北京時間今天下午5:30，諾貝諾貝爾委員會宣布2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Mary E. Brunkow（現(xiàn)任職于美國西雅圖的爾醫(yī)系統(tǒng)生物學研究所）、Fred Ramsdell（現(xiàn)任職于美國舊金山的學獎學家系統(tǒng)Sonoma Biotherapeutics公司）和Shimon Sakaguchi（現(xiàn)任職于日本的大阪大學）三位免疫學家，表彰其在外周免疫耐受領域做出的免疫免疫免攻突破性發(fā)現(xiàn)。
《新英格蘭醫(yī)學雜志》（NEJM）曾發(fā)表綜述，闡釋系統(tǒng)闡述免疫耐受的何避形成機制以及誘導免疫耐受的各種策略。我們在本文簡介三位科學家的擊自主要工作，并發(fā)布NEJM綜述，諾貝幫助讀者理解其臨床意義。爾醫(yī)
人體強大的免疫免疫免攻免疫系統(tǒng)必須受到調控，否則可能攻擊自身器官。闡釋Mary E. Brunkow、何避Fred Ramsdell和Shimon Sakaguchi因在外周免疫耐受方面的擊自開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)榮獲2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，該發(fā)現(xiàn)揭示了免疫系統(tǒng)如何避免對機體造成傷害。諾貝
每日，我們的免疫系統(tǒng)都在抵御數(shù)千種試圖入侵的微生物。這些微生物形態(tài)各異，許多甚至發(fā)展出與人體細胞相似的偽裝。那么免疫系統(tǒng)如何判斷攻擊目標與防御對象？三位獲獎者發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的“安全衛(wèi)士”——調節(jié)性T細胞，正是它們阻止免疫細胞攻擊自身機體。
諾貝爾委員會主席Olle Kämpe表示：“他們的發(fā)現(xiàn)對理解免疫系統(tǒng)運作機制以及為何并非所有人都會罹患嚴重自身免疫病具有決定性意義?！?/p>
1995年，Shimon Sakaguchi逆流而上，率先作出突破性發(fā)現(xiàn)。當時多數(shù)研究者堅信免疫耐受僅源于潛在有害免疫細胞在胸腺中通過“中樞耐受”機制被清除。Sakaguchi則揭示免疫系統(tǒng)更為復雜，發(fā)現(xiàn)了一類此前未知的免疫細胞，它們能保護機體免患自身免疫病。
Mary Brunkow和Fred Ramsdell于2001年作出另一項關鍵發(fā)現(xiàn)，他們闡明了特定小鼠品系為何極易患自身免疫病。他們發(fā)現(xiàn)該品系小鼠攜帶其所命名的Foxp3基因突變，并證實人類同源基因突變會引發(fā)嚴重自身免疫病IPEX。
兩年后，Shimon Sakaguchi成功將這些發(fā)現(xiàn)串聯(lián)起來。他證明Foxp3基因控制著其1995年發(fā)現(xiàn)的細胞的發(fā)育。這些細胞現(xiàn)被稱為調節(jié)性T細胞，它們監(jiān)控其他免疫細胞，確保我們的免疫系統(tǒng)能夠耐受自身組織。
獲獎者的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了外周耐受研究領域，推動了癌癥和自身免疫病的治療發(fā)展，并有望提升器官移植的成功率。目前多項相關療法正處于臨床試驗階段。
免疫治療時代的免疫耐受
免疫耐受的機制
胸腺與中樞免疫耐受
胸腺是T細胞的誕生地。骨髓來源的CD34+干細胞進入胸腺，并且在此分化并表達TCR。每個T細胞均表達自己獨特的受體，受體由兩條鏈（TCRα和TCRβ）組成異二聚體，受體組合方式多達1010種，這是T細胞群有能力識別大量潛在目標抗原的關鍵。然而，在每個人體內，TCR庫是有限的，因為每個T細胞都是在其配體的多態(tài)性和多基因組合背景下，根據(jù)其與自身肽的結合能力選擇出來。這一選擇步驟稱為陽性選擇，目的是確保T細胞可識別與特異性自身MHC等位基因編碼蛋白相結合的外源性肽抗原。
