PD-1通路在耐受性和自身免疫中的作用

总结

介绍

免疫系统面临着识别和防御多种微生物病原体，同时避免自我活动的艰巨挑战。虽然中心耐受机制导致大多数自我激活T淋巴细胞的缺失，但一些对自我抗原特异的T细胞逃逸到外周(1,2). 为了进一步控制自身免疫的发展，外周耐受的多种机制已经进化，包括T细胞无能、缺失和调节性T细胞（Tregs）的抑制。任何这些耐受机制的失败都可能导致自身免疫性疾病。T细胞共刺激途径在调节保护性免疫和耐受之间的微妙平衡方面发挥着关键作用。

T细胞共刺激领域始于T细胞激活的双信号模型，最初提出该模型是为了解释原始T细胞与抗原的相遇如何导致激活或无能（抗原特异性低反应性）(三). 根据这个模型，原始T细胞的有效激活需要APC传递两个信号。第一个信号赋予免疫反应特异性，涉及抗原识别，由抗原肽/主要组织相容性复合体（MHC）与T细胞受体（TCR）相互作用提供。第二个抗原依赖信号是“共刺激信号”，由抗原呈递细胞（APC）上表达的共刺激分子传递给T细胞上表达的受体。根据这个模型，如果T细胞在没有协同刺激的情况下仅接受抗原特异性TCR刺激，它将对随后的抗原挑战失去反应（无反应）(4). T细胞共刺激的关键免疫调节功能在T细胞共激励途径的鉴定和表征方面取得了重大进展(5). 我们现在认识到，共刺激途径可以提供促进T细胞活化的正二级信号，以及抑制T细胞反应、介导T细胞耐受和防止自身免疫的负二级信号。此外，共刺激途径不仅可以调节原始T细胞的反应，还可以控制效应器、记忆和调节性T细胞。因此，T细胞共刺激途径在调节T细胞活化和耐受方面的功能已经扩大。共刺激途径可以阻止效应T细胞的反应，促进Treg细胞的发育和功能，并在抗原遭遇时控制原始T细胞的命运。

共刺激途径由程序性死亡-1（PD-1）受体（CD279）及其配体PD-L1（B7-H1；CD274）和PD-L2（B7-DC；CD273）组成，传递抑制信号，调节T细胞激活、耐受和免疫介导的组织损伤之间的平衡(6–8). 该途径在持续抗原刺激的设置中发挥关键的抑制功能，例如在遇到自我抗原、慢性病毒感染和肿瘤时(6,9). 该途径在调节宿主防御系统之间的相互作用中起着核心作用，这些防御系统旨在消灭微生物病原体和肿瘤，以及进化为抵抗免疫反应的微生物和肿瘤策略。PD-1:PD-L途径直接导致慢性感染期间T细胞耗竭和病毒缺乏控制(10–13)以及抑制肿瘤的微环境(14,15). 该途径控制着防止自身免疫的多个耐受检查点。本文综述了PD-1及其配体在调节T细胞耐受性和自身免疫方面的研究进展，重点讨论了PD-1在控制Treg细胞发育和功能中的作用。为了为这些研究提供背景，我们首先介绍PD-1及其配体，并讨论Tregs在外周耐受和自身免疫中的作用。

PD-1及其配体对耐受性的调节

PD-1及其配体的结构与表达

首次在T细胞杂交瘤细胞死亡过程中发现上调基因(16)PD-1是一个免疫球蛋白（Ig）超家族成员，具有一个N末端IgV-like结构域、一个将IgV-like结构区与质膜分离的约20个氨基酸柄、一个跨膜结构域和一个具有免疫受体酪氨酸基抑制基序（ITIM）的细胞质结构域和免疫受体酪氨酸基开关基序（ITSM）。突变研究表明，ITSM基序中的酪氨酸对T细胞和B细胞中的PD-1功能至关重要(17,18). 蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2可以与PD-1细胞质尾部的ITSM序列结合(18–20)但尚不清楚PD-1是否在生理条件下招募SHP-1和/或SHP-2。PD-1是细胞表面的单体，不能形成共价同源二聚体，因为它缺乏CD28中发现的细胞外半胱氨酸、细胞毒性T淋巴细胞抗原-4（CTLA-4）和诱导性共刺激因子（ICOS），这些分子可以同二聚体化(21).

PD-1在胸腺发育过程中表达，并通过抗原受体信号传导和细胞因子在外周的各种造血细胞中诱导。PD-1在未成熟CD4上表达⁻CD8（CD8）⁻TCRβ重排期间的（双阴性）胸腺细胞(22) (图1A). PD-1在外周CD4上诱导表达⁺和CD8⁺T细胞、自然杀伤T（NKT）细胞、B细胞、单核细胞和一些树突状细胞亚群激活后(9). 此外，雌激素可以刺激T细胞和APC上PD-1的表达(23). PD-1由TCR或B细胞受体（BCR）信号诱导(24)并且在持续性抗原（外来或自身）刺激下保持较高水平(图1B). 尤其是，慢性病毒感染时，PD-1在非功能性、衰竭的T细胞上高度表达(25). 常见的γ链细胞因子白细胞介素-2（IL-2）、IL-7、IL-15和IL-21对T细胞的扩增和存活具有关键作用，也可以诱导T细胞上PD-1的表达(26). 最近对PD-1启动子区域的分析已经开始确定在几种细胞类型中调节PD-1表达的转录基础。活化T细胞核因子c1（NFATc1）是T细胞PD-1诱导的关键因子(27). 钙调神经磷酸酶抑制剂环孢霉素A和NFAT特异性抑制剂VIVIT显著降低PD-1的表达。NFATc1共识结合位点的突变导致使用PD-1报告结构的T细胞中PD-1表达完全丧失。在巨噬细胞中，干扰素敏感反应元件（ISRE）是干扰素-α（IFN-α）诱导PD-1上调的关键(28). PD-1可通过以下途径选择性诱导某些髓系DC单核细胞增生李斯特菌感染或结扎Toll样受体2（TLR2）、TLR3、TLR4或核苷酸结合寡聚结构域（NOD），但受IL-4和TLR9结扎抑制(29).

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图1

PD-1及其配体的相对表达

（A） 比较初始或激活状态下免疫和非免疫细胞上PD-1、PD-L1和PD-L2的表达。（B） 调节PD-1、PD-L1和PD-L2表达的因子。本文详细讨论了特定细胞类型的表达调控。人和小鼠PD-1、PD-L1和PD-L2的表达存在一些差异。图中总结了小鼠的表达。人类PD-L1的表达与小鼠PD-L1不同，因为人类PD-Ll主要是一种诱导分子。

这两个PD-1配体与其他B7家族成员类似，具有IgV-like和IgC-like胞外结构域。PD-L1具有短细胞质结构域（约30个氨基酸），在物种间保守，但没有任何已知功能(30,31). PD-L2细胞质结构域在啮齿动物中较短（只有4个氨基酸），但较长（约30个氨基酸）并且在其他哺乳动物中保守，没有任何明显的信号基序(32,33). PD-L1和PD-L2对PD-1的亲和力不同；与PD-L1相比，PD-L2对PD-1的亲和力高出三倍。B7-1是PD-L1的附加绑定伙伴，但不绑定到PD-L2(34).

