对于大量入侵机体的抗原性异物,机体免疫系统通过抗原识别,免疫细胞活化、增殖、分化,以及效应细胞和分子功能发挥等一系列生理反应,最终清除异物,以维护机体内环境的稳定。此为机体的正向免疫应答,目前这一生理过程已被详细阐明。机体若产生过度的正向免疫应答,势必会对机体本身造成损伤。然而正常机体多数情况下可以通过适度的免疫应答有效清除异物而不会伤害机体本身,这说明机体内存在着负向调控系统,可以有效调节免疫应答的强度。那么,机体是通过怎样的调控系统来对免疫应答进行负向调控的呢?目前科学界对这一问题尚未有全面详尽的阐释。而免疫负向调控在维持机体内环境稳定中扮演着重要角色,调控过程中任何一个环节的失误都可能导致免疫应答的异常,出现自身免疫病、过敏等疾病。因此,对这一问题的详尽阐释不仅将有助于全面认识、理解免疫系统,也可为临床治疗免疫相关疾病提供新的思路与方法。
近年来,随着对免疫系统认识的突飞猛进,免疫负向调控的机制研究也取得了一定的进展。综合国内外现有研究成果发现,机体主要通过细胞、细胞因子及信号通路等方面对免疫应答进行负向调控。
通过免疫细胞表面的抑制性受体对细胞自身的活化实施调控胞组成性表达能够提供激发性第二信号的受体CD28,其胞内段带有激活基序ITAM(immunoreceptortyrosine-basedactivationmotif)。CD28与其配体B7(CD80/86)结合后,可通过其激活基序ITAM参与活化信号的传递,约24小时后,T细胞表面另一带有抑制基序ITIM(immunoreceptortyrosine-basedin-hibitionmotif)的CTLA-4分子被诱导性表达,因其对配体B7(CD80/86)的结合亲和力明显高于该配体对CD28的亲和力,使CTLA-4启动的抑制信号成为强势,激活性信号转导遂告终止,T细胞的激活因而受到有效调控(图1)。
B细胞亦然,可通过其表面的抑制性受体FcγRⅡ-B对特异性体液应答进行调控。NK细胞表面的抑制性受体也已被阐明。一旦抑制性受体被激活,其胞内段ITIM将启动有效的抑制信号,从而使激活性受体产生的正向信号被抑制,有效调控NK细胞的杀伤活性。
通过调节细胞因子的产生及功能行使对免疫应答进行调控细胞因子通过影响免疫细胞的存活、增殖、活化及功能发挥而在免疫应答中发挥着重要的作用。Jak家族蛋白酪氨酸激酶和转录因子STAT是细胞因子受体相关信号转导中普遍出现的信号分子,是细胞因子能够产生并行使功能的重要方面。有多种因素对Jak-STAT信号途径实施负向调节,主要的调控成分为细胞因子信号转导抑制蛋白(suppressorofcytokinesignaling,SOCS)。活化诱导表达的SOCS可遏制由Jak-STAT参与的细胞因子信号通路,从而制约细胞因子的功能发挥。
通过活化诱导细胞死亡(activation-inducedcelldeath,AICD)介导免疫应答的负向调控三聚体Fas凋亡分子普遍表达于包括淋巴细胞在内的多种细胞表面,其与配体FasL的结合可启动死亡信号转导,最终引起表达Fas的细胞凋亡。激活的淋巴细胞特别是CTL和NK细胞可以大量表达并分泌FasL,从而有效地以凋亡途径杀伤表达Fas的靶细胞。然而这些效应成分在杀伤靶细胞之后,反过来可杀伤同时表达Fas分子的活化淋巴细胞和NK细胞,构成激活诱导的细胞死亡。免疫系统通过此方式对特异性克隆容量实施收缩性调节,从而有效调控免疫应答。
通过专司调节功能的细胞对免疫应答实施负向调控近年来免疫学领域有关免疫负向调控机制研究的最大热点是CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞(regulatoryTcell,Treg)的基础与应用研究。根据诱导场所的不同,可将调节性T细胞分为自然调节性T细胞(naturalTreg,nTreg)和诱导性调节性T细胞(inducedTreg,iTreg)。前者直接从胸腺中分化而来,主要通过与靶细胞的直接接触和分泌TGF-β、IL-10、IL-35等细胞因子来抑制免疫应答,发挥免疫负调控作用。nTreg主要抑制自身反应性T细胞应答,除了遏制自身免疫病的发生,还调控其他疾病,包括诱导移植耐受。iTreg一般在外周因抗原激发而产生,可以从nTreg分化而来,也可以来自其他初始T细胞。iTreg主要依赖细胞因子发挥免疫负调控作用,可抑制自身损伤性炎症反应和移植排斥反应(图2)。
对于免疫负向调控的机制研究,随着广度和深度的增加,一些新的调控元素和机制正不断被发现。然而,机体的负向免疫调控表现为复杂的、相互关联的网络系统,免疫系统如何巧妙地利用该网络系统对免疫应答进行调和以维持免疫自稳,仍是一个需要大量深入研究来加以阐明的问题。全面阐释免疫负向调控机制成为免疫学及相关研究领域的一大难题,同时也是研究的热点。
新的突破点可能会在以下几个方面产生:一些新的细胞亚群及相关新分子可能是免疫负向调控机制研究的主要方向。新的细胞亚群诸如调节性树突细胞、调节性NK细胞等,其在免疫负向调控中所扮演的角色及发挥的作用正逐渐被阐明和丰富。新近研究表明,在B细胞中也存在一类具备调节功能的细胞(regulatoryBcell),该类细胞可通过分泌IL-10发挥免疫负调控作用,遏制急性炎症反应和自身免疫病的发生。另一方面,相关新分子或原有分子新功能的发现也将有力促进免疫负向调控机制的进一步阐明。近期研究显示,小分子RNA(microRNA)不仅在细胞发育和肿瘤发生发展中起作用,在调节免疫反应中也扮演着重要角色。
在免疫负向调控的机制研究中,新的细胞亚群及分子等调控元素、原有细胞亚群或分子新的调控功能及其之间的相互作用等纷繁而复杂,需要进行多方向、各层次的深入研究来阐明。因此,免疫负向调控的机制研究任重而道远。