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T細(xì)胞耗竭與慢性病毒感染疾病的研究進(jìn)展

2013-03-19 05:00:55田曉玲仇超徐建青
微生物與感染 2013年2期
關(guān)鍵詞:病毒感染抗原特異性

田曉玲,仇超, 3,徐建青, 3

1. 上海市(復(fù)旦大學(xué)附屬)公共衛(wèi)生臨床中心,上海201508; 2. 復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院, 上海 200032;3. 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院教育部/衛(wèi)生部醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)微生物學(xué)研究所, 上海 200032

慢性病毒感染后免疫功能紊亂威脅人類健康。機(jī)體感染病毒抗原后,抗原特異的初始T細(xì)胞(na?ve T cell)活化,分化成效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞。效應(yīng)T細(xì)胞包括輔助T細(xì)胞 (T helper cell,Th細(xì)胞)(CD4+T 細(xì)胞)和細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)(CD8+T 細(xì)胞)。持續(xù)病毒感染導(dǎo)致T細(xì)胞耗竭。淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(lymphocytic choriomeningitis virus,LCMV)感染能持續(xù),是因?yàn)榇蟛糠植《咎禺惖目共《綜TL在發(fā)揮殺傷功能后幾天內(nèi)消失,如果病毒沒有被清除,就會(huì)出現(xiàn)致命的免疫病理現(xiàn)象。急性感染LCMV的小鼠體內(nèi)病毒能持續(xù)感染就是CTL耗竭引起的[1]。

T細(xì)胞耗竭代表一種T細(xì)胞分化的獨(dú)特狀態(tài),其特征是T細(xì)胞逐漸損耗和應(yīng)答細(xì)胞數(shù)量缺失。對(duì)慢性病原體和腫瘤免疫控制失敗的主要原因也可能是T細(xì)胞耗竭。細(xì)胞功能丟失按等級(jí)依次出現(xiàn),首先丟失的是細(xì)胞毒性、增殖能力和白細(xì)胞介素2(interleukin 2,IL-2)產(chǎn)生能力,隨后丟失的是腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)和γ干擾素(interferon γ,IFN-γ)產(chǎn)生能力[2]。除部分功能丟失,耗竭T細(xì)胞中CD43、CD69、抑制受體表達(dá)水平升高,效應(yīng)T細(xì)胞相關(guān)分子CD62L和CD127表達(dá)降低。在慢性病毒感染中,抗原刺激水平和持續(xù)時(shí)間對(duì)耗竭起決定性作用,最嚴(yán)重的耗竭狀態(tài)是細(xì)胞死亡[3]。本文對(duì)慢性病毒感染中T細(xì)胞耗竭的表型和功能特性進(jìn)行綜述,解釋T細(xì)胞耗竭的機(jī)制,也試圖探討這種T細(xì)胞應(yīng)答在慢性感染中的影響因素,特別是抑制受體表達(dá)對(duì)T細(xì)胞耗竭的影響。

1 對(duì)急性和慢性感染的T細(xì)胞應(yīng)答

病毒感染分2種類型,一是急性感染,最后病毒被清除; 二是持續(xù)性感染,病毒持續(xù)存在。急性感染常形成有效的抗病毒免疫應(yīng)答,持續(xù)性感染進(jìn)一步分為潛伏性感染、慢性感染和慢發(fā)病毒感染3種類型。對(duì)于急性病毒感染,CD8+T細(xì)胞首先經(jīng)歷增殖期,效應(yīng)CD8+T細(xì)胞累積至能清除病毒;其次是死亡期, 90%~95% 的效應(yīng)T細(xì)胞死亡[2]。僅存活的5%~10%效應(yīng)CD8+T細(xì)胞進(jìn)一步分化成記憶T細(xì)胞群,在缺乏抗原的情況下,這些記憶T細(xì)胞能長(zhǎng)期存在。記憶CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生過程是循序漸進(jìn)的,抗原刺激引起初始 CD8+T細(xì)胞增殖并獲得效應(yīng)功能,包括產(chǎn)生細(xì)胞因子IFN-γ和TNF-α的能力,以及顆粒酶和穿孔素介導(dǎo)的細(xì)胞毒性。存活至死亡期后的效應(yīng)T細(xì)胞進(jìn)一步分化,產(chǎn)生記憶T細(xì)胞,記憶T細(xì)胞能在沒有抗原存在的情況下繼續(xù)分化,通過內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定更新獲得持續(xù)效應(yīng)功能。一旦再次遇到抗原,記憶T細(xì)胞能快速活化并產(chǎn)生效應(yīng)功能[2,4]。在慢性病毒感染或荷瘤狀態(tài)下,抗原持續(xù)性刺激使T細(xì)胞功能和記憶形成發(fā)生較大改變,如產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力、細(xì)胞毒性、增殖能力和細(xì)胞因子介導(dǎo)的自我更新能力削弱;抑制受體過表達(dá);細(xì)胞因子受體表達(dá)下調(diào);細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路改變。這些改變與相應(yīng)的抗原特異T細(xì)胞效應(yīng)功能和增殖能力逐步削弱有關(guān),最終影響宿主的保護(hù)能力。這種抗原持續(xù)性刺激引起的抗原特異性T細(xì)胞表型改變和功能紊亂狀態(tài)常被稱為T細(xì)胞耗竭[4]。

