些因素對于誘發(fā)斑塊的不穩(wěn)定性和臨床疾病的發(fā)生起到重要作用[16-17]。
除了Tregs數(shù)量減少會促進(jìn)As病變以外,大量研究表明Tregs失調(diào)也能導(dǎo)致As的發(fā)生。例如,與C57BL/6小鼠相比,ApoE-/-小鼠分離出的Tregs對效應(yīng)T細(xì)胞功能的抑制作用明顯降低。該結(jié)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(fā)生也會隨之影響Tregs的可塑性,Butcher等學(xué)者發(fā)現(xiàn),As可以促進(jìn)具有免疫抑制功能障礙的IFNγ+Th1/Treg細(xì)胞亞群的累積,進(jìn)一步促進(jìn)ApoE-/-小鼠的炎癥反應(yīng)和致AsT細(xì)胞應(yīng)答[18]。此外,Tregs/Th17細(xì)胞群之間的不平衡也會加劇斑塊的不穩(wěn)定性,加速疾病炎性病變的進(jìn)展[19]??偟膩碚f這些數(shù)據(jù)和結(jié)果都表明Tregs的數(shù)量及其免疫調(diào)節(jié)功能與As的發(fā)展密切相關(guān),增加或恢復(fù)Tregs的數(shù)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。
(1)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過分泌免疫抑制因子抑制免疫應(yīng)答 在As病變中,T細(xì)胞首先被募集,并累積在不穩(wěn)定斑塊中,主要致動脈粥樣化的效應(yīng)T細(xì)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(yīng)答。IL-10主要由Tr1產(chǎn)生,其通過抑制Th1分化并減少As斑塊中的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞積聚和細(xì)胞因子產(chǎn)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(dá),進(jìn)一步減弱免疫應(yīng)答并使病變斑塊面積縮小和改善炎癥反應(yīng)[21]。TGF-β通過誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)來促進(jìn)Treg產(chǎn)生、增強(qiáng)其抑制功能,上調(diào)的Foxp3通過抑制RORγt轉(zhuǎn)錄因子而減少其誘導(dǎo)的Th17的分化,從而進(jìn)一步抑制免疫反應(yīng)[22]。循環(huán)中TGF-β過表達(dá)可抑制As病變中炎癥細(xì)胞的募集和激活,抑制平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell,SMC)遷移、促進(jìn)SMC增殖以及膠原合成來增加斑塊的穩(wěn)定性[23-24]。IL-35抑制多種效應(yīng)T細(xì)胞,包括促炎性Th1和Th17細(xì)胞以及樹突細(xì)胞,調(diào)控幼稚T細(xì)胞的活化、促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子如IL-10的產(chǎn)生,并下調(diào)促炎細(xì)胞因子如IL-17的表達(dá),從而介導(dǎo)As病變發(fā)展[25-26]。
(2)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對炎癥細(xì)胞的抑制作用 在As的發(fā)展中,巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、泡沫細(xì)胞等均是關(guān)鍵的炎癥細(xì)胞,炎癥介導(dǎo)在As形成及發(fā)展的各個時期中發(fā)揮了重要作用[27]。其中巨噬細(xì)胞分為兩型:M1型(促炎型)和M2型(抗炎型)。在As的發(fā)展過程中,巨噬細(xì)胞從M1型轉(zhuǎn)換為M2型。M1表型巨噬細(xì)胞表達(dá)炎性細(xì)胞因子,包括IFN-γ和IL-1β,并產(chǎn)生蛋白水解酶,通過放大炎癥反應(yīng)并過降解細(xì)胞外基質(zhì)增強(qiáng)斑塊不穩(wěn)定性而導(dǎo)致AS發(fā)展。相反,M2型巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出抗炎特性和分泌TGF-β和IL-10,是介導(dǎo)抑制巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成的關(guān)鍵細(xì)胞因子[28]。Tregs可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化,Lin等[29]學(xué)者在使用oxLDL刺激的前提條件下,將Tregs和巨噬細(xì)胞共培養(yǎng),巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出脂質(zhì)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(dá)下調(diào),從而抑制泡沫細(xì)胞的形成。Treg還能下調(diào)由Toll樣受體2(TLR-2)介導(dǎo)核轉(zhuǎn)錄因子kB(Nf-κB)的激活,抑制由oxLDL誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎性細(xì)胞因子應(yīng)答。
