不同治疗策略对肾移植中调节性T细胞的影响 (EVERTWIST)

免疫反应由抗原呈递细胞 (APC)、CD4+ 辅助性 T 细胞 (Th) 和调节性 T 细胞 (Treg) 之间的相互作用介导，调节性 T 细胞是 CD4+ T 细胞亚群，可密集表达 IL-2 受体 (CD25) 和 FoxP3 转录因素。 Treg 细胞通过抑制对正常或肿瘤自身抗原的免疫反应来维持耐受性。 Treg 细胞在个体发生过程中起源于胸腺，约占外周 CD4+ 细胞的 10%。 所有效应 T 淋巴细胞在生命的早期阶段都在胸腺中产生，并通过产生新的 T 淋巴细胞以及通过抗原诱导的原始（幼稚）外周 T 淋巴细胞扩增而进化，后者转化为“记忆”T 淋巴细胞并位于外周淋巴器官 (17)。 成熟的T淋巴细胞占正常外周血淋巴细胞的70-80%、淋巴结细胞的30​​-40%和脾淋巴样细胞的20-30%。

T 淋巴细胞是细胞介导免疫的主要效应器，可分化为能够裂解外来细胞或病毒感染宿主细胞的 CD8+ 细胞毒性 T 淋巴细胞亚群，以及对 T 和 B 淋巴细胞具有调节活性的 CD4+ T 淋巴细胞亚群和单核细胞，通过产生细胞因子和细胞间接触。

Treg 淋巴细胞在 CD4+ 细胞中起着平衡耐受性和免疫力的核心作用，因为它们负责通过控制逃避胸腺缺失的自身反应性 T 细胞来维持外周耐受性 (19)。 事实上，研究表明，无论是它们发育或活动的缺陷在一方面会导致严重的自身免疫性疾病，由这些细胞介导的过度免疫抑制在另一方面也会刺激肿瘤细胞产生的抗原的免疫缺陷状况，有利于，结果，肿瘤生长。

Treg 淋巴细胞约占胸腺、外周血和淋巴组织中所有 CD4+ T 细胞的 10%；它们由不同的群体组成，这些群体在特定细胞表面分子表达和不同细胞因子的产生方面不同，但对抗原刺激和免疫抑制活性有共同的稀缺反应。

最具特征的 Treg 淋巴细胞是所谓的“天然存在的 Tregs”(nTregs)，CD4+ T 细胞的一个亚群，在 T 细胞成熟过程中起源于胸腺并发育，之后通常存在于外周血中，具有以下功能控制自身抗原和预防自身免疫性疾病。 这些淋巴细胞的特征在于组成型表达 CD-25（白细胞介素 2 受体 α 链）、Foxp3 转录因子（这些细胞特有并参与胸腺内的发育控制）、CTLA-4、GITR 和 LAG-3 表面分子以及 TGF-β 细胞因子，它大量存在于细胞表面并且是其功能的基础。

所谓的“诱导性 Tregs”(iTregs) 构建了其他 Treg 淋巴细胞类别：这些是 CD4+ T 淋巴细胞，它们缺乏内在调节潜能，但由于特异性和细胞因子介导的激活而获得抑制活性 (26)。 它们在外周产生并允许对自身抗原产生外周耐受性，这些自身抗原在胸腺中不表达或几乎不表达。 iTregs 本身由两种不同的淋巴细胞亚群组成：Tr1，存在于肠粘膜中，其特征是大量产生 IL-10 和 TGF-β，但 Foxp3 阴性；和 T 辅助细胞 3 (Th3)，源自消化道抗原摄入引起的天然 CD4+ T 细胞的诱导，负责口服耐受。 Th3 为 Foxp3 阳性并释放高水平的 TGF-β (27)。

虽然 iTregs 似乎仅通过产生免疫抑制细胞因子（如 IL-10 和 TGF-β）发挥作用，但 nTregs 也可以通过各种机制发挥其活性，例如细胞因子依赖性、细胞接触依赖性或两者，根据性质和炎症反应的强度和后者所针对的靶组织的强度。 这种依赖于环境的调节机制导致了这些细胞功能内适应性和多样化模型的阐述：换句话说，Tregs 将构成一个功能同质的细胞亚群，其中每个细胞都可以根据特征发挥不同的机制的炎症反应。 相反，一些作者认为 Tregs 由几个亚群组成，每个亚群都有自己的抑制机制 (27-28)。

由于 CD25 不仅由 Treg 表达，而且在激活后也由非调节性淋巴细胞表达，因此循环人淋巴细胞中 Treg 的表型表征变得复杂，因此目前只有表达最高 CD25 水平的 CD4+ 细胞 (CD4+CD25+bright)可以算是正宗的Tregs。

2003 年，叉头转录因子 (Foxp3) 被确定为 Tregs 发育的主要调节因子；它的表达主要限于 CD4+CD25+ T 淋巴细胞，而 Foxp3 在幼稚 T 细胞中的表达支持它们转化为功能上类似于 nTreg 的调节性 T 表型。 因此，Foxp3 被认为是 Treg 细胞极其特异的标志物，并且是控制其发育和功能的基础。 特别是，一些研究表明，人类和大鼠出生时缺乏 Foxp3 会导致大量 T 细胞过度增殖，导致多器官自身免疫和过早死亡 (24)，而成年大鼠的 Foxp3 缺失会导致过度增殖和扩张树突状细胞以及两周内死亡。 基于这些结果，Foxp3 似乎是耐受性研究的理想标记。