PD-L2表达的细胞类型远远少于PD-L1(图1A). PD-L2在树突状细胞、巨噬细胞、腹腔B1 B细胞、记忆B细胞和培养的骨髓源性肥大细胞上诱导表达。相反，PD-L1在造血细胞和非造血细胞上广泛表达。PD-L1在B细胞、DC、巨噬细胞、骨髓源性肥大细胞和T细胞上组成性表达，并在其激活后进一步上调。PD-L1在小鼠中的组成表达高于人类。PD-L1也可在多种非造血细胞类型上表达，包括血管内皮细胞、成纤维细胞网状细胞、上皮细胞、胰岛细胞、星形胶质细胞、神经元，以及免疫特权部位的细胞中，包括胎盘中的滋养层细胞和眼睛中的视网膜色素上皮细胞和神经元。

PD-L1和PD-L2的表达受炎症环境的调节(图1B). 细胞因子是PD-L1和PD-L2表达的有力刺激物。1型和2型干扰素和TNF-α诱导T细胞、B细胞、内皮细胞和上皮细胞PD-L1表达(9). 常见的γ链细胞因子IL-2、IL-7和IL-15会增加人T细胞的PD-L1，但IL-21不会(26). 然而，IL-21可以刺激B（CD19）上PD-L1的表达⁺)来自外周血单个核细胞（PBMC）的细胞。IL-10还诱导单核细胞PD-L1。干扰素、IL-4和粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）刺激DC上PD-L2的表达在体外常见γ链细胞因子可诱导人单核细胞/巨噬细胞PD-L1和PD-L2(26). 对人PD-L1启动子的研究表明，PD-L1的组成和诱导表达都依赖于两个IFN调节因子-1（IRF-1）结合位点(35). 这些IRF-1结合位点也在小鼠体内发现，尽管其重要性尚不清楚。如凝胶电迁移率转移和染色质免疫沉淀分析所示，信号转导子和转录激活子3（STAT3）与CD274启动子结合，并且是PD-L1基因表达所必需的，如siRNA-介导的STAT3缺失所示(36). 在人胆道上皮细胞中表达的MicroRNA-513被IFN-γ暴露下调，靶向PD-L1的3'非翻译区（UTR）并翻译抑制其表达(37). miR-513介导的PD-L1翻译抑制的缓解可能与IFN-γ诱导的胆道上皮细胞和其他细胞类型中PD-L1的表达有关。PD-L2的转录调控知之甚少。IFN-γ对其的诱导部分依赖于转录起始位点上游的NF-κB结合位点(38).

Janus激酶（JAK）/STAT、有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）和PI3K/AKT通路介导IFN信号传导，最近的研究表明JAK/STAT和MAPK信号通路参与了IFN诱导的PD-L1表达。使用药物抑制剂的研究表明，当髓样分化因子88（MyD88）、肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）和MEK被抑制时，细胞系中PD-L1的表达降低(39). JAK2也与PD-L1诱导有关。磷酸酶和张力蛋白同系物（PTEN）是一种修饰磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）和Akt信号的细胞磷酸酶，其缺失或抑制会增加癌症中转录后PD-L1的表达(40). 抑制PI3K或Akt可降低肿瘤细胞的PD-L1。补体c5a还促进PD-L1和PD-L2的表达(41).

通过PD-1发送信号

由于PD-1在T细胞、B细胞、巨噬细胞和一些DC上的表达，以及PD-L1在造血和非造血细胞上的广泛表达，PD-1和PD-L1之间存在许多潜在的双向相互作用。PD-1的功能在T细胞中表现得最好，但一些研究表明PD-1也可以在其他细胞类型中发挥作用(29,42). PD-1可在与TCR或BCR接通时发送抑制信号(17,24). 此外，PD-1可以抑制巨噬细胞和DC对TLR激动剂和微生物的反应(29,42).

虽然PD-1在T细胞活化时可在T细胞上诱导表达，但PD-1结扎对T细胞的影响最早可在活化后2小时观察到(17). TCR信号传导过程中PD-1的任一配体参与可阻断T细胞增殖、细胞因子产生和细胞溶解功能，并损害T细胞存活(19). PD-1介导的抑制程度取决于TCR信号的强度，在较低水平的TCR刺激下会出现更多的抑制。PD-1通常比细胞增殖更能抑制细胞因子的产生。CD28协同模拟(31)或IL-2(43)可以覆盖PD-1介导的抑制。PD-1表达水平与PD-1功能的关系尚不清楚。PD-1可能通过阻断CD28促进的早期激活信号或通过IL-2间接抑制T细胞功能和存活。CD28和IL-2通过刺激抗凋亡、细胞周期和细胞因子基因促进T细胞的扩增和存活。PD-1参与阻止细胞生存因子Bcl-xL的诱导以及与效应细胞功能相关的转录因子的表达，包括GATA-3、T-bet和Eomes(17,44).

PD-1改变T细胞膜近端信号事件(图2). PD-1抑制磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）活性的诱导和Akt下游活化(45). PI3K和Akt活性是葡萄糖转运和糖酵解的关键，因此PD-1介导的对这些信号分子的抑制可以阻碍细胞生物能量学。PD-1对Akt激活的影响也解释了为什么IL-2可以将T细胞从PD-1抑制中拯救出来。IL-2可以通过STAT5触发Akt激活，并绕过PD-1介导的Akt活化抑制。虽然CTLA-4也阻断Akt活化，但它不干扰PI3K活性，而是通过激活蛋白磷酸酶2（PP2A）阻止Akt磷酸化(19,45). 因此，PD-1和CTLA-4免疫抑制受体针对不同的信号分子。PD-1结合可减少CD3ζ、ζ相关蛋白70 kDa（ZAP70）和蛋白激酶Cθ（PKCθ）的磷酸化(45). PD-1结扎也抑制Erk激活，但这种效应可以通过细胞因子受体信号传导来克服，尤其是激活STAT5的细胞因子，如IL-2、IL-7和IL-15(46).

