CD4+T細胞在孕早期母胎界面免疫耐受中的研究進展①

孫 蘭 康曉敏 武 澤（昆明理工大學附屬醫院生殖醫學科，昆明650032）

母胎界面主要由來自母體蛻膜免疫細胞和基質細胞以及胎兒滋養層細胞構成。滋養層細胞攜帶父系HLA-G抗原，與母體直接接觸，極易引發母體免疫反應。而蛻膜免疫細胞在母體免疫反應中同時發揮免疫促進和抑制功能，基質細胞分泌活性分子發揮功能。這三類細胞在妊娠期間相互作用，使母體保持對胎兒的免疫耐受。CD4+T細胞是蛻膜免疫細胞的主要類群之一，也是成功妊娠的保證。母胎界面的CD4+T細胞經抗原刺激后根據產生的細胞因子分為Th1、Th2、Th17、Treg和Tfh，本文就該類群在母胎免疫耐受中的研究現狀進行綜述。

1 CD4+T細胞起源、分化和功能特點

人體幼稚CD4+T細胞（naive CD4+T cells）主要由骨髓來源的多能干細胞遷移至胸腺后分化、成熟為初始CD4+T細胞，遇到抗原呈遞細胞（antigen presenting cells，APCs）提呈的抗原或相應細胞因子刺激時，進一步分化為輔助性T細胞（helper T cells，Th，主要包括Th1、Th2、Th17）、調節性T細胞（regulatory T，Treg）和濾泡輔助T細胞（follicular helper cells，Tfh）等。

Th1的活化主要受IFN-γ和IL-2激活，同時分泌IL-2、IFN-γ、TNF-α和TNF-β等炎癥因子，參與細胞免疫、炎癥反應、排斥反應等；IL-4激活Th2分泌IL-4、IL-6、IL-10、轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β），參與體液免疫，能夠促進IgE和IgG1抗體的產生和嗜酸性粒細胞的生長和分化，并且抑制多種巨噬細胞的功能［1］；Th17在低濃度TGFβ和IL-6、IL-23等的共同參與下活化，產生的IL-17、IL-21、IL-22等細胞因子，抑制Treg細胞活性，加強機體免疫應答和病原體感染和排斥反應；高濃度的TGF-β則刺激Treg活化，產生的IL-10、TGF-β免疫負調節因子促進免疫耐受；Tfh是2000年SCHAERLI等［2］新發現的存在于外周免疫器官淋巴濾泡中的一類由幼稚輔助CD4+T細胞經IL-6、IL-21刺激分化形成的Th，特異性表達趨化因子受體5（CXCchemokine receptor 5，CXCR5）、誘導型共刺激分子（inducible synergistic co-stimulation molecules，ICOS）、程序性細胞死亡因子1（programmed death 1，PD-1）、CD40配體，主要分泌IL-21和IL-6因子，Tfh參與B細胞的成熟、分化、遷移和成活，是T細胞依賴B細胞免疫反應的關鍵［3-5］。

CD4+T細胞的分化除了受多種細胞因子調節控制外，特異性“主”轉錄因子起主要作用：Th1特異性表達轉錄因子T-bet和信號轉導和轉錄因子4（signal transducer and activator of transcription 4，STAT4），參與Th2分化的主要轉錄因子GATA-3和STAT6，而Th17則特異性表達RORγt，在Tfh細胞的發育和分化中，轉錄因子B細胞淋巴瘤蛋白6（Bcell lymphoma 6 protein，Bcl-6）轉錄因子起主要作用［6］。Treg的主轉錄因子為Foxp3，各類型的CD4+T細胞通過分泌不同的細胞因子構成復雜的免疫調節網絡，在母胎免疫耐受中發揮作用［7］。

2 CD4+T細胞與妊娠界面免疫耐受的關系

妊娠早期在整個妊娠周期中占據重要地位，該時期涉及受精、胚胎著床、母胎免疫平衡建立等一系列生理過程。任何過程出現問題都會導致受精或著床失敗、胚胎發育不良、早期流產等多種妊娠相關疾病。

2.1 Th1/Th2平衡與胚胎著床和妊娠維持 Th1/Th2平衡是母胎免疫耐受的主要機制之一，也是維持妊娠免疫微環境必要因素。正常妊娠時Th1/Th2傾向Th2，它分泌的細胞因子促進滋養層細胞的生長入侵和內膜容受性增強。小鼠妊娠模型研究發現母胎界面呈現Th2優勢，一旦失去這種優勢，胚胎丟失率顯著升高［8］。YONEYAMAE、PICCINNI、LI等［9-11］研究復發性流產（recurrent spontaneous abortion，RSA）、不明原因復發性流產（unexplained recurrent spontaneous abortion，URSA）、子癇前期（preeclampsia，PE）、妊娠高血壓綜合征（pregnancy induced hypertension，PIH）患者的蛻膜組織和外周血樣本中的細胞因子，顯示Th2細胞數量和Th2/Th1明顯低于正常妊娠水平，呈現Th2免疫弱勢［12］。