T細(xì)胞耗竭在人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染失控中發(fā)揮重要作用。遇到HIV抗原后,在共刺激信號(hào)存在的情況下,初始T細(xì)胞受體識(shí)別特異抗原,引起T細(xì)胞活化并持續(xù)增殖,形成效應(yīng)細(xì)胞和記憶細(xì)胞。這些記憶細(xì)胞能產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,如IFN-γ、TNF-α、IL-2[5]。耗竭的T細(xì)胞尤其是HIV特異性效應(yīng)CD8+T細(xì)胞功能削弱,抑制受體如程序性死亡分子1 (programmed death 1,PD-1)、CTL相關(guān)抗原4 (CTL-associated antigen 4, CTLA-4)高表達(dá),這些過程對(duì)耗竭有重要作用[4],但對(duì)其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制仍不清楚[6,7]。抗反轉(zhuǎn)錄病毒治療(antiretroviral therapy,ART)后或表位逃逸突變或T細(xì)胞識(shí)別丟失導(dǎo)致HIV特異CD8+T 細(xì)胞丟失[8],如果表位逃逸發(fā)生較早,一些記憶T細(xì)胞會(huì)重新恢復(fù)分化[9,10]。

2 慢性感染中耗竭T細(xì)胞的特征

2.1 在耗竭過程中T細(xì)胞效應(yīng)功能丟失

Zajac等[11]于1998年鑒定了沒有效應(yīng)功能的病毒特異性耗竭CD8+T細(xì)胞。通過分析血清中病毒滴度和脾細(xì)胞CTL功能,以及單細(xì)胞酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)檢測(cè)(enzyme-linked immunospot assay,ELISPOT),發(fā)現(xiàn)在慢性LCMV感染中,CD4-/-小鼠CD8+T細(xì)胞效應(yīng)功能丟失,不能清除感染,并失去分泌IFN-γ的能力。這些病毒特異性CD8+T細(xì)胞表達(dá)活化標(biāo)記CD69hi、CD44hi、CD62Llo,并在體內(nèi)增殖,但不能產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。CD4+T細(xì)胞缺陷時(shí),這些無(wú)應(yīng)答特點(diǎn)更顯著。慢性感染中,抗病毒CD8+T細(xì)胞應(yīng)答通過不同機(jī)制沉默,這取決于病毒表位。當(dāng)去除LCMV 特異性CD8+T細(xì)胞的一種顯性表位,如核蛋白396~404特異表位,CD8+T細(xì)胞對(duì)其他特異顯性表位的應(yīng)答仍存在,如糖蛋白33~41。將溴脫氧尿苷(bromodeoxyuridine, BrdU)摻入小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn),在CD4+T細(xì)胞幫助下,CD8+T細(xì)胞能保持足夠的效應(yīng),慢性病毒感染最終清除。病毒特異性T細(xì)胞的耗竭常表現(xiàn)為部分甚至完全喪失產(chǎn)生IFN-γ、β趨化因子或脫顆粒的能力,耗竭最末階段是病毒特異性T細(xì)胞完全消耗[1,11,12]。較嚴(yán)重的CD8+T細(xì)胞耗竭與病毒載量成一定比例,長(zhǎng)期持續(xù)感染或沒有CD4+T細(xì)胞幫助都會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的CD8+T耗竭[5]。