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图2

PD-1信号

TCR与PD-1的连接导致ITIM的酪氨酸磷酸化（P）和PD-1的ITSM。SHP-1或SHP-2结合ITSM导致近端信号分子去磷酸化和PTEN表达增加。这有效地减弱了PI3K和Akt途径的激活。PD-1信号传导可能导致T细胞增殖、存活、蛋白质合成和IL-2产生减少。（红色箭头和文本表示PD-1-介导信号的后果）

PD-1和CTLA-4结扎对CD4影响的比较⁺通过基因表达谱分析的T细胞活化表明，PD-1比CTLA-4更能抑制T细胞活化(45). CTLA-4的连接使CD3和CD28共刺激显著改变表达水平（至少增加或减少五倍）的转录物数量减少约67%。PD-1的连接使这些CD3/CD28调节转录物的数量减少约90%。重要的是，CTLA-4结扎后细胞生存基因Bcl-xL上调，而PD-1未上调，这表明PD-1参与可能使T细胞更容易凋亡。与已知的PD-1如何在幼稚T细胞的初始激活过程中影响信号通路相反，尚不清楚不同类型的T细胞中PD-1信号是否存在差异。我们已经研究了适应性调节性T细胞发育过程中PD-1通路的信号传导，本综述稍后将对此进行讨论。

虽然许多研究表明PD-Ls可以抑制T细胞增殖和细胞因子的产生，但其他研究发现PD-Ls可增强T细胞的活化。这些矛盾结果的原因尚不清楚，仍有争议。一些研究表明，PD-L1可以通过抑制IFN-γ诱导的一氧化氮生成来增加T细胞增殖(47). 当巨噬细胞被用作APC时，抗PD-L1和抗PD-1增加了T细胞产生IFN-γ和IL-2，但矛盾地抑制了它们的增殖。这种作用被发现是由于IFN-γ依赖性诱导巨噬细胞产生一氧化氮，从而抑制T细胞增殖。这些发现表明，PD-L1和PD-L2的一些积极作用可以通过抑制负信号来解释。此外，有数据表明PD-L1和/或PD-L2可以双向发出信号。

PD-1及其配体在T细胞耐受中的作用

PD-1的表型首次表明PD-1在调节T细胞耐受性和自身免疫中的作用^−/−老鼠(48). PD-1缺乏导致C57BL/6小鼠自发形成以自身抗体和轻度肾小球肾炎为特征的迟发性狼疮样疾病的某些特征。PD-1缺陷在自身免疫盈利背景下加速自身免疫(49)为PD-1在诱导和/或维持耐受性中的作用提供了进一步证据。PD-1及其配体在耐受性和自身免疫中的功能分析现在是一个活跃的研究领域。在这里，我们概述了PD-1及其配体控制自我激活T细胞的机制，为我们讨论PD-1及其配体在自身免疫性疾病中的功能奠定了基础。

PD-1:PD-L途径传递调节中枢和外周T细胞耐受性的抑制信号。在胸腺中，PD-L1在胸腺皮质和胸腺细胞上广泛表达，而PD-L2在胸腺髓质中表达。CD4细胞⁻CD8（CD8）⁻（DN）胸腺细胞在TCRβ重排阶段开始表达PD-1。PD-1:PD-L1相互作用限制DN至CD4期间的阳性选择⁺CD8（CD8）⁺胸腺发育（DP）期(50). 通过PD-1的信号调节阳性选择过程中的信号阈值，缺乏PD-1或PD-L1会增加DP胸腺细胞数量(51). PD-1也参与消极选择(52). 通过对非肥胖糖尿病（NOD）小鼠中枢耐受性的基因表达谱研究，PD-1和PD-L1与耐受性进一步相关(53).

PD-1:PD-L通路以多种方式控制外周T细胞耐受性。该途径限制了自我激活T细胞的激活和扩张的初始阶段，并限制了自我活化T细胞效应器功能和靶器官损伤。PD-1:PD-L相互作用可以抑制初始自我反应性T细胞的扩增和/或其分化为效应T细胞。PD-L1和PD-L2在耐受性DC上表达，为这些PD-1配体控制T细胞活化和耐受性之间的决定提供了一种方法(54). 抗原特异性T细胞PD-1缺陷增加CD8⁺T细胞对携带抗原的静止树突状细胞的反应。PD-1:PD-L通路也可以负调控效应T细胞的再激活、扩增和/或功能(55,56). 骨髓嵌合体研究表明，非造血细胞上的PD-L1能够抑制靶器官中的自我激活T细胞反应。内皮细胞和其他非造血细胞PD-L1的表达可能对维持组织耐受性很重要(57). 内皮细胞上的PD-L1有可能限制T细胞向靶器官的外渗(58). 非造血细胞上的PD-L1也可能通过控制致病效应细胞的功能来限制免疫介导的组织损伤(56,59). PD-L1对淋巴、内皮和其他细胞在调节效应T细胞反应中的相对贡献尚不清楚。通过PD-1:PD-L通路的信号也调节Treg和T效应细胞之间的动态相互作用。PD-1和PD-L1均在Tregs上表达(60). 如下所述，该途径控制诱导的Treg细胞的发育、维持和功能。

调节性T细胞

Treg抑制机制

诚然，Tregs已成为人们强烈关注的主题，对Tregs的研究充斥着文献，研究Tregs发展和功能的研究也层出不穷(76,84–86)以及他们的体内自身免疫性疾病中的作用(87–93). 虽然我们对Treg介导的抑制的细胞和分子基础的理解目前正在发展，但对人类和小鼠的研究揭示了Foxp3利用的多种抑制机制⁺特雷格斯。Foxp3负调节IL-2转录并上调IL-2R表达，使外源性IL-2成为Treg生存的必要条件(84,94,95). CD25的组成性高表达允许Tregs有效吸收IL-2，并伴随着附近传统T细胞IL-2的耗竭。潘迪扬等据报道，Tregs摄入IL-2可导致细胞因子缺失诱导效应T细胞凋亡(96,97). 或者，由Shevach和其他人工作(76,77)提示Tregs抑制Foxp3诱导的IL-2 mRNA⁻效应T细胞。

调节性T细胞可塑性

凭借众多的抑制策略，Tregs是免疫治疗自身免疫性疾病的首选药物。然而，越来越多的证据表明，Tregs并不稳定，可以重新编程为有能力的效应细胞，这揭示了调节性T细胞谱系的可塑性(123,124). 由于许多Tregs携带自身反应性TCR，稳定Treg表型对于避免Tregs作为自身反应性T效应细胞库的潜在并发症至关重要(125). 威廉姆斯等。(126)证明Foxp3的持续表达维持了Tregs的Foxp3依赖性发育程序。有趣的是，当小松等。(127)转移Foxp3⁺Tregs进入淋巴细胞减少宿主，一部分细胞变成Foxp3⁻不再抑制T效应细胞增殖。此外，Foxp3⁻（前Tregs）开始产生IL-2和IFN-γ。Tregs的不稳定性可能部分取决于炎症环境。帕萨雷等。(128)令人信服的是，TLR刺激树突状细胞可能导致产生前炎症因子（如IL-6），从而阻断Tregs的抑制活性。此外，多发性硬化（MS）和糖尿病小鼠模型的研究报告显示，炎症靶器官内Foxp3表达降低和Treg功能障碍(129–131). 万等。(130)证明通过基因工程表达低水平Foxp3的小鼠Tregs失去抑制活性，同时获得效应细胞功能（IL-2、IL-4、IFN-γ产生）。Foxp3表达减少可能与Treg功能降低直接相关，如Egawa等。(132)据报道，Foxp3可以在转录因子Runx1介导下，对其自身的表达施加正反馈环。Runx1的消融导致Tregs降低Foxp3的表达。有趣的是，PD-1基因增强子元件内Runx1结合位点的突变导致MS患者PD-1介导的IFN-γ生成抑制缺陷(133). 最近，Haxhinasto等。(134)和Sauer等。(135)证明PI3K/mTOR通路的阻断和TCR信号传导的截断增加了Foxp3的表达。如下所述，这些数据与我们的发现一致，即PD-L1:PD-1通路限制T细胞刺激并促进Foxp3的分化和维持⁺Tregs通过阻断Akt/mTOR通路和增加PTEN表达(136).

