自身免疫病中的Treg、Breg和DCreg

以Treg为首的调节性免疫细胞是自身免疫性疾病的重要细胞疗法。此外还有Breg、DCreg、MDSC等。

Treg

Treg是自免性疾病进展最快的细胞疗法之一。目前Treg疗法中临床试验进度最快的是Coya用于治疗ALS的COYA101，于2022年9月宣布完成2a期试验。

Treg细胞主要通过感染耐受和旁观者效应来抑制自身免疫性疾病， 其机制主要包括四种 ：

（1）Treg细胞扩增并分泌大量IL-10，增强APC耐受活性。

耐受性APCs可反过来与CD4+ T细胞相互作用，抑制其自我炎症细胞因子的释放。

此外，耐受性APCs刺激naïve T细胞向抑制表型分化，并诱导Treg细胞的产生，最终抑制自身免疫反应。

（2）CD25+ Treg细胞可 检测微环境中IL-2的释放 ，从而与APC相互作用并诱导PD-L1表达。PD-L1+ APCs诱导活化的PD-1+ Teff细胞凋亡，从而抑制靶向自身抗原的免疫反应。

（3）Treg细胞与自身反应的B细胞相互作用 ，通过穿孔素/颗粒酶介导的细胞毒性诱导B细胞凋亡，阻止自身抗体的产生。

（4）Treg细胞 通过使用外位酶CD39和CD73，将细胞外ATP转化为腺苷(ADO)，ADO将 与Teff细胞中的受体结合 从而抑制其作用。

不同发育来源及其特点：

tTreg： 胸腺Treg。表达Foxp3，可抑制Teff细胞向靶器官运输。

pTreg： 外周Treg。活化的tTreg可以通过将细胞表面表达的TGF-β递送到初始应答T细胞，以产生pTreg来介导感染耐受性。同时，pTreg中存在Th细胞样的亚群，共享趋化因子受体和转录因子的表达。

iTreg： 在TGF-β和IL-2存在下的体外抗原刺激可诱导Tconv细胞中Foxp3的表达，所产生的的iTreg也因此被称为诱导Treg细胞。抗原特异性iTreg可以通过作用于DC来阻止T细胞启动。

Treg细胞的代偿亚群： 1型调节性T (Tr1)细胞，在一些自免病患者中也存在Tr1细胞功能障碍的表现。

同为是诱导调节性细胞的亚型，Tr1在分泌IL-10和TGF-β的同时，却并不表达CD25或者Foxp3。

其代谢和Treg有所不同：前者倾向有氧糖酵解，后者倾向氧化磷酸化。

分布区别：共同存在于脾脏、淋巴结中，但Tr1在小肠更丰富，Foxp3+ Treg在大肠更丰富。

Foxp3+ Treg细胞影响炎症部位的耐受诱导，而Tr1细胞在某些情况下可能对长期维持免疫耐受起到重要作用。

异体胰岛移植小鼠模型：Foxp3+ Treg细胞的转移导致受体小鼠产生Tr1细胞并发展抗原特异性耐受。

若作为疗法， Tr1细胞可能需要较高剂量 才能有效。Treg疗法开发的首要难度也还是在于分离提纯和扩增。其次则需考虑如何将Treg细胞成功驻留在炎症部位和淋巴结中。

不同Treg亚群用于治疗自身免疫病的改造

Breg

正常情况下，Breg细胞仅占健康人循环B细胞的10%。Breg细胞与Treg细胞类似，通过分泌TGF-β和IL-10等调节细胞因子来发挥其功能。

此外，Breg细胞还可以表达抑制分子，以抑制自身反应性B细胞和致病性T细胞。

在自身抗原的作用下，自身反应性B细胞通过TCR/MHC和CD40L/CD40与Th细胞相互作用，促使B细胞分化为Breg细胞。

Breg细胞在抑制自身免疫反应中炎症反应的作用：

Breg细胞分泌IL-10来抑制APCs、增加Treg细胞活性、增加恒定自然杀伤样T (iNKT)细胞数量以及抑制Th1和Th17细胞活性来抑制炎症反应。

抑制Th1细胞反应，抑制Th17细胞分化；

诱导Teff细胞生产调节性Tr1细胞，诱导幼稚CD4+ T细胞转化为Treg细胞。

IL-10是参与Breg介导的抑制的主要细胞因子。但IL-10可与Breg细胞表面CD80/CD86信号产生相互作用，从而减轻了对Th1细胞的抑制。

Breg细胞亚群异质性：

在小鼠中：

已经鉴定出了两种Breg细胞亚群。

第一种是B10细胞亚群，其表征为CD19hiCD1dhiCD5+；

第二种是T2-MZP细胞亚群，表征为CD19+CD23+CD21+CD1dhi。

两种Breg细胞亚群都分泌IL-10，抑制T细胞增殖和IFN-γ和TNF-α的产生。

在人体中：

能产生IL-10的B细胞亚群包括：CD24+hiCD27+ B细胞、CD24hiCD38hi B细胞、CD27intCD38hi 浆母细胞、CD19+TIM1+ B细胞和CD38+CD1d+IgM+CD147+ B细胞，等等。

