陳原鄰(綜述),劉喜明(審校)
(中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門(mén)醫(yī)院內(nèi)分泌科,北京 100053)
Graves病(Graves disease,GD)又稱(chēng)毒性彌漫性甲狀腺腫,是一種器官特異性自身免疫性疾病,約占全部甲狀腺功能亢進(jìn)癥(甲亢)的90%。西方國(guó)家報(bào)道GD的患病率為1.1%~1.6%,我國(guó)學(xué)者報(bào)道是1.2%,女性顯著高發(fā)(女∶男=4~6∶1),高發(fā)年齡為20~50歲[1]。GD確切的免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制尚未明確,很多研究已經(jīng)證實(shí),發(fā)揮抑制自身免疫功能進(jìn)行負(fù)向免疫調(diào)節(jié)的CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)及其相關(guān)活化調(diào)控因子在自身免疫性疾病的發(fā)病過(guò)程中有著重要作用。Treg同時(shí)表達(dá)CD4和白細(xì)胞介素2受體α鏈(interleukin 2 receptor α,IL-2Rα,即CD25)表面抗原[2]。通過(guò)細(xì)胞接觸依賴(lài)和細(xì)胞因子依賴(lài)機(jī)制參與自身免疫的抑制過(guò)程,在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、防治自身免疫疾病、抑制移植反應(yīng)、抗腫瘤免疫等方面發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。CD4+CD25+Treg細(xì)胞在特異性抗原或抗原呈遞細(xì)胞刺激下不出現(xiàn)應(yīng)答狀態(tài),自身也不分泌IL-2或者經(jīng)T細(xì)胞抗原受體介導(dǎo)的信號(hào)刺激活化后抑制CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活化和增殖以及分泌相應(yīng)的細(xì)胞因子[3]。
Saitoh等[4]研究發(fā)現(xiàn),在促甲狀腺激素受體腺病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生GD的過(guò)程中,去除抵抗GD的C57BL/6小鼠體內(nèi)CD4+CD25+Treg細(xì)胞,GD可以自發(fā)產(chǎn)生,而去除易感GD的BALB/c小鼠體內(nèi)的CD4+CD25+Treg細(xì)胞,甲亢加重,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)的CD4+CD25+Treg細(xì)胞起決定性作用。黨珊等[5]研究表明,初發(fā)GD患者外周血中CD4+CD25+Treg細(xì)胞水平與健康人相比顯著降低,表明在GD的發(fā)病過(guò)程中由于CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量減少,造成機(jī)體自身免疫耐受系統(tǒng)失調(diào),導(dǎo)致GD。GD的發(fā)病機(jī)制可能不僅與Treg細(xì)胞數(shù)量有關(guān),也與Treg細(xì)胞功能降低存在密切聯(lián)系。趙湜等[6]研究表明,GD患者Treg細(xì)胞在外周血淋巴細(xì)胞中的比例無(wú)明顯改變,提示Treg細(xì)胞數(shù)量可能對(duì)GD的發(fā)病不起關(guān)鍵作用,而是Treg細(xì)胞分泌細(xì)胞因子進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)的功能明顯減弱,導(dǎo)致GD。唐大海等[7]的研究表明,GD患者外周血中Treg細(xì)胞的數(shù)量雖然與正常對(duì)照組無(wú)差異,但其免疫抑制功能顯著降低,顯示Treg細(xì)胞功能降低與GD的發(fā)病存在一定關(guān)聯(lián)性。目前關(guān)于GD的Treg細(xì)胞數(shù)量變化存在爭(zhēng)議。不同學(xué)者的研究可能存在疾病所處發(fā)展階段不同、Treg細(xì)胞的分離標(biāo)記方法存在差異、部分受試對(duì)象已經(jīng)使用免疫抑制劑治療等問(wèn)題,導(dǎo)致研究結(jié)果并不完全一致。
