Treg細胞在病理性瘢痕中的表達及作用

【文獻標識碼】B

【文章編號】1673－0364（2009）－06－0349－03

doi:10.3969/j.issn.1673-0364.2009.06.016

作者單位：200127上海市　上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院整形外科。

病理性瘢痕是由于膠原等大量結締組織的合成大于分解而導致基質過度合成、沉淀而形成。病理性瘢痕的形成機制和抑制措施，一直是整形美容外科醫生面臨的難題。近20年來的研究發現，免疫學相關因素在病理性瘢痕發病與防治中具有重要的作用，日益受到重視。

機體的免疫系統由中樞淋巴器官、外周淋巴器官、免疫細胞和免疫因子等組成。哺乳動物和人的胸腺及骨髓屬于中樞免疫器官；脾臟、淋巴結及散在的淋巴組織屬于周圍免疫器官；皮膚、粘膜免疫系統也是重要的局部免疫組織。免疫活性細胞包括淋巴細胞、造血干細胞、單核巨噬細胞、粒細胞、肥大細胞以及紅細胞、血小板等，表皮朗格漢斯細胞也是有免疫效應的細胞。免疫分子包括抗原識別受體分子、分化抗原分子、主要組織相容抗原識別分子以及其他受體分子，還有免疫球蛋白、補體分子和細胞因子等。與瘢痕增生關系比較密切的細胞和/或因子有：淋巴細胞，巨噬細胞，多種白介素以及TGF-β等多種生長因子。其中調節性T細胞（T regula鄄tory cell，Treg）是不同于Th1和Th2的具有調節功能的T細胞群體，具有免疫抑制功能，在多種免疫性疾病中起重要的調節作用，成為近年來免疫學領域研究的重要內容，在創傷愈合的研究中也備受關注。

1　病理性瘢痕發生的免疫學假說

病理性瘢痕是由于膠原的合成大于分解而導致膠原過度沉積而致，已證實其形成與免疫因素密切相關 [1－2]。瘢痕患者外周血中T細胞增多并伴有局部組織中T細胞的亞群構成變化——CD4 ＋T細胞（Th）增多而CD8 +T細胞（Ti）減少，可能是病理性瘢痕形成的原因之一 [3]。

1.1　增生性瘢痕中的免疫因素

增生性瘢痕是一種局部免疫反應，存在大量的T淋巴細胞浸潤且以CD4 +T細胞占絕對優勢。增生性瘢痕發病機制的免疫學假說認為T細胞激活后釋放的淋巴因子作用于角質細胞（KB）及成纖維細胞（FB）等其他細胞，誘導了HS的特征性變化。HS的表皮和真皮中浸潤的活化T細胞及各種表型的抗原提呈細胞為HS的局部免疫提供了有力的證據。Castagnoli等 [4]發現增生性瘢痕活動期（AHS）中存在大量T

細胞浸潤，KB及FB中存在HLA-DR異常表達。激活的T細胞以CD4 +細胞占絕對優勢，而增生性瘢痕消退期（RHS）和正常瘢痕（NS）中淋巴細胞數量顯著卻減少。AHS中被激活的T細胞達70%，而RHS和NS中僅達38%～40%。ATS中T細胞在不同因素刺激下，釋放多種細胞因子，如與TGF－β、IL-2、b－FGF和TNF-α等，它們與特異性受體相互作用促進FB增殖和膠原及基質的過度沉積。此外，活化的T細胞還可通過影響巨噬細胞和單核細胞等免疫細胞活性細胞來改變創傷局部環境中細胞因子的成分和含量，繼而影響傷口愈合。

1.2　瘢痕疙瘩中的免疫因素

瘢痕疙瘩在原發病灶緩慢生長而切除后迅速復發的特征，與免疫反應過程極為相似 [5]：接觸抗原、致敏、建立免疫記憶、再次接觸抗原、激活細胞免疫和體液免疫等。根據其對結核菌素和二硝基氯苯的皮膚試驗為一種強烈的遲發性超敏反應，認為K可能是遲發型超敏反應細胞介導免疫反應的結果 [6－7]。Duncan等 [8]在局部應用環抱霉素A治療瘢痕疙瘩時發現，瘢痕組織中T淋巴細胞明顯減少，并顯著抑制了FB的活性，從而抑制了瘢痕疙瘩的生長。