PD-L1介导的Tregs调控

Tregs和PD-1:PD-L通路都是终止免疫反应的关键。消除任何一种都会导致不受控制的T细胞反应，从而导致自身免疫。我们小组和其他人以前的研究表明，PD-L1或PD-L2连接PD-1会减弱效应T细胞增殖、细胞因子分泌和存活。我们和其他人质疑PD-1:PD-L通路是否对T细胞反应有更广泛的控制，特别是质疑通过连接PD-1是否可以增强Treg频率或功能。我们发现，在抗CD3和TGF-β存在的情况下，PD-L1-Ig可以诱导从头开始CD4生成⁺Foxp3系列⁺来自原始CD4的Tregs⁺T细胞(136) (图3). 此外，用表达PD-L1的APCs进行的实验导致了原始CD4的最小转化⁺T细胞转化为iTreg细胞，显示了PD-L1在iTreg诱导过程中的重要作用。PD-L1-Ig还可以增强Foxp3的表达和已建立iTregs的抑制功能。Foxp3的进一步参与⁺PD-L1-Ig的iTregs能够更好地维持Foxp3的表达，并在低Treg-T效应细胞比率下增强抑制活性。在机制研究中，我们证明PD-L1-Ig通过减弱Akt-mTOR信号和伴随的PTEN上调，从原始T细胞诱导iTregs。尽管雷帕霉素和mTOR抑制对Treg细胞发育的影响已有大量报道(134,135,137–139)，我们首先证明了一种天然存在的抑制分子如何阻断Akt/mTOR级联，从而优先推动原始T细胞走向诱导的T调节蛋白命运。

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图3

PD-L1介导的原始T细胞向调节性T细胞的转化

在TGF-β的存在下，TCR刺激后PD-1上调介导T细胞与APC（或由涂有抗CD3、抗CD28、PD-L1-Ig和对照Ig的环氧珠组成的人工APC）之间的PD-1:PD-L1相互作用。当胎圈上存在PD-L1时，iTreg转换增强了约两倍（左）。类似地，与PD-L1相比，使用WT APC时观察到转换的双重增强^−/−APCS（右）。改编自Francisco等2009年《实验医学杂志》。

由于nTregs和iTregs都表达PD-1和PD-L1，配体和受体在同一细胞上的表达具有一些有趣的意义。在TCR刺激下，APC遭遇一个原始T细胞诱导PD-1表达(图4). APC或新发现的Treg上的PD-L1表达有可能驱动原始T细胞向iTreg分化。因此，Tregs可能进一步协助Treg介导的感染耐受。然而，并不是所有的原始细胞都会变成Tregs。为了允许T细胞分化为多种T细胞亚型，细胞内在的反调节必须存在于原始T细胞中。Tregs是否可以通过诱导T效应器对PD-L1:PD-1相互作用的Tregs的反向转换来抑制效应器响应的大小，尚待确定。

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图4

PD-1结扎后原始T细胞的不同命运

（A） 在幼稚T细胞参与TCR后，PD-1和PD-L1上调。（B） PD-L1通路抑制原始T细胞中下游的PI3K/AKT通路，导致原始T细胞功能失活，并抑制效应T细胞分化和功能。（C） 在存在TGF-β的情况下，PD-1途径减弱PI3K/AKT途径，优先偏向于iTreg的发育和存活。

随着PTEN的缺失增加PD-L1的表达，PD-1通路可能会负调控其自身功能(40). 因此，通过PD-1信号增加PTEN表达可能导致PD-L1表达减少，并作为负反馈环下调Treg的发育和/或功能。这种假定的机制允许更广泛的T细胞多样性，确保适当的T细胞亚群能够快速应对免疫挑战。

由于Tregs可能通过改变与效应T细胞的稳定相互作用来介导抑制，PD-1:PD-L通路也可能控制Tregs、T效应细胞和APC之间复杂的动态相互作用(图5). 最近，Bluestone及其同事(140)据报道，PD-1连接通过抑制TCR诱导的停止信号影响DC-T细胞接触的稳定性。使用双光子激光扫描显微镜证明，耐受胰岛抗原的T细胞与抗原特异性DC没有稳定的相互作用，而是在胰腺淋巴结中自由移动。使用PD-L1或PD-1的阻断抗体，Fife等。(140)优雅地表明，PD-L1和PD-1之间的持续相互作用抑制了TCR介导的停止信号。在我们使用珠结合抗CD3加PD-L1-Ig诱导Treg分化的研究中，我们同样观察到PD-L1-Ig浓度的增加减少了T细胞聚集。相反，珠结合抗CD3加对照Ig在Treg分化过程中诱导了稳定的T细胞聚集（L.Francisco、V.Salinas和A.H。尖锐、未发表的观察结果）。因此，Tregs上PD-L1和PD-1的组成性表达可能调节稳定和生产性免疫接触的形成，提供Tregs利用的一种新的抑制机制。

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图5

PD-1通路在Tregs上的功能

（i） 表达PD-L1的DC可诱导原始T细胞转化为Foxp3⁺iTregs。在与含有PD-L的DC相互作用时，Tregs可能会将DC调节为耐受性。（ii）表达PD-L1的Tregs可能维持其他Tregs中Foxp3 Treg的表达和效应器功能。（iii）Tregs还可以直接抑制自身反应性T效应物（限制IL-2的产生，防止细胞周期进展，对稳定的DC:Teff相互作用产生负面影响等）或（iv）促进T效应物向iTregs的反向转化。

最近的过继转移实验表明，Tregs上PD-L1的表达可能直接影响DC的耐受性。抗原特异性CD4⁺Foxp3系列⁻iTregs的联合转移限制了效应T细胞的扩增，并保护小鼠免受自身免疫性胃炎的影响(141). iTregs转移减少了最初接触iTreg的DC启动T效应细胞体内与未经处理的DC相比。iTreg条件化DC也下调共刺激分子CD80和CD86的表达，这表明Treg抑制能力可能部分归因于DC刺激能力的降低。而迪保罗等。未发现受iTregs影响的DC上PD-L1或PD-L2表达有任何差异体内，未检测PD-1的表达。陈和同事(29)最近的研究表明，PD-1的DC表达可能会负性调节DC功能，从而阻碍免疫反应。因此，表达PD-L1的iTregs有可能通过直接与树突状细胞上的PD-1结合并调节DC功能来间接抑制T效应器反应。

在考虑免疫失控的后果时，同时利用两种抑制方式（Treg诱导和负协同刺激）在治疗上是有利的。PD-1通路的结扎不仅会导致效应T细胞减少，还会导致Tregs的产生，从而抑制逃逸到外周的致病性T细胞(图6). PD-1途径诱导的Tregs也可能有助于维持免疫稳态，使T细胞激活阈值保持在足够高的水平，以防止自身免疫，同时允许保护性免疫。

