多发性硬化CD8+记忆性T细胞亚群的免疫学研究进展

刘喷飓 杨亭亭 刘广志

多发性硬化(multiple sclerosis，MS)是一种发生于中枢神经系统(central nervous system，CNS)的炎性脱髓鞘性疾病。根据病程特点可分为临床孤立综合征(clinically isolated syndrome，CIS)、复发-缓解型MS(relapsing-remitting MS，RRMS)、继发进展型MS(secondary progressive MS，SPMS)和原发进展型MS(primary progressive MS，PPMS)几种亚型，其中以RRMS最为常见[1]。

迄今为止，MS病因尚未完全明确，目前认为是一种由遗传因素〔如人白细胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)〕和环境因素(如感染)的相互作用导致的自身免疫性疾病。在发病机制方面，根据患者CNS内淋巴细胞浸润、免疫治疗有效以及与遗传因素(如HLA-DR2)关联等证据，现已普遍认为MS主要由免疫细胞(尤其是T细胞)所介导针对CNS髓鞘的免疫应答所致[2]。免疫应答通常分为固有免疫应答和适应性免疫应答两大类，在临床表现方面，MS的突出特征是慢性迁延和复发，这与适应性免疫应答密切相关。在适应性免疫应答过程中，机体免疫记忆功能的维持至关重要[1]。而免疫记忆功能主要由记忆性淋巴细胞承担[3]。

鉴于T细胞各种表面标志或效应功能不同，可将记忆性T细胞(memory T cell)分为不同的亚群，如根据趋化性细胞因子受体(chemokine receptor，CCR)-7的表达不同，分为中心记忆性T细胞(central memory T cell，TCM，CCR7+CD45RA-)、效应记忆性T细胞(effector memory T cell，TEM，CCR7-CD45RA-)、终末效应记忆性T细胞(terminal effector memory T cell，TEMRA，CCR7-CD45RA+)三个亚群[5]。以往认为CD4+T细胞在MS发病机制中起着关键的作用，但是很多研究也发现了CD8+T细胞的重要性[4-5]，并且CD8+T细胞也发挥了免疫记忆维持和免疫监视的作用。除了已经发现的CD8+的TCM、TEM以及CD8+的TEMRA三个亚群[5]之外，近来亦发现其他亚群，如CD8+的组织定居记忆性T细胞(tissue-resident memory T cell，TRM，CD69+CD103+)等[6]。CD8+的记忆性T细胞群在细胞亚型、功能和免疫活性等方面均具有一定的异质性[7-8]，在此本文综述了其与MS相关研究的最新进展。

1 CD8+的记忆性T细胞亚群

1.1 TEMTEM的细胞表型为CD45RA-CD45RO+CCR7-CD62L-，随着趋化因子受体(CXC chemokine receptor，CXCR)-3和趋化因子受体(CX3C chemokine receptor，CX3CR)-1的发现，可以识别出CX3CR1-、CX3CR1int和CX3CR1hi等亚群[9]，其中CX3CR1hi细胞常富集于循环和组织中，经抗原刺激后略有增殖并产生白细胞介素(interleukin，IL)-2，且可对靶细胞发挥杀伤效应，其上述特点与TEM重叠，提示CX3CR1的表达可用于鉴别类似难辨的TEM亚群[9]。

以往研究发现CD8+的TEM参与了预防单核细胞增生李斯特菌感染的免疫过程，进而推测CD8+的TEM参与了针对来自于外周淋巴器官的感染所发生的免疫应答，可能与其细胞毒性功能及靶器官定位功能有关[8]。Michael 等[10]研究发现，与健康对照相比，MS患者外周血中的CD8+的TEM(CD45RA-CD62L-)比例下降，提示CD8+的TEM细胞缺乏可能和MS早期发病以及疾病迁延有关。治疗MS的药物那他丽珠单抗(natalizumab)恰是针对这一特点，通过阻止MS患者外周血TEM细胞亚群迁移至中枢神经系统，增加CD8+的TEM的绝对数量，进而起到了治疗的作用[11]。

