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异基因造血细胞移植（allo-HSCT）是一种治疗血液系统恶性肿瘤的有效方法，然而移植物抗宿主病（GVHD）显著影响移植疗效。急性GVHD是由于供者T细胞识别不匹配的宿主多态性组织相容性抗原，引起T细胞活化和增殖所造成的组织损伤，主要发生在皮肤、胃肠道和肝脏[1]。供者T细胞是介导GVHD的主要效应细胞，阻断或抑制T细胞活化，能减轻移植排斥反应或诱导耐受，使造血干细胞移植得到更广泛的应用。
在外来抗原的刺激下，T细胞迅速增殖扩增成为效应性T细胞；当抗原消失后，大部分细胞发生凋亡，小部分细胞分化成为记忆性T细胞，在再次免疫应答中发挥重要作用。然而，在肿瘤、慢性感染性疾病、自身免疫性疾病等慢性抗原持续刺激的情况下，抗原特异性T细胞会持续存在相当长的时间，同时伴随效应功能逐渐衰竭，最终导致T细胞耗竭。T细胞耗竭是一种T细胞功能障碍的状态，在造血干细胞移植中，受者抗原持续存在，但部分患者不发生GVHD或发生GVHD后逐渐好转。这些免疫耐受可能与T细胞耗竭有一定关系。T细胞耗竭可能通过以下机制诱导移植后免疫耐受[2,3,4]：①高表达抑制性受体，如程序化细胞死亡蛋白1（PD-1）、淋巴细胞活化基因3（LAG- 3）、细胞毒性T淋巴细胞抗原-4（CTLA-4）、T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子3（TIM-3）、B和T淋巴细胞衰减因子（BTLA）；②改变细胞代谢及DNA转录水平；③调节性免疫细胞的作用；④细胞代谢环境改变。因此，诱导T细胞耗竭可能导致免疫保护及免疫监视等功能发生障碍，使T细胞丧失活化增殖、分泌细胞因子及细胞毒性功能，从而预防GVHD发生，引起移植后免疫耐受[5]。
PD-1是B7∶CD28超家族成员，是第一个被发现的T细胞活化负向调节因子。PD-1表达于T细胞、B细胞、NK细胞、单核细胞和树突状细胞（DC）表面，PD-1胞内段包含受体酪氨酸转换基序（ITSM），可募集酪氨酸蛋白磷酸酶SHP1及SHP2，抑制胞内活化性受体（如TCR或共刺激受体），参与CD8+ T细胞功能的调节[6]；此外，激活PTEN抑制PI3K/Akt信号，从而抑制IL-2释放产生效应。PD-1配体PDL1（B7-H1，CD274）广泛表达于造血细胞、非造血细胞和肿瘤细胞，而PDL2只表达于抗原呈递细胞和Th2细胞[7]。由PD-1及其配体PDL1/PDL2介导信号通路是CD8+ T细胞耗竭过程中重要的负向信号调控通路之一[8]。有研究表明，PDL1能抑制T细胞活化，相对于PDL2-/-的受者而言，PDL1-/-受者发生GVHD更重，提示在GVHD发生过程中，PDL1是PD-1的主要配体，PD-1/PDL1通路比PD-1/PDL2在向表达PD1的自身反应性T细胞传递抑制性信号过程中更重要[9]。Ni等[10]研究发现，在造血干细胞移植早期，供者CD4+ T细胞的消耗会引起血清中IFN-γ增加及IL-2减少，导致在GVHD靶器官中，供者CD8+T细胞高表达PD-1而低表达PDL1，宿主组织PDL1与供者T细胞表面的PD-1结合引起供者CD8+ T细胞无能、耗竭及凋亡，从而预防GVHD的发生，阻断PD-1/PDL1能够引起供者T细胞活化增殖及IFN-γ、TNF-α等细胞因子的产生，从而引起GVHD，也提示我们在移植后诱导CD8+T细胞耗竭是一种预防GVHD的新方法。
LAG-3属于免疫球蛋白超家族成员的一种跨膜蛋白，主要表达于活化的T细胞和NK细胞表面，LAG-3的结构与CD4相似，但其与MHCⅡ的亲和力远高于CD4，是近年来发现的另一种免疫抑制受体，能够负向调节T细胞的活化和增殖。Sega等[11]研究发现，抑制LAG-3能提高T细胞增殖能力及其诱导GVHD的能力，缺乏LAG-3的供者T细胞不能转化为CD4+CD25-LAG-3+调节细胞，从而引起严重的GVHD。Treg细胞MHCⅡ和活化T细胞的LAG-3相结合可发挥其抑制初始T细胞活化、下调共刺激分子表达、分泌颗粒酶/穿孔素或免疫抑制性细胞因子的作用，抑制GVHD的发生。