产生IL-10的Breg细胞通常表达不同水平的CD24、CD27和CD1d。所有这些细胞都能抑制促炎反应。但同时，这些B细胞亚群中只有大约20%的B细胞产生IL-10。

其中例如：

Breg1细胞：表征为CD25+hiCD71hiCD73lo。可通过产生过敏特异性IgG4抗体和抑制过敏原特异性T细胞增殖来维持过敏原耐受性。

CD24hiCD38hiBreg细胞：受到CD1d的介导。对于保持不变的自然杀伤样T（iNKT）细胞的数量和活性至关重要。

Breg在自身免疫性疾病中的作用：

Breg细胞数量和/或功能缺陷与小鼠各种自身免疫性疾病相关，自身免疫的严重程度与Breg细胞数量呈负相关。

其作用有两种假设：

（1）Breg细胞缺乏导致其引起的免疫抑制反应减弱，由此加剧炎症反应。

（2）慢性炎症是导致Breg细胞数量和功能下降的原因。

小鼠模型显示：

与野生型(WT)小鼠相比，B细胞特异性IL-10缺乏的嵌合小鼠患有更严重的关节炎和EAE，分别伴有Th1或Th17细胞反应增加。

小鼠Breg细胞亚群的过继转移已被证明可以抑制自身免疫性疾病，如EAE、关节炎和狼疮。

炎症细胞因子，如IL-6, IL-21, IL-1b, IFN-α, IFN-β和B细胞激活因子(BAFF)，诱导Breg细胞扩张。CD40或TLR的激活可增加这一效应。

但同时，B细胞长期暴露于高剂量的促炎细胞因子会导致Breg细胞功能下降。

在临床患者中观察到：

SLE患者在循环中的Breg细胞数量和功能上存在缺陷，这是由于未成熟的CD19+CD24hiCD38hi缺乏向Breg细胞的分化。

RA患者的Breg细胞数量与疾病的活动性和严重程度呈负相关。

与未治疗或对治疗无反应的患者相比，对利妥昔单抗（消耗B细胞）有反应的天疱疮患者体内产生CD24hiCD38hi B细胞和IL-10的频率更高。Breg细胞有可能帮助利妥昔单抗耐药天疱疮患者重新获得耐受性。

MS患者的临床体征由于产生IL-10的Breg细胞的扩增而减轻。此外，与康复患者和健康个体相比，复发缓解型MS患者中产生IL-10的B细胞显著减少。

Breg作为细胞疗法的缺点 ：没有明确的细胞表面标志物或谱系定义转录因子来定义Breg细胞。

无法找到独特的转录因子，以及Breg细胞表型的多样性，支持了抑制B细胞是“ 反应性 ”而不是谱系特异性的假设。

反应性指的是，在适当的刺激条件和时间下， 任何类型的B细胞都可能响应正确的环境信号而发育成Breg细胞 ，也就不存在像Treg一样存在Foxp3这样专门调节其抑制性基因表达的因子。

也因此，目前针对性的Breg细胞疗法临床试验较少。其未来开发道路可能和TIL、CAR-M等疗法相近，以整体亚群扩增移植为思路。

DCreg

DCreg是中央和外周淋巴器官中的一些DC亚群，诱导耐受或丧失抗原特异性。其主要特征是MHC和共刺激分子的表面表达水平较低，导致其诱导Teff细胞的能力较弱。

DCreg细胞的作用：

DCreg细胞的最主要作用是诱导自身反应性T细胞失活和Treg细胞分化，有助于维持免疫稳态。

同时，其依然保持着向T细胞呈递抗原的微弱能力，同时减少共刺激分子CD40、CD80和CD86的表达和促炎细胞因子的产生，如IL-12。

DCreg细胞还增加其抑制分子(IDO, PD-L1和CD95L)和抗炎细胞因子(IL-10, TGF-b)的水平。

DCreg细胞对成熟信号具有抗性。DCreg细胞通过多种机制增强免疫耐受，包括Treg细胞的产生、T细胞凋亡诱导、T细胞无反应性诱导和T细胞反应的抑制。

诱导DCreg表达免疫耐受的因子 众多，包括：TRAIL(TNF受体凋亡诱导配体)、IDO、IL-10、抑制性受体CYP24A1和CD300LF、TGF-α/β和CCL2等。