在持續(xù)性病毒感染中,T細(xì)胞耗竭不僅局限于CD8+T細(xì)胞應(yīng)答,CD4+T細(xì)胞也失去效應(yīng)功能[13-16]。在HIV感染中,病毒特異性CD4+T細(xì)胞失去效應(yīng)功能,出現(xiàn)耗竭現(xiàn)象[5,11,17,18]。在慢性感染中,CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-21,后者幫助CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒功能。對(duì)IL-21受體缺陷(Il-21r-/-) LCMV小鼠的研究表明,IL-21對(duì)長(zhǎng)期保持CD8+T細(xì)胞功能、控制LCMV感染很重要,而IL-21主要由病毒特異性CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生[19-21]。采用細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子染色和多色流式分析方法發(fā)現(xiàn),HIV特異性CD4+T細(xì)胞中抑制受體CTLA-4、PD-1和T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白3(T cell immunoglobulin mucin 3,TiM-3)高水平表達(dá)。與這3個(gè)基因在HIV特異性CD4+T細(xì)胞中的單獨(dú)表達(dá)相比,3個(gè)基因的共表達(dá)與HIV載量的相關(guān)性更強(qiáng)。另外,體外阻斷PD-1/PD-1配體(PD-1 ligand 1, PD-L1)通路與CD28協(xié)同刺激,可增強(qiáng)HIV特異性CD4+T細(xì)胞的增殖能力。這些結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)一個(gè)復(fù)雜的共刺激受體網(wǎng)絡(luò)表達(dá),可更好地控制HIV感染[22]。同時(shí)阻斷多種抑制受體和信號(hào)通路,可能增強(qiáng)HIV特異性CD4+T細(xì)胞功能,更好地控制HIV復(fù)制。

2.2 慢性感染中耗竭T細(xì)胞顯示多種抑制受體表達(dá)

HIV感染中,CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞中抑制受體高水平表達(dá)是T細(xì)胞耗竭的主要特征之一[5]。在鼠LCMV感染中,耗竭的CD8+T細(xì)胞顯示7種抑制受體表達(dá),即PD-1、淋巴細(xì)胞活化基因3分子(lymphocyte activation gene 3,LAG-3)、CD160、2B4、CTLA4、人白細(xì)胞免疫球蛋白樣受體亞家族B成員3 (leukocyte immunoglobulin-like receptor subfamily B member 3,PIR-B)和糖蛋白49[17]。

PD-1是B7-CD28家族的免疫調(diào)節(jié)分子成員[23-25],PD-1通路在HIV感染的T 細(xì)胞功能紊亂和耗竭中發(fā)揮重要作用。PD-1 除與HIV感染疾病進(jìn)展相關(guān)外(如與病毒載量成正比,以及與CD4+T細(xì)胞計(jì)數(shù)呈負(fù)相關(guān)),其表達(dá)水平也在HIV特異性CD8+T細(xì)胞中顯著上調(diào),并與T細(xì)胞耗竭密切相關(guān)[23]。HIV 特異性四聚體陽(yáng)性細(xì)胞中PD-1表達(dá)與病毒載量呈正相關(guān),與CD4+T細(xì)胞計(jì)數(shù)呈負(fù)相關(guān)。與EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)或巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus,CMV)特異性CD8+T 細(xì)胞比較,在開始ART后,HIV特異性CD8+T細(xì)胞中PD-1表達(dá)下降。阻斷PD-1/PD-L1通路可顯著增強(qiáng)四聚體陽(yáng)性細(xì)胞增殖和HIV特異性產(chǎn)IFN-γ的CD8+T細(xì)胞/CD4+T細(xì)胞的頻率。除PD-1外,其他細(xì)胞表面抑制受體也調(diào)控T細(xì)胞耗竭。病毒特異性CD8+T細(xì)胞也有LAG-3、CD244 (2B4)、CD160、TiM-3、CTLA-4 及其他抑制受體的表達(dá)。通過同時(shí)阻斷PD-1通路和LAG-3通路[17]、PD-1/CTLA-4[15]或 PD-1/Tim-3[22],發(fā)現(xiàn)表達(dá)在相同耗竭CD8+T細(xì)胞中的幾種抑制受體的不同組合方式及其表達(dá)數(shù)目與慢性感染的嚴(yán)重程度有關(guān)[17]。