2.1Treg細(xì)胞活性發(fā)揮的關(guān)鍵調(diào)控基因——Foxp3 Foxp3即叉狀頭/翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子,位于X染色體,編碼產(chǎn)物是Scurfin蛋白。Foxp3基因特異且穩(wěn)定地表達(dá)于CD4+CD25+Treg細(xì)胞亞群,是Treg細(xì)胞的一個(gè)特異性標(biāo)志,對(duì)機(jī)體免疫應(yīng)答進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié),阻止自身免疫的產(chǎn)生,是CD4+CD25+Treg細(xì)胞分化和發(fā)揮免疫活性所必需的關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因[8-9]。既往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),阻斷CD4+CD25+Treg細(xì)胞表達(dá)Foxp3后,表面CD25、CD45RB、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)及糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體(glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor,GITR)等表達(dá)水平下調(diào),其負(fù)向調(diào)節(jié)活性顯著下降;而高水平表達(dá)Foxp3的CD4+CD25+Treg細(xì)胞也高表達(dá)CD25、CD45RB、CTLA-4及GITR,其負(fù)向調(diào)節(jié)活性亦較正常CD4+CD25+Treg細(xì)胞強(qiáng)。
劉榮軍[10]研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)oxp3基因突變或剔除的小鼠體內(nèi)CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量下降,細(xì)胞調(diào)節(jié)功能缺陷,是誘發(fā)自身免疫反應(yīng)的可能原因。GD患者存在CD4+CD25+Treg細(xì)胞Foxp3表達(dá)的改變。Wang等[11]研究發(fā)現(xiàn),GD患者CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量無(wú)明顯改變,但Foxp3表達(dá)減少,提示Foxp3的減少削弱了GD患者外周血Treg細(xì)胞功能,這可能是GD發(fā)病的原因。錢(qián)偉等[12]研究顯示,GD患者體內(nèi)存在Foxp3表達(dá)異常,GD相關(guān)的T細(xì)胞所受到的免疫抑制不足,因此推測(cè)Foxp3可能參與了GD的發(fā)病。
2.2與Treg免疫活性相關(guān)的細(xì)胞表面標(biāo)志物 Treg細(xì)胞膜表面分子(如CTLA-4、GITR、人類(lèi)白細(xì)胞DR抗原等)可以與抗原呈遞細(xì)胞表面共刺激分子接觸,被激活后發(fā)揮抑制免疫活性作用。但這些膜表面分子對(duì)于CD4+CD25+Treg細(xì)胞不具有特異性,具體的接觸機(jī)制還需進(jìn)一步研究[13]。
2.2.1CTLA-4(CD152) CTLA-4是Treg細(xì)胞發(fā)揮抑制作用的重要的細(xì)胞膜表面分子。Treg可以通過(guò)CTLA-4與抗原呈遞細(xì)胞或者活化的T細(xì)胞表面B7配體(CD80、CD86)結(jié)合,產(chǎn)生轉(zhuǎn)導(dǎo)反向信號(hào)——細(xì)胞內(nèi)的吲哚氨2,3-雙加氧酶活化,吲哚氨2,3-雙加氧酶是色氨酸代謝的必需酶,使游離色氨酸減少,從而導(dǎo)致T細(xì)胞的增殖和活化程度降低,抑制效應(yīng)細(xì)胞功能和活性[14]。
體內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,表達(dá)于活化T細(xì)胞的CTLA-4可提高Treg細(xì)胞的數(shù)量,產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β,減少γ干擾素,從而預(yù)防自身免疫性甲狀腺疾病[15]。目前研究較多的CTLA-4基因多態(tài)性與GD患病風(fēng)險(xiǎn)高度相關(guān),尤其在白種人和亞洲人[16]。
2.2.2GITR GITR又稱(chēng)活化誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體,在CD4+CD25+Treg細(xì)胞上具有高水平表達(dá),并在抗體CD3抗和IL-2刺激后,表達(dá)量進(jìn)一步上調(diào)[17]。
