移植物抗宿主病与T细胞调控研究新进展

胡晓丽 李志强

移植物抗宿主病与T细胞调控研究新进展

胡晓丽 李志强

移植物抗宿主病（graft-versus-host disease，GVHD）的发生是引起造血干细胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）失败的最主要原因之一，而T细胞的激活、增殖、分化在GVHD的发生、发展中发挥重要作用。本文阐述T细胞在GVHD中的调控作用，为GVHD的基础实验以及临床防治提供依据。

移植物抗宿主病 T细胞

异基因造血干细胞移植（allogeneic hematopoietic stem cell transplantation，allo-HSCT）是治疗白血病、淋巴瘤以及其他恶性血液病和免疫学疾病的有效措施，但是造血干细胞移植后并发症的发生大大影响其治疗作用，其中移植物抗宿主病（graft-versus-host disease，GVHD）的发生是引起造血干细胞移植失败的最主要原因。近年在血液学领域，针对GVHD的发生机制及其治疗的研究甚多，在诸多研究中显示供者T细胞的激活、增殖、分化在GVHD的发生、发展中起着重要作用。供者的T细胞识别受者相异的抗原引起对靶器官的损伤，从而导致GVHD的发生。然而若体外将T细胞全部剔除，又会导致移植物抗肿瘤（graft-versus-tumor，GVL）效应的丢失，甚至引起严重感染，故研究各类T细胞在GVHD中的作用机制显得至关重要。

1 CD4+T细胞与GVHD CD4+T细胞是指细胞表面表达CD4分子的T细胞，可识别由MHC-II类分子提呈的内源性抗原肽，其主要功能亚群是辅助T细胞。对临床HSCT患者的研究表明，CD4+T细胞的重建明显延后，导致CD4+/CD8+比例倒置[1]。CD4+T和/或CD8+T细胞均可导致GVHD，而CD4+T细胞被认为在GVHD中起主导作用。在GVHD病程的第3~4期临床阶段CD4+T和CD8+T均有升高，而在GVHD病程的第2~3期临床阶段仅CD4+T增高[2]。从TTGC57BL/6（人CD4+/+，鼠CD4-/-，HLA-DR3+/+）为供鼠的GVHD小鼠模型中，证明用CD4抗体预处理供鼠细胞可以减轻GVHD，同时保存GVL作用[3]。NSG小鼠中移植入人的外周血单核细胞（PBMCs），用CD4抗体预处理PBMCs同样可明显改善GVHD症状，并且保留GVL作用[4]。在NOG小鼠中植入人的脐带血建立的移植物抗宿主模型中，发现闭塞性细支气管炎中有大量的IL-26+CD26+CD4+T细胞浸润[5]。但也有报道CD4+T细胞在GVHD中并不都是消极作用。NOG小鼠建立的人源化GVHD模型中，CD4+T加强CD8+T细胞通过IL-2途径扩增以诱导GVHD，但同时CD4+T也促进供体细胞的植入[6]。

1.1 Th1细胞 Th1分泌细胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α，阻滞IL-17分泌可以促进Th1细胞的分化。T-bet、STAT1、STAT4以及c-Rel等转录因子对于Th1细胞的分化具有重要作用，其中尤以T-bet最重要。IFN-γ触发的STAT1以及IL-12激活的STAT4与T-bet共同促进Th1细胞的分化[7]。Th1历来被认为是致GVHD的主要细胞。HSCT后患者发生GVHD时，Th1相关的信号在早期就被激活[8]。Th1细胞可以通过IFN-γ和IL-2的释放激活CD8+T细胞引起宿主靶细胞的凋亡[3]。骨髓间充质细胞（MSC）在大量实验中验证了其抗GVHD的作用，而近期研究发现MSC减轻GVHD的主要机制是通过腺苷途径调节由Th1介导的炎症。细胞表面表达CD39的Th1细胞在CD73同时存在的条件下，可以被MSC调节，从而减轻GVHD[9]。另外，IFN-γ是Th1分泌的主要细胞因子，但是IFN-/-的T细胞反而加重GVHD症状，这说明Th1在GVHD中的作用具有多面性。有学者认为发生GVHD时组织表达IFN-γ依赖的B7-H1，对于减轻Th1介导的组织损伤具有重要意义，IFN-/-不但削弱了Th1的作用，同时也减少了B7-H1的保护作用，可能在一定程度上解释了IFN-/-的T细胞为何导致更严重的GVHD[10]。