在慢性LCMV感染小鼠的不同組織中,耗竭的CD8+T細(xì)胞有廣泛的PD-1表達(dá)。比較相同小鼠脾臟和血液的CD8+T細(xì)胞[26],發(fā)現(xiàn)肝臟、腦、骨髓CD8+T細(xì)胞中PD-1較持久地高水平表達(dá)。雖然脾臟PD-1表達(dá)與IFN-γ、TNF-α的產(chǎn)生相關(guān),但PD-1高水平表達(dá)的骨髓來源病毒特異性CD8+T細(xì)胞在體外仍能產(chǎn)生抗病毒細(xì)胞因子。相反,各組織來源的耗竭CD8+T細(xì)胞中,PD-1表達(dá)與細(xì)胞毒性呈負(fù)相關(guān)。脾臟中PD-L1高表達(dá),而骨髓抗原呈遞細(xì)胞中PD-L1表達(dá)比較低。體內(nèi)不同組織微環(huán)境選擇性地支持表達(dá)高水平PD-1的CD8+T細(xì)胞持久耗竭,提示在不同組織或解剖位點(diǎn)進(jìn)行體內(nèi)PD-1阻斷對(duì)耗竭CD8+T細(xì)胞有不同影響。用表面標(biāo)記CD27、CD45RO 和CCR7 來區(qū)分記憶亞群,發(fā)現(xiàn) PD-1主要表達(dá)在中央記憶(central memory,CM)、過渡記憶(transitional memory,TM)和效應(yīng)記憶(effector memory,EM)CD8+T 細(xì)胞[27,28];CD160主要表達(dá)在CM和TM CD8+T細(xì)胞。相反,EM和效應(yīng)CD8+T細(xì)胞亞群中2B4表達(dá)水平最高。經(jīng)體外刺激,大部分CD8+T細(xì)胞中LAG-3高水平表達(dá),而體內(nèi)研究揭示LAG-3在CM CD8+T 細(xì)胞亞群中高表達(dá)[28]。ART降低HIV感染者記憶CD8+T 細(xì)胞中抑制受體PD-1、CD160、2B4和 LAG-3表達(dá),體外阻斷PD-1和2B4抑制通路可提高HIV特異性CD8+T細(xì)胞的增殖能力。因此,多種抑制受體影響HIV特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答,也預(yù)示了一種新的HIV免疫干預(yù)的潛在靶點(diǎn)[28]。

3 抑制受體和轉(zhuǎn)錄因子對(duì)T細(xì)胞耗竭的調(diào)控

近年來,逆轉(zhuǎn)HIV-1引起T細(xì)胞耗竭的研究受到廣泛關(guān)注。通過PD-1和CTLA-4阻斷,協(xié)同逆轉(zhuǎn)肝內(nèi)HIV特異性CD8+T細(xì)胞的耗竭[28,29]。Tim-3+PD-1+腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)表現(xiàn)出最嚴(yán)重的耗竭表型,喪失增殖及產(chǎn)生細(xì)胞因子IL-2、TNF-α和IFN-γ的能力,聯(lián)合阻斷Tim-3和PD-1通路在控制腫瘤生長(zhǎng)方面比單獨(dú)阻斷Tim-3或PD-1通路更有效[30]。HIV特異性CD8+T細(xì)胞耗竭可用抗體介導(dǎo)阻斷PD-1/B7-H1信號(hào)通路逆轉(zhuǎn)[31]。體內(nèi)同時(shí)阻斷LAG-3和PD-1通路導(dǎo)致T細(xì)胞耗竭較大程度逆轉(zhuǎn)和對(duì)病毒的控制,但單獨(dú)阻斷其中一種抑制受體沒有效果,表明耗竭的CD8+T細(xì)胞中存在多種抑制受體的調(diào)控,也提示在慢性感染中可根據(jù)這種調(diào)控作用而采用新的治療干預(yù)手段[32]。因此,慢性感染的嚴(yán)重性與抑制受體的數(shù)量和強(qiáng)度有密切關(guān)系。

