浅论1型调节性T细胞(Tr1)与哮喘的研究进展

浅论1型调节性T细胞（Tr1）与哮喘的研究进展【摘要】1型调节性T细胞是调节性T细胞中的一种，它可分泌免疫抑制因子IL-10,或通过接触抑制机制，对效应性T细胞产生强大的抑制作用，在多种免疫性疾病包括哮喘中起重要作用。本文就Tr1的来源，生物学特性，与哮喘的发生机制，尤其与哮喘的治疗关系做一综述，以探讨哮喘治疗的新思路。

【关键词】Tr1；哮喘；治疗

支气管哮喘是全球范围内严重威胁公众健康的一种呼吸道变应性疾病，近年来哮喘的发病率和死亡率呈上升趋势，因此哮喘的病因发病机制已经成为目前的研究热点。其病因涉及遗传、环境和免疫等多方面，发病机制目前尚未完全阐明，其中Th1/Th2平衡理论是哮喘发病最重要的免疫学机制［1］。该理论认为哮喘的发生是体内Th1/Th2平衡失调所致。进一步研究发现，Th1细胞作为一种促炎症细胞，不仅不能减弱Th2诱导的气道高反应性及炎症反应，反而导致Th1相关炎症反应，在维持哮喘气道慢性炎症方面其分泌的IFN-γ与Th2细胞因子还有协同作用，使哮喘和过敏性疾病加重，而在Th2细胞免疫介导的疾病中哮喘的发病率也并未增高［2］。因此，单纯的Th1/Th2细胞平衡理论不足以解释哮喘全部的发生发展过程。随着对Th1,Th2以外的其他T细胞亚群的发现，人们逐渐认识到Tr在支气管哮喘中的重要作用。而Tr中的1型调节性T细胞与哮喘的关系更是引起人们的关注。

11型调节性T细胞

分类Tr是一群增殖能力低，具有免疫低反应性和免疫调节功能的细胞。它是不同于辅助性T细胞的具有调节功能的T细胞亚群，属于抑制性CD4+T细胞的一类。当过敏原进入体内与树突状细胞和Th0相互作用时，在IL-10,TGF-β等影响下，经Foxp-3转录因子途径使Th0分化为Tr［2］。它可以控制体内外周的免疫反应，并且在免疫性疾病的发病中可能起重要调节作用［3］，CD4+Tr细胞可分为CD4+CD25+Tr细胞、Tr1和Th3等亚型。根据其来源、特异性及效应机制不同，又可划分为有CD4+CD25+Tr细胞的天然调节性T细胞(naturalregulatoryTcell,nTr)和有Tr1和Th3的获得性调节性T细胞(adaptiveregulatoryTcell，iTr)。

CD4+CD25+Tr细胞是研究得比较多的Tr细胞，目前认为该群细胞主要来源于胸腺，其最特异的标志是叉头翼螺旋转录因子Foxp3，Foxp3在CD4+CD25+Tr的产生和功能发挥方面都起到决定性的作用。它是1995年由Sakaguchi等［4］首次发现它是具有免疫调节作用的专职抑制细胞，能够抑制CD4+T细胞的增殖。人们逐渐发现它和哮喘的密切关系。Th3细胞是Chen等［5］在经由口服抗原诱导的小鼠肠系膜淋巴结分离的CD4+T细胞中发现的具有调节功能的T细胞，可产生转化生长因子(TGF)-β和不同程度IL-4及IL-10，可以抑制试验性自身免疫性脑膜炎的发展。

Tr1细胞是由Groux等［6］发现的，它是人及鼠CD4+T细胞在IL-10存在时被慢性激活导致低增殖力的CD4+T细胞大量增殖后产生的细胞，其特点是产生高水平的IL-10和低水平的IL-2及IL-4，可以抑制试验性大肠炎及严重的联合免疫缺陷病SCID鼠模型的形成。IL-10诱生的CD4+的Tr1,可以调节抗原特异性免疫反应，在体外具有抑制病态自身抗原特异性T细胞的作用。同时还能够抑制初始T细胞的激活，其体内抑制作用依赖于具有免疫调节功能的细胞因子IL-10，而体外抑制作用机制可能是细胞-细胞接触［7］。