Morris等[18]動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),GITR可以打破小鼠的免疫耐受狀態(tài),誘發(fā)自身免疫性甲狀腺炎,體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí),表達(dá)GITR的信號(hào)增強(qiáng)了甲狀腺活化T細(xì)胞的免疫功能,從而降低CD4+CD25+Treg細(xì)胞的抑制功能。Shimizu等[19]研究發(fā)現(xiàn),在共培養(yǎng)的CD4+CD25T細(xì)胞和CD4+CD25+T細(xì)胞體系中加入抗GITR抗體引起GITR的觸發(fā)活化,可以遏制Treg細(xì)胞的抑制作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,GITR在發(fā)揮作用的過(guò)程中可能存在其他代償免疫機(jī)制,增強(qiáng)GITR/GITRL接觸在T細(xì)胞免疫應(yīng)答中可以發(fā)揮多效性,包括促進(jìn)類(lèi)似Treg細(xì)胞亞群之一的Tr-1細(xì)胞分化,維持外周T細(xì)胞耐受[20]。盡管在人的Treg細(xì)胞表面也存在GITR的高水平表達(dá),但是用抗人GITR抗體或重組人GITRL與GITR結(jié)合后,Treg細(xì)胞的抑制活性并未受到干擾。仝佳等[21]研究顯示,GITR在物種間功能存在差別,GITR 可能在小鼠和人類(lèi)體內(nèi)發(fā)揮不同作用,此其對(duì)人Treg細(xì)胞的影響機(jī)制還需進(jìn)一步研究。臨床數(shù)據(jù)顯示,GD患者的GITR mRNA相對(duì)表達(dá)水平明顯低于經(jīng)過(guò)治療的患者和正常人,且與促甲狀腺激素呈正相關(guān),與血清游離三碘甲狀腺原氨酸、血清游離甲狀腺素水平均呈負(fù)相關(guān),GD臨床緩解組與健康對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示GD的發(fā)生可能與GD患者體內(nèi)GITR基因表達(dá)下調(diào)有關(guān)[22]。
2.2.3CD127+CD127+是IL-7Rα,可以調(diào)控T淋巴細(xì)胞對(duì)IL-7的特異性應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn),CD127+在CD4+CD25+Treg細(xì)胞中低表達(dá),且具有特異性,表現(xiàn)為CD127+在效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞活化后持續(xù)表達(dá),而只在調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞表達(dá)下降[23-24]。Foxp3是CD4+CD25+Treg細(xì)胞目前公認(rèn)的標(biāo)志。近年來(lái)的研究顯示,CD127+與Foxp3的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),且CD127+檢測(cè)相對(duì)簡(jiǎn)便,標(biāo)記無(wú)需破膜,被分離提純的細(xì)胞可用于進(jìn)一步的培養(yǎng)研究,因此CD4+CD25+CD127+或CD4+CD25+CD127+逐漸成為CD4+CD25+Treg細(xì)胞新的篩選標(biāo)記[25]。
Su等[26]通過(guò)標(biāo)記、分離、增殖CD4+CD25+CD127+Treg細(xì)胞并評(píng)價(jià)其抑制功能,認(rèn)為CD4+CD25+CD127+Treg細(xì)胞在維持外周耐受和控制自身免疫病的發(fā)展過(guò)程中有決定作用,其治療干預(yù)移植排斥和自身免疫疾病具有巨大潛力。CD4+CD25+CD127Treg細(xì)胞在GD患者中顯著降低,提示免疫抑制和免疫耐受功能受損可能導(dǎo)致GD[27]。
Treg細(xì)胞具有免疫抑制功能,可以負(fù)向調(diào)節(jié)T細(xì)胞免疫反應(yīng)而維持自身免疫平衡,在自身免疫性疾病GD的診斷、病情評(píng)價(jià)、預(yù)后判斷中具有一定的參考價(jià)值。但是,目前國(guó)內(nèi)對(duì)GD的免疫學(xué)研究仍存在研究方法相對(duì)單一、缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的問(wèn)題,臨床研究較多,免疫學(xué)機(jī)制的深層研究較少;細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)、Treg細(xì)胞、GD之間的相互影響機(jī)制不夠明確。因此,深入探討Treg細(xì)胞及其相關(guān)調(diào)控因子與GD的關(guān)系和相互影響機(jī)制,有助于為GD發(fā)病機(jī)制的研究提供新的思路,并為GD的免疫學(xué)治療提供新策略。
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