LCMV模型研究發(fā)現(xiàn),B細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白1 (B-lymphocyte-induced maturation protein 1,Blimp-1)在慢性感染的病毒特異性CD8+T細(xì)胞中高表達(dá)。雖然Blimp-1高表達(dá)促成CD8+T 細(xì)胞耗竭,但條件性刪除Blimp-1可改變慢性感染中病毒特異性CD8+T 細(xì)胞分化,并減少抑制受體表達(dá)。Blimp-1刪除實(shí)驗(yàn)表明, Blimp-1是慢性感染中CD8+T細(xì)胞耗竭的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)劑,在效應(yīng)功能與T細(xì)胞耗竭之間起平衡作用[33]。PD-1上調(diào)人和小鼠耗竭CD8+T細(xì)胞中一些基因的表達(dá),包括上調(diào)堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子ATF樣蛋白(basic leucine zipper transcription factor, ATF-like,BATF),這是一種活化蛋白 1(activator protein 1,AP-1)家族轉(zhuǎn)錄因子。增強(qiáng)BATF表達(dá)足以削弱T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子分泌,BATF敲除可減少PD-1的抑制作用。體外實(shí)驗(yàn)通過沉默慢性病毒血癥患者T細(xì)胞的BATF,可恢復(fù)HIV特異性T細(xì)胞功能。因此,抑制受體能引起T細(xì)胞耗竭,通過上調(diào)一些基因如BATF而抑制T細(xì)胞功能,可能為提高HIV感染者的T細(xì)胞免疫功能提供新的治療機(jī)會(huì)[34]。

4 抑制受體信號(hào)調(diào)控T細(xì)胞的可能機(jī)制

抑制受體是否僅通過T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)和共刺激誘導(dǎo)基因表達(dá),抑制受體信號(hào)是否能誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄還不清楚。抑制受體對(duì)T細(xì)胞調(diào)控的可能機(jī)制有以下幾種:①抑制受體信號(hào)可能阻斷來自TCR和共刺激通路的所有信號(hào),導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄終止或一定數(shù)量減少。②抑制受體可能選擇性阻斷一些TCR和共刺激信號(hào),導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄改變。③一種抑制受體可能抑制一種特異的共刺激通路,不影響其他共刺激通路,從而抑制基因轉(zhuǎn)錄。④抑制受體信號(hào)可能阻斷共刺激信號(hào),部分阻斷TCR信號(hào),也誘導(dǎo)新基因轉(zhuǎn)錄[17]。不同的抑制受體可能調(diào)控不同的細(xì)胞功能,如PD-1通路似乎影響耗竭CD8+T細(xì)胞的存活和增值[24],而LAG-3通路則相反。CD160可能也影響耗竭CD8+T細(xì)胞的功能[17]。

