T细胞受体基因与疾病研究概况及进展

陆 晨，刘 凯(综述)，岳 华(审校)

(新疆维吾尔自治区人民医院肾病科，乌鲁木齐830001)

T细胞受体(T-cell receptor，TCR)是T细胞表面能够特异性识别抗原和介导免疫应答的分子，是免疫球蛋白超家族的成员之一。TCR的多态链依抗原结构和编码基因不同，已证明有α、β、γ、δ 4种。随着分子生物学研究的不断发展，近年来人们采用不同手段探讨了TCRα、β链基因多态性与疾病发生、发展的关系。同时随着肿瘤研究的不断深入，TCR的靶向识别作用越来越受到人们的青睐，通过TCR基因修饰的T细胞在治疗恶性肿瘤等疾病方面具有巨大的发展潜能。TCR与疾病的相关性越来越受到人们的关注，现就TCR分子水平的研究现状予以综述。

1 TCR的理化特点

1.1 TCR分型 TCR是T细胞表面能够特异性识别抗原和介导免疫应答的分子，TCR的多态链依抗原结构和编码基因不同，已证明有 α、β、γ、δ4种，可分为αβTCR和γδTCR两种不同类型，人类外周血中大多数为αβTCR(约95%)，少数为γδTCR(约5%)［1］。

1.2 TCR分子结构 TCR分子的4条多肽链可分为胞外、穿膜和细胞质三部分，肽链氨基端在细胞外，羧基端在细胞内，氨基端的氨基酸顺序变化较大，称为可变域;近膜端肽链氨基酸顺序变化少，称为保守域。根据受控基因片段的不同，细胞外肽链又分为V(可变区)、D(高变区)、J(结合区)、C(恒定区)4区，其中α链是由 V、J、C基因节段编码的肽链，β链是由 V、D、J、C 基 因 节 段 编 码 的肽链。

细胞外肽链可变域存在4个互补结合功能区(complementarity-determining religion，CDR1-4)，V基因编码CDR1和CDR2，其中CDR3是唯一非胚系编码的与抗原特异性结合部位［2］。TCR数量极为庞大的多态性主要由CDR3决定。CDR1和CDR2是TCR受主要组织相容性复合物(major histocompability complex，MHC)限制的结合部位，也就是 αTCR受MHC限制的原因部位。CDR4主要存在于β链上，是T细胞接受超抗原刺激部位。

1.3 TCR与MHC肽复合物结合起作用 T细胞通过它表面的TCR分子来识别外来抗原，抗原首先要被抗原递呈细胞处理为9～14个氨基酸的多肽(抗原肽)，这些抗原肽和MHC分子一同在抗原递呈细胞分子表面表达，TCR分子识别并结合的是MHC肽复合物，从而引起一连串的免疫反应。CD3和CD8在调节T细胞活化中起了重要作用，由TCR和CD3分子组成的TCR复合物与MHC抗原肽结合，为T细胞活化提供了第一信号。

1.4 TCR基因多样性结构基础 免疫系统具有识别大量外来抗原的能力，TCR分子作为免疫系统的重要一员，据估计αβ TCR可能有1019种，γδTCR可能有1023种，TCR的多样性赋予T细胞识别外来抗原的巨大潜力。这种多样性的产生主要有以下几种机制:①TCR基因的多态性，即不同个体的同一核苷酸序列存在差异。②基因突变，如碱基插入、缺失和置换等。③TCR基因的重排和连接区的多样性，这是TCR多样性产生的最主要的机制。V、D、J和C重组产生的各种组合数是每个座位上基因数的乘积，重排时遵守12 bp间隔重组信号序列与23 bp间隔重组信号序列重组信号原则。

2 TCR基因与多种疾病的关联性

TCRβ链基因主要位于人类第7号染色体上，近年研究表明，9号染色体上存在高度相似的同源系列，但并不参与功能性产物的编码［3］。大量证据显示，TCRVβ基因谱系和T细胞克隆性分析已广泛用于多种疾病的研究［4，5］。

2.1 TCRVβ基因与弥漫性大B细胞淋巴瘤 弥漫性大B细胞淋巴瘤是成人淋巴瘤中最常见的一种类型，患者常表现为迅速增大的淋巴结，10%～15%患者有骨髓侵犯，40%～50%患者有淋巴结外病变，患者常出现发热、盗汗、进行性消瘦等全身症状。本病病程进展迅速，如不予以积极治疗，中位生存期不足一年。

