CD4+CD25+调节性T细胞与头颈部肿瘤

　　作者：夏明　　作者单位：山东大学齐鲁医院耳鼻咽喉-头颈外科， 山东 济南 250012

　　【摘要】有研究发现一个有独特免疫调节功能的T 细胞亚群CD4+CD25+ 调节性T 细胞，在自身免疫平衡中起到重要作用，不仅能抑制自身免疫性疾病发生，还可能参与肿瘤免疫逃逸的过程。目前已知头颈部肿瘤局部环境中存在许多的免疫抑制因子如TGFβ，VEGF，COX2等，它们在肿瘤免疫逃逸过程中起到重要的作用。本文将对CD4+CD25+调节性T细胞与上述免疫抑制因子的相互作用作一综述，探讨CD4+CD25+调节性T细胞在头颈部肿瘤局部免疫抑制中的作用。

　　【关键词】 头颈部肿瘤 免疫抑制因子 CD4+CD25+调节性T细胞

　　A1 CD4+CD25+调节性T细胞

　　Sakaguchi等[1]首次报道了CD4+CD25+调节性T(Treg) 细胞，是调节性T细胞的亚群之一，最初来源于胸腺，随后可以在外周性免疫器官持续产生。具有低反应性和免疫抑制性两大特点：低反应性指在体外很难扩增和繁殖;免疫抑制性指CD4+CD25+调节性T细胞能够抑制CD4+和CD8+ T细胞的活化与增殖;抑制作用与其细胞表面的CTLA4 和GITR的表达密切相关[24]。它的主要功能是可以抑制对自身抗原或外来抗原的异常免疫反应，活化以后分泌大量IL10 和TGFβ,抑制Th1介导的免疫和炎症、Th2 介导的抗体产生以及CD8+　CTL的活性。Foxp3特异性地表达于CD4+CD25+ Treg 细胞上,并在该细胞的发育和功能维持中起很重要的作用,是CD4+CD25+ Treg细胞的一个特征性标志[5]。

　　CD4+CD25+ Treg细胞在体内外表现出较强的免疫抑制作用，对实验性自身免疫疾病动物模型输注该类细胞可减轻发病，而去除该类细胞可诱发自身免疫病[1，6]，表明CD4+CD25+ Treg 细胞在维持自身免疫耐受中起重要作用。CD4+CD25+ Treg细胞能抑制T细胞对外源和自身抗原的免疫反应，因此在维持对自身成分免疫耐受的同时也可能阻止了机体对自体同源肿瘤细胞的免疫。在癌症患者中，许多由自体同源T细胞识别的肿瘤相关抗原已被证实是正常的自体成分，而不是基因突变的异常产物，表明肿瘤免疫在一定程度上也是一种自身免疫。在卵巢癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌,结肠癌等多种肿瘤患者的外周血和肿瘤局部的CD4+CD25+ Treg细胞成分增加[7],提示肿瘤患者可能存在天然的免疫反应,并且具有促进局部免疫抑制的作用。由于CD4+CD25+ Treg细胞的存在，肿瘤局部的CD8+ T 细胞虽然表现为激活状态，但IL2Rα表达被抑制使它对IL2 的刺激无反应，因此不能有效杀灭肿瘤细胞[8]。以上说明CD4+CD25+Treg细胞在肿瘤免疫抑制中起到重要作用。夏明等[9]研究发现，CD4+CD25+ Treg细胞在喉癌患者外周血中大量增加，具有分泌TGFβ,IL10的能力，下调T细胞介导的肿瘤免疫;另有研究[10]发现鼻咽癌患者外周血中CD4+CD25+ Treg细胞明显高于正常对照组，考虑CD4+CD25+ Treg细胞可能是鼻咽癌患者免疫抑制的重要原因之一，因此CD4+CD25+ Treg 细胞在头颈肿瘤免疫抑制中发挥重要的作用。

　　2 肿瘤局部免疫抑制因子对CD4+CD25+Treg细胞的调节

　　头颈部肿瘤细胞能自发分泌免疫抑制性细胞因子，如TGFβ、COX2及下游产物PGE2、血管内皮生长因子(VEGF)等，可抑制T细胞的分化，促进Th1/Th2平衡向Th2飘移，并下调T细胞粘附或(和)共刺激分子的表达，诱导对肿瘤特异性CTL的耐受，其机制各有不同。随着对CD4+CD25+　Treg细胞研究的深入，发现上述因子对可以通过不同的途径对荷瘤体内的Treg细胞进行调节。

