滤泡细胞毒性T细胞参与HIV感染进程的研究进展

杨鸿鸽，焦艳梅，王福生

·导向与述评·

滤泡细胞毒性T细胞参与HIV感染进程的研究进展

杨鸿鸽，焦艳梅，王福生

最近研究发现，在B细胞滤泡周围发现一类新的CD8+T细胞亚群即CXCR5+CD8+T细胞亚群，也称为滤泡细胞毒性T细胞（follicular cytotoxic T cells, TFC）亚群，该亚群引起了人们广泛的兴趣。到目前为止，TFC参与生发中心免疫反应的一些过程和机制及其作用还不完全明确。本文综述了国内外研究中TFC的表型、生理功能、成熟与分化的调节因素及其在HIV感染中的作用与临床意义。TFC功能表现出强大的应用前景，我们相信对其进一步研究有可能开启控制或治愈慢性病毒感染或肿瘤的另一种重要的细胞治疗方式。

滤泡细胞毒性T细胞；HIV感染；进展

在病毒感染过程中，主要存在于二级淋巴器官的抗原特异CD8+T细胞迅速分化为效应性T细胞以消灭病毒感染。同时，CD4+T细胞分化为滤泡状辅助性T细胞（follicular helper T cells, TFH）以增强B细胞产生保护性抗体的能力。在一些病毒持续性感染过程中，病毒因逃避免疫的控制及清除作用，导致持续感染和复制。如HIV能够逃避特异细胞免疫的作用，使TFH细胞成为HIV持续感染及潜伏的重要靶标，并成为HIV功能性治愈的主要障碍[1]。由于TFH细胞主要存在B细胞滤泡，因此深入研究和理解效应性细胞毒性T细胞在B细胞滤泡中的位置、表型及功能等对设计新的针对HIV的清除措施具有重要的意义。

最近研究发现：在B细胞滤泡周围发现一类新的CD8+T细胞亚群即CXCR5+CD8+T细胞亚群也称为滤泡细胞毒性T细胞（follicular cytotoxic T cells, TFC）亚群，该亚群引起了人们广泛的兴趣。CXCR5在所有B细胞、TFH及TFC上表达[2-3]。目前CXCR5惟一的已知配体为趋化因子CXCL13，其主要由B细胞滤泡周围的基质细胞和滤泡树突状细胞产生[4]。而TFH存在于B细胞滤泡，通过辅助抗体的产生发挥有效的体液免疫反应[5-6]。然而，生发中心免疫反应的一些过程、机制及TFC的作用还不完全明确，本文对目前TFC及其在HIV感染中的研究进展进行综述。

1 TFC的表型

CXCR5在TFC上特异表达。CXCR5对于TFC移动到B细胞滤泡周围是必需的。TFC表达CCR5但不表达趋化因子CCR7，而TFH运用CCR7能够归巢到淋巴组织，这表明TFC与TFH的归巢或迁移的模式不同。在CXCR5基因的5´区和内含子1区，有三个调控元件，CXCR5的表达与这三个调控元件密切相关，B淋巴细胞诱导成熟蛋白（B lymphocyte induced maturation protein, Blimp1）和转录因子E2A可与这些调控元件结合，调节CXCR5的转录[7]。E2A 激活CXCR5转录，而Blimp1则抑制CXCR5转录。转录因子Blimp1 和E2A除了直接调节CXCR5的表达外，也可与Bcl6、TCF-1及E2A的抑制蛋白Id2和Id3一起形成转录通路，控制CXCR5的表达及TFC的形成。与细胞毒性T细胞（cytotoxic lymphocyte, CTL）相比，TFC低表达抑制性分子Tim3、CD39及2B4等，但PD-1的表达在CXCR5+CD8+T细胞与CTL是没有差异的[8]。TFC的另外一个特征是高表达与记忆性细胞有关的分子，例如CD62L、IL-7R和 TCF-1；还可以低表达穿孔素，部分可能与低表达Blimp1有关。Blimp1与多种细胞毒性分子的表达相关[9]，也是记忆分化过程的抑制分子，并负调节Sell （编码 CD62L）、Il7r 和 Tcf[10]。因此，TFC的分化上调Bcl6和下调Blimp1过程，不仅导致CXCR5表达增加，提高TFC进入B细胞滤泡区的可能，并且也降低了该细胞的细胞毒性效应功能。TFC和细胞毒性T细胞亚群表达不同的TLRs。TLRs是与天然免疫反应密切相关的分子，但它们在CD8+T细胞上的作用还不是特别清楚[11]。

