Treg细胞在病理性瘢痕中的表达及作用

【文献标识码】B

【文章编号】1673－0364（2009）－06－0349－03

doi:10.3969/j.issn.1673-0364.2009.06.016

作者单位：200127上海市　上海交通大学医学院附属仁济医院整形外科。

病理性瘢痕是由于胶原等大量结缔组织的合成大于分解而导致基质过度合成、沉淀而形成。病理性瘢痕的形成机制和抑制措施，一直是整形美容外科医生面临的难题。近20年来的研究发现，免疫学相关因素在病理性瘢痕发病与防治中具有重要的作用，日益受到重视。

机体的免疫系统由中枢淋巴器官、外周淋巴器官、免疫细胞和免疫因子等组成。哺乳动物和人的胸腺及骨髓属于中枢免疫器官；脾脏、淋巴结及散在的淋巴组织属于周围免疫器官；皮肤、粘膜免疫系统也是重要的局部免疫组织。免疫活性细胞包括淋巴细胞、造血干细胞、单核巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞以及红细胞、血小板等，表皮朗格汉斯细胞也是有免疫效应的细胞。免疫分子包括抗原识别受体分子、分化抗原分子、主要组织相容抗原识别分子以及其他受体分子，还有免疫球蛋白、补体分子和细胞因子等。与瘢痕增生关系比较密切的细胞和/或因子有：淋巴细胞，巨噬细胞，多种白介素以及TGF-β等多种生长因子。其中调节性T细胞（T regula鄄tory cell，Treg）是不同于Th1和Th2的具有调节功能的T细胞群体，具有免疫抑制功能，在多种免疫性疾病中起重要的调节作用，成为近年来免疫学领域研究的重要内容，在创伤愈合的研究中也备受关注。

1　病理性瘢痕发生的免疫学假说

病理性瘢痕是由于胶原的合成大于分解而导致胶原过度沉积而致，已证实其形成与免疫因素密切相关 [1－2]。瘢痕患者外周血中T细胞增多并伴有局部组织中T细胞的亚群构成变化——CD4 ＋T细胞（Th）增多而CD8 +T细胞（Ti）减少，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

增生性瘢痕是一种局部免疫反应，存在大量的T淋巴细胞浸润且以CD4 +T细胞占绝对优势。增生性瘢痕发病机制的免疫学假说认为T细胞激活后释放的淋巴因子作用于角质细胞（KB）及成纤维细胞（FB）等其他细胞，诱导了HS的特征性变化。HS的表皮和真皮中浸润的活化T细胞及各种表型的抗原提呈细胞为HS的局部免疫提供了有力的证据。Castagnoli等 [4]发现增生性瘢痕活动期（AHS）中存在大量T

细胞浸润，KB及FB中存在HLA-DR异常表达。激活的T细胞以CD4 +细胞占绝对优势，而增生性瘢痕消退期（RHS）和正常瘢痕（NS）中淋巴细胞数量显著却减少。AHS中被激活的T细胞达70%，而RHS和NS中仅达38%～40%。ATS中T细胞在不同因素刺激下，释放多种细胞因子，如与TGF－β、IL-2、b－FGF和TNF-α等，它们与特异性受体相互作用促进FB增殖和胶原及基质的过度沉积。此外，活化的T细胞还可通过影响巨噬细胞和单核细胞等免疫细胞活性细胞来改变创伤局部环境中细胞因子的成分和含量，继而影响伤口愈合。

1.2　瘢痕疙瘩中的免疫因素

瘢痕疙瘩在原发病灶缓慢生长而切除后迅速复发的特征，与免疫反应过程极为相似 [5]：接触抗原、致敏、建立免疫记忆、再次接触抗原、激活细胞免疫和体液免疫等。根据其对结核菌素和二硝基氯苯的皮肤试验为一种强烈的迟发性超敏反应，认为K可能是迟发型超敏反应细胞介导免疫反应的结果 [6－7]。Duncan等 [8]在局部应用环抱霉素A治疗瘢痕疙瘩时发现，瘢痕组织中T淋巴细胞明显减少，并显著抑制了FB的活性，从而抑制了瘢痕疙瘩的生长。