Th1和Th2型細胞產生的細胞因子與母胎界面各部分形成相互聯系的網絡，妊娠時表現出Th2型免疫優勢。有研究表明，滋養層細胞分泌的胸腺基質促淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）誘導蛻膜基質細胞（decidual stromal cell，DSCs）大量表達IL-10和TGF-β，減少Th1型細胞因子產生（如IFN-γ）；同時，TSLP誘導蛻膜中未成熟的巨噬細胞產生Th2型趨化因子CCL-17、CCL-22［13］，從而募集大量Th2細胞到蛻膜組織，刺激蛻膜組織產生IL-10，抑制TNF-β產生，形成Th2型細胞優勢，保證母胎界面免疫抑制［14］。此外，共刺激信號在T細胞的活化中發揮正向或負向作用，妊娠早期蛻膜CD4+T細胞表達抑制性共刺激分子，如PD-1、T細胞免疫球蛋白素3（Tcell immunoglobulin and mucin domain-3，Tim-3）等，使其優先產生Th2細胞因子，同時Th2表現出更高的增殖活性，進一步維持母胎界面免疫抑制性，維持正常妊娠［15］。小鼠實驗證實：PD-1和Tim-3聯合阻斷后，母胎界面表現出CD4+細胞增殖下降，Th1型細胞因子增多，母胎界面免疫平衡紊亂，小鼠流產率增高等現象［15］。另外，臨床研究也發現蛻膜中PD-1+Tim-3+CD4+T細胞減少，炎癥因子如TNF-α和IFN-γ等出現超生理狀態的增多［15-16］。研究者發現用肝素、阿司匹林、環孢素調節全身或局部Th1/Th2細胞因子平衡后，有效防止了抗磷脂綜合征復發性流產（antiphospholipid syndrome，APS-RSA）或流產傾向患者的流產現象［10］。以上研究說明，母胎界面形成Th2細胞優勢是胚胎著床和成功妊娠重要因素之一。

2.2 Th17/Treg平衡誘導維持母胎免疫耐受 進一步研究發現生理和病理妊娠均涉及更為復雜的分子機制，因此提出了Th17/Treg平衡模式［17］。Th17/Treg是隨Th1/Th2之后的又一個相對獨立的細胞因子網絡。Th17細胞主要通過RORγt轉錄因子和IL-17家族介導炎癥發生，它在不同的炎癥組織有不同的表型，表現出比Th1更多表型和生命力［18］。Treg是抑制CD4+T輔助細胞的一個獨特亞群，參與人類和小鼠對自身和外來抗原的免疫耐受［19-20］。正常妊娠過程中，母胎界面Treg存在大量富集，研究發現Treg數量不足和功能缺失時將會導致多種妊娠不良結果。ALUVIHARE［21］、SHIMAL［22］等的小鼠研究發現Treg在異基因小鼠胚胎孕早期對母胎免疫耐受的建立起著非常重要的調節作用。同時，臨床研究發現在URSA和PE患者的母胎界面中Treg數量明顯減少［23］。進一步研究發現，胎盤合胞體滋養層細胞產生的人絨毛促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）使CCL-2募集大量Treg進入子宮內膜，形成Treg優勢，促進母胎界面免疫耐受建立［24］。母胎界面CD4+Treg主要分為3類：CD25HiFOXP3+、PD-1HiIL-10+和TIGIT+FOXP3dim，其中CD25HiFOXP3+Treg的含量最多，且能夠抑制CD8+效應T細胞增殖［25］。SALVANY-CELADES等［25］發現HLA-G與滋養層細胞共培養可誘導CD4+CD25-向CD4+CD25+FOXP3+Treg分化，誘導的CD4+CD2 5+FOXP3+Treg又上調HLA-G的表達，促進滋養層增殖和侵襲。另外妊娠初期多種共抑制分子PD-1、Tim-3、CTLA-4等誘導產生大量的Treg，有利于維持母胎免疫耐受阻斷PD1-PDL1后CD25+FOXP3+Treg數量減少，小鼠妊娠率下降，過繼Treg后，胚胎存活率提高［26］。以上證據提示，妊娠界面發揮免疫抑制功能的可能是CD25+FOXP3+Treg。

