組織定居T細(xì)胞的免疫學(xué)特征研究進(jìn)展

劉 洋 閆冬梅

(佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007)

組織定居淋巴細(xì)胞(Tissue-resident lymphocytes)[1]是一類駐留在非淋巴組織中的“非循環(huán)淋巴細(xì)胞群”，雖然它們遷移特性相似，但其組織分布、轉(zhuǎn)錄因子等不同,又分為：組織定居記憶T細(xì)胞(Tissue-resident memory T cells，TRM)、iNKT細(xì)胞(invariant natural killer T cells)、黏膜相關(guān)恒定T細(xì)胞(Mucosal-associated invariant cells，TMAIT)、γδT細(xì)胞、小腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intestinal intraepithelial lymphocytes，IELs)、固有淋巴細(xì)胞(Innate lymphoid cells，ILCs)和組織定居記憶B細(xì)胞(tissue-resident memory B cells，BRM)[2]。

1 組織定居淋巴細(xì)胞的鑒別

組織定居淋巴細(xì)胞的確認(rèn)得益于組織移植實(shí)驗(yàn)、循環(huán)系統(tǒng)消融方法、聯(lián)體共生小鼠模型的發(fā)展。Gebhardt等[3]將單純皰疹病毒(HSV)感染過的小鼠皮膚移植到未感染的小鼠身上，發(fā)現(xiàn)HSV特異性CD8+T細(xì)胞在原移植皮膚上至少保持4周以上，證明了HSV特異性CD8+T細(xì)胞的組織定居特性。循環(huán)系統(tǒng)消融[4]是指FTY720(抑制淋巴器官里的淋巴細(xì)胞遷移的藥物)處理小鼠，阻斷循環(huán)T細(xì)胞遷移到感染局部，結(jié)果表明結(jié)核菌感染肺部組織時(shí)，起保護(hù)作用的T細(xì)胞主要是肺部駐留的T細(xì)胞，而不是循環(huán)系統(tǒng)中的記憶T細(xì)胞[5]。聯(lián)體共生實(shí)驗(yàn)是鑒定組織定居淋巴細(xì)胞的金標(biāo)準(zhǔn)[6]，該實(shí)驗(yàn)通過外科手術(shù)將兩只小鼠的皮膚縫合在一起，皮膚連接處可以形成新的微血管從而建立體液和血液交換系統(tǒng)。研究者繼續(xù)誘導(dǎo)聯(lián)體小鼠其中的一只產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)有些淋巴細(xì)胞并不隨血液循環(huán)遷移到對側(cè)小鼠，同時(shí)其他各種細(xì)胞進(jìn)入共用的循環(huán)系統(tǒng)后均勻分布在兩只小鼠體內(nèi)[7]。這群具有組織駐留特征的淋巴細(xì)胞就是組織定居淋巴細(xì)胞[1]。

2 組織定居T細(xì)胞的生物學(xué)特征

記憶性T細(xì)胞根據(jù)趨化因子受體CCR7和血管L-選擇素CD62(CD62L)的表達(dá)，分為中央型記憶性T細(xì)胞(Central memory T cells，TCM)和效應(yīng)型記憶性T細(xì)胞(Effector memory T cells，TEM)[8]。TCM表達(dá)CCR7和CD62L，主要存在于次級淋巴器官，遇到相同抗原二次攻擊時(shí)迅速產(chǎn)生免疫應(yīng)答。TEM低水平表達(dá)或不表達(dá)CCR7和CD62L，主要分布在非淋巴組織，在抗原刺激下通過血液循環(huán)遷移到外周炎癥組織發(fā)生免疫防御。近年來發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的記憶細(xì)胞亞群TRM，TRM廣泛分布于皮膚、呼吸道、腸道、女性生殖道、肺、腦、唾液腺、感覺神經(jīng)節(jié)等部位，甚至存在于次級淋巴器官[9]。TRM不參與體循環(huán)，相比再循環(huán)的記憶T細(xì)胞，TRM在遇到相同抗原二次侵襲時(shí)，能夠更快速有效地控制局部感染。TRM的表面標(biāo)記與TEM相似，都不表達(dá)CCR7和CD62，起初有人認(rèn)為TRM和TEM是兩個(gè)相關(guān)的T細(xì)胞亞群，但皮膚、肺和小腸中TRM的基因表達(dá)譜表明TRM有其獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄特征，并且其轉(zhuǎn)錄因子等一些分子可以調(diào)控TRM的發(fā)育[10]。