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图6

PD-1:PD-L通路可以在自身免疫疾病进展的多个阶段调节效应器和调节性T细胞之间的动力学

该图说明了淋巴器官和外周组织中这些相互作用的后果。（A） 表达PD-L1的DC刺激原始T细胞上PD-1的表达。PD-L1:PD-1相互作用限制T效应细胞的扩增和存活。（B） 在TGF-β的存在下，表达PD-L1的DC可以促进iTregs的发育。（C） Tregs可以通过抑制DC和效应T细胞功能来抑制免疫反应的大小。（D） 活化的T效应细胞迁移到炎症部位，在炎症部位，与（i）表达PD-1-的Tregs或（ii）表达PD-L1的靶细胞相互作用可以（a）直接抑制T效应反应或（b）促进T效应细胞向靶器官内iTregs的“反转换”。表达PD-L1的其他细胞类型，如血管内皮细胞和基质细胞也可能影响T效应细胞，但为了简单起见，本图中未进行描述。

PD-1通路、Tregs与自身免疫性疾病

多发性硬化症

MS是一种自身免疫性疾病，免疫介导的大脑和脊髓攻击导致中枢神经系统（CNS）炎症和脱髓鞘。实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）是一种多发性硬化症的小鼠模型，它重述了人类多发性痴呆症中发现的许多免疫病理过程，研究表明CD4在多发性贫血中起着重要作用⁺T细胞在疾病发病中的作用。虽然许多研究表明复发缓解型MS患者的Treg功能下降，但Viglietta等。(91)首次报道CD4功能缺陷⁺CD25型^高的从MS患者外周血中分离出T细胞。使用测试时在体外抑制试验，CD4⁺CD25型^高的在存在较低浓度的抗CD3的情况下，Tregs在抑制自体或健康个体的效应T细胞的增殖和IFN-γ产生方面效果较差。由于缺乏Treg特异性表面标记物，许多人类Treg研究的解释在技术上受到了限制。CD4的分离⁺CD25型^高的这些细胞不仅导致Tregs的富集，还可能包括效应T细胞。为了避免这种复杂情况，Michel等。(158)分离的CD4⁺CD25型^高的MS患者和健康对照组中只表达低水平IL-7Rα链（CD127）的T细胞。Foxp3与CD127启动子相互作用，并可能抑制其蛋白表达，导致Foxp3和CD127表达呈负相关(158,159). 这些CD4⁺CD25型^高的CD127型^低的Tregs代表了比CD4更具抑制性的更纯的调节细胞群体⁺CD25型^高的CD127型^高的对应方(158,160). 因此，与以前的报告不同，MS患者的Tregs是根据CD127选择的^低的表现出与健康人相当的抑制功能。这些数据表明，之前MS患者Treg功能降低的发现可能部分归因于CD4⁺未分化CD4中的效应细胞⁺CD25型⁺游泳池。然而，尚不清楚外周血CD4是否⁺CD25型^高的CD127型^低的Tregs在功能上与CD4相似⁺CD25型^高的CD127型^低的炎症期间中枢神经系统出现Tregs。

对EAE中Treg细胞功能的研究揭示了Treg通过限制致脑性T细胞的扩张和功能在预防和改善CNS炎症中的关键作用。CD4的过继转移⁺CD25型⁺Tregs减少了CNS炎症，并对临床EAE提供了实质性保护(161). 用抗CD25单克隆抗体（PC61）耗尽Tregs，使自然抗性B10.S小鼠对蛋白脂质蛋白（PLP）敏感_139–151)-诱导EAE(162). 此外，疾病诱导前的Treg缺失促进了PLP的扩张_139–151-反应细胞、增强促炎细胞因子的产生（IL-6、IL-17和IFN-γ），以及增加其他抵抗小鼠的疾病严重程度(163–165). 这些研究令人信服地证明，Tregs有助于提供免疫介导组织损伤的保护屏障，从而为自身免疫性疾病的发病设置激活阈值。

在EAE期间，在疾病消退期间，中枢神经系统中始终可以看到Tregs的积聚(129,161,165,166). 麦盖希等. (165)证明了Tregs在EAE诱导期和效应期的中心作用。低数量的过继转移Tregs可保护受体小鼠免受疾病诱导，而Tregs的耗竭可阻止EAE的恢复并进一步加剧疾病进展(165). 此外，CNS衍生的Tregs能够抑制原始CD4⁺CD25型⁻细胞和CNS衍生CD4⁺CD25型⁻细胞。然而，由于CNS衍生Tregs缺乏抗原特异性以及CNS衍生CD4的表型，对其功能能力的解释受到限制⁺CD25型⁻T细胞。由于T细胞在激活时通常上调CD25，CD4的分离⁺CD25型⁻来自CNS的细胞作为假定的效应细胞可能不能准确地代表来自发炎CNS的致脑炎效应细胞群。相反，使用Foxp3-GFP报告小鼠和MOG-四聚体进一步定义抗原特异性Tregs和T效应细胞，Korn等。(129)研究表明，尽管Tregs对调节幼稚MOG-特异性T细胞至关重要，但它们在调节靶点内MOG-反应性T效应器方面可能没有那么有效。Treg经常接受测试体外对抗非致脑病效应细胞。Korn公司等. (129)提示来自炎症部位的抗原特异性致脑效应细胞不同于非致脑效应T细胞，对Tregs的反应也不同。当CNS浸润性四聚体阳性Tregs与MOG四聚体反应性T效应细胞结合时，Tregs不能再维持抑制功能，至少部分是因为产生的促炎细胞因子（IL-6和TNF-α）可能会压倒Tregs的抑制能力(128,129,167). 因此，“Treg与T效应器相遇与细胞因子相遇”的总环境会影响疾病的解决。抑制性细胞因子和分子如何改变这种平衡尚待研究。

PD-1及其配体在CNS内的多种细胞类型上表达。PD-1在幼年小鼠的视网膜神经元中组成性表达，而在炎症条件下PD-L1和PD-L2在视网膜神经元中发现(168). 同样，在活动性EAE期间，脑膜浸润表达PD-1、PD-L1和PD-L2(38)表明PD-1通路在调节CNS内的炎症过程中发挥作用。PD-L1也在星形胶质细胞和血管内皮细胞上表达，并由CD11b上的IL-12诱导⁺EAE小鼠的APC(169). PD-L1的表达是由于IFN-γ所致，因为它在IFN-γ缺乏小鼠中被消除。对IL-12p35缺陷小鼠的研究表明，IL-12抑制C57BL/6小鼠的EAE(170). 此外，PD-L1的小胶质细胞表达受IFN-γ调节(171). 总之，这些数据表明PD-L1:PD-1通路对疾病进展至关重要。此外，对德国MS患者的研究显示，PD-1基因增强子元件中发现一个突变，该突变影响Runx1结合，导致PD-1抑制IFN-γ生成的能力下降。当Runx1增加Foxp3表达时，这种突变也可能导致Tregs减少Foxp3的表达(133).