外周血与淋巴组织中的TFC的表型有一些共同点，也存在一些差异。淋巴组织中TFC高表达共刺激分子CD27和CD28，表达活化分子CD69和CD95，也表达记忆分子CD45RO，低表达CD7，表明这群细胞是抗原致敏过的T细胞。小部分淋巴组织中的TFC表达IL-7受体CD127。而外周血中的TFC不表达CD69，但表达CD127，表明循环的CXCR5+CD8+T细胞活化程度较低。淋巴组织中TFC几乎不表达CD62L，可能与此黏附分子进入淋巴组织过程中被下调有关。在外周血中CXCR5+CD8+T细胞高表达CD62L，表明其能黏附到内皮微静脉。只有大约50％的外周血中的TFC表达CCR5，并且表达水平低于其在淋巴结中的水平。

TFC详细的表型特征以及与功能之间的关系尚有许多未知之处，是未来针对TFC研究的重点内容之一。

2 TFC的生理功能

TFC具有干细胞样特征，能够缓慢的自我更新并能产生更多的终末分化效应CD8+T细胞，这些效应细胞可以存在于淋巴组织和非淋巴组织中。外周血及淋巴组织中的TFC均可产生IFN-γ、TNF-α、IL-2和颗粒酶A，但不产生细胞毒性蛋白穿孔素[12]。这表明TFC具有非溶细胞效应及记忆细胞的特征。与CXCR5-CD8+T细胞相比，TFC亚群产生IFN-γ和TNF-α的能力更强。大约30％的TFC表达脱颗粒标记CD107，而CXCR5-CD8+T细胞CD107染色几乎都是阴性，表明TFC抗病毒的能力更强。而CXCR5-CD8+T细胞分泌高水平的效应分子穿孔素等，但不表达IL-2和TNF，增殖能力较弱，表明CXCR5-CD8+T细胞处于终末分化的状态。

TFC对滤泡B细胞的存活及功能的发挥具有一定的支持作用，但没有TFH对滤泡B细胞的支持作用强烈。TFC激活产生的CD70、OX40 和ICOS在其与B细胞相互作用中发挥重要作用。TFC对滤泡B细胞产生IgG具有一定的辅助作用。TFC与B细胞之间有效的相互作用除了需要同源T细胞受体-主要组织相容性复合体（T cell receptor-major histocompatibility complex, TCR-MHC）的相互作用外，还需要其他的分子对，如CD27、CD70和OX40等[13]。同样，B细胞对于TFC的存活及发挥功能起着至关重要的作用，将TFC转入感染的野生型的小鼠及B细胞缺陷的小鼠，发现在B细胞缺陷的小鼠中，TFC不能很好的生存[12]。并且，在B细胞缺陷的小鼠中，TFC毒性作用和细胞因子的产生能力都是降低的。此外，TFC还表达高水平的趋化因子Xcl1[8]，这将有助于提高与淋巴结中树突细胞的相互作用。

如上所述，TFC、TFH及B细胞之间的相互作用对其功能的正常发挥起着至关重要的作用，但目前对这三群细胞之间相互作用的具体机制还知之甚少，也是未来研究的重点内容之一。

3 影响TFC成熟和分化的调节因素

E2A/Id2轴在调节TFC的功能及分化过程中发挥重要作用。He等[12]对比了CXCR5+CD8+T和CXCR5-CD8+T细胞转录组，发现TNF家族蛋白和它们的受体及特定趋化因子受体在CXCR5+CD8+T细胞上的表达水平较高。他们进一步发现E2A明显富集在CXCR5+CD8+T细胞，CXCR5+CD8+T细胞表达低水平的Id2，Id2能够拮抗E2A的转录活性。在慢性感染中，在Id2-/-的小鼠中，CXCR5+CD8+T细胞的数量和频率都明显增加。去除Id2的CXCR5+CD8+T细胞显示出更强的效应功能。过度表达E2A能够明显上调CXCR5在CD8+T细胞上的表达，而如果同时过表达Id2将降低这种效果。更重要的是，过表达E2A的细胞显示出PD-1的表达降低而CD107及细胞因子的分泌能力增加。这些结果表明，E2A/Id2轴调节了CXCR5+CD8+T细胞的分化和功能。除了上述的调节，CXCR5+CD8+T细胞的产生高度依赖胸腺。

除了上述E2A/Id2调节轴发挥主要的调节功能外，转录因子Blimp1、E2A、Bcl6、TCF-1及E2A抑制蛋白Id2和Id3一起形成转录通路，控制TFC的形成。E2A 激活CXCR5转录，而Blimp1则抑制CXCR5转录。在TFC上，去除Id3导致CXCR5表达增加，Id3过表达则抑制CXCR5的表达。由于Blimp1和E2A也调节CXCR5在TFH细胞及B细胞上的表达，这种模式有可能是一个普遍的模式，它决定的不只是CXCR5的表达，而且决定这些细胞的功能。

进一步了解影响TFC成熟和分化的调节因素对深入了解TFC、通过影响调节TFC的关键基因或分子以影响TFC的产生及功能起着重要作用。其详细的调节过程及通路分子是未来针对TFC研究的重要方向之一。