的来源以及生物学特性

Tr1属于获得性调节性T细胞，它本身不存在于外周血中，常由抗原反复刺激诱导产生，其免疫调节作用通过其产生的抑制性细胞因子IL-10实现。但Tr1细胞的抑制作用具有抗原特异性，其分化受细胞因子的调节，还必须具有协同刺激通路，其特征为：(1)Tr1细胞表面表达少量CD25+。(2)在它们成熟过程中需要IL-10，而成熟后又分泌大量IL-10。(3)Tr1细胞在肠道中很丰富，它们的主要功能是使动物对食物中的大部分抗原产生耐受。Kemper等［8］发现，IL-2存在的环境下，CD3+、CD46+共同作用于CD4+T细胞，可以诱导生成具有Tr1表型的T细胞，这种细胞有旁分泌抑制效应和免疫记忆力。它可由CD4+CD25+Tr分化而来，目前还不清楚CD4+CD25+Tr细胞与Tr1细胞之间的关系，有人认为它们可能是处于不同分化阶段的Tr细胞亚型，但较多倾向认为CD4+CD25+Tr细胞与Tr1细胞是两种不同的亚型，因为有研究观察到小鼠CD4+CD25+Tr细胞属于CD45RBlow群体，而Tr1细胞属于CD45RA细胞。

2Tr1与哮喘

支气管哮喘是由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。如诊治不及时，随病程的延长可产生气道不可逆性缩窄和气道重塑。一直以来的Th1/Th2平衡理论似乎能解释哮喘的一部分作用机制，随着Tr的发现，对哮喘的发病机制有了新的认识。

对Tr细胞的研究最初是从对自身抗原的免疫耐受的研究开始的。在外周免疫系统，免疫耐受同样重要。例如呼吸道和胃肠道通常持续地暴露于广泛的、非重复的、非病原性环境，往往导致免疫耐受或过敏反应而非主动免疫。据报道1岁前接触猫或狗可减少今后对多种抗原过敏的可能。研究表明儿童时期感染几率下降，所受抗原刺激减少与Tr细胞因子(IL-10和TGF-β)水平降低有关［9］。通过鼻腔滴入大剂量过敏原可以诱导对吸人性过敏原的耐受，这种耐受的诱导依赖于Tr1的产生。所以提高Tr1相关细胞因子IL-10水平可能增加免疫耐受，抵抗免疫性疾病。

Tr1在减轻哮喘气道炎症和气道高反应方面同样具有重要作用。Stampfli等［10］发现：IL-10具有抗炎和免疫调节活性，能有效抑制哮喘气道炎症的发展。对Tr1来说，分泌IFN-γ的Th1细胞与之对比，由基因工程产生的分泌IL-10的Tr1细胞可以非常有效地减轻气道炎症和气道高反应性，从而阻断成熟T细胞的抑制IL-10分泌，提示Tr1细胞可以通过IL-10减轻肺部炎症反应。经设计在含有针对IL-10cDNA的逆转录病毒或腺病毒作用下转化为具有IL-10分泌功能的T细胞可以明显减少气道高反应性和炎症的发展［11］这也提示哮喘炎症可以被IL-10分泌细胞所抑制。动物模型中也观察到由IL-10诱导产生的iTr在抑制过敏性病理过程中也有一定作用。通过大剂量地向小鼠呼吸道传输鼻内的抗原也能建立对吸入性抗原的耐受，此耐受过程依赖于成熟的树突细胞分泌IL-10，这也反过来促进了IL-10诱导产生Tr1。实验发现［12］支气管哮喘组的血清IL-10水平较正常对照组低，提示支气管哮喘患者IL-10分泌减少，不能有效抑制炎症或促炎症细胞因子的合成及释放，可能是导致或加重气道炎症的原因之一。这些表明Tr1在抑制过敏及哮喘发生中是有作用的。