描述PD-1和PD-L2对EAE发病机制至关重要的初步研究在疾病诱导期间使用了PD-1（J43）或PD-L2（TY25）单克隆抗体的中和抗体(172). 萨拉马等。(172)显示PD-L1或PD-L2阻断导致MOG-反应性T细胞扩张，增加CNS的淋巴细胞浸润，最终加速疾病的发病和严重程度。对PD-1和PD-L缺乏小鼠的研究表明，PD-1和PD-L1，而不是PD-L2，主要负责调节疾病严重程度(173,174). PD-1和PD-L1缺陷小鼠可能存在内在调节缺陷。PD1中T细胞的再刺激⁻⁻和PDL1^−/−与WT小鼠相比，活动性疾病导致大量产生IL-17和IFN-γ，这表明PD-1信号不足的T细胞可能优先极化为效应T细胞分化(174).

许多报告表明调节性T细胞在EAE中发挥作用。过继转移研究已确定PD-L1在转移的T细胞和受体动物中的关键功能(173). 这些研究是用CD4进行的⁺表达PD-L1的调节性人群可能直接转化或抑制效应CD4⁺通过PD-1连接的T细胞，因为PD-1和PD-L1在Tregs上高度表达(60). 此外，PD-L1的宿主表达可能有助于转移的T细胞向iTreg表型的外周转化，这一观点得到了PD-L1血管内皮表达可能诱导Treg细胞群的观察的支持(155). 对PD-1:PD-L1通路在iTreg诱导中作用的更直接支持来自EAE研究，该研究确定PD-1直接受百日咳毒素（PT）的调节(175). 百日咳毒素最初被认为是在EAE发病之前增加血脑屏障的通透性(176,177). PT还显示可诱导pial血管上的P-选择素并增强活化T细胞的粘附(178,179). 重要的是，PT给药降低了Tregs的频率和功能，增加了Th1和Th2反应(180–182). 王等。(175)结果显示，由于iTreg频率降低，给予不含百日咳毒素的MOG/CFA的PD-1缺陷小鼠会发展为暴发性疾病。这与在无PT的情况下不发生EAE的WT小鼠形成了显著对比。在无PT情况下用MOG/CFA免疫的WT鼠的脾细胞Foxp3增加了两到三倍⁺与PD-1缺陷小鼠相比，Treg频率。体外CD4转化⁺T细胞转化为iTregs及其随后的抑制活性依赖于PD-1。虽然百日咳治疗不会改变Treg表型标记CD45RB、CD103、GITR和CTLA-4的表达，但PT直接下调Tregs上的PD-1，突显PD-1在iTreg发育中的中心作用，并为PT在多株小鼠中的免疫增强提供机制(175,181).

这些大量研究清楚地表明，PD-1通路和Tregs之间的相互作用有助于调节中枢神经系统内的炎症。神经元在炎症时表达PD-L1（和PD-L2）并产生TGF-(166,168). 当从7日龄小鼠分离出的神经元与致脑炎T细胞共同培养时，CD4生成⁺表达Foxp3、CD25、TGF-β1和CTLA-4的T细胞群，能够抑制致脑性T细胞并抑制EAE。因此，促脑效应器T细胞与神经元相遇并刺激其PD-L1表达似乎是合理的。然后，神经元PD-L1驱动效应T细胞的iTreg转化，有效抑制CNS炎症并传播感染耐受性。

炎症性肠病

炎症性肠病（IBD）是一组小肠和结肠的炎症状态。IBD的主要类型是克罗恩病和溃疡性结肠炎。肠粘膜的慢性炎症被认为是由于对共生菌的异常免疫反应引起的。通常，肠道微环境存在于一个微妙的免疫平衡中，能够耐受常驻肠道菌群并保护其免受潜在有害病原体的侵害。为了限制炎症，肠道进化出多种保护措施来维持免疫平衡，其中之一是由Tregs提供的。作为外源性口腔抗原的日常进入点，肠道滞留Tregs能够很好地增强肠道耐受性。Tregs对预防自身免疫和控制结肠炎和胃炎至关重要体内IPEX综合征在人类和小鼠中都很明显，除非用野生型Tregs治疗，否则会伴随严重的肠炎和Scurfy小鼠的消瘦病。在小鼠结肠炎T细胞转移模型中，Uhrig等。(183)表明CD4⁺CD25型⁺Foxp3系列⁺Tregus可以预防和改善肠道炎症。Foxp3系列⁺CD4细胞⁺CD25型⁺在实验性结肠炎中，当T效应细胞在Tregs存在或不存在的情况下转移时，发现细胞在小鼠的结肠和次级淋巴器官中积聚。同样，溃疡性结肠炎或克罗恩病患者的结肠样本显示Foxp3增加⁺细胞，提示Tregs可能通过向炎症部位运输和/或在炎症部位内发育，作为一种解决炎症的代偿机制。

作为不断遇到病原体的场所，胃肠道必须定期维持和补充肠道菌群特有的Treg菌群，以保持耐受性。事实上，在肠道微环境中发现的抗原清楚地塑造了在肠道中发现的Tregs的全部功能。口服抗原诱导Foxp3⁺iTregs主要位于肠道相关淋巴组织（GALT）内，这是由于特殊的粘膜CD103⁺跟单信用证(184,185). 此外，Lantrop等. (186)发现肠系膜淋巴结内的Tregs与从非肠道相关外周淋巴结分离的Treg相比表达独特的TCR序列。

虽然在小鼠口服耐受性研究中出现了Tregs的诱导和自身反应性T细胞的无能或缺失，但人类研究的结果并不清楚(187). 在溃疡性结肠炎和克罗恩病患者中，观察到口服诱导的粘膜抑制作用减弱(188). 当IBD患者和健康个体在皮下免疫和增强之前喂入锁孔帽贝血蓝蛋白（KLH）时，KLH的喂入会抑制健康对照个体的T细胞增殖。相比之下，服用KLH的IBD患者的T细胞增殖显著增强，表明胃肠道免疫抑制有缺陷。

另一种被提议的粘膜耐受性破坏机制是，IBD患者不仅iTreg数量减少，而且这些Treg被效应T细胞及其产生的细胞因子淹没。炎症性IBD粘膜中促炎细胞因子IL-12、IL-17、IL-21、IL-23和IFN-γ的表达增加。Eastaff-Leung公司等。(189)IBD与外周血Treg与Th17细胞比率降低有关。外周血中Tregs与Th17细胞比率的降低可能反映了炎症肠道内Treg的运输和/或隔离，因为IBD患者的粘膜中Foxp3和IL-17的表达增加。肠道活检显示IL-6和IL-1β转录物水平升高，这两种转录物都与预防活动性自身免疫性疾病（IBD和EAE）期间Th17细胞的有效Treg抑制有关(129,189). 可能其他不表达Foxp3的Treg细胞亚群[如产生IL-10的1型调节性T细胞（Tr1）和口服诱导的TGF-β产生的Tregs（Th3）]可能会调节粘膜部位的耐受性，并提供另一个保护屏障，防止自身免疫攻击。然而，对这些Foxp3的讨论⁻单元格超出了本次审查的范围。