Th17分泌的IL-17與Treg細胞共同促進滋養層細胞增殖和入侵蛻膜組織，這對母胎界面免疫微環境起著積極的作用［26］。孕早期蛻膜細胞分泌CCL2募集Th17進入母胎界面，同時滋養層細胞產生調節因子調節CCL-2、CCL-2R表達，減少母胎界面Th17的量［27］。另外，妊娠早期母胎界面豐富的Treg也通過旁分泌或直接接觸抑制Th17過度增殖，減少IL-17產生，一旦Treg細胞數量減少或功能受損，Th17過量富集引起過度炎癥反應，導致流產或子癇前期等疾病［28-30］。這些都說明Th17/Treg平衡是Th1/Th2平衡的發展和補充，也是調節母胎免疫微環境，維持母胎界面免疫平衡的又一關鍵因素。

2.3 Tfh調節Th1/Th2和Th17/Treg平衡維持母胎免疫耐受 研究者發現僅Th1/Th2、Th17/Treg平衡學說并不能解釋母胎免疫的全部問題，Tfh也在其中發揮著關鍵的調節作用［31］。Tfh細胞是CD4+細胞一個獨特的亞群，表達趨化因子受體CXCR5和轉錄因子Bcl-6，特異性分泌IL-21，參與生發中心形成，在B細胞增殖、分化、類型轉換中發揮關鍵作用，同時促進自身和Th17的活力。正常妊娠時，母胎界面Tfh存在一定水平增殖，多數不良妊娠結局與母胎界面中Tfh異常富集和功能缺失密切相關［20，31-34］。進一步研究發現正常妊娠期滋養層細胞和DSCs大量表達PD-1，可以控制Tfh細胞的過度增殖，減少生發中心和B細胞的產生，誘導母胎界面耐受建立［31，35］。阻斷PD-1/PD-L1通路后，母胎界面Tfh過量積累，抑制Treg增殖，同時促進Th1和Th17的發育，母胎界面免疫平衡破壞，進而影響胚胎存活［26，31，35-36］。另外，DSCs分泌大量趨化因子13（CXCL13），募集Tfh進入母胎界面，進而激活B細胞，介導免疫排斥反應，防止外部病原體的入侵［37］。研究者還發現，妊娠早期外周血中較高水平的雌激素在一定程度促進Tfh增殖，同時IL-10、IL-6、IL-10和IL-21水平升高，激活B細胞產生抗體啟動體液免疫［38］。前期本課題組通過流式細胞術檢測URSA患者子宮和內膜的Tfh和B細胞相關因子，發現Tfh與母體B淋巴細胞活化密切相關，提示Tfh可能參與抗體產生過程。

以上研究表明，同種異體妊娠中母胎界面各組分可能通過控制Tfh的增殖、分化和凋亡過程進一步調節Th1、Th2、Th17、Treg等免疫細胞的功能，建立免疫耐受，使Th1/Th2、Th17/Treg平衡模式發展為Th1/Th2/Th17/Treg/Tfh新模式。但母胎界面的Tfh調節這些免疫細胞的具體機制仍需進一步研究。

3 展望

母體的蛻膜細胞、免疫細胞和胚胎的滋養層細胞是妊娠界面的主要組成部分，它是母體與胎兒聯系的樞紐，是免疫學和生殖醫學研究的前沿課題，此處先天免疫和適應性免疫協同工作，維持正常妊娠。目前研究的熱點主要集中在妊娠界面的主要淋巴細胞亞群——NK細胞、CD8+T細胞，最近不少研究將關注點轉向母胎界面的CD4+T細胞。這群細胞具有獨特的表型，表達一系列的細胞因子和細胞標記。同時這群細胞也受母胎界面特殊微環境的調控，表現出對胚胎抗原的特異性，其抑制性受體表達上調，妊娠期具有調節表型的T細胞亞群在局部富集并向外周擴增，參與母胎免疫耐受的建立和維持，任意T細胞亞群數量異常或功能障礙，都可能導致嚴重的妊娠結局。

目前研究證實CD4+T細胞的分型和在正常妊娠與其他免疫細胞的一些聯系，但在妊娠特定的微環境下，CD4+T細胞的進一步分型？各個表型有什么功能？它們如何遷移到蛻膜局部？又是如何與B細胞、NK細胞以及其他CD4+T細胞交互作用參與母胎識別和妊娠界面免疫反應？這些問題都值得進一步的挖掘和探索。相信隨著對CD4+T細胞在母胎界面免疫耐受研究的不斷深入，將有望找到以上問題的答案，了解一大部分的CD4+T細胞的致病機理和一些妊娠期綜合征病因，為相關疾病的預防、診斷和治療提供新的參考。