2　Treg細胞的免疫抑制作用

近年來的研究表明，調節性T細胞（T regulatory cell，Treg）受到TCR介導的信號刺激活化后，能夠抑制CD4 +和CD8 +的T細胞活化和增殖，在免疫抑制中扮演重要角色 [9－10]。

2.1 Treg細胞的分類、表型及作用

Treg細胞的分類目前尚無統一規定，較簡便的方法是依據其發育、特異性及作用機制的差異分為天然Treg（Natural Treg，nTreg）和獲得性Treg（Adaptive Treg，aTreg） [11]。前者主要是指在胸腺分化過程中逃避了克隆清除而選擇到的特殊細胞亞群，指CD4 +和CD25 +的Treg；后者主要是在外周淋巴組織中接觸特異性抗原或在免疫抑制因子的作用下活化而形成的一類調節性T細胞，包括Tr1、Th3 [12－14]，與CD4 +、CD25 -的T細胞相比，nTreg表達IL2αR（CD25）、IL2βR（CD122）、CTLA4（殺傷性T淋巴細胞相關抗原4）、GITR及高水平的CD44和中、低水平的CD45RB，50%表達HLA2DR、80%表達CD45，經TCR激活后CTLA4表達增高。正常外周血中，nTreg細胞占總CD4 +T細胞的5%～10% [15]。CD25既是其特征性標志，又是其激活標志。nTreg需經TCR刺激而發揮作用，其在體外對其他CD4 +T細胞的增殖抑制呈劑量依賴性，即數量越多，抑制作用越強 [16]。nTreg在功能上高度分化，無需預先暴露于特異抗原，初次接觸抗原后即可被激活。較之初始T細胞的活化或增殖，nTreg對抗原刺激呈高敏感性，極低濃度的抗原即可將其激活；nTreg活化后介導的免疫抑制呈抗原非特異性，可同時抑制CD4 +和CD8 +T細胞的免疫應答。現認為，nTreg的作用機制在體內和體外是不同的。在體外，nTreg以細胞接觸依賴、細胞因子非依賴機制發揮抑制作用，即通過與相應靶細胞直接接觸來調節靶細胞的免疫應答，而無需細胞因子參與，此過程中其表面分子發揮重要作用。Treg細胞是惟一表達CTLA-4的CD4 ＋T細胞，可通過表面的CTLA-4傳導抑制性信號來行使抑制性功能。在體內，nTreg除需細胞間直接接觸外，還可通過分泌IL－10、IL－4、IFN－γ、TNF-α和TGF－β等抑制性細胞因子抑制CD4 +和CD8 +T細胞IL2的轉錄和表達，從而干擾其活化與增殖。

大多數情況下，Tr1、Th3是通過抗原反復刺激外周成熟T細胞誘導產生的，也可由天然Treg細胞分化而來。Tr1的主要特征是：CD4 +、CD45RBlow、低增殖力、高分泌IL－10、低分泌IL－2、正常水平的TGFβ、中度水平的IFN2γ和IL－5、不產生IL－4。Th3與Tr1的主要區別在于Th3高分泌TGF－β。與nTreg細胞不同的是，Tr1、Th3的免疫抑制作用為細胞因子依賴性，是通過它們產生的IL－10和TGF－β來實現的 [17]。

2.2 Treg細胞的激活及分化

2.2.1　叉頭狀轉錄因子Foxp3是nTreg發育和功能的主要調節基因 [18]