4 TFC在HIV感染中的作用与临床意义

在病毒慢性感染中，CTL大量耗竭，TFC是对慢性病毒感染具有控制作用的主要细胞亚群[7]。在HIV感染中，CTL是抗HIV感染的主要效应细胞，在杀伤HIV感染细胞和阻止HIV经细胞间扩散中发挥着重要作用。随着疾病进展，HIV特异性CTL表现为进行性衰竭。关于TFC在HIV慢性感染过程中的作用，目前国内外一些科研小组对其进行了初步探讨。

He等[12]对未治疗的HIV感染患者TFC与疾病进展的关系进行了初步研究，发现在未治疗的HIV感染患者中，血浆病毒载量与TFC数量呈反比。在淋巴结中，可检测到HIV特异的TFC，这群TFC比CXCR5-CD8+T细胞分泌的IFN-γ、TNF-α及CD107的水平要高。在HIV感染中，与CXCR5-CD8+T细胞相比，CXCR5+CD8+T细胞表现出低水平的Id2表达。在未治疗的HIV感染患者中，TFC位于滤泡中HIV感染的TFH细胞周围，这表明，这些细胞在控制滤泡周围的HIV感染中具有重要作用。在慢性猴免疫缺陷病毒 （simian immunodeficiency virus, SIV）或HIV感染中，在B细胞滤泡区，TFH细胞是HIV感染和产毒的重要细胞，而TFC在此区域非常少，导致在B细胞滤泡周围持续的产生感染。过继性转进TFC或干预E2A/Id2轴可有效清除B细胞滤泡中的HIV感染[12]。

在慢性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒感染和肿瘤中，阻断PD-1抑制途径能够提高T细胞免疫反应[1,14-15]。把CXCR5+和CXCR5-CD8+T细胞转录进慢性病毒感染的小鼠，然后应用PD-1阻断剂。结果表明，PD-1阻断剂对CXCR5-CD8+T细胞的效应能力较低。而CXCR5+CD8+T细胞对PD-1阻断剂的反应能力较强。PD-1阻断剂能够明显增加（＞30倍） CXCR5+CD8+T细胞分化为CXCR5-CD8+T细胞的能力及效应功能[8]。表明PD-1阻断剂能够使CXCR5+CD8+T细胞的增殖及效应能力暴发。对于在HIV感染中，加入PD-1阻断剂是否能够增强CXCR5+CD8+T细胞的增殖及效应能力，值得进一步探讨。

在病毒持续感染中，目前观点一致认为TFC是对病毒起主要杀伤作用的细胞。研究表明TFH是HIV潜伏的最重要靶标，TFC数量不足导致HIV感染及潜伏到TFH中的数量增加[1,16-17]。因此深入解析TFC在HIV感染中的作用，并进一步探讨TFC对TFH中的HIV病毒和潜伏HIV病毒的清除作用对设计新的歼灭HIV储存库的措施具有重要意义。

总之，TFC是近年新发现的一类CD8+T细胞亚群，其主要位于滤泡B细胞周围。在慢性感染及肿瘤中，在特异性CTL耗竭的情况下，成为起主要杀伤作用的细胞亚群。目前对其表型、功能、来源、产生的机制以及与其他细胞之间的相互作用等尚不完全清楚。还需要大量的研究进行揭示。TFC功能表现出强大的应用前景，对其进一步研究有可能打开控制或治愈慢性病毒感染或肿瘤的另一种重要的细胞治疗方式。

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（2016-11-15收稿 2016-12-10修回）

（责任编委 张玲霞 本文编辑 胡 玫）

Research progress on the involvement in the HIV infection of follicular cytotoxic T cells

YANG Hong-ge, JIAO Yan-mei, WANG Fu-sheng*
University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Recent studies have shown that a new subset of CD8+T cells named as CXCR5+CD8+T cells has been found around B cell follicles. This subset is also known as follicular cytotoxic T cells (TFC), and has aroused widespread interests. So far, some of the processes and mechanisms of TFC's involvement in the germinal center immune response and its role within it are not fully understood. In this article, we summarized results of all domestic and foreign studies on the phenotypes, physiological functions, and moderating factors of maturation and differentiation of TFC, as well as their roles and clinical significance in the HIV infection. The function of TFC cells has shown a broader application prospects, and we believe that the further research on TFC may find another important cell therapy on the control or cure of chronic viral infection or tumor.

follicular cytotoxic T cells; HIV infection; research progress

R512.91

A

1007-8134(2016)06-0321-04

10.3969/j.issn.1007-8134.2016.06.001

国家自然科学基金项目（81371803）；北京市自然科学基金项目（7152072）

100049 北京，中国科学院大学（杨鸿鸽）；100039 北京，解放军第三○二医院感染性疾病诊疗与研究中心（焦艳梅、王福生）

王福生，E-mail: fswang302@163.com

*Corresponding author, E-mail: fswang302@163.com