TRM的生物学特征及其在肿瘤中的研究进展*

彭鳞钰，韩丽萍

450052 郑州, 郑州大学第一附属医院 妇科

记忆T细胞根据表型(是否表达归巢受体)和功能(是否产生速发性效应功能)分为不同的亚群。传统认为记忆性T细胞可分为两亚群[1]：中心记忆T细胞(central memory T cell,TCM)，以CD62LhiCCR7hi为表型，即表达淋巴结归巢分子CCR7和CD62L,主要分布于次级淋巴器官(secondary lymphoid organs，SLO)并介导反应性记忆，在再次接触抗原时迅速增殖但不直接行使效应功能；效应记忆T细胞(effector memory T cell,TEM)，以CD62LlowCCR7low为表型，不表达CCR7和CD62L，主要存在于脾和淋巴组织以外的器官和组织，不断参与周身循环并可穿过脉管系统迁移至外周炎症组织发挥速发性效应功能，以介导保护性记忆但增殖能力较低。组织驻留记忆T细胞(tissue resident memory T cell,TRM)是近年来提出的以CD103hiCD69hiCD62LlowCD27low为表面表型的第3类记忆T细胞亚群，长期驻留在组织内,显示出有限的出口和再循环水平[2-3]。以往TRM常被报道分布于屏障组织不过值得注意的是，近年来研究报道在非屏障组织和淋巴器官中也发现了TRM[4-5]。这一系列研究的结果表明TRM的存在和保留可能取决于以下因素：原位的抗原刺激、免疫细胞的相互作用以及非淋巴组织(non-lymphoid tissue,NLT)中细胞因子的作用[6-7]。免疫治疗作为一种新兴的抗肿瘤治疗技术，愈发受到人们的重视。同时值得注意的是，越来越多的研究预示着TRM将会在肿瘤免疫治疗中扮演着重要角色。由此借以本文分别介绍TRM的发现和分布、生物学特征、其与肿瘤的关系等方面。

1 TRM的发现

有关TRM在皮肤组织中的研究由来已久[8]，近来由于实验方法的改进，又有新研究报告在人类和小鼠的各组织和器官中发现[9]。评估T淋巴细胞组织驻留性最常用方法之一是Parabiosis模型[10]的建立。Parabiosis模型区分循环和组织驻留细胞群原理在于以小鼠作为实验对象,通过外科手术方式将两只实验动物皮肤连接在一起,使其可以长时间共用一套血液循环系统,从而形成血液与体液的相互交换。循环中的细胞便可以在两只动物中均匀分布,而组织驻留细胞则并不随血液循环迁移至对侧动物体内,从而证明了细胞缺乏随血液再循环的“驻留”特性[11]。虽然传统认为感染期间募集到组织中的T细胞在感染清除后会退出组织或经历凋亡，但是Hogan等[12]在流感病毒感染小鼠肺模型中，观察到了一种在相对频率及活化状态和持续性动力学方面区别于脾脏和外周淋巴结的特殊记忆驻留细胞群，其不能自由地从组织中循环出来，且在李斯特菌和水疱性口炎病毒感染模型中提示该细胞群体具有免疫效应和产生永久记忆[13]。进一步研究显示，CD8+TEM细胞在肠上皮细胞、中枢神经系统、皮肤表皮、唾液腺和呼吸粘膜细胞亚群中存在稳定的非再循环群体,Casey等[14]推定TEM的这个子集是TRM并认为该细胞群可能是非常长寿的。TRM细胞群体代表了一个新的T淋巴细胞谱系，因为它缺乏能够从组织中退出并迁移到淋巴结的分子(Klf2、S1Pr1、CCR7、CD62L等)，并表达特定的驻留标记(CD103、CD49a、CD69)[15]，且目前认为CD103、CD69和CD49a定义了TRM表型[16-17]。

2 TRM的种类和分布

TRM包括CD8+T细胞、CD4+T细胞、Treg细胞、NKT和γδT细胞等多种细胞类型[18],其中以CD8+T细胞、CD4+T细胞亚群的检测较多。这两个T细胞亚群定位于不同的组织隔室：CD8+TRM细胞定位于屏障组织(主要在皮肤、呼吸道和粘膜组织)的上皮层，即处于充当哨兵的最佳位置，触发抗原特异性保护以防止再次感染；而记忆CD4+T细胞多在包括皮肤真皮和阴道固有层等实质组织中发现。近年来有关TRM在胃肠道[19]、肺[20]、肝脏[21]、肾脏[22]、皮肤[23]、生殖道[24]、胰腺[25]、骨髓[26]和大脑[27]等组织和器官中的研究都有报导，甚至有研究支持在淋巴器官中也存在TRM[28]。Schenkel等[28]研究发现CD8+TRM细胞可能在SLO中占据前沿位置。值得注意的是，研究报道CD4+T细胞和CD8+T细胞在SLO中表达CD69并且其驻留的时间比大多数贩运细胞更长。对于这些细胞，是否具有类似于NLT中TRM细胞转录谱，或者仅仅是SLO中的瞬态驻留细胞并保留TEM细胞表型，目前还不清楚[1]。近年来关于TRM细胞在非屏障组织(如大脑、肝脏和肾脏)、中枢以及周围淋巴器官中的新发现值得我们反思：调节TRM细胞在各个器官和组织中形成和分布的机制可能远比我们最初认为的复杂。TRM细胞在其分布部位的有效性、安全性和长期驻留性等生物学特征和调节机制仍在研究进展中。