与健康人相比，炎症性肠病患者的肠上皮细胞上PD-L1的高表达表明PD-L1:PD-1通路在调节粘膜耐受性中具有重要作用就地(190). 在IBD患者和对照供体T细胞的IECs的混合白细胞反应（MLR）中，添加抗PD-L1阻断抗体（MIH-2）导致IFN-γ产生增加。因为MLR是用CD4和CD4进行的⁺和CD8⁺外周血T细胞，PD-L1阻断可能阻止了IEC诱导的iTregs的生成，从而导致效应T细胞产生IFN-γ的增加。PD-L1阻断可同时直接消除效应细胞抑制。

在小鼠结肠炎模型中的实验支持PD-1:PD-L1通路在控制调节细胞中的作用，并确定了调节性CD4的亚群⁺CD25-PD-1型⁺能够抑制结肠炎发展的T细胞。从幼年小鼠脾脏分离的非结肠炎性T细胞上PD-1的表达为表达PD-1的T细胞识别PD-L1提供了可能，导致Tregs亚群的诱导(191). 这些CD4⁺CD25-PD-1型⁺给予CD4的严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠的T细胞抑制结肠炎⁺CD45RB^高的效应T细胞。这些PD-1⁺T细胞在抗CD3刺激下增殖低下，并表达Foxp3转录物。奇怪的是，添加抗CTLA-4单克隆抗体而不是抗PD-1单克隆抗体可以适度地恢复效应T细胞的增殖。这可能是由于抗PD-1阻断单克隆抗体（RMP 1–14）不能识别其PD-1结合表位，因为这些CD4⁺CD25型⁻产品开发-1⁺T细胞之前用另一种抗PD-1单克隆抗体（RMP 1–30）进行分类。虽然在这些实验中没有得到证实，但这些T细胞上PD-1的组成性表达可能直接促进了PD-L1参与后其向iTreg的转化。最近，来自同一组的研究发现结肠炎CD4⁺连续过继转移后，T细胞会出现功能障碍，类似于慢性病毒感染期间出现的耗尽的T细胞(192). 按顺序传输固有层来自结肠炎小鼠的T细胞，CD4⁺CD45RB^高的细胞将疾病转移给新的SCID小鼠。然而，随着每次转移，发病前的持续时间逐渐增加，到第七次转移时，结肠炎的发病率下降。LP CD4细胞⁺非肠绞痛小鼠的T细胞经七次肠绞痛转移固有层T细胞变得“非结肠炎性”。这些非结肠炎性T CD4⁺与CD4共转染SCID小鼠的T细胞表达高水平PD-1、中等水平Foxp3并抑制结肠炎⁺CD45RB^高的效应细胞。与PD-1作为病毒感染期间T细胞耗竭标志物的相关报告(10,193)，这些数据表明，一些耗尽的CD4⁺产品开发-1⁺T细胞经PD-L1:PD-1途径刺激后可能成为iTreg，因此代表了另一种从头开始iTreg转换。

类风湿关节炎

类风湿关节炎（RA）的特征是滑膜的免疫介导炎症，滑膜是一种排列在双关节囊内的薄组织。T细胞和B细胞都是产生致病性自身抗体（例如类风湿因子和抗瓜氨酸抗体）以及引发联合限制性炎症的免疫复合物所必需的。滑膜衬里转化为破坏性血管翳，降解软骨和骨，导致关节畸形。CD4的重要性⁺Tregs在关节炎发病机制中的作用已在Treg耗竭导致疾病加重的小鼠模型和Tregs预防和治疗既定疾病的过继性转移实验中得到证实(194–196). 最近，Wright等。(197)开发了一种系统，在该系统中，抗原特异性Tregs积聚在发炎的关节内，在没有全身免疫抑制的情况下，可以抑制T效应细胞和关节破坏。使用卵清蛋白诱导的关节炎模型，用甲基化牛血清白蛋白（mBSA）免疫小鼠，并在一个膝关节内重新注入mBSA或mBSA加卵清蛋白（OVA），在对侧膝关节内单独注入mBSA。与对照膝关节相比，卵巢癌患者膝关节中的Tregs增加，Th17细胞减少。此外，用抗原特异性Tregs治疗可减少膝关节肿胀，改善免疫膝关节的损伤。

尽管在关节炎小鼠模型中有令人信服的证据，但Tregs在人类风湿性疾病中的作用尚不清楚。虽然一些小组描述了Tregs在RA中的功能受损，但Tregs积极抑制反应性T细胞并调节幼年特发性关节炎的炎症反应(93,198). 评估人类Treg的数量和功能在人类风湿病中的困难在于，细胞表面缺乏Treg特异性生物标记物，无法将其均匀分离。因此，人类研究中的差异可能与不同的Treg人群以及不同的患者人群有关。尽管在各种类型的关节炎中报告的Treg功能存在差异，但一致认为CD4⁺CD25型⁺Foxp3系列⁺类风湿关节炎患者的滑液中富含Tregs，在分析之前，几乎所有类风湿关节病患者都使用了各种治疗疾病的抗风湿药物(92,199–201). 目前对RA最有效的治疗之一是TNF阻断。有趣的是，埃伦斯坦等. (198)据报道，抗肿瘤坏死因子治疗RA可增加外周血Tregs并恢复其抑制功能。巴伦西亚的进一步工作等。(167)很好地证明，TNF-α通过TNFRII信号抑制天然和诱导的Tregs。CD4细胞⁺CD25型^高的从活动性RA患者中分离的Tregs具有Foxp3表达降低和较差的抑制能力。此外，对英夫利昔单抗（抗肿瘤坏死因子-α）治疗前后RA患者的Tregs进行评估，结果显示Foxp3水平增加，TNF-α阻断后Treg抑制功能增强。因此，尽管慢性炎症是否导致Treg缺陷或Treg功能缺陷是否有助于RA的发展仍有待确定，但越来越多的证据表明，TNF-α的阻断增强了Treg细胞的数量和功能，突显了Tregs在RA发病机制中的中心作用。

Nadkarni及其同事的研究(202)证明接受抗TNF-α治疗的患者的CD4明显增加⁺CD25型^高的Foxp3系列⁺CD62L型⁻Tregs的亚群。体外英夫利昔单抗加抗CD3/抗CD28刺激CD4⁺CD25型⁻T细胞（从活动性RA患者的外周血中分离）诱导CD4的生成⁺CD25型^高的Foxp3系列⁺CD62L型⁻特雷格斯。有趣的是，英夫利昔单抗对Tregs的诱导作用被抗TGF-β中和单克隆抗体所阻断，这就提出了英夫利西单抗是否通过影响TGF-？来增强iTregs诱导作用的问题。事实上，表型无能的CD4⁺产品开发-1⁺RA患者的关节中富含T细胞(203). 这些细胞表达CTLA-4，是CD45Rb^低的，并降低了IL-2的生成。虽然这些细胞与Tregs具有相同的特性，但它们的抑制能力尚未得到测试。

