调节性T细胞与内分泌疾病

包秋燕(综述)，徐玉善，杨慧英(审校)

(昆明医科大学第一附属医院内分泌与代谢病科，昆明650032)

免疫系统具有保护机体免受一系列病原微生物的侵害以及使机体避免有害的、错误或过度的免疫反应的作用[1]。它由免疫器官、免疫组织、免疫细胞及免疫分子组成，免疫细胞主要包括吞噬细胞、自然杀伤细胞、T淋巴细胞及B淋巴细胞等[2]。其中吞噬细胞和自然杀伤细胞属于固有免疫细胞，对侵入的病原体产生非特异性免疫作用;T及B淋巴细胞属于适应性免疫细胞，主要介导保护性和危害性特异性免疫应答。调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)是一群成熟的有功能的T细胞，其与自身免疫性疾病的发生、发展有密切关系。

1 Treg的概述

Treg是一群具有调节功能的T细胞亚群，其能降低免疫系统对自身以及外来抗原的免疫应答，同时抑制对机体有害的过度免疫反应的作用，是一种具有免疫调节和抑制功能的T细胞。20世纪70年代，人们认识到T细胞群中可能有免疫抑制细胞亚群的存在[3]，1995 年 Sakaguchi等[4]首次发现，将去除CD4+CD25+组分的T细胞转移到裸鼠体内会发生多种自身免疫性疾病，重新输入CD4+CD25+T细胞则可抑制疾病的发生。同时还发现，裸鼠接受异体皮肤移植或接种异种蛋白时，免疫系统会对皮肤及蛋白表现出过高的免疫应答，输入CD+4CD25+Treg后免疫应答则恢复正常。表明CD4+CD25+Treg可通过降低自身或外来抗原的免疫应答而实现自身的免疫耐受。

Treg有很多亚群，CD+4CD25+Treg是Treg亚群中重要的组成部分，根据来源不同分为天然Treg(naturally occurring Treg，nTreg)和诱导 Treg(induced Treg，iTreg)。nTreg来源于胸腺，占外周血T细胞的5%～10%。iTreg存在于外周淋巴组织，是幼稚T细胞受到特异性抗原刺激并在细胞因子的诱导下形成的Treg。Treg可表达许多细胞表面分子，主要包括CD4、CD25、联合叉头/翼状螺旋转录因子(forkhead/winged helix transcription factor p3，Foxp3)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原 4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)、糖皮质激素诱导肿瘤坏死因子受体(glucocorticoid-induced TNF receptor family-related gene，GITR)、CD127等[5]。

Foxp3是Treg的特征性细胞表面标志，同时也是调控Treg分化和功能的主要细胞表面分子[1]。在胸腺，Foxp3是T细胞抗原识别受体阳性的T细胞分化成为Treg的至关重要的转录因子。研究表明，在正常小鼠体内，外周CD4+CD25+T细胞和胸腺CD4+CD25+CD8－细胞均表达Foxp3，而其他T细胞或胸腺细胞，无论是在静息状态还是激活状态，均不表达Fopx3[1]。Foxp3基因高表达的小鼠体内CD4+CD25+Treg数目增多，相反Foxp3－/－小鼠体内不存在CD4+CD25+Treg。Foxp3基因缺失后，自身免疫耐受减弱;转导Foxp3到CD4+CD25－T细胞内，可促使其转化为类CD4+CD25+Treg样细胞，该细胞在体外能抑制其他T细胞的增殖，在体内能抑制自身免疫性疾病的发生，该现象存在于小鼠及人类中[6]。最近研究表明，Foxp3+Treg的寿命很短，自身免疫性疾病随着Treg的凋亡而发生、发展[7-8]。在Foxp3基因剔除的小鼠及Foxp3基因缺失的人类都会出现广泛的、甚至致命的自身免疫性疾病[9]。

2 Treg与内分泌疾病

2.1 Treg与骨质疏松症 骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织微结构破坏、骨脆性增加而易发生骨折的代谢性骨病[10]。随着人类寿命的延长以及人口的老龄化，骨质疏松症已跃居世界常见病的第7位，成为严重影响老年人健康及生活质量的疾病之一[11]。目前，导致骨质疏松症病理性骨质流失的机制目前尚未明确，近年来有学者提出骨免疫学，认为骨骼系统与免疫系统密切相关。在体外，Treg可以直接抑制破骨细胞的分化。