研究表明,抑制受體可能以2種以上的方式削弱T細(xì)胞功能,如CTLA-4和CD28競(jìng)爭(zhēng)共刺激配基[35]。相反,PD-1募集磷酸酶如Src同源結(jié)構(gòu)域2酪氨酸磷酸酶1(Src homology region 2 domain-containing phosphatase 1,SHP-1)、SHP-2 或Src同源結(jié)構(gòu)域2肌醇磷酸酶(Src homology 2-containing inositol phosphatase,SHIP)到TCR近端的信號(hào)復(fù)合體,從而削弱其信號(hào)[36]。CTLA-4 和 PD-1負(fù)調(diào)控T細(xì)胞活化,阻斷CD3/CD28介導(dǎo)的糖代謝上調(diào),靶向于絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine/threonine kinase,Akt),但采用不同的調(diào)控機(jī)制[37]。CTLA-4介導(dǎo)的Akt磷酸化抑制作用對(duì)酶抑制劑岡田酸(okadaic acid)敏感,表明2A型絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2A, PP2A)在介導(dǎo)CTLA-4對(duì)T細(xì)胞活化的抑制中發(fā)揮顯著作用。相反,PD-1信號(hào)通過防止CD28介導(dǎo)的磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)活化來抑制Akt磷酸化。PD-1抑制PI3K/AKT活化的能力取決于胞質(zhì)尾區(qū)免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序(immunoreceptor tyrosine-based switch motif,ITSM),進(jìn)一步增強(qiáng)了這一區(qū)域介導(dǎo)PD-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要性。PD-1 在抑制CD3/CD28誘導(dǎo)的T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄改變中比CTLA-4更有效,它們通過不同的潛在協(xié)同機(jī)制抑制T細(xì)胞活化[37]。抑制受體可能通過削弱信號(hào)和基因表達(dá)的方式起抑制作用,PD-1通過上調(diào)一些基因如BATF抑制T細(xì)胞功能,表明抑制受體PD-1不僅通過減少TCR信號(hào)抑制T細(xì)胞,還通過誘導(dǎo)HIV特異性CD8+T細(xì)胞中一些抑制T細(xì)胞功能基因的表達(dá)削弱T細(xì)胞功能[34]。對(duì)抑制受體的胞內(nèi)信號(hào)通路及其在不同解剖位點(diǎn)與細(xì)胞相互作用中發(fā)揮的作用機(jī)制,還需進(jìn)一步研究。

目前對(duì)涉及T細(xì)胞耗竭分子通路的了解較少,導(dǎo)致T細(xì)胞耗竭的機(jī)制仍不清楚。CTLA-4也是B7-CD28家族成員之一。在未接受ART時(shí),CTLA-4在HIV特異性CD4+T 細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),但在CD8+T細(xì)胞中沒有上調(diào)。CTLA-4與HIV感染疾病進(jìn)展呈正相關(guān),與CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-2以應(yīng)答病毒抗原的能力呈負(fù)相關(guān)。大部分HIV特異性CD4+T細(xì)胞中 CTLA-4 和其他抑制受體PD-1共表達(dá)。體外阻斷CTLA-4 增加HIV特異性CD4+T 細(xì)胞功能,說明CTLA-4 抑制通路選擇性調(diào)節(jié)HIV特異性CD4+T細(xì)胞的功能紊亂,不影響HIV特異性CD8+T細(xì)胞,為CD4+T細(xì)胞耗竭提供依據(jù),也為HIV感染的治療提供潛在的免疫治療靶點(diǎn)[15]。

研究LCMV克隆13感染的小鼠模型持續(xù)感染過程中不同類型抗原呈遞細(xì)胞對(duì)CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):①慢性感染中,持續(xù)的抗原呈遞直接引起T細(xì)胞耗竭;②CTL需直接的抗原-主要組織相容性復(fù)合物(major histocompatibility complex,MHC)相互作用來清除病毒感染的細(xì)胞;③CD8+T細(xì)胞與造血和非造血細(xì)胞中的抗原持續(xù)相互作用,負(fù)向影響慢性感染中病毒特異性T細(xì)胞應(yīng)答[38]。

5 T細(xì)胞耗竭和治療性疫苗的使用

控制慢性HIV感染的一個(gè)很有前景的策略是應(yīng)用治療性疫苗,目的是通過刺激患者的抗病毒免疫應(yīng)答以減少持續(xù)的病毒感染,但這一方法并不盡如人意,因?yàn)槁圆《靖腥菊弋a(chǎn)生的抗病毒T細(xì)胞常在功能上已耗竭,不能對(duì)治療性疫苗作出正確應(yīng)答。研究表明[39,40],治療性疫苗結(jié)合阻斷抑制性受體能協(xié)同增強(qiáng)功能CD8+T細(xì)胞應(yīng)答,提高慢性感染小鼠對(duì)病毒的控制,為治療慢性病毒感染提供了很好的借鑒。去除抑制信號(hào),同時(shí)增加刺激信號(hào)如IL-2,也可能是一種很有潛力的增強(qiáng)治療性疫苗抗慢性病毒感染效率的方法。

