调节性T 细胞在胰岛移植中的研究进展

李雨潇，张梅

（南京医科大学第一附属医院内分泌科，江苏 南京 210029）

1 型糖尿病（type 1 diabetes mellitus， T1DM）是一种由致病性CD4+、CD8+T 细胞介导的胰岛β 细胞进行性破坏的自身免疫性疾病［1］。患者需要终身胰岛素治疗，尽管胰岛素替代疗法有助于改善糖代谢，但其不能完全替代内源性胰岛素的生物学功能，使患者面临低血糖发作和并发症的风险［2］。胰岛移植（islet transplantation， IT）是目前根治T1DM的一种理想方式，从供体胰腺分离纯化得到的胰岛细胞经门静脉输注到受体肝脏内，从而建立内源性葡萄糖依赖的胰岛素分泌系统，恢复体内生理性胰岛素分泌模式，最终实现T1DM 患者长期胰岛素独立性和血糖稳定。在过去的几十年，临床IT 取得了长足的进步，特别是对于反复发生低血糖和低血糖意识障碍的患者［3］，IT 是有效方法。但IT 作为治疗T1DM 主要挑战是：胰岛来源有限、需要终身免疫抑制等［4］。既往选择免疫抑制药物（immunosuppressive drugs， ISDs），但增加了多种不良反应的风险，包括感染易感性和继发性癌症［5］。

调节性T 细胞（regulatory T cells，Treg）是一类起免疫负调控作用的细胞，维持免疫耐受。Treg 的数量和（或）功能缺陷与T1DM 的发生、发展密切相关。基于Treg 细胞的细胞疗法目前正在自身免疫性疾病、移植领域进行临床试验。在本篇综述中，我们将阐述Treg 在胰岛移植中免疫调控作用的研究进展。

1 胰岛移植的免疫学特征

Qi 等［6］对在芝加哥Illinois 大学进行同种异体IT 的患者随访了5 年，60%的患者术后5 年仍不需要外源性胰岛素。然而仍有部分患者不能完全脱离外源性胰岛素治疗，其主要原因是由于胰岛移植物的破坏及功能下降。目前认为引起胰岛功能下降的原因包括：① 同种异体排斥反应：由于人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）的不适配，会发生急性或慢性的免疫排斥反应。② 血液介导的即刻炎性反应（instant blood-mediated inflammatory reaction， IBMIR）：目前IT 的主要手术方式是分离的胰岛经肝门静脉注入以输送至肝脏。由于肝脏血供丰富，与其他移植部位相比，胰岛可更好地存活，但与此同时胰岛细胞在没有任何保护的情况下直接暴露于血液中，可能会诱发一种非特异性炎症，称为IBMIR，其特征是血小板的消耗，凝血及补体系统的激活［7］。在IT 后的几个小时内，IBMIR 可上调促炎症细胞因子的表达，包括白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ） 和 肿 瘤 坏 死 因 子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），从而促进免疫细胞，如单核细胞、中性粒细胞和巨噬细胞，迅速聚集在移植部位，最终导致胰岛移植物的损失［8］。一项多中心的Ⅱ期随访研究表明，低分子量硫酸葡聚糖通过阻断凝血和补体激活而抑制IBMIR［9］。在小鼠胰岛移植模型中证明了α-1 抗胰蛋白酶抑制了IBMIR，改善了移植效果［10］。目前采用低分子肝素钠治疗是标准方法［11］。③ 复发的自身免疫反应：研究表明自身反应性T 细胞具有抗原的记忆性。IT 后抗谷氨酸脱羧酶抗体、酪氨酸磷酸酶抗体水平增加，但这一现象对移植物存活的直接影响尚不清楚［12］。利用非肥胖糖尿病（non-obese diabetes，NOD）小鼠的动物模型证实，控制对β 细胞的反复自身免疫反应是胰岛移植中最难克服的困难之一［13-14］。

2 Treg 的功能及作用机制

Treg 是一类发挥免疫负调控作用的CD4+T 细胞亚群［15］。人类Treg 只占CD4+T 细胞的一小部分（约5% ～ 7%）。根据来源不同，可分为胸腺Treg 细胞（tTreg）、外周Treg 细胞（pTreg） 和诱导型Treg 细胞（iTreg） 3 大类。Treg 细胞通过多种机制产生免疫耐受：通过CTLA-4、TGF-β 及GITR等直接与靶细胞上的相应受体结合，并抑制靶细胞上IL-2Rα 链的表达，降低靶细胞对IL-2 的反应性从而抑制效应T 细胞的增殖；分泌抑制性细胞因子如IL-10、IL-35、TGF-β。近期研究表明活化后的Treg 细胞可表达颗粒酶，在细胞直接接触的基础上，通过穿孔素依赖的细胞毒作用杀伤多种自体靶细胞［16］。由于Treg 细胞可以在体外大量分离和扩增，且不会失去其免疫调节特性，因此它们是免疫治疗的潜在靶点。临床试验数据表明，Treg 过继转移在移植物抗宿主疾病（acute graftversus-host disease， GVHD）和T1DM 中是安全、有效的［17］。

