2025年诺贝尔生理学或医学奖:解码免疫稳态的守护者——调节性T细胞(Tregs)

2025年10月6日北京时间17时30分许,诺贝尔奖委员会宣布,将本年度的生理学或医学奖授予美国科学家玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔以及日本科学家坂口志文,以表彰他们在“外周免疫耐受方面的发现”。

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引言:健康平衡的免疫奥秘


2025年106日北京时间1730分许,诺贝尔奖委员会宣布,将本年度的生理学或医学奖授予美国科学家玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔以及日本科学家坂口志文,以表彰他们在外周免疫耐受方面的发现。这一发现的核心,正是免疫系统中一群功能独特的细胞——调节性T细胞。他们的工作不仅颠覆了传统免疫学认知,更为我们理解、干预一系列重大疾病提供了全新的理论基石与治疗范式。本文将深入探讨Tregs的生物学特性、其发现历程、分子调控机制及其广阔的临床应用前景,阐明其为何成为当今免疫学研究的核心与2025年诺贝尔奖的焦点。

 

 

一、免疫系统如何实现精妙的“攻防平衡”?——从“军事学院”到“前线维和”的范式转变

 

传统免疫学理论,即中枢免疫耐受模型,将胸腺比作一座严格的军事学院。在这里,发育中的T细胞需经历负选择的残酷筛选:任何表达能识别自身组织抗原的T细胞受体(TCR)的T细胞,都将被诱导凋亡,从而在源头上清除潜在的自身反应性危险分子”T细胞。这一理论长期主导着学界对自身免疫耐受的理解。

 

然而,这一模型存在固有局限。首先,并非所有自身抗原都能在胸腺中充分呈现以供筛选;其次,总有部分自身反应性T细胞能够逃逸胸腺的审查,进入外周循环。那么,机体是如何防止这些漏网之鱼在外周器官中激活并攻击自身,从而导致自身免疫病的发生呢?这正是三位诺奖得主所解决的核心科学问题。

 

他们的研究共同揭示了一个更为精细、主动的免疫调控层级:外周免疫耐受。该机制指出,即便存在自身反应性T细胞,在健康个体中,它们也通常处于一种被严密监控的无能静息状态。而执行这一前线维和任务的核心执行者,便是调节性T细胞。Tregs的发现,标志着免疫学认知从单纯的清除异己向复杂的动态平衡理念的深刻转变。

 

二、谁是免疫系统的“终极刹车”?——调节性T细胞的发现与身份鉴定

 

Tregs概念的最终确立,是一部跨越三十年的科学探案史,其线索源于一个几乎被遗弃的假说。

 

  1. 历史雏形与理论困境:
    早在20世纪70年代,就有学者基于实验观察提出了抑制性T细胞的存在,认为某些T细胞能够主动抑制其他免疫细胞的活性。然而,由于当时技术所限,无法精确分离和表征这群细胞,且其分子机制不明,到了80年代,这一概念因缺乏直接证据而逐渐被主流学界质疑并近乎抛弃。
  2. 坂口志文的决定性证据:
    抑制性T细胞理论式微的背景下,日本科学家坂口志文选择了逆流而上,坚持探索。1995年,他发表了里程碑式的研究。他通过精细的细胞分选技术,特异性地将小鼠体内一群表达CD25(白细胞介素-2受体α链)分子的CD4+ T细胞移除。随后,当他将剩余的、缺乏这群细胞的免疫系统移植给免疫缺陷小鼠时,受体小鼠迅速发展出多种致命的自身免疫性疾病。这一实验雄辩地证明,CD4+CD25+ T细胞群体在体内确实扮演着不可或缺的抑制性角色,是维持免疫稳态的活性成分。尽管证据有力,这一发现在当时仍面临不少怀疑与挑战。

  3. 布伦科与拉姆斯德尔的基因破译:
    几乎在同一时期,另一条关键线索在大洋彼岸浮现。玛丽·布伦科与弗雷德·拉姆斯德尔在研究一种名为“scurfy”X连锁隐性遗传突变小鼠模型时,发现该品系小鼠在出生后不久便会因全身性、灾难性的淋巴细胞浸润及多器官自身免疫炎症而死亡。这一表型强烈提示,存在一个对免疫系统行使负向调控的关键基因发生了突变。经过数年的艰苦努力,他们于2001年成功定位并克隆了该致病基因,命名为_Foxp3__Foxp3_被证实编码一个属于forkhead/winged-helix转录因子家族的蛋白质。

  4. 伟大的统一:Foxp3作为Tregs主控开关

    最终的理论整合在2003年由坂口志文团队完成。他们将两条独立的线索完美衔接,证实了_Foxp3_基因正是他所发现的CD4+CD25+ 调节性T细胞功能所必需的。后续研究进一步揭示,Foxp3并非普通基因,它是Tregs细胞谱系定向分化、维持其稳定及发挥抑制功能的主控开关总司令Foxp3的表达对于赋予T细胞调节特性至关重要,其缺失或突变将直接导致Tregs的发育缺陷或功能丧失,进而引发严重的自身免疫病理。至此,一个完整的科学图景得以呈现:一群具有特定表型(CD4+CD25+)和独特分子标记(Foxp3+)的专职免疫抑制性细胞——调节性T细胞,被正式确立为外周免疫耐受的核心执行者。