完成陽性選擇后，T細胞需通過第二個重要的選擇步驟，稱為陰性選擇。該步驟發(fā)揮過濾功能，從而清除與自身肽親和力高因而可引起自身反應的T細胞。要完成陰性選擇過程，少量常駐細胞亞群（稱為胸腺髓質上皮細胞，mTEG）及骨髓來源的樹突狀細胞需要與成熟T細胞相互作用。mTEC表達稱為自身免疫調節(jié)因子（AIRE）的轉錄激活因子，該因子可促進數(shù)千種組織限制性蛋白質的表達；因此，來源于這些蛋白質的肽將與發(fā)育中的T細胞接觸，該過程可有效清除自身反應性CD4+和CD8+的傳統(tǒng)T細胞。攜帶AIRE突變基因的患者表現(xiàn)為嚴重的多器官自身免疫綜合征，稱為自身免疫性多內分泌腺綜合征Ⅰ型（APS1），可見AIRE陽性mTEC在中樞耐受中發(fā)揮重要作用。
外周耐受
雖然胸腺可高效清除自身反應性細胞，但仍有大量自身反應性T細胞逃逸胸腺的陰性選擇，這就需要有外周機制來確保自身耐受得以維持。有多種細胞和過程控制外周耐受，包括適應性和先天性免疫系統(tǒng)的細胞，以及T細胞和抗原呈遞細胞本身的信號傳導通路。
有效的T細胞信號傳導需要抗原特異性受體參與（第一信號），也需要共刺激信號（第二信號）誘導細胞增殖、分化和存活。只有識別名義抗原（常稱為“第一信號”，表示在T細胞激活過程中傳遞給T細胞的第一個信號）的細胞才可對完全激活T細胞所必需的第二個共刺激信號做出反應（圖1）。阻斷共刺激信號通路會導致抗原特異性細胞凋亡、克隆失活并誘導免疫耐受。在自身免疫病和器官移植的動物模型中，采用單克隆抗體、可溶性的CD80和CD86高親和力受體以及CTLA-4阻斷共刺激信號可誘導免疫耐受。
圖1. 共刺激和抑制通路的雙信號模型
活化T細胞表面的其他控制因子（即所謂的負性調節(jié)因子或檢查點）在控制T細胞激活方面與共刺激信號通路同樣重要。然而，與共刺激信號通路不同的是，檢查點（包括CTLA-4和PD-1）與其配體結合后會阻斷免疫細胞激活，從而誘導免疫耐受。檢查點通路受到抑制的情形證明了檢查點在免疫耐受中發(fā)揮的作用。人們已通過靶向檢查點通路的方式開發(fā)出新一代操縱免疫耐受的藥物（圖2）。
圖2. 其他共刺激信號通路和檢查點通路
外周耐受的另一個關鍵機制是體內存在特殊的細胞群，這些細胞群的目的是抑制無意中針對自身組織的病理性免疫應答。這些細胞包括天然的調節(jié)性T細胞（Treg）和體外誘導的Treg（iTreg）細胞，以及分泌白介素-10的1型調節(jié)性T（Tr1）細胞和分泌轉化生長因子β（TGF-β）的3型輔助性T（Th3）細胞。
在這些細胞亞群中，研究最深入的是Treg細胞；它們是自身反應性CD4+ T細胞的一個亞群，在表達主要轉錄抑制因子FOXP3后轉化而成。FOXP3將成熟CD4+ T細胞群分化為此類調節(jié)性T細胞亞群，該亞群在保持免疫內環(huán)境穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用。Scurfy小鼠和IPEX綜合征患者的基因異常導致FOXP3功能異常，或藥物干擾FOXP3的功能，都會導致嚴重自身免疫性疾病。
Treg主要來源于胸腺，它們在胸腺內通過另一種發(fā)育途徑生成。在陰性選擇過程中，表達高親和力TCR的一個發(fā)育中的T細胞亞群將發(fā)育成可上調FOXP3的Treg前體細胞，而FOXP3表達上調將形成穩(wěn)定的表觀遺傳狀態(tài)，并形成成熟、具有自身反應性的胸腺衍生Treg（tTreg）細胞群，該細胞群聚集在外周淋巴組織和非淋巴組織內。Treg在外周組織中的功能是防止自身反應，促進組織修復和再生（圖3）。
圖3. 胸腺和外周的免疫耐受信號通路
Treg也可在外周免疫器官中產生，所需條件是初始CD4+ T細胞在免疫抑制因子的環(huán)境中接觸到抗原。在某些條件下，抗原呈遞可誘導FOXP3穩(wěn)定表達，并將傳統(tǒng)T細胞轉化為外周衍生Treg（pTreg）。研究表明，Treg可識別共生細菌，而這些細菌具有許多機體自身抗原的特征。該過程使Treg庫擁有各種各樣的細胞，因此可能可以最為有效地切斷炎癥反應。