CTLA-4是CD28蛋白家族的一种抑制受体，表达于T细胞表面，可与CD28竞争性结合配体CD80/CD86发挥抑制IL-2产生的作用，从而抑制T细胞功能[12]，此外，CTLA-4激活磷脂酰肌醇激酶-3（PI3-K），造成T细胞功能丧失[13]。CTLA-4能够抑制T细胞的增殖和活化，在CTLA-4敲除的小鼠模型中，Treg细胞不能抑制T细胞增殖，提示Treg细胞抑制T细胞增殖依赖于CTLA-4[14]。在过去的研究中发现，CTLA-4水平与GVHD程度呈负相关，提示CTLA-4能够减轻GVHD[15]。STAT3在急性GVHD中是一种负向调节分子，Zhu等[16]研究发现，上调CTLA-4能增加荧光素酶的活性及STAT3的磷酸化程度、抑制T细胞活化、减少IFN-γ、IL-17、IL-22分泌，从而减轻GVHD。Dillinger等[17]将T细胞与选择性CD28拮抗剂α-huCD28共培养，通过促进PP2A磷酸化、下调Akt活动，使CTLA-4 - CD80/86通路发挥负性调节作用，引起持续的自身反应性T细胞耗竭，诱导移植后免疫耐受。
TIM-3是近几年来备受关注的一个重要的免疫抑制受体，表达于活化的T细胞、DC细胞、NK细胞、单核细胞上，TIM-3的配体半乳糖凝集素9（Gal-9）是S型外源凝集素的成员之一，主要表达于幼稚CD4+T效应细胞和CD4+CD25+Treg细胞上，与TIM-3的IgV区结合产生抑制信号从而导致Thl和Tcl的细胞凋亡，诱导免疫耐受，高表达TIM-3的T细胞分泌细胞因子和增殖能力均减弱[18]。此外，TIM-3可与癌胚抗原相关细胞黏附分子1（CEACAM1）的N端相互结合形成异二聚体，抑制活化的T细胞，诱导免疫耐受[19]。Hansen等[20]通过测定127例GVHD患者血清TIM-3水平发现，Ⅱ~Ⅳ度GVHD患者较0/Ⅰ度GVHD患者及正常人血清TIM-3的水平升高（P<0.005），此外发现Ⅱ~Ⅳ度GVHD患者CD8+T细胞表面的TIM-3表达增多，提示在急性GVHD中TIM-3由胞外域释放到血液循环中，而血清中的TIM-3通过干扰表达于T细胞上的TIM-3的免疫调节活动影响GVHD的发生。Oikawa等[21]在GVHD小鼠模型研究中发现，应用抗TIM-3抗体会增加GVHD的严重性，阻断TIM-3与其配体结合会干扰TIM-3介导的T细胞活动，引起强烈的GVHD反应，提示TIM-3免疫调节通路可能为治疗GVHD提供新的靶点。
BTLA是属于CD28蛋白家族的一种共抑制性受体，为Ⅰ型跨膜糖蛋白，含有单一免疫球蛋白样结构域（IgV样区）样的胞外区、跨膜区和胞浆区，高表达于活化的T细胞上，而低表达于幼稚的T和B细胞、NK细胞、巨噬细胞及DC，胞浆区的结构高度保守，其受体酪氨酸抑制基序（ITIM）通过募集酪氨酸磷酸化SHP-1和SHP-2介导免疫抑制功能[22]。BTLA的配体是疱疹病毒入侵介质（endogenous ligand herpesvirus entry mediator, HVEM），属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族成员，BTLA与HVEM结合启动免疫抑制效应，负调节淋巴细胞的活化增殖，并可抑制抗原刺激下的T细胞活化，通过抑制IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10等细胞因子的分泌下调免疫反应[23]。Sakoda等[24]研究发现，在GVHD中，BTLA与配体HVEM结合能够减少供者T细胞的数量，抑制供者抗宿主T细胞反应，应用BTLA单克隆抗体能诱导BTLA共抑制信号从而减轻GVHD。
转录因子Blimp-1、T-bet、NFAT和BATF对于慢性感染的T细胞耗竭至关重要[25,26,27]，但其在预防GVHD中的内在通路尚不明确。T-bet是T-box转录因子，在CD4+细胞分化过程中起重要作用，通过产生IFN-γ促进Th1细胞分化，同时抑制Th2和Th17细胞发挥功能[28]并和Eomes（与T-bet同为T-box家族成员）一起共同参与CD8+T细胞的调节及分化[29]。在小鼠急性GVHD模型中，我们发现NKG2A的竞争性单克隆抗体能够抑制供者T细胞扩增，从而减轻GVHD[30]。Fu等[31]研究发现，T-bet表达缺失的供者T细胞通过低表达CD94/NKG2A基因抑制供者T细胞扩增，减轻GVHD，此外T-bet-/-的T细胞产生TNF-α等促炎因子减少及IL-10等抗炎因子增多，从而减轻移植后组织损伤，所以T-bet通过调控T细胞分化及细胞因子的产生影响GVHD。NFAT是一种存在广泛的转录因子，NFAT是以非活化形式的蛋白存在细胞浆中，通过Ca2+/钙调蛋白依赖的丝、苏氨酸磷酸酶（CaN）的直接调节，促进NFAT去磷酸化转入核内活化，Vaeth等[32]在小鼠GVHD模型的研究中发现，NFAT缺失会抑制供者T细胞扩增及其功能、促进Treg细胞生成，从而减轻GVHD。从转录因子水平诱导T细胞耗竭可能为预防GVHD的发生提供更为精确的靶点，但其下游的调控机制仍有待继续探究。
