系统性红斑狼疮合并妊娠中的Treg细胞

熊瑞芳 傅 萍

昆明医科大学第二附属医院,云南省昆明市 650101

系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)和妊娠都存在显著的免疫学变化。目前SLE的发病机制尚未明确,潜在发病机制主要涉及针对某些自身抗原的抗体形成,导致随后的炎症反应,从而引发免疫细胞活化和组织损伤。相反,妊娠是一种免疫平衡状态,其中母体免疫系统必须保持对父系MHC抗原的耐受性,同时保持正常的母体免疫能力以防御微生物。在适应性和先天免疫系统中,调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)在发展和维持对自身抗原的免疫耐受过程中至关重要。Treg细胞发育或功能的破坏会导致人类和动物严重的自身免疫和炎症性疾病。在众多自身免疫性疾病中,有些疾病会通过妊娠得到改善,例如类风湿病和多发性硬化症,其他疾病(如SLE)则更容易恶化,SLE病情不会随着妊娠而改善,反而会导致妊娠并发症风险增加。这些细胞可能在SLE的发病机制和母体耐受性中起同等作用,从而在SLE与妊娠并发症之间提供致病性联系[1]。

1 Treg细胞

Treg细胞在免疫稳态中发挥重要作用,并为自身抗原和胎盘同种异体移植提供免疫耐受性。Treg细胞被耐受性抗原呈递细胞(Antigen-presenting cells,APC)激活,并抑制T细胞介导的免疫反应的效应功能。Treg细胞功能的异常与几种病理状况有关,例如妊娠组织排斥和自身免疫性疾病[2]。它是CD4 T细胞的一个亚群,具有抑制免疫反应和维持外周耐受性的能力,这些细胞的特征在于白细胞介素-2受体α(IL-2Rα)和叉头状转录因子P3(Fork head boxP3,Foxp3)的高细胞膜表达,这是Treg细胞发育的主要调节因子,也是这些细胞最重要的标志物[3]。Treg细胞通常分为两个亚群:天然调节性T细胞(nTreg),其在胸腺中发育,在CD4阳性胸腺细胞阶段产生,它们通常表达高水平的CD25,以及细胞毒性T淋巴细胞抗原4(Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)和糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白(Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor,GITR)。最重要的是,天然Tregs表达特定的转录因子Foxp3,这对于Treg细胞调节功能的产生和发展至关重要。诱导调节性T细胞(iTreg),包括表达转化生长因子-β(Transforming grow factor-β,TGF-β)、T辅助细胞3(Th3)细胞和白细胞介素10(IL-10),起源于胸腺,但它们在体内免疫反应的整个过程中发育。具有免疫抑制特异性的Treg细胞是在胎儿—母体耐受性中研究最深入的T细胞。它们在胎儿—母体界面的系统和局部发挥维持和促进健康怀孕的作用,而当抑制免疫反应和维持外周耐受性的功能被损害时,就会增加流产等不良妊娠结局或先兆子痫发展的风险[4]。

Treg细胞占人类和小鼠CD4 T细胞的5%～10%。CD25曾经被视为Treg细胞的唯一可靠标记,然而现在发现,其他活化的CD4 T细胞亚群也表达CD25。相比之下,Foxp3已被证明是由Treg细胞特异性表达的,并且能够对Treg细胞的发育和功能进行调控。Treg细胞可以通过不同的途径来抑制免疫细胞的活性,可分为基于细胞间接触的直接机制和由第三方分子或细胞介导的间接机制[5]。 它们的免疫抑制范围很广,涉及免疫系统的多种成分。Treg细胞通过直接和间接机制抑制T和B淋巴细胞。树突状细胞代表另一个靶标,其可以被重新编程为免疫抑制表型(致耐受性树突状细胞),从而抑制适应性免疫的激活。另外,Treg细胞的抑制活性还可能涉及单核细胞、嗜中性粒细胞和自然杀伤细胞[6]。