Treg 的产生受到各种类型细胞（例如上皮细胞、T 淋巴细胞和 APC）发出的信号的严格控制。 虽然后者的存在是 TCR 介导的 Tregs 激活的基础，但 nTregs 诱导的体外真正抑制阶段实际上是 APC 独立的。 它实际上暗示了 CD4+CD25- 效应 T 淋巴细胞和 CD4+CD25+ nTregs 之间的接触机制。

目前，我们对 Tregs 对对其敏感的 CD4+ 和 CD8+ 淋巴细胞进行抑制的功能性后果知之甚少，除此之外，它们还抑制 IL-2 转录，从而诱导细胞周期中断。 其他研究报告但尚未证实的进一步免疫抑制机制如下：反应性 T 细胞中的无反应性诱导，对 IL-2 促有丝分裂作用的难治性反应，可能通过产生 TGFβ1 抑制 Th1 和 Th2 的新 iTreg 的释放和/或 IL-10。

NTregs 的发育和体内平衡需要特定的细胞因子。 此外，Tregs 导致增殖低下或对 TCR 激活无反应，这可能是由于它们无法转录和主动分泌 IL-2。 这种细胞因子主要由活化的 T 淋巴细胞而非 nTreg 释放，它通过与其受体结合发挥其生物活性，受体是一种由三个亚基组成的膜蛋白复合物：α (CD25)、β 和 γ 链。

当 IL-2 与其在 T 细胞中的受体结合时，它会激活 Janus 激酶 (JAK)，从而磷酸化并释放 STAT5 蛋白（信号转导和转录激活因子）。 IL-2 实际上通过主要在转录水平调节几个靶基因来对 T 细胞发挥作用；它不仅增加 IL-2R α 和 β 链的表达，而且还调节参与细胞周期调节的基因的表达，例如通过诱导原癌基因如 c-myc、c-fos 的上调和 c-jun，以及抗凋亡基因如 bcl-2 或促凋亡基因如 Fas 配体。 IL-2 对于 nTreg 的发育和维持是必不可少的，正如一些研究表明的那样：在大鼠中诱导的 IL-2 耗竭会导致自身免疫性疾病，这可能与外周隔室中 Foxp3+ nTreg 淋巴细胞数量减少有关。

Tregs 功能的另一个重要细胞因子是 TGF-β。 尽管它对其他 T 细胞有抑制作用，但这种生长因子可能支持胸腺外 Treg 细胞的产生和 Foxp3 表达的增加：然而，这种作用对于初始诱导是完全必要的。 因此，TGF-β 对 IL-2 起着不同但互补的作用。

最后，另一个对 Tr1 淋巴细胞功能至关重要的细胞因子是 IL-10。 CD4+ 淋巴细胞在 IL-10 存在下的体外慢性激活导致它们在 Tr1 中分化、高水平的 IL-10 和 TGF-β、低水平的 IL-2 和 IL-4 以及再刺激后的稀少增殖。 此外，IL-10 还可以通过支持无能 T 细胞的形成来诱导免疫抑制，这些无能 T 细胞能够通过接触依赖性机制抑制其他活化 T 淋巴细胞的活性，通过与后者竞争特定的 APC（抗原呈递细胞）受体和局部产生的白细胞介素-2。 这些无反应性 T 细胞能够抑制体内免疫反应，因为它们在接受同种异体皮肤移植的大鼠中的转移显示出更长的移植存活率。

除了上述提到的细胞因子外，其他细胞因子似乎以不同的方式参与 Treg 的产生和诱导，例如 IL-4 和 IL-13，而其他细胞因子对它们具有拮抗作用，例如 IL-6，这形成对比它们的免疫抑制活性而不干扰增殖。 其他关于 Treg 功能的研究也表明，在 IL2Rβ-/- 大鼠中输注同种异体 Treg 淋巴细胞和随后的皮肤移植（如果不治疗，很快容易患上致命的自身免疫性疾病）不仅控制和抑制了这些疾病，尽管 Treg 和自身反应性T 细胞与 MHC 不相容，但也因此允许建立对那些将常见 MHC 分子呈递给供体 Treg 的移植物的耐受状态。 该实验随后证明，Tregs 还抑制来自非 MHC 相关供体的自身反应性 T 细胞，因此，理论上，基于 Treg 的免疫疗法的供体库可能非常广泛。

由于它们在免疫耐受和免疫抑制功能中的重要作用，Treg 淋巴细胞因此在移植学中变得越来越重要，因为器官移植的实验模型强调了它们调节 CD4+ 和 CD8+ 细胞活性的能力，这两种细胞都是排斥反应，通过抑制它，并抑制 GVHD（移植物抗宿主病），以这种方式介导同种异体移植耐受性。 然而，根据实验模型和用于诱导这种耐受性的方案，关于 Treg 表型及其作用机制存在有争议的结果。