3 Treg 在胰岛移植中的作用

3.1 Treg 在同种异体胰岛移植免疫中的作用：大多数研究发现Treg 细胞的数量与急性GVHD 的发展呈负相关。2009 年，Berney 等［18］报道了1 例患者体内的胰岛移植物存活长达11 年，研究发现该患者体内Treg 数量显著高于其他胰岛移植的患者，据此推测胰岛细胞长期存活可能与Treg数量相关。Rieger 等［19］通过免疫组化检测肠道组织中FOXP3 的表达从而分析了浸润性Treg 细胞的数量，结果表明急性和慢性GVHD 患者的FOXP3+/CD8+T 细胞比率与健康对照组相似，但低于感染性炎症患者或无GVHD 的同种异体移植患者，提示GVHD 与肠道GVHD 病变中Treg 细胞数量上调不足有关。Molina-Aguilar 等［20］对多次输血发生同种异体免疫排斥反应的患者血液进行流式检测，发现CD4/CD8 比率降低，B 淋巴细胞增加和Treg 细胞缺乏。

目前，多项研究通过体外扩增Treg 来促进同种异体移植物的耐受。早在2002 年，Taylor 等［21］首次证明输注体外激活和扩增的CD4+CD25+Treg 细胞可以在GVHD的动物疾病模型中提供实质性的保护。然而，在动物模型中的研究表明输注多克隆Treg 治疗所需数量大，治疗作用有限且可能引起广泛免疫抑制导致肿瘤和感染发生，而使用供体特异性Treg可以显著增强Treg 治疗的效力［22］。张梅等［23］证实向受体小鼠体内输注抗原特异性Treg 可以延长胰岛移植物的存活时间。Marek 等［24］发现人胰岛细胞表面包被抗原特异性Treg 可以为待移植的胰岛细胞提供免疫保护。Hu 等［25］对NSG 小鼠进行了IT，联合使用IL-2 和雷帕霉素3 周，CD4+CD25+FOXP3+Treg的扩增明显，CD4+T 细胞分泌的TGF-β 的增强，因此显著延长了同种异体移植物的生存。通常供体特异性Treg 是通过同种异体抗原递呈细胞长期体外刺激而产生的［22］，然而这种方法在技术上具有挑战性。

近年来，嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）技术成功地用于产生抗原特异性Treg，克服了基于体外抗原刺激的方案的局限性。已有多项研究将供者来源的以HLA 为靶点的CAR-Treg 输注，结果提示供体特异性抗HLA-A2 CAR-Treg 显著减轻了同种异体皮肤移植、心脏移植引起的GVHD［26-27］。2021 年，Muller 等［28］通 过CRISPR/Cas9 技 术 敲除内源性T 细胞受体（T cell receptor，TCR）并使用慢病毒转入A2-CAR，产生的A2-CAR+TCR-的人Treg 细胞在体外保持了Treg 的表型和功能。无论是从HLA-A2 转基因小鼠还是从人类供体移植胰岛，抗HLA-A2 CAR-Treg 都选择性地聚集在表达HLA-A2 的胰岛上并且不会损伤胰岛的功能。这有助于开发针对移植耐受的更精密Treg 细胞疗法。

3.2 Treg 在胰岛移植后自身免疫中的作用：复发性自身免疫性糖尿病最初在同卵双胞胎的IT 中证实。移植后糖尿病逆转，但6 ～ 12 周后移植物功能受损，胰岛β 细胞被破坏，导致糖尿病复发［29］，抑制自身免疫性复发对于T1DM 患者的成功胰岛移植至关重要。Zhang 等［30］发现HMGB1，一种进化上保守的染色体蛋白质，通过损害Treg 的稳定性来加剧自身免疫进展和IT 后自身免疫的复发。Lin 等［31］从接受IT 的NOD 鼠中分选CD4+T 细胞并用丙戊酸（valproic acid，VPA）的处理后，Treg细胞的百分比和绝对数量以剂量依赖性方式显著增加，从而抑制自身免疫的复发，为细胞治疗提供了实验证据。与此类似的是，Huang 等［32］发现用α 硫辛酸（alpha lipoic acid，ALA）处理受体脾脏和胰腺淋巴结后抑制Th1 细胞免疫反应并诱导Treg 的分化，从而抑制了NOD 小鼠的自发性糖尿病和IT 后的自身免疫性复发。基于以上研究，表明Treg 在IT 后复发自身免疫可能发挥重要作用。

4 总 结

T1DM 的特征是胰岛素绝对缺乏［33-34］，外源性胰岛素治疗无法从根本上解决胰岛功能的损伤。因此，IT 越来越受瞩目，其可通过植入具有正常功能的胰岛细胞以替代患者体内功能受损的胰岛细胞，从而恢复患者血糖调节能力，维持正常血糖水平，以期避免并发症的发生。然而自身免疫反应、同种异体排斥反应对胰岛移植物的破坏，是其应用于临床的巨大挑战。Treg 是一类具有免疫调节作用的细胞，可以诱导移植免疫耐受和（或）免疫调控自身免疫性疾病。在过去的几十年里，T1DM和IT 的基础及临床研究结果显示，基于Treg 的疗法是有效的、安全的。通过同种异体抗原刺激体外扩增的抗原特异性Treg，在防止器官和组织移植排斥反应方面比多克隆Treg 更有效［35］。随着技术的发展，CAR-Treg 已经被证明在移植领域具有可行性，为利用这种方法在IT 领域的治疗奠定了基础。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突。