　　3 TGFβ对CD4+ CD25+ Treg细胞的调节

　　几乎所有上皮来源的头颈部肿瘤及其肿瘤细胞株均可分泌异常量的转化生长因子(transforming growth factor, TGF)β1、β2。TGFβ是介导肿瘤免疫逃逸最有效的免疫抑制分子,可通过自分泌/ 旁分泌途径抑制各种免疫细胞在肿瘤组织中的浸润;抑制肿瘤细胞表面靶细分子(如: HLADR)、B71、细胞间黏附分子低表达或不表达[11]; 抑制各种免疫细胞的增殖、分化、活化,并通过下调Bcl2 mRNA 表达而诱导免疫活性细胞凋亡;抑制Th1型及炎性细胞因子的产生及活性,促进Th2漂移;封闭由细胞因子启动的信号传导通路;抑制CTL、NK细胞CD3、FCR Ⅲ分子中ζ链及胞质中蛋白酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸的磷酸化,阻碍免疫活性细胞转录因子的活化,导致穿孔蛋白、粒酶B 合成受阻;增强CD94/N KGA 在T、NK细胞中的表达,明显下调活化受体NKp30、NKGD的表达,影响T、NK细胞的活化和抑制性信号的平衡;抑制免疫球蛋白IgG的分泌,减少B 细胞膜IgM、IgG的表达,从而抑制特异性体液免疫;直接或间接促进肿瘤细胞生长等[12，13]。

　　TGFβ与CD4+CD25+ Treg 细胞在头颈肿瘤免疫抑制中起到相互促进的作用：首先，CD4+CD25+ Treg细胞活化以后分泌大量TGFβ,抑制Th1介导的免疫和炎症、Th2介导的抗体产生以及CD8+ CTL 的活性，参与促使肿瘤患者免疫功能失调。其次，体内实验表明TGFβ对CD4+CD25+ T细胞的抑制作用必不可少[14]。有实验表明, TGFβ不仅可作为可溶性细胞因子,而且可表达于激活的CD4+CD25+ T细胞表面,因而可以细胞膜接触的方式相互作用[15]。最近研究表明，TGFβ对于诱导Foxp3的表达具有重要作用。TCR刺激和TGFβ的联合作用可以诱导Foxp3在CD4+ CD25- T细胞中的表达，使这些细胞变成具有Treg细胞活性的CD4+CD25+ T细胞[16，17]。同样在体内，TGFβ信号转导途径可能也与Treg细胞的产生有关，因为在胰岛中瞬间表达TGFβ，可以诱导表达Foxp3的Treg细胞的产生[18]。并且，TGFβ可以诱导对皮肤移植物的免疫耐受，同时诱导Foxp3的表达[19]。另外，CD4+CD25+ Treg细胞通过感染免疫耐受机制，训导CD4+CD25- T细胞成为具有调节活性的CD4+CD25+T细胞，可能也是通过TGFβ诱导Foxp3的表达而实现的[20]。上述实验均说明, TGFβ能通过某些途径调控Foxp3的表达,在CD4+CD25+ Treg细胞的生成中发挥一定作用。

　　4 VEGF对CD4+CD25+　Treg细胞的调节

　　血管内皮生长因子(VEGF),可由大多数头颈部肿瘤细胞及其细胞株产生,包括甲状腺癌、舌癌等,也可由肿瘤间质细胞和浸润Mφ释放。作为自分泌/旁分泌分子,VEGF可影响树突状细胞(DC) 的分化与成熟,阻碍其抗原递呈功能,进一步影响CTL的扩增、活化及肿瘤细胞对CTL杀伤的敏感性;通过上调Bcl2表达抑制肿瘤细胞凋亡;为成纤维细胞和血管内皮细胞的植入提供基质,促进血管支持物的生成,增强血管形成的NRP1 (Neuropilin1)机制,最终导致新生血管的大量形成[21]。VEGF可以通过直接或间接地增强CD4+CD25+ Treg 细胞的免疫功能，从而参与抑制机体对肿瘤的免疫：

　　VEGF一方面通过抑制核因子κB(NFκB)的转录活性，阻碍DC的分化成熟，间接诱导CD4+CD25+ Treg细胞的数量增加并使其活性增强，从而抑制机体对肿瘤的免疫反应。有研究发现VEGF可通过TNFα受体通路抑制IKK催化的IκB的磷酸化，从而降低NFκB的转录活性，抑制树突状细胞(DC)的分化，表现为全身成熟树突状细胞(mDC)的减少，局部未成熟细胞(iDC)的增多[22]。而iDC可以诱导CD4+CD25+　Treg细胞产生[23]，因为用同种异体的未成熟树突状细胞反复刺激静息的脐血T细胞，可产生一群低生长能力并能产生IL10的T细胞，它们的抑制作用与CD25+ T细胞类似，包括接触依赖、抗原非特异性。进一步研究，这种抑制作用可部分被加入的IL2抵消。

