CD8+T细胞在妊娠合并系统性红斑狼疮中的研究进展

常艳玲 吴珈悦 狄 文

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是一种累及全身多个器官的自身免疫性疾病,好发于育龄期女性。妊娠合并SLE患者发生产科并发症及不良妊娠结局(包括胎儿丢失、早产、胎儿生长受限和子痫前期等)的风险较高,孕期自身存在免疫紊乱或体内免疫微环境改变可导致此类患者疾病复发或病情加重,进而诱发母-胎免疫失衡[1]。正常妊娠过程中,母体的免疫反应状态决定妊娠的成功或失败[2]。母-胎界面的母体淋巴细胞在同种异体胎儿的自身免疫耐受中起着关键作用[3]。CD8+T细胞作为蜕膜T细胞亚群中最丰富的一群细胞,在调控同种异体排斥及胎儿自身免疫耐受中发挥着重要作用[4]。异常活化的CD8+T细胞会导致母体免疫系统异常激活,进而导致母-胎免疫失衡,产生不良妊娠结局[5]。本文主要从蜕膜中CD8+T细胞的组成及表型特征、CD8+T细胞与病理妊娠、CD8+T细胞在SLE疾病中的作用,以及CD8+T细胞功能异常导致妊娠合并SLE发生、发展的分子机制进行综述。

1 蜕膜中CD8+T细胞的组成及表型特征

蜕膜是妊娠时子宫内膜间质因蜕膜化诱导因子刺激,而增殖和再分化形成的一种特殊组织,其内富含各种类型淋巴细胞,并随着母体孕周的增加,各淋巴细胞的比例发生显著改变。孕早期蜕膜微环境中的免疫细胞主要为固有免疫细胞——自然杀伤(natural killer, NK)细胞,随着孕周的增加,NK细胞的数量及比例逐渐减低,T细胞的比例逐渐增高;CD8+T细胞作为蜕膜T细胞最主要的亚群,在识别胎儿抗原,调节滋养细胞侵袭能力,以及调控母-胎免疫耐受与抗感染免疫平衡中发挥着重要作用[6]。

在正常妊娠过程中,蜕膜中的CD8+T细胞是一类具有T细胞活化障碍、激活及效应混合特征的细胞群,这在维持胎儿免疫耐受和母体抗感染免疫中具有重要作用。与外周血CD8+T细胞相比,蜕膜中的CD8+T细胞具有显著的组织驻留特征,表现为CD8+T细胞膜表面与血液和淋巴结循环相关的标记物整联蛋白L (identified integrin alpha L,ITGAL)、L选择素(L-selectin, CD62L)和C-X-C基序趋化因子受体4(C-X-C motif chemokine receptor 4,CXCR4)表达的显著下调。根据CD8+T细胞表面的蛋白络氨酸磷酸酶受体C(protein tyrosine phosphatase receptor type C, CD45RA)或C-C基序趋化因子受体7(C-C motif chemokine receptor, CCR7)的表达情况,CD8+T细胞被分为中央记忆性T细胞和效应记忆性T细胞[4]。效应记忆性CD8+T细胞在维持母-胎免疫耐受与抗感染间的平衡中发挥重要作用。约48.6%～75.5%的蜕膜CD8+T细胞主要由CD45RA-CCR7-标记的效应记忆性T细胞组成,而CD45RA+CCR7+标记的初始细胞几乎完全缺失。与母体外周血相比,孕晚期蜕膜组织中的CD8+T细胞表现出高度分化的效应记忆性表型并具有显著异质性;主要表现为CD8+T细胞膜表面调控T细胞激活受体的白细胞分化抗原簇27(cluster of differentiation, CD27)和CD28表达缺失,而代表细胞分化末期的表面受体CD57表达的显著上调[7-8]。正常妊娠情况下,抑制性细胞表面标志物在调控母-胎免疫平衡相关的CD8+T细胞的效应功能方面也发挥着重要作用。与母体外周血相比,蜕膜组织中的CD8+T细胞主要是免疫耗竭状态,表现为细胞表面抑制性标志物程序性死亡受体1(programmed death-1, PD-1)、T细胞免疫球蛋白黏蛋白3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3, TIM3)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)和淋巴细胞活化基因3(lymphocyte activation gene-3, LAG-3)表达的显著上调。并且蜕膜组织中PD-1+TIM3+、PD-1+CTLA-4+和PD-1+LAG-3+CD8+T细胞比例显著增高。然而在体外刺激的条件下,蜕膜组织中的CD8+T细胞可以再次增殖并产生细胞因子IFN-γ和TNF-α,以及细胞溶解蛋白颗粒酶和穿孔素,表明CD8+T细胞的效应功能并没有被永久抑制,而是保留了对促炎事件的反应能力,从而维持了其短暂性的效应功能障碍与逆转这种功能状态间的平衡[9]。此外,蜕膜微环境对CD8+T细胞效应功能也具有调控作用。蜕膜中富含TGF-β、IL-10及黄体酮,在这些因素作用下,蜕膜中的CD8+T细胞产生的IFN-γ及IL-4水平显著增高,但颗粒酶和穿孔素的产生显著减少[10]。上述研究结果表明,妊娠期蜕膜微环境可以调控CD8+T细胞的分化、活化和效应功能,从而维持母-胎的免疫耐受与抗感染免疫间的动态平衡。