1.2 TCMTCM通常存在于血液、脾脏和非淋巴组织中，经抗原刺激后迁移至外周炎症组织，在二次应答中迅速发挥效应功能。早期Sallusto等研究发现：趋化因子受体CCR7作为一种归巢分子，可以调节CD8+T细胞归巢至次级淋巴器官(secondary lymphoid organ，SLO)，此后在EB病毒(Epstein-Bar virus，EBV)感染患者的外周血中亦识别出CD8+的TCM亚群。Kumar等[12]近来证实：根据细胞表面CCR7和CD62L的不同表达，可鉴别CD8+的TCM和TEM，其中TCM表型为CD45RA-CD45RO+CCR7-CD62L-，由于其高表达CCR7和CD62L分子而具有快速增殖和分化的特征，能归巢至SLO。近来Gerlach等[9]发现，结合其他细胞标志(如CxC3R1)，可进一步区分不同的CD8+T细胞亚群，CX3CR1-和CX3CR1int细胞群出现于淋巴结，并对趋化因子CCL19反应而发生迁移，提示CX3CR1表达可用于进一步区分TCM的细胞亚类，其中CX3CR1-细胞与经典TCM类似，在淋巴结内更为多见，与CX3CR1int细胞相比，更快、更高地再表达CD62L，更易产生IL-2，但是细胞毒素产生的更少，因此认为CX3CR1-细胞可能系更具同质的TCM细胞亚群。进入中枢神经系统的CD8+的TCM与MS的发病有一定的相关性，针对发病机制中的这一环节，富马酸二甲酯可以转换循环中T细胞的免疫亚型，抑制CD8+的TCM比例，相对增加初始性T细胞的比例，起到一定的治疗效应[13]；芬戈莫德也可以通过降低CD8+T细胞的比例，相对增加CD8+的TEM细胞亚群的比例，进一步起到治疗作用[14]，两者都可以通过消耗CD8+的TCM来发挥治疗MS的作用。

1.3 TRMKim等[15]通过使用OT-I小鼠TCR转基因(OVA-specific T-cell receptor)CD8+T细胞过继转移，发现了定位于肠黏膜固有层和上皮间隔内的记忆细胞，首次证实记忆细胞存在于非淋巴组织中。之后Masopust等[16]发现小鼠的记忆细胞存在于淋巴组织和非淋巴组织中，尤其是非淋巴组织中，此类抗原特异性CD8+T细胞能发挥即时效应，类似于TEM；而位于SLO(如脾脏)中的抗原特异性CD8+T细胞则无此功能。随后研究发现在皮肤、肠黏膜、肺组织、阴道黏膜甚至大脑等组织中均存在具有同样特征和功能的记忆性T细胞亚群，遂将之命名为TRM[17]。Sathaliyawala等[18]研究显示CD45RO和CD103表达可识别人黏膜内记忆CD8+T细胞。Hombrink等[19]从肺切除患者的健康肺组织中发现了肺组织内TRM(CD45RA-CD8+T细胞)，且其高表达CCR6和CXCR6。近来Wong等[20]发现CD69+CD103-TRM存在于除了血液以外的所有非淋巴组织中，在结肠和肺组织内以CCR5+CD49a+CD45RA+和CCR5+CD49a+CD45RO+亚群为主，可能系CCL5的高表达所致；结肠中发现的CCR5+CD45RO+CD161+TRM，则可能属于黏膜相关恒定T细胞(mucosal-associated invariant T cell，MAIT)。

Wakim等[21]研究发现小鼠感染水泡性口炎病毒后，脑组织内会出现TRM，其效应细胞群表型为CD8+CD103+，随后研究显示小鼠脑组织内存在CD8+的TRM，在脑内持续存在且无须从血液循环中补充，基因图谱分析示该CD8+CD103+记忆性T细胞与其他记忆性T细胞亚群不同，表达低水平的CCR7和转录因子-T细胞因子-1(T cell factor1，Tcf-1)、高水平的颗粒酶-A和颗粒酶-B。van Nierop等[22]发现，在进展型MS患者病灶内可见及大量的CD8+的TRM，但在急性病灶或新鲜病灶内的分布及其TRM的亚型情况尚不明确。有趣的是，Machado-Santos等[23]通过尸检发现，在MS急性期病灶内CD8+的TRM的数量明显增多，但在慢性迁延进展的阶段则较少。因此，CD8+的TRM在MS发病过程中似乎存在着不同的表现，这还有待于进一步的研究来明确。

1.4 外周记忆性T细胞(peripheral memory T cells，TPM)以往研究发现CX3CR1可用以鉴别三种不同的记忆性T细胞亚群和效应记忆性T细胞，其中经典TCM和TEM呈现CX3CR1-。病毒感染可导致产生相当数量的稳定CX3CR1int亚群，该细胞亚群比其他的记忆性T细胞亚群可能经历了更为频繁的稳定分化，此过程不仅为自我更新，还包括CX3CR1-TCM细胞池的扩展；TCM和CX3CR1int细胞都归巢至淋巴结，但是CX3CR1int细胞(不包括TEM)则大多停驻在外周组织内[9]。

随着对表达CX3CR1int记忆性T细胞的发现，一类新的记忆性细胞亚群TPM得以命名[9]，在感染1年后的转录因子T-bet缺陷小鼠体内，大多数CX3CR1-细胞表达CD62L，约半数CX3CR1int细胞表达CD62L，而CX3CR1int细胞的形成则减少，这一现象提示在TPM细胞亚群中也存在着一定的细胞异质性[8]。