　　另一方面，VEGF通过抑制核因子κB(NFκB)的转录活性，增强CD4+CD25+ Treg 细胞的免疫功能，从而抑制机体对肿瘤的免疫。肿瘤坏死因子超家族成员GITR曾被证实具有调节CD4+CD25+ Treg细胞功能, GITR的拮抗性抗体可以阻断CD4+CD25+ Treg细胞介导的肿瘤免疫抑制功能，但对CD4+CD25- T细胞没有作用[24，25]，提示机体存在GITR配体(GITRL)，能具有阻断CD4+CD25+ Treg细胞免疫抑制功能的作用。这种猜测随后被证实，并发现这种阻断作用与CD4+CD25+ Treg细胞的NFκB活化有关[26]，CD4+CD25+ Treg细胞的NFκB活化能使这种阻断作用增强。VEGF可通过TNFα受体通路抑制IKK催化的IκB的磷酸化，从而降低NFκB的转录活性，使GITRL对CD4+CD25+ Treg细胞免疫抑制功能的阻断作用减低，即相对增强CD4+CD25+ Treg细胞的免疫功能，从而抑制机体对肿瘤的免疫。

　　5 COX2及其下游产物PGE2对CD4+CD25+　Treg细胞的调节

　　环氧合酶2 (cyclooxygenase2, COX2) 在许多头颈部肿瘤组织中过度表达,还可在淋巴结等转移组织、瘤体周围新生血管中过度表达。COX2可抑制中性粒细胞浸润和Mφ活化;促进Mφ、淋巴细胞产生IL10,阻断Mφ产生IL12,从而抑制IL12对Th1型免疫应答的诱导作用;抑制TNF、IL1 的产生,导致细胞免疫功能下降;催化活性消耗性底物花生四烯酸的调节,激活caspase 3,改变线粒体通透性,诱导免疫细胞凋亡;使游离的花生四烯酸减少,从而抑制肿瘤细胞的凋亡;通过促进前列腺素(prostaglandin, PG) 产生增多,诱导Bcl2 高表达及TβR Ⅱ低表达,减少跨膜N酰基鞘氨酸浓度,使肿瘤细胞的生长、凋亡、新生血管形成发生改变,从而增加肿瘤转移潜力,抑制免疫监视;通过细胞膜表面EP2 受体的信号转导而提高VEGF、PGE2 、内皮素、基质金属蛋白酶(mat rix metalloproteinase , MMPs) 等肿瘤血管生成因子的表达,刺激Bcl2 或Akt激活以抑制血管内皮细胞的凋亡,增加血管通透性及已形成血管的血流量,促进CD44 (肿瘤细胞表面的透明质酸盐受体)过度表达而诱导肿瘤新生血管形成[2729]。

　　而近来Sharma等[30]研究发现，COX2及其产物PGE2能够诱导Foxp3在CD4+CD25+ Treg细胞中的表达，增加CD4+CD25+ Treg细胞活性，而且PGE2还可以诱导Foxp3在CD4+CD25- T细胞中的表达，使这些细胞变成具有Treg细胞活性的CD4+CD25+ Treg细胞，增加CD4+CD25+ Treg细胞的数目。动物实验中COX2抑制剂能减少CD4+CD25+ Treg细胞的数目，降低其活性，减少Foxp3在肿瘤浸润淋巴组织中的表达，降低肿瘤负荷;将CD4+CD25+ Treg细胞或PGE2移入接受COX2抑制剂的小鼠体内，则可以逆转这种作用，但移入CD4+CD25- T细胞并不能影响肿瘤的生长速度。以上说明了COX2/PGE2能够增强CD4+CD25+ Treg细胞的免疫抑制活性，促进肿瘤免疫耐受。

　　综上所述，在头颈肿瘤中，免疫抑制因子TGFβ、VEGF、COX2的表达可以增强CD4+CD25+ Treg 细胞对肿瘤的免疫抑制作用，因此，如果能够特异性抑制CD4+CD25+ Treg 细胞的功能，则可以阻断TGFβ、VEGF、COX2对肿瘤免疫逃逸的介导作用，有效地诱导机体对肿瘤的免疫应答，达到治疗的目的。由于CD4+CD25+ Treg细胞与其他T细胞区别的表面表面分子尚未完全明确，在人体中去除CD4+CD25+ Treg 细胞诱导肿瘤免疫的同时，可能会发生自身免疫疾病，所以进一步研究这种细胞的特征和功能，阐明它如何抑制机体对自体同源的肿瘤细胞的攻击，有助于更好地理解肿瘤免疫耐受机制和获得有效的肿瘤治疗方法。

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