2　Treg细胞的免疫抑制作用

近年来的研究表明，调节性T细胞（T regulatory cell，Treg）受到TCR介导的信号刺激活化后，能够抑制CD4 +和CD8 +的T细胞活化和增殖，在免疫抑制中扮演重要角色 [9－10]。

2.1 Treg细胞的分类、表型及作用

Treg细胞的分类目前尚无统一规定，较简便的方法是依据其发育、特异性及作用机制的差异分为天然Treg（Natural Treg，nTreg）和获得性Treg（Adaptive Treg，aTreg） [11]。前者主要是指在胸腺分化过程中逃避了克隆清除而选择到的特殊细胞亚群，指CD4 +和CD25 +的Treg；后者主要是在外周淋巴组织中接触特异性抗原或在免疫抑制因子的作用下活化而形成的一类调节性T细胞，包括Tr1、Th3 [12－14]，与CD4 +、CD25 -的T细胞相比，nTreg表达IL2αR（CD25）、IL2βR（CD122）、CTLA4（杀伤性T淋巴细胞相关抗原4）、GITR及高水平的CD44和中、低水平的CD45RB，50%表达HLA2DR、80%表达CD45，经TCR激活后CTLA4表达增高。正常外周血中，nTreg细胞占总CD4 +T细胞的5%～10% [15]。CD25既是其特征性标志，又是其激活标志。nTreg需经TCR刺激而发挥作用，其在体外对其他CD4 +T细胞的增殖抑制呈剂量依赖性，即数量越多，抑制作用越强 [16]。nTreg在功能上高度分化，无需预先暴露于特异抗原，初次接触抗原后即可被激活。较之初始T细胞的活化或增殖，nTreg对抗原刺激呈高敏感性，极低浓度的抗原即可将其激活；nTreg活化后介导的免疫抑制呈抗原非特异性，可同时抑制CD4 +和CD8 +T细胞的免疫应答。现认为，nTreg的作用机制在体内和体外是不同的。在体外，nTreg以细胞接触依赖、细胞因子非依赖机制发挥抑制作用，即通过与相应靶细胞直接接触来调节靶细胞的免疫应答，而无需细胞因子参与，此过程中其表面分子发挥重要作用。Treg细胞是惟一表达CTLA-4的CD4 ＋T细胞，可通过表面的CTLA-4传导抑制性信号来行使抑制性功能。在体内，nTreg除需细胞间直接接触外，还可通过分泌IL－10、IL－4、IFN－γ、TNF-α和TGF－β等抑制性细胞因子抑制CD4 +和CD8 +T细胞IL2的转录和表达，从而干扰其活化与增殖。

大多数情况下，Tr1、Th3是通过抗原反复刺激外周成熟T细胞诱导产生的，也可由天然Treg细胞分化而来。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、不产生IL－4。Th3与Tr1的主要区别在于Th3高分泌TGF－β。与nTreg细胞不同的是，Tr1、Th3的免疫抑制作用为细胞因子依赖性，是通过它们产生的IL－10和TGF－β来实现的 [17]。

2.2 Treg细胞的激活及分化

2.2.1　叉头状转录因子Foxp3是nTreg发育和功能的主要调节基因 [18]