骨是坚韧的、动态的器官，其处于不断的修复和重塑过程中，即骨重建。破骨细胞吸收旧骨，成骨细胞形成新骨[12]，此过程受各种细胞因子、激素及信号通路等的调控[13]。在正常成人体内，由破骨细胞介导的骨吸收在骨重建中处于主导地位，其可调节骨的结构与功能，维持骨骼系统的完整性[14]。破骨细胞是体内唯一的骨吸收细胞，若破骨细胞所致的骨吸收过多，将会导致代谢性骨疾病，如骨质疏松症、类风湿关节炎等[15]。对破骨细胞分化及活化调节机制的了解，是理解骨骼系统健康和疾病的关键。

破骨细胞的激活与募集受许多细胞因子的调控，如核因子κB受体激活剂配基 (receptor activator of nuclear factor κB ligand，RANKL)、巨噬细胞集落刺激因子、肿瘤坏死因子α、白细胞介素(interleukin，IL)-1、IL-7、IL-17、IL-23、IL-6、转化生长因子β、干扰素γ等，其中RANKL和巨噬细胞集落刺激因子尤为重要。这些细胞因子中的大部分参与了免疫系统的调节，这可能解释骨细胞与免疫系统之间的联系[16]。早在1972年，Horton等[17]就提出骨重建是由免疫细胞调控的，认为免疫细胞能够影响破骨细胞的分化及活化。2010年，有学者提出RANKL是调控破骨细胞分化的潜在因子[18]。RANKL是肿瘤坏死因子家族中的一员，主要表达于成骨细胞和激活的T细胞。研究发现，RANKL基因剔除的小鼠和RANKL基因缺陷的人类均会出现严重的骨质硬化，且体内缺少成熟的破骨细胞[19]。从共同培养的小鼠成骨细胞和骨髓细胞中分离出的破骨细胞发现，RANKL能诱导前破骨细胞分化为有功能的破骨细胞，表明RANKL在调控破骨细胞分化方面可能发挥着重要作用[20]。研究表明，T细胞在维持骨骼系统的完整性，特别是破骨细胞分化中具有一定作用，在体外，激活的CD4+T细胞表达的RANKL具有诱导破骨细胞分化的作用[18]。综上所述，RANKL将免疫系统与骨骼系统紧密联系在一起。2000年，Arron等[21]首次将两者间的联系称为骨免疫学，并阐述了骨骼系统与免疫系统细胞间的相互作用，认为免疫失调会导致骨代谢异常。

近年来，许多学者对免疫介导的骨质流失进行了深入研究，Zaiss等[22]研究发现，Treg在体外能抑制破骨细胞的分化及功能。Kim等[23]发现，人类CD4+CD25+Treg能够抑制人外周血单核细胞中破骨细胞的分化。Treg体内模型表明，直接注射过量的Treg可改善实验性动物的自身免疫性疾病[13]。Zaiss等[18]注射Treg到人肿瘤坏死因子转基因小鼠体内(3周后发生炎症性关节炎)，发现小鼠不仅表现出全骨密度增加，而且出现破骨细胞活性下降。对骨质疏松模型的研究表明，过度表达Foxp3，Treg数目也会随之增加，特别是骨密度增加[24]。在Foxp3转基因小鼠中，Treg能抑制卵巢切除所引起的骨质流失[14]。目前关于Treg减少骨质流失的机制尚不明确，但药理学方法研究表明，Treg主要通过抑制破骨细胞分化而治疗骨质流失[14]。