三、Tregs如何行使“维和”职能?——其分子作用机制探秘

Tregs通过多种机制,以接触依赖和非接触依赖的方式,对效应性T细胞、抗原呈递细胞、自然杀伤细胞等多种免疫细胞施加抑制作用,从而维持免疫耐受与稳态。

  • 细胞因子介导的抑制:Tregs能够组成性表达高水平的IL-2受体(CD25),通过窃取微环境中的IL-2,剥夺效应T细胞生长所必需的细胞因子,从而抑制其增殖。此外,Tregs能大量分泌抑制性细胞因子,如转化生长因子TGF-β)和白细胞介素-10IL-10)。TGF-β能直接抑制T细胞活化和增殖,而IL-10则对抗原呈递细胞的功能具有强烈的抑制作用,间接削弱免疫应答。

  • 细胞接触依赖性机制:Tregs表面表达CTLA-4,该分子与抗原呈递细胞表面的CD80/CD86结合的亲和力远高于CD28,能有效竞争性抑制共刺激信号,甚至可诱导CD80/CD86的内吞与降解,使抗原呈递细胞失能,无法有效激活T细胞。此外,Tregs还能通过颗粒酶/穿孔素途径直接杀伤活化的效应T细胞。

  • 代谢干扰:Tregs高表达CD39CD73等外核苷酸酶,能将细胞外的ATP/ADP水解为腺苷。腺苷通过与效应T细胞表面的A2A受体结合,启动抑制性信号通路,抑制T细胞的活化与细胞因子产生。这种通过调控局部微环境代谢物来行使功能的方式,是Tregs作用机制的重要一环。

四、从基础发现到临床革新:Tregs如何成为疾病治疗的“双刃剑”?

Tregs生物学功能的深刻理解,催生了两种策略截然相反、却又同样前景广阔的免疫治疗新范式。

  1. 增强Tregs功能:为过度攻击的免疫系统踩刹车
    在自身免疫性疾病(如1型糖尿病、类风湿关节炎、多发性硬化症、系统性红斑狼疮等)以及器官移植后的排斥反应中,核心问题是免疫系统对自身抗原或移植物抗原的攻击失控。因此,治疗策略旨在增强Tregs的抑制功能或增加其数量。

  • 低剂量IL-2疗法:鉴于Tregs高表达IL-2受体,使用极低剂量的重组IL-2可以选择性地激活和扩增体内的Tregs,而不显著激活效应T细胞,已在某些自身免疫病(如自身免疫性血管炎、移植物抗宿主病)的临床试验中显示出疗效。

  • Tregs过继细胞疗法:从患者体内分离出自体Tregs,在体外进行扩增和功能优化,然后回输到患者体内,以增强其免疫抑制能力。这在1型糖尿病和实体器官移植的临床研究中已取得初步成功。

  • 靶向抗原特异性Tregs诱导:通过口服或鼻腔给药特定抗原,或使用修饰后的肽段配体,诱导机体产生针对该特定抗原的抗原特异性Tregs”,实现更精准、局部的免疫抑制,避免全身性免疫抑制的副作用。

  1. 抑制Tregs功能:为抗癌免疫松开刹车
    在肿瘤微环境中,情况则截然相反。狡猾的肿瘤细胞能够通过分泌趋化因子(如CCL22)和细胞因子(如TGF-βIL-10),主动招募Tregs至肿瘤部位,并诱导其扩增和活化。这些肿瘤浸润性Tregs成为肿瘤的保镖,强力抑制杀伤性T细胞(CTL)和NK细胞等对肿瘤细胞的识别与攻击,是肿瘤免疫逃逸的关键机制之一。因此,抗癌的新策略便是设法在肿瘤局部暂时性地清除或抑制Tregs的功能。

  • CTLA-4抗体:如伊匹木单抗(Ipilimumab),其作用机制之一便是通过Fc受体介导的抗体依赖性细胞毒性作用(ADCC),选择性清除肿瘤微环境中的Tregs,从而解除免疫抑制。

  • CCR4抗体:CCR4是Tregs表面高表达的趋化因子受体,靶向CCR4的抗体(如Mogamulizumab)可阻断Tregs向肿瘤的募集,并可通过ADCC效应清除循环中的CCR4+ Tregs

  • 靶向Tregs稳定性:研究正在探索如何干扰TregsFoxp3的表达或稳定性,使其在炎症性的肿瘤微环境中去稳定化,从而失去抑制功能,甚至转化为效应性T细胞。

结论与展望

2025年诺贝尔生理学或医学奖所表彰的,不仅仅是对一类新细胞的发现,更是对一个根本性生物学原理的揭示:健康依赖于免疫系统攻击力与抑制力之间精妙的动态平衡。调节性T细胞作为这一平衡的核心调节者,其发现是免疫学领域的一座里程碑。从坂口志文对抑制性T细胞假说的实验证实,到布伦科与拉姆斯德尔对关键调控基因_Foxp3_的破译,再到最终理论的统一,这一历程完美体现了基础科学研究的持久价值与颠覆性力量。

如今,以Tregs为靶点的治疗策略已形成一个庞大且快速发展的研发领域。全球范围内有超过200项相关的临床试验正在进行,涵盖了从自身免疫病、过敏、移植排斥到癌症的众多疾病谱。未来,如何实现对Tregs更精准、时空可控的调控,如何区分不同组织来源、不同亚群的Tregs功能,以及如何将Tregs疗法与其他治疗手段(如检查点抑制剂、CAR-T等)有机结合,仍是科学家们面临的挑战与机遇。毋庸置疑,对Tregs的深入研究将继续引领免疫治疗的下一次革命,为无数患者带来新的希望。

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