此外，pTreg可識別修飾過的蛋白質，如瓜氨酸肽、雜合肽和磷酸化蛋白；這些蛋白質在自身免疫病時常見表達，但胸腺內沒有這些蛋白質。tTreg、pTreg、分泌白介素-10的Tr1細胞和分泌TGF-β的Th3細胞聯(lián)合發(fā)揮作用，在控制致病性自身反應方面提供了最廣泛的抗原識別庫。
抗原呈遞細胞與Treg和其他抑制性T細胞共同發(fā)揮作用，控制免疫應答。這些細胞在受到各種細胞表面分子和可溶性因子（包括由Treg控制的因子）刺激后發(fā)育。Treg和其他調節(jié)性細胞可分泌細胞因子，如白介素-10、白介素-35、TGF-β以及參與代謝的其他可溶性因子。Treg可誘導髓系衍生的抑制性細胞，并改變抗原呈遞。Treg表達CD39和CD73，它們將ADP或ATP轉化為腺苷，并以此影響傳遞給免疫細胞的嘌呤能信號的持續(xù)時間、強度和化學性質。最后，腸道微生物的代謝產物（包括丁酸等短鏈脂肪酸）可對免疫功能產生重要影響。這些因子和其他調節(jié)因子可作用于抗原呈遞細胞，促進Tr1細胞和Treg細胞的生成，或者直接影響致病性T細胞，改變其分化、遷移和功能（圖4）。
圖4. 抑制性細胞的激活和功能性結局
誘導免疫耐受
從歷史上看，自身免疫病患者或器官移植后的免疫排斥患者的唯一選擇是廣譜免疫抑制劑，但這些藥物出現(xiàn)嚴重副作用的風險非常高。已經(jīng)獲批的治療藥物（如鈣調磷酸酶抑制劑、糖皮質激素、腫瘤壞死因子α和白介素-1拮抗劑）都需要長期用藥，并且主要針對免疫失調的終末階段，而非誘導免疫耐受。
重設免疫系統(tǒng)
誘導免疫耐受的最有效方法是重設免疫系統(tǒng)和使免疫系統(tǒng)重新平衡，從而防止自身免疫應答的出現(xiàn)和惡化。在這方面，最早研發(fā)出的兩種方法是自體造血干細胞移植（HST）和大量耗竭免疫細胞。這兩種方法的目的都是讓免疫系統(tǒng)在再生和恢復過程中暴露于耐受性抗原，從而誘導免疫耐受。自體HST可阻止某些類型自身免疫病的進展，如多發(fā)性硬化癥。聯(lián)合應用自體HST和供體來源HST可誘導對于供體MHC的持久耐受，同時可以進行有效免疫重建。
在通過耗竭免疫細胞來重建免疫系統(tǒng)的方法中，我們應用的是廣譜免疫細胞清除藥物，如阿侖單抗、清除B細胞的藥物和奧比妥珠單抗和抗淋巴細胞抗體。這些藥物已經(jīng)成功延緩了疾病進展，在部分病例中通過清除自身反應性B細胞的方式消除抗原呈遞。然而，自體HST和廣泛耗竭免疫細胞的策略都會導致保護機體免受感染和可能免于發(fā)生癌癥的細胞亞群被清除。
靶向致病性T細胞
人們已經(jīng)研發(fā)出可選擇性靶向介導組織反應性自身免疫的、高度活化的致病性T細胞。這些治療藥物包括抗CD3單克隆抗體、CD2共刺激受體LFA-3的可溶性分子（阿法西普）和小劑量抗胸腺細胞球蛋白。研究證明，這些生物制劑可誘導高度活化的效應細胞凋亡和功能失活，而不影響初始T細胞和Treg細胞，甚至可以擴增調節(jié)通路。研究表明，此類治療藥物對多種自身免疫病有效，即便患者只接受短期治療。
對于teplizumab，Herold及其同事報道，有1型糖尿病風險的患者僅接受治療2周即可將發(fā)病中位時間延緩3年以上，并且中位無病生存期≥5年。teplizumab不僅可以延緩發(fā)病，而且誘導部分患者實現(xiàn)了較長時間免疫耐受。通過靶向致病性T細胞誘導免疫耐受，同時保留初始T細胞和調節(jié)通路保持免疫功能和內穩(wěn)態(tài)極其重要。
誘導免疫耐受的第二種方法是采用選擇性更高的免疫耐受誘導藥物，也就是研發(fā)共刺激通路抑制劑。阿巴西普和貝拉西普（分別為CTLA-4-IgG1和突變型CTLA-4-IgG1）是兩種可溶性CD28拮抗劑，美國食品藥品管理局已批準它們分別用于治療類風濕性關節(jié)炎和腎移植后排斥反應。然而，這些藥物誘導人體產生長期免疫耐受的能力尚不明確。在一項納入新確診1型糖尿病患者的臨床試驗中，阿巴他西普治療6個月后，與對照組相比，試驗組患者分泌胰島素的持續(xù)時間顯著延長，但這一保護作用隨著時間推移逐漸減弱。