Foxp3，名为叉头状或翅膀状螺旋转录因子，该基因的主要功能区是C末端的叉头状结构域，基因突变最常发生于该区，一般为两个碱基的框移插入导致叉头状结构域和核定位信号的丢失，使其丧失正常的调节功能。人类Foxp3基因与小鼠Foxp3基因具有同源性，都编码一种转录抑制蛋白，在转录水平上调节机体免疫。许多研究证实，nTreg在mRNA水平和蛋白质水平上都高表达Foxp3 [19]。Foxp3对nTreg的发育、功能以及维持机体免疫平衡具有至关重要的意义，是nTreg发育和功能的主要调节基因，是nTreg最特异的标志物。Foxp3还可诱导初始T细胞向调节表型分化。Sakaguchi 等 [15]以逆转录病毒为载体，将Foxp3转导给CD4 +、CD25 －的T细胞，使其在表型和功能上都类似于nTreg，表现为细胞表面某些nTreg相关分子如CD25、CTLA-4、GITR等的表达上调，且转导Foxp3的CD4 +、CD25 -的T细胞在体外能抑制其他T细胞的增殖，在体内可抑制自身免疫病如炎症性肠病（IBD）的进展。Foxp3诱导nTreg细胞形成的作用，开辟了一个可通过诱导Foxp3表达使CD4 －的T细胞转化为nTreg细胞，最终逆转细胞免疫的治疗新策略。

2.2.2 IL－10诱导Tr1产生

IL－10可直接和间接抑制抗原特异性T细胞增殖。直接抑制作用包括抑制IL－2的产生、延长细胞增殖周期和阻止TCR介导的CD4 +T细胞活化。间接抑制指在特定条件下，IL－10可诱导Tr1的分化，人和小鼠CD4 +的T细胞在IL－10存在时经慢性活化可产生Tr1，并增强Tr1的抑制作用，IFNα可加强IL－10的这种能力。此外，抗原与CD2共刺激可通过IL－10非依赖途径诱导产生抗原特异性Tr并高分泌IL－10而具有免疫调节功能。Kemper等 [20]发现，在IL2存在的情况下，人CD4 +的T细胞与CD3和补体调节剂CD46结合诱导生成有Tr1特异性细胞因子表型的T细胞。这种细胞增殖能力强，并具有旁观者抑制效应和免疫记忆力。旁观者抑制机制是指在IL-10存在的条件下，通过非相关抗原激活Tr1，使其分泌高水平IL-10、中等水平TGF-β。

2.2.3未成熟DC（imDC）对Treg的诱导作用

DC在Treg的诱导分化中也具有重要的作用，其诱导产生效应T细胞还是Treg在很大程度上取决于其成熟状态。静止的imDC刺激幼稚T细胞增殖的能力较差，通常诱导Treg细胞产生，且无论其是否处于炎症环境及活化因子如何改变，均可持续启动未致敏T细胞分泌免疫抑制因子IL－10诱导免疫耐受维持免疫稳态，为调节性DC亚群。而成熟DC （mDC）则刺激初始型T细胞增殖，调节其分化，刺激已活化或记忆型T细胞参与免疫应答，被认为是炎症性DC亚群。目前认为在外周诱导免疫还是抑制取决于DC/imDC的比例 [21]。

3　Treg在免疫治疗中的应用及在病理性瘢痕中的研究前景

已有研究将Treg用于自身免疫性疾病（如炎症性肠病IBD）、超敏反应性疾病（如支气管哮喘和变态反应性哮喘）及移植排斥反应的试验性调节，并取得了良好效果。基于RNA原理，在基因水平构建Foxp3质粒并转染小肠上皮细胞，诱导nTreg表达并发挥免疫抑制功能治疗IBD；注射经IL-18修饰的DC疫苗诱导Treg细胞治疗过敏性哮喘等。已证实HS中存在局部免疫，K可能是一种超敏反应，即CD4 +T细胞和CD8 +T细胞介导的免疫应答在病理性瘢痕的发生、发展中发挥重要作用。Treg细胞是近来的研究热点，它是一类具有免疫抑制作用的特殊的CD4 +T细胞，在受刺激活化后能抑制CD4 +和CD8 +T细胞的活化和增殖。但目前有关病理性瘢痕中Treg的表达情况及作用机制的研究尚未见报道，是否可通过转染Foxp3质粒、局部给予诱导Treg分化的细胞因子、注射疫苗或过继性免疫疗法等手段治疗病理性瘢痕是今后的研究方向之一。