叶静梅等［6］利用反转录聚合酶链反应方法扩增6例弥漫性大B细胞淋巴瘤患者外周血单个核细胞中24个TCRVβ基因，并将PCR产物进一步做荧光标记和基因扫描，以分析CDR3长度而确定T细胞的克隆性。结果显示，6例弥漫性大B细胞淋巴瘤患者分别表达9～20个TCRVβ亚家族。患者均存在1个或多个Vβ亚家族的克隆增殖T细胞，增殖形式包括寡克隆、寡克隆增殖趋势及双克隆。Vβ13和Vβ15亚家族出现克隆增殖性T细胞的频率较高。

2.2 TCRVβ基因与慢性非细菌性前列腺炎/慢性骨盆疼痛综合征 慢性前列腺炎是泌尿系统最常见的疾病之一，慢性非细菌性前列腺炎/慢性骨盆疼痛综合征(abacterial prostatitis/chronic pelvic pain syndrome，CAP/CPPS)的发病率占慢性前列腺炎的90%～95%，临床上主要表现为骨盆区疼痛、排尿异常及射精痛等症状。

王少刚等［7］采用反转录聚合酶链式反应的方法进行研究，探讨了 CAP/CPPS 中 TCRVβ1、Vβ8、Vβ11、Vβ20基因的表达，以了解炎性反应在CAP/CPPS中的作用，结果显示CAP/CPPS患者TCRVβ20基因的表达明显高于正常对照组，TCRVβ1、Vβ8和 Vβ113个亚家族的表达两组间差异均无统计学意义，表明CAP/CPPS患者存在TCRVβ20克隆偏移。

2.3 TCRα链基因与IgA肾病 单发和多发的家族性IgA肾病已被证实有强烈的种群性遗传性背景，但其分子遗传学机制尚未阐明。T细胞受体保守域α 链基因(T-cell receptorconstant α chain，TCRCα)编码TCRα链近膜端保守域的氨基酸，位于14号染色体14q11～14q12［8］。近年来 TCRCα 基因多态性与IgA疾病的关系越来越受到人们的关注。

2.3.1 TCRCα －575A/G 基因多态性与 IgA 肾病薛超等［9］采用临床病理分析和长期病例随访的方法，探讨中国汉族人群中，TCRCα基因－575 A/G多态性与IgA肾病临床病理的相关关系。临床资料分析结果显示，中国汉族人群中，TCRCα－575 AA基因型在肉眼血尿患者中出现频率比其他基因型显著升高，但各基因组在年龄、性别、血压、血尿、蛋白尿、血清IgA水平等临床指标中分布频率均无统计学意义，提示肉眼血尿的发生可能与TCRCα－575 AA基因型相关。病理资料分析结果显示，在IgA肾病Haas分级的Ⅱ+Ⅲ级的患者中，AA基因型其分布频率相对于其他基因型有显著增加，但在其他级别中未见显著性差异。随访结果显示，TCRCα基因－575 A/G不论是基因型还是等位基因，肾功能稳定组与进展组相比较均未见显著性差异。从而得出结论，中国汉族人群中，TCRCα基因－575A/G多态性可能和肉眼血尿的发生及肾病病理相关，但可能与肾功能进展不相关。

2.3.2 TCRCα －560C/T基因多态性与 IgA 肾病Deenitchina等［10］研究发现，TCRCα －560TT 基因型患者蛋白尿发生率显著降低，而CT基因型患者蛋白尿发生率显著增高。提示C等位基因与患者发生蛋白尿相关，而T等位基因患者则不易发生蛋白尿。因而薛超等［11］同时进行了中国汉族人群中TCRCα－560C/T与IgA肾病肾功能变化进展的研究，临床分析结果显示，CT基因型在IgA患者中蛋白尿发生率显著增高，而TT基因型显著降低，提示C等位基因患者易于发生蛋白尿，但3种基因型与血压、蛋白尿水平、血肌酐水平、血尿发生率及血IgA水平无关联性。病理分析结果显示，在IgA肾病病理中度改变(Ⅱ+Ⅲ)的总体分布频率上差异有统计学意义，CC基因型分布频率相对于其他基因型有显著增高。随访结果显示，TCRCα基因－560 C/T不论是基因型还是等位基因，在肾功能稳定组与进展组相比较均未见显著性差异。从而得出结论，中国汉族人群中，TCRCα基因－560C/T多态性可能和IgA肾病蛋白尿的发生及肾病病理有一定关联性，但可能与肾功能进展不相关。