哮喘虽然是可逆的气道阻力疾病，但随着病程的延长，长期反复发作，支气管就会发生一系列的不可逆的病变，表现为支气管平滑肌肥厚，气道上皮细胞下纤维化，基底膜增厚，最终导致气道重构。如果能够逆转哮喘气道重构，这将对哮喘的治疗带来更大的突破，特别是对那些长期反复发作的慢性哮喘患者。KearleyJ［13］等发现治疗性的植入CD4+CD25+T细胞能够减轻慢性变应原导致的气道炎症，并阻止气道重构的发展。而Tr1是否对气道重构有同样的作用，暂未见国内相关报道，需在后期实验中进一步研究。

3Tr1与哮喘的治疗

哮喘的治疗是当今的一大难题，也是研究的一大热点，目前的治疗，大概分为以下几种，以糖皮质激素和β受体激动剂为代表的经典治疗，随后发展的免疫治疗，以及新近发展的DNA疫苗的治疗。

糖皮质激素疗法糖皮质激素是当前控制哮喘发作最有效的药物，我们熟知的主要作用机制是抑制炎症细胞的迁移和活化，抑制细胞因子的生成，抑制炎症介质的释放，增强平滑肌细胞β2受体的反应性。但是近来发现糖皮质激素和Tr之间可能存在联系。临床研究显示［14］，哮喘患者吸人糖皮质激素和β受体激动剂可以增加机体内IL-10和减少Th2细胞因子的合成，并诱导IL-10分泌型Tr1的产生。因此，糖皮质激素治疗哮喘的机制可能是通过产生抗炎性细胞因子IL-10以抑制T细胞的功能。

糖皮质激素在体内外均可以抑制T细胞的活化和Th2型细胞因子的表达。在体外实验中，人类CD4+CD25+Tr细胞若先与糖皮质激素类药物接触，其抑制T细胞能力在随后抗原刺激的细胞培养中会增强，原因之一是IL-10的产生增加了。

Karagiannidis等［15］发现在经过糖皮质激素治疗的哮喘患者外周血CD4+T细胞中有增高的Foxp-3及IL-10mRNA的表达。所以糖皮质激素对Tr1／nTr细胞的免疫抑制作用可能是通过增加IL-10的产生而发挥作用的。但究竟Tr细胞群体是纯粹的CD4+CD25+Tr细胞亚群还是nTr细胞和Tr1细胞的混合细胞，目前仍不清楚。且对Tr1细胞的诱导是否依赖nTr细胞也不得而知。然而临床经验表明，皮质甾类虽然可以有效地控制过敏性炎症，可是一旦停药临床症状会再次出现。同时糖皮质激素使用后产生的一系列副作用。寻找新的代替治疗药物势在必行。

免疫疗法对哮喘特应性体质患者来说，免疫治疗的主要原理就是增加调节性T细胞的数量，要减少空气过敏原对肺部炎症的反应，就是通过鼠模型中去除调节性T细胞和植入调节性T细胞来实现的［16］。

变应原免疫疗法变应原免疫疗法，又称脱敏疗法，通过作定期反复皮下注射，剂量由低到高，以致机体产生免疫耐受，可使患者脱敏。分析免疫治疗的有益作用很可能与Tr有关：利用特定的皮下免疫可以增加调节性T细胞增殖及产生IL-10［17］。同时发现对空气变应原过敏的患者血中或气道组织中，IL-10诱导的Tr1细胞及TGF-β诱导的Th3细胞数量减少［18］。此外，经过免疫治疗的患者血中不仅仅是T细胞使IL-10产生增加，还有B细胞、单核细胞和巨噬细胞增加。这三种细胞通过递呈抗原，直接或间接诱导Tr1细胞产生IL-10，后者可以减少IgE的产生和促进IgG4产生，从而参与免疫治疗中对过敏反应的抑制作用。对于大多数过敏症患者而言，变应原免疫疗法可以减少变应原诱导的炎症和过敏症状，减少药物治疗，显着提高机体功能。但是这种方法却很少达到症状的完全缓解，同时由于其局部反应与全身反应脱敏疗法需要在有抢救措施的医院进行。这都限制了变应原免疫治疗的推广，逐步增加剂量和治疗的规范化问题仍然是一大挑战。