LAG-3的結(jié)構(gòu)與CD4相似,但其與MHCⅡ的親和力遠(yuǎn)高于CD4[41,42]。LAG-3 負(fù)調(diào)控T細(xì)胞增殖,控制記憶T細(xì)胞庫(kù)大小[43],可能被用來在疫苗接種中增大記憶T細(xì)胞庫(kù),增強(qiáng)疫苗效力。LAG-3通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)依賴和不依賴的方式調(diào)控T 細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[44],可能對(duì)T細(xì)胞耗竭也有一定的調(diào)控作用。LAG-3在LCMV特異性CD8+T細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),而LAG-3敲除鼠模型研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照小鼠相比,T細(xì)胞的效應(yīng)功能和病毒滴度沒有改變,表明在LCMV感染中單獨(dú)LAG-3對(duì)CD8+T 細(xì)胞耗竭沒有較大影響[45]。另外,耗竭T細(xì)胞中CD127、CD122受體表達(dá)下調(diào)[8,46]。

治療HIV感染的T細(xì)胞疫苗目標(biāo)是誘導(dǎo)HIV特異記憶細(xì)胞形成,發(fā)展為長(zhǎng)久的免疫保護(hù),使機(jī)體再次遇到這類病毒抗原時(shí)產(chǎn)生記憶應(yīng)答,防止再次感染或大大降低疾病的嚴(yán)重性。疫苗引起的T細(xì)胞分化表現(xiàn)出表型和功能上的多樣性。幼稚CD4+T細(xì)胞分化為幾種有顯著效應(yīng)功能的Th細(xì)胞,從而介導(dǎo)針對(duì)不同抗原的免疫保護(hù)。初始CD8+T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞,在血液中循環(huán)或停留在病毒入侵門戶,即在組織(包括黏膜)中,對(duì)機(jī)體遭遇入侵提供直接保護(hù)。相反,CM T細(xì)胞駐留在T細(xì)胞豐富的淋巴器官,為機(jī)體提供前體T細(xì)胞庫(kù),在遇到抗原時(shí)立即快速克隆擴(kuò)增并分化為記憶細(xì)胞[2]。

6 結(jié)語(yǔ)

目前很多關(guān)于T細(xì)胞耗竭的問題仍未解決,如為什么耗竭CD8+T細(xì)胞在慢性HIV感染中持續(xù)存在?了解抗病毒治療如何消除持續(xù)病毒感染非常有意義。逃逸突變說明T細(xì)胞給感染機(jī)體的病毒施加一定壓力(免疫應(yīng)答),可能T細(xì)胞耗竭創(chuàng)建了一種病毒感染與機(jī)體抗感染的平衡。機(jī)體以有限的抗病毒防衛(wèi)能力去抵御病毒感染和減弱感染造成的免疫病理。是否T細(xì)胞耗竭也受多種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控?慢性HIV感染中功能紊亂的CD4+T細(xì)胞與CD8+T細(xì)胞的潛在感染機(jī)制是否相同?關(guān)鍵問題是,T細(xì)胞耗竭是否能在體內(nèi)逆轉(zhuǎn),從而恢復(fù)較高的功能? 是否有普遍、共同的潛在分子機(jī)制存在于T細(xì)胞耗竭中?這些都需進(jìn)一步研究。

另一個(gè)重要問題是,隨著對(duì)T細(xì)胞耗竭了解越來越多,在分子和轉(zhuǎn)錄水平能否利用T細(xì)胞耗竭作為預(yù)防HIV感染的疫苗策略?如在轉(zhuǎn)錄過程中避免耗竭T細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄特征,可能保護(hù)機(jī)體免受HIV的持續(xù)感染。T細(xì)胞耗竭的信息如何被整合從而開發(fā)HIV感染的治療性和預(yù)防性疫苗具有重要意義。對(duì)PD-1通路中信號(hào)分子的準(zhǔn)確作用和作用機(jī)制了解也不夠。對(duì)于將PD-1、CTLA-4阻斷作為免疫治療的靶點(diǎn),目前還存在一些問題,如缺乏足夠的合適動(dòng)物模型,缺乏免疫治療的生物標(biāo)記,有必要研究如何結(jié)合多種抑制受體促進(jìn)和保持耗竭狀態(tài)。最適抗原刺激結(jié)合阻斷抑制分子,使調(diào)控性細(xì)胞因子失效,將是治療慢性病毒感染的較好方法。

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