1.2 Th2细胞 Th2分泌细胞因子IL-4、IL-5、IL-13。转录因子Gata3在Th2分化中起主要作用，STAT6、STAT5、STAT3在Th2分化中也具有重要意义[11]。Gata3在IL-4刺激下使STAT6磷酸化从而促进Th2细胞的分化[7]。Th2一般认为在GVHD启动中不发挥作用，但可调节GVHD发挥保护作用。Th2以及Th17缺失时均可以引起Th1细胞的扩增，同时Th2和Th17可以下调Th1分化而进一步介导GVHD[10]。骨髓源性抑制细胞MDSC可使T细胞向Th2转化，减轻GVHD[12]。另外，有研究表明Th2并不能减轻GVHD。如IFN-γ-/-以及IL-17-/-时Th2的损伤作用加大；STAT4-/-的Th2细胞也加重GVHD。在GVHD患者的皮肤活检中发现有Th2细胞浸润，且Th2相关的细胞因子如IL-4、IL-13以及驱化因子CCL17均有上调[13]。但有报道虽然在肺和皮肤中都有Th2细胞浸润，但Th2并不引起皮肤损伤，只有在肺中才介导炎症反应[10]。

1.3 Th17细胞 Th17分泌细胞因子IL-17、IL-21、IL-22。RORrt、STAT3、AhR和IRF4等转录因子对于Th17分化具有重要作用，其中尤以RORrt最重要[11]。TGF、IL-6、IL-1β以及IL-23可引起IL-17诱导的Th17细胞产生，阻滞IFN-γ分泌可促进Th17细胞分化[6]。Th17细胞加重GVHD的症状，引起皮肤和肺的严重症状[5，14]。在GVHD的靶器官中发现RORrt染色的Th17细胞极为丰富，阻断STAT及mTOR信号途径可以避免Th17细胞极化而消除GVHD的严重症状。STAT信号通路对于Th17极化具有重要作用，在GVHD患者中发现CD4+T细胞中的STAT被显著激活，且Th17的数量与GVHD的临床以及病理分级具有密切关系[8]。在慢性GVHD病程中，HSCT后Th17的升高发生在Th1和Th2上调后。当CD4+T细胞由Th1转为Th17时，可能预示GVHD特定的靶器官损伤。利用主要组织相容性抗原（MHC）相合、微小抗原H不相合的小鼠模型研究发现，CD8+T细胞的溶细胞活性可能导致在GVHD靶器官中CD4+T向Th17转化[14]。

1.4 CD4+Treg细胞 CD4+Treg细胞是调节性辅助T细胞，分泌IL-10和TGF-β等细胞因子。CD4+Treg细胞以表达于细胞表面的CD25以及核转录因子FOXP3为特征，对免疫反应具有负性调节作用[15]。Treg细胞种类繁多，仅传统调节T细胞就包含了记忆性Treg（mTreg）和自然Treg（nTreg）两类[16]。胸腺是Treg起源并实现上调FOXP3的重要场所。因此，许多治疗有利于重建HSCT后胸腺起源的T细胞产生，以发挥Treg细胞在GVHD中的积极作用，但除nTreg外还有一群外周起源的诱导性Treg（iTreg），其在TGF-β以及IL-2的作用下由传统的T细胞（Tcn）上调FOXP3转化而来，此过程不依赖胸腺途径产生，故可能切除胸腺并不影响Treg细胞在GVHD中发挥作用[17]。CD4+Treg细胞可以通过阻断IL-6、IL-21促炎症因子的分泌实现自身扩增以减轻GVHD[18]。Treg细胞的重建可以抑制快速单克隆增殖引起的致病性效应CD4+T细胞的扩增。研究表明CD4+FOXP3+的Treg频率可以预示清髓性和非清髓性造血干细胞或者外周血单个核细胞移植后2周的GVHD的发生情况[1]。对HSCT后患者的观察发现，总Treg、nTreg、mTreg以及它们与CD4+T细胞的相对比例与GVHD的发生有相关性[16]，但也有学者认为对Treg细胞研究还不深入，HSCT患者发生GVHD前期Treg细胞是升高的[2]。