根据表面蛋白与转录组基因谱的不同,CD8+T细胞被分为不同的亚群,从而在维持母-胎免疫耐受与抗感染免疫间的平衡中发挥不同的作用。CD8+CD28-T细胞被认为是具有免疫调节功能的抑制性CD8+T细胞,在维持和建立母-胎免疫耐受中发挥重要作用[11]。近年来,CD8+CD122+PD-1+调节性T(regulatory CD8+T, CD8+Treg)细胞也逐渐被关注,其主要存在于孕早期蜕膜中。与传统的调节性T细胞相比,CD8+Treg细胞具有更强的增殖和抑制同种异体免疫排斥的能力。其主要通过直接杀伤靶细胞、负向调控抗原提呈细胞信号转导,以及促进免疫抑制细胞因子(如IL-10)的分泌来调控自身免疫和同种免疫。Zeng等[12]的研究结果表明,胎盘中的滋养细胞可以激活此类细胞,从而在母-胎免疫耐受中发挥重要作用。妊娠期蜕膜中还存在一群CD8+CD69+CD103+T细胞(即TRM,为组织驻留的记忆性T细胞),具有典型的记忆细胞快速反应特性及高度分化的能力,但其仅存在于组织局部。蜕膜中的CD8+TRM能产生更高水平的IFN-γ、TNF-α和抗炎细胞因子IL-4、TGF-β,表明蜕膜中的CD8+TRM可能在病原体防御和免疫调节方面具有潜在的双重功能[13]。此外,在蜕膜中还存在一群耗竭性CD8+T细胞,其主要特征是高表达PD-1及TIM3,但不表达LAG-3或CTLA-4,这类耗竭性CD8+T细胞主要属于效应记忆性T细胞,在体外刺激下仍能分泌IFN-γ和TNF-α,表明其仍具有效应细胞的表型[14]。