2 Treg细胞可转化为Th17细胞

辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)属于CD4 T淋巴细胞的另一亚群,当CD4 T细胞接收到不同的刺激信号,可以分别分化为Th17细胞和Treg细胞, 二者共享TGF-β介导的信号通路,呈现一定程度的可塑性,同时,它们也可相互抑制其功能,并且在某些刺激的情况下,Treg细胞可以分化成Th17细胞,反之亦然。Th17细胞的特征在于表达转录因子视黄酸受体相关孤儿受体γt(etinoic acid receptor-related orphan receptor gamma t, ROR γt)和产生白细胞介素17a(Interleukin-17a,IL-17a)。这些细胞具有促炎特征,在宿主防御细胞外细菌、结核分枝杆菌和真菌中起着至关重要的作用。Th17细胞数量和活性的增加与多种自身免疫性疾病的病理生理学有关,如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎[7]。许多研究也将Th17细胞与同种异体移植物排斥反应中的致病作用联系起来,暗示异常Th17反应在负面妊娠结局中的作用,Th17细胞数量和活性的增加与多种不良产科结局相关,如早产、先兆子痫或复发性妊娠丢失[8]。所以Th17/Treg细胞的平衡对正常的妊娠及免疫相关疾病至关重要。

3 Treg细胞在SLE中的缺陷

大多数研究都指出SLE中Treg细胞数量和功能的减少。白细胞介素-2(Interleukin-2, IL-2)生成受损和Treg细胞的功能障碍已基本可以确定为导致SLE免疫自我耐受性崩溃的关键免疫缺陷[9]。Foxp3的稳定表达在维持Tregs细胞功能中起着至关重要的作用。然而,在炎症或病理条件下,即使经过反复扩增,一些Treg细胞亚群也会变得不稳定,失去Foxp3表达和免疫抑制功能,并转化为效应T细胞[10]。Th17细胞在SLE发生发展中具有重要作用。Th17细胞被认为有促炎作用,因为IL-17能够通过趋化因子和细胞因子的产生以及中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的增殖和募集来刺激炎症反应。一些研究报告了SLE中Th17细胞和IL17的增加,特别是SLE疾病活动时[11]。因此,SLE与免疫抑制Treg细胞的水平和功能的降低以及促炎Th17细胞的增加有关。

4 Treg细胞在妊娠中的作用

一些研究认为怀孕是促炎和抗炎之间相互转换的过程,因此将妊娠状态分为三种不同的免疫状态,对应于胎儿发育的不同阶段:首先,与胚胎和胎盘植入相关的促炎阶段;其次,与胎儿生长相关的抗炎导向阶段;第三,从抗炎到促进炎症阶段的转变是开始分娩所必需的。与上述阶段同时发生的是怀孕期间Treg细胞数量的巨大变化。在暴露于父系同种异体抗原后,循环Treg细胞在妊娠早期迅速增加,并在第二阶段达到峰值,此时滋养层对母体蜕膜的侵袭最大;然后,当分娩开始时,Treg细胞逐渐减少。Treg细胞数量的变化和与其他免疫细胞的串扰在整个怀孕过程中起着至关重要的作用[12]。

Treg细胞在怀孕期间的作用可以归结为以下三个方面:首先,Treg细胞保护胎儿免受母体效应T细胞引发的胎儿排斥反应,并在维持妊娠方面具有关键功能。其次,Treg细胞的正常活性与先兆子痫等危及生命的产科并发症呈负相关。第三,Treg细胞对抗自身免疫性疾病及其怀孕期间的产科并发症[13]。

许多机制介导母胎界面处Treg细胞的局部诱导。这些机制包括吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)的表达,IDO是诱导母体耐受性的核心调节剂,它是一种由蜕膜滋养层和巨噬细胞表达的酶,其分解代谢色氨酸(Tryptophan,Trp)降解为犬尿氨酸(Kynurenine,Kyn)。Kyn通过激活T细胞表达的转录因子芳基烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)发挥免疫调节作用,以此来促进Treg细胞的分化[14]。此外,蜕膜NK细胞与CD14+单核细胞(CD14+Monocytes,dCD14+)之间的相互作用介导干扰素-γ(Interferon gamma,IFN-γ)的产生,IFN-γ是IDO表达的有效诱导剂,从而进一步增强了蜕膜组织内IDO介导的Treg诱导。其他机制包括循环系统中粒样髓源抑制细胞(G-MDSC) 在胎儿—母体界面的扩增和募集。G-MDSC在蜕膜中富集,具有多种免疫调节特性,并且在胎儿—母体界面处已被证明可以通过诱导Foxp3来诱导Treg扩增[15]。