诱导DCreg细胞产生Treg细胞的能力的关键因素 包括：血管活性肠肽(VIP)、胸腺基质淋巴生成素(TSLP)、雌激素、GM-CSF、结合免疫球蛋白蛋白(BiP)、TNF-α和前列腺素E2等。基因编辑也可以实现这种诱导。

自免中的作用：

DC在免疫耐受中具有双重作用：

在促炎细胞因子存在时，DCs刺激Teff细胞；

在抗炎细胞因子存在的情况下，DCs可诱导T细胞失能并诱导Treg细胞生成；

通过B细胞和Th细胞之间的串扰来间接调节自身抗体的产生。

在人类中已经发现了多种具有免疫调节功能的DCreg细胞亚群，例如：血液和肝脏中的CD1c+ cDCs和人类皮肤中的CD141+CD14+ DCs。

DCreg疗法的一般机制 是：

（1）通过耐受信号，包括抗炎细胞因子和凋亡细胞，使未成熟DC分化为DCreg细胞，从而表达PD-L1、IL-10和TGF-β，阻断Teff细胞增殖，同时诱导Treg细胞分化，达到抑制自身免疫反应的目的。

（2）DCreg细胞可以通过分离人外周血单核细胞并与IL-4、GM-CSF、维生素D3和IL-10培养来产生。

其临床试验基本处于小规模临床1/2期阶段， 尚无有效治疗数据公布 。

MDSC

MDSC可分为两大类：

多形核或粒细胞MDSC（PMN-MDSC），形态和表型与中性粒细胞相似；

以及单核细胞样MDSC，和单核细胞MDSC类似。

免疫抑制是MDSC的关键特征。在所有研究中， CD11b+Gr-1+ MDSCs 通过NO或细胞间直接接触来抑制T细胞增殖。

自免中的作用： 目前相关研究主要还在临床前研究阶段。

在小鼠的肝脏、实验小鼠的淋巴组织以及IBD和EAE小鼠的脾脏中均观察到CD11b+Gr-1+ MDSC的积累；

狼疮MRL Faslpr小鼠中：存在CD11b+Gr-1low MDSCs，小鼠表现出自身免疫性器官损伤；在体外，这些细胞抑制CD4+ T细胞的增殖，可用Arg-1抑制剂阻断。

MDSCs用来限制T细胞增殖和细胞毒性的其他关键因素包括IL-10、TGF-b、COX-2、IDO、PD-L1和PGE2。

但同时，Treg细胞介导的抑制也由MDSCs辅助。小鼠模型显示：Gr-1+CD115+ MDSCs促进肿瘤中Foxp3+ Treg细胞的扩增。

Ly6G+吞噬性MDSCs可以控制CNS中B细胞的细胞因子分泌，可能在EAE的恢复率中发挥作用。

过继移植体外生成的MDSCs可以抑制小鼠移植的GvHD。

缺点：

目前MDSCs的临床前研究迟迟未推进的主要原因在于，MDSCs在自免小鼠体内模型和体外模型的作用和功能产生了相互矛盾的结果。

例如，虽然从自身免疫性炎症部位提取的MDSCs在体外显示抑制T细胞反应，但体内内源性MDSCs却不能降低EAE等自身免疫性疾病的严重程度。

小结

调节性免疫细胞共同的缺点主要还是在于难以进行高纯度的分离和扩增，以达到针对性治疗和纠正炎症部位免疫失衡的效果。像Breg等无法单独分离的细胞，如果能进行改造诱导保证分化比例，以整体细胞群方式移植，或许至少可以走到和TIL疗法相似的进度。

参考资料：

1.Ghobadinezhad F, Ebrahimi N, Mozaffari F, Moradi N, Beiranvand S, Pournazari M, Rezaei-Tazangi F, Khorram R, Afshinpour M, Robino RA, Aref AR and Ferreira LMR (2022) The emerging role of regulatory cell-based therapy in autoimmune disease. Front. Immunol. 13:1075813. doi: 10.3389/fimmu.2022.1075813

2.Shevach EM, Thornton AM. tTregs, pTregs, and iTregs: similarities and differences. Immunol Rev. 2014 May;259(1):88-102. doi: 10.1111/imr.12160. PMID: 24712461; PMCID: PMC3982187.

来源：闲谈 Immunology 2022-12-27