Treg细胞属于CD4+ T细胞的一类，能维持外周耐受性和预防自身免疫性疾病[33]。在小鼠模型中，Treg细胞功能缺陷可加剧自身免疫性疾病，使固有器官和造血干细胞易发生移植排斥，与急、慢性GVHD的发生有一定关系。Amarnath等[34]研究发现，在GVHD中，Treg细胞能促进骨髓DC的生成，降低其刺激效应T细胞产生的能力，其表面高表达PDL1，能上调DC PDL1的表达，抑制T细胞活化，从而减轻GVHD。另外，Treg细胞能表达抑制性分子如CTLA-4、LAG-3、Neuropilin-1等，抑制T细胞活化；分泌抗炎因子（IL-10、IL-35、TGF-β）、释放颗粒酶A、高表达CD25并消耗IL-2，抑制效应T细胞功能。Treg细胞还能表达CD62L、CCR5，维持在体归巢特性，抑制早期效应T细胞的活化，诱导移植免疫耐受[35]。
DC是一类抗原提呈细胞，可分为传统树突状细胞（cDC）和pDC，pDC能在病毒刺激下产生大量Ⅰ型干扰素并分化成熟，通过产生IL-10诱导Treg细胞生成、表达抑制性受体（PDL1等）、诱导免疫耐受[36]；此外，还通过吲哚胺-2,3双加氧酶（IDO）诱导Treg生成、下调炎症因子表达、抑制T细胞活化，从而减轻GVHD[37]，提示pDC也参与GVHD中T细胞耗竭的调控。
最早发现于肿瘤患者体内，是由一群髓系细胞前体、未成熟的粒细胞、未成熟的单核细胞和为成熟的DC组成的异质性的细胞群体[38]。人MDSC可分为两群：粒细胞样MDSC（G-MDSC，CDl4-CDl5+CD33+CDllb+HLA-DR-/low）和单核细胞样MDSC（M-MDSC，HLA-DR-/low CDl4+CD49d+CDl5-/low）。MDSC高表达Arg-1和iNOS，通过调节L-精氨酸代谢调节免疫反应过程，并分泌IL-10抑制T细胞活化，预防GVHD；此外还能诱导Treg细胞生成，发挥其免疫抑制功能[39]。Mougiakakos等[40]对51例接受造血干细胞移植的患者进行分析，发现发生GVHD的患者外周血HLA-DR-/low CDl4+细胞（即M-MDSC）明显增加，这群细胞能通过IDO依赖途径，引起IL-6、IL-10、TNF-α等细胞因子的增多及及T细胞上CD3ζ链的表达，导致供者T细胞功能障碍，引起T细胞耗竭，在急性GVHD中能诱导免疫耐受。
活化的T细胞需要消耗能量实现增殖及发挥效应功能。Byersdorfer等[41]研究发现自身反应性T细胞活化需要脂肪酸提供能量，而GVHD发生时，这些活化的T细胞可以通过促进脂肪酸转运提高脂肪酸氧化酶（如CPT1、CPT2）的活性，上调转录共刺激分子的表达驱动氧化代谢；阻断脂肪酸氧化可抑制自身反应性T细胞的活化，起到治疗GVHD的作用。为了进一步探寻GVHD发生时T细胞活化需要合成脂肪酸的机制，Raha等[42]通过比较发生急性GVHD的野生型小鼠和乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1，脂肪酸合成的限速酶）缺陷的小鼠发现，ACC1缺陷的小鼠其T细胞活化受到抑制，体外应用SortA（特异性ACC1/ACC2抑制剂）培养T细胞能得到到同样的结果，并且存在剂量依赖作用，接受缺乏ACC1的供者T细胞输注的受鼠其GVHD的发生率更低。以上提示我们通过破坏脂肪酸合成，如抑制ACC1等相关限速酶，使供者T细胞失去活化及增殖的能力，可预防GVHD的发生。
体内外T细胞活化需要依赖磷酸戊糖途径及谷氨酰胺分解实现糖酵解，从而获得能量。Nguyen等[43]研究发现，GVHD发生时，供者T细胞活化需要通过糖酵解获取能量。mTOR作为能量代谢传感器，参与细胞代谢的调控，其主要分为mTORC1和mTORC2，尤其是mTORC1缺失时，糖酵解过程受阻，影响供者T细胞的活化、增殖及分化，使其无法迁移至GVHD靶器官，从而减缓GVHD的发生；此外，PFKFB3在T细胞活化时表达增加，能促进细胞代谢由氧化磷酸化转向糖酵解，在体内应用3-PO（PFKFB3抑制剂）能够抑制PFKFB3基因的表达，使供者T细胞糖酵解活动受阻，降低GVHD的发生率。总的来说，通过对mTORC1或PFKFB3的靶向治疗，影响糖酵解代谢过程，诱导供者T细胞耗竭，能降低GVHD的发生率和死亡率，但其对移植物抗白血病效应的影响还有待研究。