结合新疆地方特色，探讨TCRCα－560C/T基因多态性与新疆维吾尔族IgA肾病的关联，选取150例维吾尔族IgAN患者和300例维吾尔族健康对照者，应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性法检测维吾尔族IgA肾病患者TCRCα－560位置基因多态性，并与患者临床资料进行相关性分析，结果发现，维吾尔族IgA肾病患者与正常健康对照在TCRCα－560 C/T多态性分布之间差异无统计学意义;维吾尔族IgA肾病患者中，CT基因型的患者持续性镜下血尿伴蛋白尿发生率显著性增高，从而得出结论，在本组新疆维吾尔族IgA肾病患者中TCRCα－560 C/T基因多态性可能与IgA肾病患者持续性镜下血尿伴蛋白尿发生有一定的关联性［10，11］。

3 TCR 基因与肿瘤治疗

TCR与肿瘤的免疫监控、抗原特异性识别、T细胞激活和靶向识别杀伤肿瘤细胞有着密切关系，TCR表达异常是肿瘤免疫逃逸的主要原因之一［12，13］。目前TCR在肿瘤方面的研究进展主要是通过导入外源TCR基因并实现有效表达来激活无能的T细胞，恢复T细胞靶向识别和杀伤肿瘤细胞的功能。

吕丽珊等［14］以特异性识别肝癌细胞的TCRVβ7.1基因转染健康人外周血淋巴细胞，观察基因转染前后T细胞对人肝癌细胞株 BEL-7402细胞的杀伤作用，并将转染TCR基因的外周血单个核细胞注射于荷肝癌重度联合免疫缺陷小鼠肿瘤周围，研究结果表明，TCRVβ7.1基因成功转染到T细胞并得到有效表达，且经TCRVβ7.1基因修饰后的淋巴细胞对肝癌BEL-7402细胞的杀伤作用明显，外源性TCRVβ7.1基因修饰T细胞在荷肝癌小鼠体内的分布具有肿瘤靶向性。从而证明TCRVβ7.1基因修饰可显著增强淋巴细胞对肝癌细胞的杀伤作用。Clay等［15］的研究表明，将TCR基因转入健康人外周血淋巴细胞，可以在体外产生抗肿瘤效应细胞毒T细胞，该试验结果还提示，这种方法对转移性黑素瘤具有潜在治疗作用。

p53蛋白在肿瘤浸润、转移及诊断治疗方面的作用已成为研究的热点，p53蛋白在多种恶性肿瘤中表达上调。Colen等［16］从识别人p53(264-272)多肽表位的小鼠高亲和力细胞毒T细胞中克隆出TCRαβ基因，通过反转录病毒载体转导人原代T细胞。转导后T细胞可识别转染野生型和突变型p53蛋白的HLA-A2.1+细胞，继而筛选出 HLA-A2+/p53+，HLAA2－/p53+和HLA-A2+/p53－3种肿瘤细胞，将其与p53－TCR转导的PBLs共培养，发现HLA-A2+/p53+共培养组明显产生大量干扰素γ和白细胞介素2，而其余两个组则没有明显产生，同时其他的细胞因子也在前者中检测出，如白细胞介素4、白细胞介素10、肿瘤坏死因子α等。说明通过TCR基因修饰T细胞在治疗恶性肿瘤等疾病方面具有巨大的发展潜能。

4 展望

TCR是T细胞表面能够特异性识别抗原和介导免疫应答的分子，与自身免疫性疾病、感染性疾病、肿瘤及肾脏疾病均有一定的关系，但疾病的发生、发展是多种致病因素的综合作用。截止目前，TCR基因与疾病关联性尚未完全清楚，随着对TCR基因特别是TCR基因多态性的深入研究，将对上述疾病的发病机制有更明确和全面的认知和了解，进而为疾病的诊断及治疗提供更加可靠、全面、系统和科学的证据。

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