不穩(wěn)定的斑塊主要是由于纖維帽薄、脂質(zhì)壞死核心多、膠原含量少、SMC與巨噬細(xì)胞的低比例造成?;罨腗2型巨噬細(xì)胞通過促進(jìn)膠原合成和SMC存活穩(wěn)定斑塊[30]?;|(zhì)金屬蛋白酶的分泌易導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定、破裂,參與ACS的發(fā)病機(jī)制[31],在ApoE-/-小鼠中觀察到,Tregs呈劑量依賴性的抑制炎性細(xì)胞因子MCP-1、TNF-α、IL-6和IL-17等分泌和基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-2、MMP-9表達(dá),并且通過ASK1-JNK信號通路上調(diào)脯氨酸4羥化酶 α1(prolyl-4-hydroxylaseα1,P4Hα1)來增強(qiáng)As斑塊的穩(wěn)定性[32]。 此外,TGF-β1通過LXRα途徑上調(diào)促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)蛋白ABCA1/ABCG1和B型清道夫受體(scavenger receptor type B class I,SR-BI)表達(dá),以此促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇流出[33]。Subramanian等[34]研究發(fā)現(xiàn)Tregs可介導(dǎo)抑制MCP-1丟失,從而抑制單核細(xì)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(diào)節(jié)性T細(xì)胞對免疫細(xì)胞的抑制作用 As是慢性炎癥性病變,免疫系統(tǒng)的激活起到重要作用,大量免疫細(xì)胞如T細(xì)胞和DCs等被募集到損傷部位,使炎癥反應(yīng)增強(qiáng),并促進(jìn)As病變的發(fā)生和發(fā)展。其中DCs是介導(dǎo)抗原特異性免疫和耐受并促進(jìn)T細(xì)胞活化的特殊免疫細(xì)胞,研究表明As病變中DCs表達(dá)增多,其可促進(jìn)炎癥反應(yīng),增加斑塊不穩(wěn)定性[36]。Tregs表達(dá)共抑制分子細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4(CTLA-4)和淋巴細(xì)胞活化基因-3(lymphocyte activation gene-3 LAG-3),LAG-3與抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)表面MHC II結(jié)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(yīng)[37]。CTLA-4還可通過下調(diào)CD80和CD86或抑制CD80/CD86-CD28共刺激途徑來阻斷DCs活化幼稚T細(xì)胞,誘導(dǎo)APC的免疫耐受,削弱免疫反應(yīng)的激活擴(kuò)大[38]。膜相關(guān)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(dá)抑制抗原提呈反應(yīng),但成熟的DCs往往高表達(dá)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(yǎng)后,Tregs分泌的IL-10可通過上調(diào)MARCH1表達(dá)和下調(diào)CD83表達(dá)來抑制DC抗原提呈作用和激活幼稚T細(xì)胞的能力[39]。此外也有報道[40],采用抗CD20抗體耗竭B細(xì)胞可通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞激活減慢AS發(fā)展。Tregs既可通過細(xì)胞與細(xì)胞間之間靶向接觸抑制B細(xì)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(diào)控B細(xì)胞生存數(shù)量[41],但其具體機(jī)制未來還需進(jìn)一步研究。
越來越多證據(jù)表明Tregs在As中起著有益作用,Tregs也被證實參與抑制AS發(fā)生發(fā)展中相關(guān)的炎癥細(xì)胞和免疫細(xì)胞[42-43]。因其具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能,開發(fā)安全有效的Tregs靶向治療人類As,是具有挑戰(zhàn)性和有意義的。不過近期有實驗表明,在As病理狀態(tài)下,Tregs可塑性增強(qiáng),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(yīng)該不僅局限于增加Treg數(shù)量,還需考慮到如何增強(qiáng)其免疫抑制功能的穩(wěn)定性。盡管Tregs靶向治療可能是改善心血管預(yù)后的一種可能的方法,但在Tregs的穩(wěn)定性和可塑性仍然是有爭議的問題,需要進(jìn)一步的臨床研究來闡明人類As疾病中的Tregs功能和作用。