最初CD69糖蛋白被認(rèn)為是早期淋巴細(xì)胞活化的主要標(biāo)志，它表達(dá)于含有TRM的絕大多數(shù)外周組織，現(xiàn)在證實(shí)CD69在TRM中的表達(dá)與TCR的信號啟動無關(guān)，但與TRM的組織定居特性密切相關(guān)[10]。CD69與1-磷酸鞘氨酸受體1(Sphingosine-1-phosphate receptor 1,S1PR1)的結(jié)合阻止了T細(xì)胞在1-磷酸鞘氨醇(S1P)濃度梯度引導(dǎo)下離開外周組織[11]。klf2GFP轉(zhuǎn)基因熒光示蹤小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，上游轉(zhuǎn)錄因子KLF2表達(dá)降低后，T細(xì)胞表面的S1PR1表達(dá)水平顯著下降，促進(jìn)TRM駐留于外周組織[12]。細(xì)胞因子TGF-β、IL-33和TNF-α可通過磷脂酰肌醇3激酶和激酶Akt抑制KLF2的表達(dá)。Mackay等[13]研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子成熟蛋白-1(Blimp1)及同源蛋白Hobit通過抑制組織外遷信號促進(jìn)TRM生成。Blimp1和Hobit雙重缺失導(dǎo)致klf2、S1pr1、Ccr7和Tcf7等基因失調(diào)，這幾乎完全阻斷了皮膚、腸道、腎、肝臟中TRM 的生成。

整合素CD103是TRM的另一個(gè)主要的標(biāo)志，通過E-鈣粘蛋白促進(jìn)CD8+TRM粘附在組織上皮細(xì)胞上，有利于局部組織產(chǎn)生TRM。在皮膚和肺，T-bet的缺失可引起低表達(dá)KLRG1的TRM前體細(xì)胞產(chǎn)生，TRM前體細(xì)胞可促進(jìn)CD103分子的表達(dá)。肺和皮膚微環(huán)境中的TGF-β通過下調(diào)T-box轉(zhuǎn)錄因子T-bet的表達(dá)，解除T-bet對CD103的抑制作用[14]。腸道的CD8+TCD103+細(xì)胞表達(dá)CD127而不表達(dá)KLRG1，成為記憶性前體效應(yīng)性T細(xì)胞(Memory precursor effector cells，MPECs)。MPECs在組織微環(huán)境TGF-β的作用下快速表達(dá)CD69和CD103分子[15]。

3 組織定居T細(xì)胞的免疫學(xué)功能

病原體感染機(jī)體皮膚和粘膜的早期，TRM就可快速識別抗原并立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗感染效應(yīng)，不需要抗原特異性增殖[8]。但是皮膚TRM被致敏物質(zhì)和自身抗體異常激活，會引起長期反復(fù)的皮膚損傷甚至自身免疫性疾病。腦組織中的TRM直接裂解荷載抗原的靶細(xì)胞進(jìn)行免疫監(jiān)視[16]。而肺臟中的TRM分泌γ干擾素(Interferon-γ，IFN-γ)等因子招募循環(huán)系統(tǒng)的記憶T細(xì)胞到達(dá)局部感染組織，抵御流感病毒侵襲。Ganesan等[17]收集早期非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者的腫瘤浸潤性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)進(jìn)行全基因組測序，發(fā)現(xiàn)CTLs增強(qiáng)的細(xì)胞毒性與CD103的表達(dá)相關(guān)。Miao等[18]用CD103+細(xì)胞生長因子(Flt3L)聯(lián)合抗CTLA-4Abs和抗PD-1Abs治療小鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)組小鼠存活率高于單獨(dú)使用抗CTLA-4Abs和/或抗PD-1Abs的處理的小鼠。Flt3L的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)增加了腫瘤浸潤性CD103+CD8+TRM的數(shù)量，增加了TNF-α、IFN-γ和顆粒酶B的表達(dá)來增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答。

4 小結(jié)

現(xiàn)有研究已經(jīng)確定了TRM具有特殊的表面標(biāo)記和轉(zhuǎn)錄特征。TRM的發(fā)育和其轉(zhuǎn)錄因子、歸巢分子、細(xì)胞因子受體等表達(dá)密切相關(guān)，并受組織微環(huán)境的調(diào)控?？茖W(xué)家們初步探索了其在組織微環(huán)境中的駐留機(jī)制，但TRM的發(fā)育機(jī)制和體內(nèi)調(diào)控機(jī)制仍不十分明確。如何上調(diào)TRM在控制感染、腫瘤應(yīng)答、損傷修復(fù)等功能時(shí)的表達(dá)，是今后免疫學(xué)的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。我們期待能夠掌握TRM的形成、駐留和功能特性，推動臨床疾病治療的進(jìn)展。