第二代共刺激拮抗劑（包括阻斷CD154-CD40相互作用的藥物）有可能與阻斷CD28共刺激通路產生協(xié)同作用，目前正在開展臨床評估。在癌癥免疫治療中，針對負性調節(jié)因子的抗體（包括針對PD-1及其配體PD-L1的多種抗體，以及針對CTLA-4的抗體）在促進T細胞激活信號方面具有很強效應。這些抗體為誘導免疫耐受開辟了新領域。
第三種方法是采用自身抗原治療藥物誘導抗原特異性耐受，這種方法的難度最大。這種方法在清除自身反應性致病性T細胞方面的選擇性最高，同時還可降低感染和癌癥風險，而感染和癌癥風險正是廣譜免疫抑制劑的缺陷。然而，對自身抗原知識的要求、大量的致病性表位以及表位擴散的后果使得這些清除致病性T細胞的療法變得復雜。
此類療法已在治療對過敏原（如花生、塵螨和某些草類）的免疫應答等方面取得成功。在一項開創(chuàng)性的原理證明性研究中，特應性變態(tài)反應發(fā)生風險高的新生兒被隨機分組，一組暴露于花生，一組未暴露于花生，試驗持續(xù)5年。在曾暴露于花生的兒童中，大部分兒童的花生過敏發(fā)生率的持續(xù)降幅大于未曾暴露于花生的兒童。
靶向調節(jié)通路
研究表明，數(shù)種人類自身免疫病均存在關鍵免疫細胞（如耐受性FOXP3陽性Treg細胞）的缺陷或調節(jié)缺陷，這提示同時采取增加Treg數(shù)量、增強Treg功能這兩方面措施可能有助于防止自身免疫病。人們已經(jīng)采取數(shù)種方法增加或增強自身免疫病患者的Treg細胞數(shù)量和活性。這些方法包括采用小劑量白介素-2和白介素-2突變體選擇性增加Treg細胞的數(shù)量并增強功能，以及通過短期聯(lián)合療法促進調節(jié)性細胞發(fā)育，如雷帕霉素（西羅莫司）和前文介紹過的耐受性肽聯(lián)合治療。
其中一個熱點領域是采用體外產生的耐受性細胞進行治療，該方法可以阻斷自身免疫應答，療效有可能持續(xù)數(shù)年。Treg細胞療法利用了可增強耐受性的兩種獨特機制：旁觀者抑制和感染性耐受。這些機制使Treg細胞能夠在局部環(huán)境中廣泛抑制免疫應答，并創(chuàng)造免疫耐受環(huán)境，使位于該微環(huán)境的其他細胞轉化為耐受性表型，并由此增加參與控制不需要的免疫應答的細胞數(shù)量，增強其特異性。
應用抗原呈遞細胞的其他可能誘導免疫耐受的方法目前也正在開展臨床試驗，這些方法包括使用間充質基質細胞和樹突狀細胞。在是否有可能制成“現(xiàn)貨”療法、應用當前遺傳學手段修飾細胞療法的能力以及免疫抑制的機制等方面，每種治療方法都各有優(yōu)缺點。目前正在對體外生成的臨床應用級耐受性樹突狀細胞進行檢測，檢測內容是將其應用于自身免疫病和器官移植患者，旨在誘導體內致病性T細胞的克隆清除，或者誘導產生抗原特異性調節(jié)性T和B細胞。
最后，人們還在試驗應用其他細胞療法治療自身抗體介導的自身免疫??；這些細胞療法包括通過基因工程轉導嵌合抗原受體（針對細胞表面CD19分子）的效應T細胞。在過繼轉移時，T細胞被B細胞上的CD19激活，從而誘導溶胞活性并將B細胞破壞。另一種方法是將自身抗原（靶蛋白）嵌合進典型嵌合抗原受體的信號域（即所謂嵌合自身抗原受體）進行表達，將其轉導到CD8+T細胞后，即可殺傷所表達受體可識別自身抗原的B細胞和漿細胞。
結論
盡管我們觀察到大多數(shù)自身免疫病有遺傳易感性，但由于自身免疫的發(fā)生難以預測，而且患者就診時疾病可能已經(jīng)發(fā)生，這意味著人們常常在疾病發(fā)生后才啟動治療。目前人們正努力預測類風濕性關節(jié)炎和1型糖尿病等疾病的發(fā)生。如果能夠在組織嚴重受損以至于出現(xiàn)癥狀之前就給予個體化免疫耐受治療，療效可能會更好。獲得持久免疫耐受需要清除或調節(jié)致病的效應細胞并修復受損組織。鑒于該過程的復雜性，為了獲得長期免疫耐受，我們需要采用綜合治療。