2.2 Treg与1型糖尿病 1型糖尿病(type 1 diabetes，T1DM)是一种自身免疫性疾病，由激活的T淋巴细胞介导的一系列自身免疫反应所引起的选择性胰岛β细胞破坏甚至功能衰竭，导致体内胰岛素缺乏进行性加重以及慢性高血糖，依赖终身注射胰岛素控制血糖。Treg在T1DM发生、发展中的重要性在Foxp3基因缺失的免疫失调、内分泌腺病、肠病、X连锁综合征患者中得到证实，该类患者不论是否存在1型糖尿病抵抗基因缺失，最终都患有 T1DM[25]。Battaqlia等[26]发现，CD+CD+Treg缺失的非肥胖糖尿病小鼠，移植CD+4254CD25+Treg后可延迟甚至阻断糖尿病的发生。

有报道认为，T1DM的发生可能与Treg的数量及功能异常有关。Kornete等[27]发现，非肥胖糖尿病(non-obese diabetic，NOD)小鼠T1DM的进展与Treg的数量和功能下降有关。Greqori等[28]发现，NOD小鼠胰岛中Foxp3+Treg数量减少而效应T细胞数量持续增多，将8周龄小鼠含CD4+CD25+Treg的脾细胞输入16周龄缺乏CD25+T细胞的NOD小鼠体内，发现可以延缓后者T1DM的发生。叶学和等[29]也发现，T1DM患者外周血CD4+CD25+Treg水平显著降低。Lindley等[30]的研究显示，虽然在起病不久的T1DM患者中CD4+CD25+Treg水平正常，但在体外共同培养时发现，其抑制T细胞增殖的能力与对照组相比有所下降。

鉴于Treg对T1DM的发生、发展有密切关系，有研究指出，Treg能抑制T1DM的发生。在NOD小鼠和Foxp3缺失的Scurfy小鼠中均发现，Treg在抑制自身免疫性疾病(如T1DM)中发挥重要作用[26]。Every等[31]在 NOD 小鼠鼻内接种质粒编码的小鼠前胰岛素Ⅱ发现，可以诱导C D+CD+425Treg的形成，从而抑制糖尿病的发生，即使转移有致糖尿病性的脾细胞及在此基础上加用环磷酰胺加速糖尿病发病的情况下，这种抑制作用仍能保持。

2.3 Treg与自身免疫性甲状腺疾病 自身免疫性甲状腺疾病(autoimmune thyroiditis disorders，AITD)是机体正常自身免疫耐受功能受损，反应性T淋巴细胞介导的针对甲状腺的器官特异性自身免疫性疾病，包括桥本甲状腺炎，Graves病、产后甲状腺炎等[32]。Asano等[33]发现，刚出生时即行胸腺切除术的小鼠(消除了外周的CD4+CD25+Treg)会出现多种器官特异性自身免疫性疾病，包括自身免疫性甲状腺炎。Gangi等[34]研究发现，小鼠CD4+CD25+Treg能够抑制血清甲状腺球蛋白引起的自身免疫性反应。Marazuela等[35]研究发现，AITD患者外周血中表达Foxp3、GITR的T细胞比例增加，但其对淋巴细胞增殖的抑制能力下降，大多数情况下它们不能下调自身免疫性反应、降低炎症反应对甲状腺组织的损伤，表明AITD患者外周血中Treg对自身免疫应答的抑制存在缺陷。Nakano等[36]研究发现，AITD患者与正常对照组相比，前者外周血CD4+CD25+Treg数目减少，以Foxp3+CD4+CD25+Treg比例减少尤为明显，而活化CD4+T细胞的数目却增加。唐大海等[37]研究发现，Graves病患者外周血Treg的数量与健康对照组相比无统计学意义，但其免疫抑制功能却明显降低，表明Treg功能的异常与Graves病的发病密切相关。从上述学者的研究可以发现，Treg数量和(或)功能异常可使患者体内Treg与自身反应性T细胞活性不匹配从而导致疾病的发生。

3 小结

随着对Treg研究的不断深入，发现其数目、功能等的异常与骨质疏松症、T1DM、AITD等内分泌疾病的发病有关。在动物模型输注Treg能延缓甚至阻断T1DM的发生[26，31]，体外注射Treg治疗骨量减少的疗效已经得到证实[18，24]。然而，其具体机制尚未明确，仍需要进一步研究，这为一些内分泌疾病的治疗提供了新思路和新方向。相信随着医学技术的发展，人类必能寻找到更为有效的治疗内分泌疾病的方法。

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