2 CD8+ T细胞与病理妊娠

自身免疫耐受对于成功妊娠至关重要。蜕膜作为母体免疫细胞与胎儿胎盘细胞直接接触的部位,其内富含的蜕膜淋巴细胞在妊娠早期具有重要的功能,包括控制和维持蜕膜作用、促进滋养细胞侵袭、血管重塑,以及病原体识别[15]。蜕膜中CD8+T细胞对于同种异体胎儿抗原具有独特的活化及分化潜能,细胞的数量、表型、活化及功能的改变与妊娠相关并发症的病理生理机制有关。CD8+T细胞通过在组织中的浸润增多、改变表型及亚群、增强促炎及杀伤功能,可导致不同的病理妊娠结局。不明原因的绒毛炎是一种破坏性绒毛炎性病变,其特征为细胞毒性CD8+T细胞浸润至绒毛中。研究[16]结果表明,绒毛炎与子痫前期、胎儿生长受限及早产的发生有关。复发性流产(recurrent pregnancy loss, RPL)患者的单细胞测序图谱显示蜕膜淋巴细胞亚群中CD8+T细胞的比例显著增高[17-18]。子痫前期患者孕晚期蜕膜中CD8+T细胞的数量及比例也显著增高[19-20]。与正常妊娠对照组相比,RPL(无论是早发型还是晚发型)及子痫前期组患者蜕膜的中枢记忆CD8+T细胞(与细胞毒性反应相关)均显著增多,终末分化CD8+T细胞及效应记忆性CD8+T细胞显著减少,但其产生的IFN-γ、TNF-α、颗粒酶和穿孔素水平均显著增高[21]。母-胎界面特定记忆性CD8+T细胞数量的减少,可能通过降低胎儿免疫耐受参与了妊娠相关疾病的发生[22]。对小鼠模型的研究已经证实,记忆性T细胞可能具有促使母体保持胎儿免疫耐受的功能。胎儿抗原相关的特异性记忆T细胞可在妊娠期间产生并在产后持续存在,再次妊娠时该类细胞可以维持对胎儿的免疫耐受,避免流产的发生。CD8+TRM作为蜕膜CD8+T 细胞的重要组成部分,其在蜕膜中显著富集并具有独特的表型。研究[23]结果表明,RPL和子痫前期患者蜕膜中CD8+TRM数量及比例显著增高,并且此类细胞可产生更高水平的促炎细胞因子IFN-γ和TNF-α,以及抑炎细胞因子IL-4、TGF-β,提示CD8+TRM在抵御病原体感染和调节免疫方面具有双重作用。蜕膜微环境中的基质细胞可以显著上调CD8+T细胞的CD103的表达,表明蜕膜中的基质细胞可能有助于维持CD8+TRM在母-胎免疫耐受中的作用并可积极应对感染。CD8+Treg细胞通过细胞间接触抑制及分泌抗炎性细胞因子而具有很强的抑制活性,其在子痫前期患者的蜕膜组织中的表达也显著降低[24-25]。此外,抑制性细胞表面标志物表达的失调在病理妊娠中也发挥着重要作用。与正常妊娠相比,RPL患者蜕膜中CD8+TIM3+CTLA-4+T细胞比例显著降低,其产生的促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α则显著增多,而抑炎细胞因子IL-4及TGF-β显著减少[26]。给予流产小鼠CTLA-4或TIM3阻断抗体能显著增高胚胎吸收率及胎儿丢失率[27]。正常妊娠需要严格调控母-胎界面各免疫细胞间的相互平衡,这在分娩的炎症调控过程中起着核心作用[28-29]。与未分娩女性相比,足月分娩女性的蜕膜中耗竭性CD8+T细胞显著减少。患有胎盘炎症的早产女性的蜕膜中耗竭性CD8+T细胞也显著减少,提示胎盘炎症可能通过抑制母体界面T细胞耗竭来增强效应T细胞功能,从而导致早产的发生[14]。