生理状态下，CD62Lhi/CX3CR1+记忆性T细胞亚群通常定居于淋巴结内，具有不同的迁徙模式，更倾向于定居在病原体侵入的部位[8]。在人类和小鼠被病毒慢性感染的过程中，CX3CR1+的记忆性CD8+T细胞非常少见，但随着感染被控制或接受治疗之后，它就会明显增多[24]。Bottcher等[24]报道在腺病毒载体疫苗或天然的巨细胞病毒(cytomegalovirus，CMV)感染后，小鼠和人均会产生反应性炎症性的CD8+记忆性T细胞即CX3CR1int细胞，这提示淋巴结内CD62Lhi/CX3CR1+细胞亚群可以起到预防慢性感染的保护作用。TPM主要的生理功能就是其组织监视功能，它可以通过输入淋巴管迁移至组织内，随后再返回淋巴结这一循环途径，来不断监视外周组织感染的情况，对机体起到预防慢性感染的保护效应。

上述主要的各个记忆性T细胞亚群分化迁移模式如下：初始性CD8+T细胞通过经抗原递呈细胞识别抗原而被激活，进一步增殖并且分化为效应性T细胞(effector T cell，Teff)，Teff进入血液循环后，绝大多数会被消耗，仅有少量Teff可以分化为持续长期存活的CD8+记忆性T细胞亚群，常见的包括TCM、TEM和TPM。Teff进入CNS后，也有一部分分化为TRM，长期定居在CNS，一旦再次遭遇抗原刺激，TRM会迅速产生适应性免疫反应；还有一部分Teff可以转化为TPM，而且随着时间推移，TPM可以进一步分化为TCM，并归巢至循环血液中，也可以进入CNS分化为TRM而长期存在。TCM具有较强的增殖能力，在遭遇抗原刺激后，进一步可以分化为TEM，迁移至CNS，在二次应答中迅速发挥效应功能(图1)。

目前涉及CD8+的TPM与MS疾病相关性的研究很少，但是作为比较特殊的一种长寿命记忆性T细胞亚群，CX3CR1intTPM细胞具有优越的稳态增殖能力，不仅具有自我更新能力，而且有助于扩大CX3CR1-TCM的细胞库，在慢性炎症性疾病中起着免疫监视和防止病原体再次感染的作用[25]，这有可能为未来MS发病机制研究和药物研发提供新的启示。

1.5 其他亚群经典的TCM、TEM、TRM、TPM分型并不能完整体现记忆性T细胞的多样性，仍不断有新的亚型被发现，例如基于CD27和CD43的表达水平不同，通过分析呼吸道病毒感染小鼠CD8+T细胞的记忆性应答，以及根据激活标志物(如CD27和CD43)，将其分为具有不同记忆性应答功能的CD8+记忆性T细胞亚群，这些细胞亚群与TEM、TCM表型不同，记忆性应答能力方面亦不同，但同样表达其他激活状态相关的标志物(CXCR3、CD127、KLRG1)，并在记忆性T细胞是否参与记忆性应答反应的预测方面优于CD62L[8]。CD27low/CD43low记忆性细胞同时也呈现KLRG1hi、CD127low、T-bethi、脱中胚蛋白(Eomesodermin，Eomes)low，即存在着互相重叠的表达模式，但与TEM细胞和TRM不同，这类细胞可持续处在免疫记忆状态，尽管增殖反应不强，但可明显对抗仙台病毒和单核细胞增生利斯特菌感染[8]。这类细胞经历了抗原刺激之后的特异性增殖，可形成相当程度的继发性记忆性T细胞亚群，并保持持久的针对病原体的控制效应，且具有不同的组织分布模式，通常定居于脾脏，可加强清除入侵的李斯特菌的功能[8]。

注：MS：多发性硬化；CNS：中枢神经系统；Teff：效应性T细胞；TCM：中心记忆性T细胞；TEM：效应记忆性T细胞；TRM：终末效应记忆性T细胞；TPM：外周记忆性T细胞图 1 多发性硬化CD8+记忆性T细胞亚群分化迁移模式图

2 治疗展望

目前，针对各种自身免疫性疾病(如牛皮癣、红斑狼疮、类风湿性关节炎等)的记忆性细胞的靶向药理学研究，是一种极具吸引力和前景的治疗策略研究。近年来以记忆性细胞为靶点，调节MS患者的免疫异常状态的治疗药物不断出现[5]，这些药物或可提升初始免疫细胞或可转换针对机体自身炎症的防御机制，这些在一定程度上都可以清除攻击机体自身的致病性的免疫细胞，进而起到阻止MS疾病复发的作用[5]。

总之，越来越多的证据表明CD8+记忆性T细胞及其亚群与MS的起病、发展或复发密切相关，此类的细胞亚群研究还在不断进行中，因此TEM、TCM、TRM和TPM亚群的分类方法并不能完全体现CD8+记忆性T细胞的多样性，进一步明确CD8+记忆性T细胞及其各个亚群特点及其在MS发病机制中的作用，将有助于今后确立针对性的疾病药物治疗靶点。未来的研究会围绕这一方向，在已经获批的药物基础上，与其他新一代的免疫调节剂联合治疗。