1.5 Th22细胞 Th22是2009年被首次描述的一类分泌IL-22的细胞。在银屑病、过敏性湿疹、皮炎等疾病的发生中占主导作用。Th22细胞分泌IL-22、IL-10和TNF-α等细胞因子。被激活的原始CD4+T细胞在IL-6以及TNF-α作用下分化为Th22细胞，在TGF-β高浓度时阻止分化。Th22的扩增受转录因子AHR的调节。近来关于Th22新型细胞的研究多集中在IL-22。IL-22是抗炎细胞因子IL-10的家族成员，既有抗炎作用又有促炎作用[11]。已有文献表明IL-22通过IL-22R-STAT3途径加重GVHD[19]。

1.6 Tfh细胞 Tfh是滤泡性辅助T细胞，高表达CXCR5，目前对于其是一群独立的辅助T细胞还是其他传统辅助T细胞的过度状态，仍有争议。B细胞分泌的IgA以及IgG可以上调Tfh细胞数量。转录抑制因子Bcl-6对Tfh活性具有重要作用。Bcl-6的集中表达可下调Tbox21和Gata3，提示T细胞向Thf转化，抑制对Th1和Th2细胞极化具有重要意义的转录因子的表达[11]。滤泡性辅助T细胞可使供者起源的B细胞活化和成熟，导致慢性GVHD[5]。Tfh分泌IL-21，阻滞IL-21可明显改善GVHD，但Tfh的作用仍需进一步研究。

2 CD8+T细胞与GVHD CD8+T细胞是指细胞表面表达CD8分子的T细胞，可识别由MHC-I类分子提呈的内源性抗原肽，主要功能亚群是细胞毒性T细胞。颗粒酶B（GzmB）被认为是CD8+T细胞致GVHD的主要原因，但目前大多数仍认为在GVHD中CD8+T细胞不起主导作用。HSCT后2周CD8+/CD4+比例低下与GVHD的发生密切相关[20]。记忆性CD8+效应T细胞可以减轻GVHD，这可能依赖于其分泌IFN-γ的能力与原始T细胞不一样，但也有报道记忆性CD8+效应T细胞加重GVHD[21]。200例HSCT后的患者在第28天、发生aGVHD之前，记忆性CD8+效应T升高[22]。新近发现表达NKG2D的CD8+T细胞可以减轻GVHD。原始CD8+T细胞不表达NKG2D，但在TCR刺激后可以产生。CD8+T细胞表面NKG2D的表达提示IL-15在GVHD中起重要作用[23]。需要指出的是，在慢性GVHD模型中，CD8+T细胞较CD4+T细胞在GVHD病程中起主导作用[24]。大量文献证明CD8较CD4在介导GVL效应上占据主导地位[24]。CD8+T细胞可以被高表达B7分子的抗原提成细胞直接激活而不需要CD4+辅助T细胞。由Th1细胞激活的CD8+T细胞可以不通过穿孔素–颗粒酶B途径，而是通过FAS-FASL途径，从而介导GVL效应[3]。但CD8+T细胞表面的FasL可以被iTreg下调[25]，可能导致GVL效应的丢失。GZMB-/-CD8+T细胞可以减轻GVHD，但同时失去GVL的作用[26]。