3 CD8+ T细胞与SLE

SLE是一种以自身抗体产生为特征的自身免疫性疾病,表现为多个器官出现炎症反应和损伤,并伴有严重危及生命的并发症。除了导致自身抗体产生的异常B细胞反应外,CD8+T细胞表型及功能的异常在诱导自身免疫和全身炎症的发展中也发挥了重要作用[30]。有研究[31]结果表明,SLE患者外周血中CD8+T细胞产生的颗粒酶和穿孔素水平显著降低,SLE小鼠穿孔素相关基因的敲除或沉默导致疾病进展加速,表明CD8+T细胞在建立和维持外周免疫耐受中发挥着重要作用;与此同时,SLE患者体内效应性CD8+T细胞溶解功能的降低与更高的感染风险相关。在患有Ⅲ或Ⅳ级肾炎的SLE患者中,CD8+T细胞是主要的浸润性免疫细胞之一,这些具有效应记忆表型的CD8+T细胞也存在于尿沉渣中,并被认为可诱发组织损伤,其在肾小球周围区域的积累与患者诱导治疗后的不良结局有关[32]。与循环CD8+T细胞的溶细胞功能降低相反,从炎症部位提取的CD8+T细胞效应功能多增强,进而导致组织损伤[33]。CD8+CD103+TRM作为一群组织驻留记忆细胞,保留CD49α和CD103分子标记,以及T细胞活化的分子CD69[34];在被自身抗原激活后,CD8+TRM可能会促进非特异性的炎症级联反应,随着对自身抗原的持续反应,其过度失调会导致自身免疫性疾病发生。研究[35-36]结果表明,CD8+TRM在SLE肾炎、SLE皮损型患者,以及MRL/lprSLE模型小鼠的靶器官中都显著表达,且表达程度与肾脏疾病的活动程度显著相关。CD8+TRM不仅在SLE模型小鼠肾脏中产生大量炎症细胞因子(IFN-γ和TNF-α)、穿孔素和颗粒酶B,而且会通过增殖和自我更新维持SLE模型小鼠肾脏TRM的稳定表达,从而导致持续性的肾脏炎症反应和损伤。CD8+Treg细胞主要是通过分泌TGF-β和CTLA-4进行接触依赖性抑制来发挥其抑制免疫细胞效应的功能。SLE患者外周血中的CD8+Treg细胞抑制功能常受损,IL-10和TGF-β的产生均减少。CD8+Treg细胞的免疫抑制功能可减轻SLE模型小鼠的自身免疫反应[37]。

4 CD8+ T细胞与妊娠合并SLE

异常CD8+T细胞表型及功能改变是SLE患者组织损伤的特征表现之一;妊娠或分娩是SLE活动的诱发因素之一,妊娠期激素水平的改变会影响机体的免疫反应,促进SLE的病情活动[38],故妊娠合并SLE被认为是一种高危妊娠。已有研究[39]显示,妊娠合并SLE患者发生母体和产科并发症,以及流产、早产和子痫前期的风险显著增高。在SLE病情活动的情况下,育龄期女性发生早产的概率可从正常水平的5.5%上升至33.3%[40]。 蜕膜中CD8+T细胞表型亚群及功能的改变在流产及子痫前期的发生、发展中发挥着重要作用。研究[41]结果表明,与正常妊娠组相比,妊娠合并SLE组患者的CD8+T细胞及CD8+Treg细胞显著增多,CD4+Treg细胞显著减少;在正常妊娠条件下,人体胎盘滋养层会招募CD8+Treg细胞以防止发生胎儿免疫排斥,妊娠期间IL-2基因谱的改变对CD8+Treg细胞具有更强的激活作用,后者数量增加也可能与这些细胞补充CD4+Treg功能有关,从而保证妊娠的成功。虽然,目前有关蜕膜中的CD8+T细胞在妊娠合并SLE中的表型功能及组成的研究的结论有待进一步拷证,但随着对CD8+T细胞参与SLE发生、发展的研究逐渐深入,妊娠相关疾病导致妊娠不良结局发生机制的研究思路日新月异,也提示了靶向CD8+T细胞治疗策略具有潜在的应用价值。

5 小结与展望

随着高龄、高危孕产妇的增多,妊娠合并内科疾病已成为目前产科诊治的热点及难点,尤其在经济较为发达的地区。妊娠合并SLE患者发生产科并发症及不良妊娠结局的风险较高,其诊治一直是危重产科的难点。妊娠合并SLE患者中存在蜕膜CD8+T细胞表型及功能异常,使得母-胎免疫耐受平衡被进一步打破,导致妊娠合并SLE患者疾病复发或进展,从而引发母-胎不良妊娠结局。随着对CD8+T细胞在母-胎界面免疫耐受研究的深入,蜕膜CD8+T细胞参与妊娠合并SLE的发生、发展的机制将被逐步揭示,从而为此类疾病的预防、诊断和治疗提供新的线索,以不断保障母婴安全。