肽免疫治疗肽免疫治疗已经被用于几种人类疾病的动物模型，其中用于哮喘的较典型的当数胸腺肽。胸腺肽是一组胸腺组织分泌的具有生理活性的多肽。研究报道［19］抗原肽经鼻内、口腔或者注射给药，都可以诱导免疫调节性细胞因子如IL-10和(或)TGF-β的产生，同时会使致炎因子应答减弱。猫用肽免疫治疗后，CD4+T细胞对抗原的应答会明显下降，但与治疗前相比，外周血CD4+CD25+Tr细胞对抗原刺激的抑制能力却没有任何改变。因此，推测肽免疫治疗可能会从CD4+CD25+Tr细胞中诱导出一个新的调节亚群，该亚群是适应性的而非固有性的，这应该就是我们发现的iTr细胞。目前以特异性T细胞多肽的发展为基础的免疫治疗正在进行中［19］。但也有个案报道称胸腺肽致哮喘的病例，由于胸腺肽的众多不良反应，其用于治疗哮喘有待进一步研究。

疫苗治疗DNA疫苗(DNAVaccine)又称基因疫苗(GeneticVaccine)或“裸”DNA疫苗。通常而言，DNA疫苗是由插入有一种或多种外源抗原基因的质粒(plasmid)DNA(来自细菌)和真核启动调控等基因元件构成。载有外源抗原的质粒DNA在一种真核启动子和Poly(A)加尾信号以及相关增强子等基因单元的控制下，可在哺乳动物的各类细胞中表达出相关的抗原蛋白。由于DNA疫苗接种后表达抗原蛋白的时间较长，强化了B细胞和T细胞的记忆，能引发持久的体液和细胞免疫应。所以医用前景非常可观。第一个用以治疗过敏性疾病的DNA疫苗所涉及的抗原是家庭灰螨超敏反应原Der-P-5和β-半乳糖苷酶(β-gal)，DNA疫苗的作用还在对蜂毒、卵白蛋白(OVA)、植物乳液和豆类的超敏反应动物模型中得到证实［20］。Wolf等人报道，在肌肉细胞注射质粒DNA后可表达一年或更长的时间。其后的研究陆续发观，质粒DNA也能在肌肉以外的其它细胞内表达其所载的基因。同时逐步对质粒DNA在细胞内的分布也有了更清楚的了解。相关的实验也越来越多，关于哮喘的实验也逐步开展起来，我们［21］将HSP70/CD80嵌合DNA疫苗注入哮喘小鼠模型的腿部肌肉，疫苗组经过与对照组比较，研究结果表明，该质粒能有效抑制气道、肺泡和血管周围的炎症细胞浸润，降低气道阻力，促进IL-10分泌。对哮喘的DNA疫苗治疗有很大的发展前途。其与Tr1细胞的关系研究将在后续试验中进一步研究。然而目前对DNA疫苗其机制和安全性尚不完全清楚，一些问题有待解决，例如，外源DNA是否与宿主细胞基因组整合，是否诱导自身抗DNA抗体产生等。这些都将值得我们继续研究。

4结语与展望

目前对哮喘的病因及发病机制的研究仍有众多学说，哮喘的治疗也就仍然是一大世界难题，而其中一直居于较稳固的地位的还是Th1/Th2平衡理论，一直以来通过上调Th1下降Th2的相关因子水平，对哮喘的治疗确实起到了重要作用。

由于研究的进一步发现Th1细胞不仅不能减弱Th2诱导的气道高反应性和炎症反应，反而导致Th1相关炎症反应，寻找新的哮喘相关因子成为了研究哮喘的热点，而Tr1作为Tr中的一类，如前所述，其在哮喘中的作用举足轻重，通过改变Tr1的水平，调节相关细胞因子IL-10水平来控制哮喘气道炎症和气道高反应性，可能成为哮喘治疗的一个方向，而目前我们通过HSP70/CD80DNA嵌合疫苗免疫小鼠来调节Tr1可能对哮喘达到的治疗的目的。但是基因治疗可能目前在我国开展还面临一定的挑战：首先是费用的昂贵，广大哮喘患者能否承受；其次基因治疗是否会带来对身体的其他不良影响，还有待临床的进一步验证。我们将在后续的试验中进一步研究有关1型调节性T细胞与哮喘的有关治疗。

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