2.1 Tc1细胞 Tc1分泌的细胞因子与Th1类似，如IFN-γ、IL-2。Tc1具有穿孔素和Fas两条杀伤细胞的途径[27]。Tc1向效应性Tc1的分化是由IL-12增加T-bet和Id2的表达，IL-2上调Id2的表达，从而控制Id3和BCL-6实现的。IL-12通过PI3K-AKT以及STAT4信号途径加强mTOR活性也能诱导这种分化。Foxo1使转录因子由T-bet向Eomes转化从而诱导记忆性Tc1细胞的分化，mTOR会使转录因子Foxo1失活。此外，细胞间的相互接触、MHC-TCR相互作用以及主要转录因子Eomes、T-bet、Blimp-1、BCL-6、Id2、Id3、TCF-7和Foxo1的表达以及各转录因子间的平衡，对效应性Tc1分化倾向也具有重要作用，有氧磷酸化的代谢可以维持这种稳定的分化倾向，而IRF4有利于氧化磷酸化的代谢过程[28]。IL-2以及IL-12可以上调GVHD病程中Tc1的数量，Tc1在诱导GVHD的同时也介导GVL作用[29]。

2.2 Tc2细胞 Tc2分泌的细胞因子与Th2类似，分泌IL-4、IL-6、IL-10，但分泌IL-4的能力大大弱于Th2，特异性转录因子Gata3也不及Th2细胞。Tc2细胞主要通过穿孔素介导细胞溶解。Tc2细胞可以减轻GVHD并介导GVL效应，在调节GVHD、预防移植物排斥反应、介导GVL中均有作用[27]。这可能与其分泌的细胞因子，通过Fas途径介导杀伤时有一定的自限能力有关。Tc2细胞对于异体移植的免疫平衡也有益处，但Tc2细胞介导的GVL效应可被细胞因子IL-10消除[29]。

2.3 Tc17细胞 Tc17是分泌IL-17的CD8+T细胞，表达转录因子RORrt以及RORa，RORrt-/-的T细胞无法在体内/体外分化为Tc17细胞，DCs在IL-6协同下通过抗原提呈可以使Tc17完成分化。Tc17是一群新发现的细胞毒性T细胞亚型，近期研究表明Tc17细胞可能参与GVHD病程。Tc17出现在GVHD早期，可能在GVHD启动中起关键作用[30]，干扰T-bet可增加Tc17数量并诱导GVHD发生[31]。有研究表明Tc17不但导致GVHD且对于GVL完全没有作用[32]，故在T细胞中去除Tc17细胞，对于治疗GVHD同时诱导GVL效应可能具有重要意义。

2.4 CD8+Treg细胞 CD8+Treg细胞在细胞表面表达与CD4+Treg细胞相同的分子如GITR、CD103、CTLA-4，在体外同样显示出免疫抑制活性，对GVHD具有抑制作用。骨髓移植后在胃肠道中可以观测到大量的CD8+Treg细胞，这些细胞通过抑制MHC-H限制的T细胞反应预防GVHD[28]。另外，CD8+iTreg细胞数量在HSCT后早期占绝对优势，但在HSCT后4周完全检测不到，可能与FOXP3在炎症环境中无法稳定存在有关[18]。

总之，T细胞种类繁多，其表面的特征性分子和免疫学特征仍待挖掘，并且中间状态的T细胞的功能也有待进一步探究，这对于抑制GVHD，保留GVL均具有重要的临床意义。由于在GVHD的不同组织损伤中可能由不同的T细胞起作用，有的可能同时具有促进和抑制的双重作用，另外在不同的模型以及不同药物干预中T细胞的角色也在不断变化，故探究在GVHD中起作用的T细胞及其机制仍任重而道远。

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R392.4

A

1671-2587（2017）03-0309-04

2017-01-12）

（本文编辑：王红梅）

10.3969/j.issn.1671-2587.2017.03.029

200233 上海交通大学附属第六人民医院

胡晓丽（1991–），女，在读硕士研究生，主要从事肿瘤血液病学研究，（Tel）15000026531（E-mail）15000026531@163.com。

李志强（1963–），男，主任医师，教授，主要从事血液病学与输血反应诊防研究，（Tel）021-24058703（E-mail）kcb039@126.com。