5 Treg细胞在SLE合并妊娠中的矛盾处境

与SLE相关的妊娠代表了Treg细胞的特殊情况。一方面,怀孕受益于Treg细胞的贡献,这确保了母胎耐受性。另一方面,Treg细胞在SLE中存在缺陷。在与非活动性SLE相关的妊娠病例中,活跃的Treg细胞可以确保母胎耐受性,因为功能性Treg细胞占主导地位[16]。在与SLE相关的妊娠病例中,Treg细胞数量及功能的受损不能维持胎儿免疫耐受性,妊娠时期囊胚植入及滋养层发育过程受到影响,最后导致流产、早产或先兆子痫等并发症[7]。这就是为什么患有SLE的女性在SLE病情缓解之前被劝阻不要怀孕。虽然已经确定Th17/Treg细胞的平衡与SLE合并妊娠密切相关, 但其具体作用机制仍未系统阐明,有待进一步探索。

6 SLE合并妊娠患者针对Treg细胞的相关治疗策略

调节复发性妊娠丢失和反复植入失败女性的T细胞免疫一直是临床生殖免疫学的主要课题,维生素、细胞毒性药物、T细胞活化抑制剂、生物制剂包括细胞因子抑制剂,重组细胞因子和免疫球蛋白G(Intravenous Immunoglobulin,IVIG),以及细胞治疗,都被广泛研究[17]。旨在提高Tregs比例或加强其抑制功能的方法有望成为治疗妊娠相关疾病的有效策略,也将有可能为治疗自身免疫性疾病(如SLE)提供新的治疗靶点。几种基于Treg细胞的靶向疗法已进入临床试验,包括过继性Treg细胞疗法、Treg增强药物和低剂量IL-2给药等[18]。

临床研究已经开始了几种非特异性免疫疗法,部分调节Treg细胞用于治疗妊娠相关疾病的比例和活性。由于潜在的免疫调节作用,已经提出静脉注射IVIG和父系或第三方淋巴细胞免疫疗法治疗复发性流产患者。尽管这些免疫疗法的益处是有争议的,但越来越多的证据表明,它们可能会增加活产率并降低流产率[19]。各种研究和临床试验都报道了IVIG和淋巴细胞免疫疗法纠正了Tregs缺陷并重新平衡了外周血中的Th17/Treg模式。Treg增强药物是另一种基于Treg的靶向疗法,雷帕霉素(西罗莫司)是一种mTOR抑制剂,通过选择性地促进Tregs的扩增并诱导T辅助细胞分化为Tregs来充当免疫抑制药物[12]。 一项针对复发性流产病例的临床研究表明,给予粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子1(Granulocyte macrophage-colony stimulating factor 1,GM-CSF1)改善了妊娠,结果与外周血中Tregs细胞数量的增加有关[20]。维生素D被认为是一种免疫抑制剂,这一概念已经发展到包括免疫耐受和体内平衡的调节。活化的维生素D对Th17细胞具有抑制作用,有助于Treg细胞的活化,并可能通过上调Foxp3介导其刺激作用。维生素D作用的潜在机制可能是Th17到Treg的转化,从而使维生素D成为一种有效的治疗方法。因此,维生素D可能在未来作为免疫力异常的妊娠并发症患者的新治疗选择[21]。

7 小结

综上所述,Treg细胞在SLE合并妊娠患者中有着举足轻重的地位,针对此类患者发生疾病活动、不良妊娠结局及妊娠并发症的治疗仍是一大难题。目前大多数针对妊娠合并免疫相关疾病的治疗方法都集中在通过使用非特异性免疫抑制疗法来减少过度活跃的免疫反应。这触发了许多免疫细胞的同时激活,并且由于个体异质性而难以控制剂量和评估疗效。由此,还需要开展更多研究,以进一步探索基于Treg细胞的靶向疗法抑制SLE病情的进展及治疗妊娠相关疾病的有效性和安全性。