目前未接受免疫抑制治疗的RA患者的滑膜T细胞和巨噬细胞中均发现PD-L1和PD-1的高表达(204). 然而，尽管抑制分子水平很高，T细胞的持续激活仍然存在。万等. (204)发现这些RA患者滑液中存在PD-1的替代剪接变异体（PD-1Δex3）。PD-1Δex3导致PD-1的可溶性形式（sPD-1），可拮抗膜结合PD-1对T细胞的抑制作用。体外使用重组PD-1-Ig的研究表明，与对照Ig相比，RA患者的T细胞增殖增强，表明内源性发现的sPD-1与PD-L1竞争性结合，并抵消了RA期间膜结合PD-1介导的免疫抑制作用。因此，这种可溶性PD-1亚型可能会阻断PD-L1:PD-1的相互作用，并对RA患者关节内诱导的T调节蛋白和iTreg功能的维持产生有害影响。

II型胶原（CII）诱导的关节炎（CIA）是一种人类RA的小鼠实验模型，II型胶原皮内注射会导致关节肿胀，通常会导致关节软骨破坏和关节强直。PD-L1可调节CII-反应性T细胞和关节破坏(205). 通过腹腔注射PD-L1-Ig对小鼠进行预处理，抑制了临床和组织学评估的CIA的发展。而Wang等。(205)观察到炎症减轻，PD-L1-Ig治疗的疗效可能受给药途径的影响。与腹腔注射PD-L1-Ig不同，直接注射到关节可能会增加PD-L1-Ig的局部浓度，并在破坏部位提供关键的抗炎屏障。从机制上讲，PD-L1-Ig治疗可降低血清IL-17和IL-23水平，并抑制CII特异性脾细胞增殖。由于大体积脾细胞可能包含多个T细胞亚群，可以想象PD-L1可能会（i）作用于原始T细胞，调节其向iTreg的转化，而iTregs反过来又可能进一步调节DC的耐受性，（ii）作用于现有Treg，促进其维持和抑制功能，并直接限制抗原特异性T效应细胞，或（iii）通过诱导T效应细胞向Tregs的反向转化(图5). 这些发现不仅表明了PD-L1在RA中的关键作用，还表明PD-L1可能是RA治疗的合理靶点。

结束语

PD-1及其配体在调节T细胞活化、耐受性和免疫介导的组织损伤之间的平衡方面具有关键的、多方面的作用。PD-1:PD-L途径最显著的一个方面是它可以通过多种方式阻止自我激活的T细胞并保护自身免疫。正如本综述所强调的，PD-1及其配体不仅通过抑制自身反应性T细胞的激活和功能，而且通过促进Tregs的发育和功能，来防御潜在致病性自我反应性效应T细胞。因此，该途径调节潜在致病性自我激活T细胞和Tregs之间的动态平衡，使平衡朝着抑制效应细胞反应的方向倾斜(图7). PD-L1在非造血细胞和造血细胞上的表达赋予PD-L1促进Treg发育和增强自身免疫攻击目标淋巴器官和组织中Treg功能的能力。因此，该途径可以参与免疫稳态，并在各种微环境中保护免疫介导的组织损伤。在TGF-β存在的部位，如胎盘和眼睛，PD-L1可能通过促进从头开始生成Treg，因为PD-L1和TGF-β在促进Treg发育方面具有协同作用(136). 该途径在促进Treg发育、维持和增强Treg功能方面的功能具有治疗和基本意义。人们对产生调节性T细胞非常感兴趣体外作为自身免疫性疾病和移植排斥的治疗(206). 然而，因为Tregs可以表现出功能可塑性，并在炎症部位制造促炎细胞因子，从而产生有害后果(123,124)，开发维持和促进Treg抑制功能的方法至关重要。PD-L1激动剂的开发可能为维持和增强Treg功能提供治疗机会，同时抑制激活的T效应细胞的扩张和功能。

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图7

PD-1介导的T细胞耐受机制

TCR刺激后PD-1的PD-L1连接导致两种可能的T细胞命运：减少的T效应反应和增加的iTreg发育，从而使平衡转向免疫耐受。

我们重点综述了PD-1及其配体在控制自身免疫性疾病中T效应器和Treg细胞动力学中的作用，但该途径也可以发挥重要的抑制信号，导致无效的抗肿瘤和抗微生物免疫。这些影响可能至少部分通过诱导Treg发育和维持Treg功能来介导。PD-L1在多种肿瘤中表达，高水平的PD-L1表达与许多癌症的不良预后密切相关(14). Foxp3数量增加⁺肿瘤内的T细胞也与预后不良有关。肿瘤细胞表达PD-L1可能诱导并维持肿瘤微环境中的iTregs，从而增强抗肿瘤T细胞反应的抑制并允许肿瘤进展。慢性感染中也存在Tregs增加(207)与缺乏杀菌免疫力有关。有研究表明PD-L1可能对持续感染（例如。幽门螺杆菌) (208,209)通过促进iTreg的发育和维持iTreg功能，以及通过抑制抗菌效应器T细胞功能。需要进一步研究，以更好地了解PD-1及其配体对Treg细胞发育和功能的影响如何有助于抑制有效的抗肿瘤和抗菌免疫。

虽然我们主要关注PD-1及其配体如何调节T细胞反应以及此途径对T细胞耐受性和自身免疫的影响，但PD-1途径显然对其他细胞类型有作用。由于PD-1和PD-L1都在T细胞（包括滤泡辅助T细胞）、B细胞、巨噬细胞和某些类型的DC上表达，因此PD-L1和PD-1有可能以多种方式调节耐受性。PD-1及其配体之间存在许多潜在的相互作用，因为PD-L1和PD-L2可以通过与T细胞上的PD-1结合以及向PD-L表达细胞传递信号来双向传递信号。最近的研究表明PD-1:PD-L相互作用可以调节B细胞反应(210)，但是否涉及T或B细胞上的PD-1或PD-L1或B细胞的PD-L2尚不清楚。需要进一步研究来确定该途径是否可以以细胞内或细胞外的方式控制致病性B细胞反应。最近的研究也表明PD-1通路可能直接调节DC和巨噬细胞(29,42). 特别是，巨噬细胞上的PD-1可能导致巨噬细胞功能障碍和无能。这些发现表明，调节这一途径的潜在治疗益处可能比以前认识到的要广泛得多。

最近的工作提高了我们对PD-1通路和Tregs之间动力学的理解，增加了该通路发挥其抑制功能的机制。Treg可塑性是Tregs治疗应用的主要关注点体内，操纵PD-L1:PD-1相互作用可能为维持和增强Treg功能提供一种新的方法。这一途径可能是自身免疫性疾病中一个特别有吸引力的治疗靶点，因为PD-1激动剂的开发可以提供必要的“一对一”，以防止自我活动：（i）增强iTreg功能，同时（ii）抑制激活效应T细胞的扩张和功能。

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