Foxp3，名為叉頭狀或翅膀狀螺旋轉錄因子，該基因的主要功能區是C末端的叉頭狀結構域，基因突變最常發生于該區，一般為兩個堿基的框移插入導致叉頭狀結構域和核定位信號的丟失，使其喪失正常的調節功能。人類Foxp3基因與小鼠Foxp3基因具有同源性，都編碼一種轉錄抑制蛋白，在轉錄水平上調節機體免疫。許多研究證實，nTreg在mRNA水平和蛋白質水平上都高表達Foxp3 [19]。Foxp3對nTreg的發育、功能以及維持機體免疫平衡具有至關重要的意義，是nTreg發育和功能的主要調節基因，是nTreg最特異的標志物。Foxp3還可誘導初始T細胞向調節表型分化。Sakaguchi 等 [15]以逆轉錄病毒為載體，將Foxp3轉導給CD4 +、CD25 －的T細胞，使其在表型和功能上都類似于nTreg，表現為細胞表面某些nTreg相關分子如CD25、CTLA-4、GITR等的表達上調，且轉導Foxp3的CD4 +、CD25 -的T細胞在體外能抑制其他T細胞的增殖，在體內可抑制自身免疫病如炎癥性腸病（IBD）的進展。Foxp3誘導nTreg細胞形成的作用，開辟了一個可通過誘導Foxp3表達使CD4 －的T細胞轉化為nTreg細胞，最終逆轉細胞免疫的治療新策略。

2.2.2 IL－10誘導Tr1產生

IL－10可直接和間接抑制抗原特異性T細胞增殖。直接抑制作用包括抑制IL－2的產生、延長細胞增殖周期和阻止TCR介導的CD4 +T細胞活化。間接抑制指在特定條件下，IL－10可誘導Tr1的分化，人和小鼠CD4 +的T細胞在IL－10存在時經慢性活化可產生Tr1，并增強Tr1的抑制作用，IFNα可加強IL－10的這種能力。此外，抗原與CD2共刺激可通過IL－10非依賴途徑誘導產生抗原特異性Tr并高分泌IL－10而具有免疫調節功能。Kemper等 [20]發現，在IL2存在的情況下，人CD4 +的T細胞與CD3和補體調節劑CD46結合誘導生成有Tr1特異性細胞因子表型的T細胞。這種細胞增殖能力強，并具有旁觀者抑制效應和免疫記憶力。旁觀者抑制機制是指在IL-10存在的條件下，通過非相關抗原激活Tr1，使其分泌高水平IL-10、中等水平TGF-β。

2.2.3未成熟DC（imDC）對Treg的誘導作用

DC在Treg的誘導分化中也具有重要的作用，其誘導產生效應T細胞還是Treg在很大程度上取決于其成熟狀態。靜止的imDC刺激幼稚T細胞增殖的能力較差，通常誘導Treg細胞產生，且無論其是否處于炎癥環境及活化因子如何改變，均可持續啟動未致敏T細胞分泌免疫抑制因子IL－10誘導免疫耐受維持免疫穩態，為調節性DC亞群。而成熟DC （mDC）則刺激初始型T細胞增殖，調節其分化，刺激已活化或記憶型T細胞參與免疫應答，被認為是炎癥性DC亞群。目前認為在外周誘導免疫還是抑制取決于DC/imDC的比例 [21]。

3　Treg在免疫治療中的應用及在病理性瘢痕中的研究前景

已有研究將Treg用于自身免疫性疾病（如炎癥性腸病IBD）、超敏反應性疾病（如支氣管哮喘和變態反應性哮喘）及移植排斥反應的試驗性調節，并取得了良好效果。基于RNA原理，在基因水平構建Foxp3質粒并轉染小腸上皮細胞，誘導nTreg表達并發揮免疫抑制功能治療IBD；注射經IL-18修飾的DC疫苗誘導Treg細胞治療過敏性哮喘等。已證實HS中存在局部免疫，K可能是一種超敏反應，即CD4 +T細胞和CD8 +T細胞介導的免疫應答在病理性瘢痕的發生、發展中發揮重要作用。Treg細胞是近來的研究熱點，它是一類具有免疫抑制作用的特殊的CD4 +T細胞，在受刺激活化后能抑制CD4 +和CD8 +T細胞的活化和增殖。但目前有關病理性瘢痕中Treg的表達情況及作用機制的研究尚未見報道，是否可通過轉染Foxp3質粒、局部給予誘導Treg分化的細胞因子、注射疫苗或過繼性免疫療法等手段治療病理性瘢痕是今后的研究方向之一。