3 TRM的生物学特征

目前TRM细胞的发生和维持机制尚不明确，研究者在关于TRM的综述[1]中提出设想：当一些记忆T细胞再循环时，一个独特的谱系被嵌入到NLT中，并介导有效的保护性免疫，而该谱系迁移到NLT以及进入特定的微环境(如上皮)的能力可能是后续TRM细胞分化的关键。即淋巴细胞进入组织后,会随着对组织微环境的适应而进行局部分化,以利于其长期驻留。而长期存活的TRM的塑造与维持则又依赖于原位的抗原刺激、转录因子以及组织微环境中信号的多重调控。例如，生殖器黏膜中的CD4+TRM细胞可能需要抗原才能持久存留[6]；CD69和CD103在肠、胃、肾、生殖道、胰腺、大脑、心脏和唾液腺等NLT中的表达，可能由细胞因子驱动[14]；哺乳动物的雷帕霉素靶点(mTOR途径)可能通过促进Teff在粘膜组织[29]中的迁移和聚集而参与这一过程。值得注意的是，Masopust等[30]发现如果把TRM从原来所在的局部解剖位置中移除，TRM可以被重新编程以分化为TCM和TEM，而TCM和Teff在周围组织中可分化为TRM细胞，提示记忆T淋巴细胞池具有一定的可塑性。TRM与TCM、TEM等其他记忆T细胞亚群的关系也尚待进一步研究确认。但是，与其他记忆T细胞亚群相比，TRM细胞具有独特的转录特征，数据表明核心转录程序可能被作为参考来定义来自不同组织的TRM细胞[31-32]。

已知TRM应该是由迁移模式定义的，即该细胞的分布只能局限于一个组织内的特定位置范围。由于在动物模型或人类中定义细胞迁移模式是困难或不切实际的，目前研究支持细胞表面表型标记(CD103CD69CD49a)被取代用于推断TRM状态[17]。然而，这些标记的保真度尚不确定。曾有研究报道,在胰腺、唾液腺、小鼠雌性生殖道中发现CD69-CD103-TRM细胞。Steinert等[33]亦提出CD69可能并不是区分再循环细胞和TRM的决定性标记。不同组织中发现的TRM亚群中可能存在明显的表型异质性，所以根据表型标记来鉴定TRM细胞或许并不能可靠地识别所有驻留的T细胞。因为TRM表型的异质性由其所处组织微环境所决定,所有除检测指征细胞驻留特性的表面分子外,利用成像手段去示踪TRM ,这将是界定TRM的最可靠方法之一[11, 23]。

TRM是外周组织适应性免疫的重要介质，其生物学功能主要体现在其免疫保护功能方面。TRM可针对病原体再感染提供很强的长期免疫保护作用，或通过直接杀死病原体感染的细胞、或通过释放细胞因子和趋化因子，放大其他先天性和适应性免疫细胞的局部募集[34]。此外，基于TRM的免疫机制，TRM作为免疫感应网络的一个组成部分，监测全身内环境稳定的局部波动，在抗肿瘤以及自身免疫性疾病的发生发展中也发挥重要作用[35]。

4 TRM与肿瘤

4.1 TRM在肿瘤免疫微环境中的发现及抗肿瘤免疫作用的研究进展

研究报道宫颈癌[36]、卵巢癌[37]、乳腺癌[38]、结直肠癌[39]和肺癌[40]等上皮来源的以及恶性胶质瘤[41]和黑素瘤[42]等非上皮来源的肿瘤中发现了一定数量的TRM聚集。且越来越多的研究支持TRM可能作为肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TIL)的一个独特亚集：大部分人类肿瘤免疫浸润T细胞具有TRM表型[38,40,42](至少基于CD69和CD103的表达)。但是在不同的研究中，具有TRM表型的TIL的比例是不同的(从25%到75%)，这可能与用于识别这些细胞的特定标记物的性质以及所在的肿瘤微环境差异有关。进一步研究发现肿瘤进展中TRM细胞的浸润程度与患者良好预后成正相关，如在高级别浆液性卵巢癌中，表达CD103的TIL浸润程度越高,患者的预后状况越好[37]；rVACV-OVA诱导的TRM可延迟B16-OVA衍生的黑色素瘤的生长[43]。肿瘤免疫微环境中TRM的免疫监视和免疫保护作用仍在研究中，越来越多的证据表明TRM在肿瘤特异T细胞应答中起着至关重要的作用[35]。Nizard等[44]分别用STxB-E7疫苗免疫和STxB-E7疫苗未免疫的C57BL/6小鼠构建Parabiosis模型，仅在STxB-E7免疫的共生鼠中，观察到支气管肺泡灌洗液(局部)中的E7抗原特异性CD8+CD103+T(TRM)细胞，而脾(外周)中E7特异性CD8+T细胞在STxB-E7免疫和STxB-E7未免疫的共生鼠中以相同水平存在；在Parabiosis手术后的第7天，用TC-1细胞分别移植到STxB-E7免疫、STxB-E7非免疫的共生鼠和天然小鼠(每组n=5)的舌头中成瘤，并做生存分析发现只有STxB-E7免疫的共生鼠被部分保护免受TC-1肿瘤攻击，强烈暗示局部(TRM)而不是外周CD8+T细胞是这种抗肿瘤活性所必需的。

4.2 TRM在肿瘤免疫治疗进展中的临床意义重大

最近的研究表明, 肿瘤免疫治疗已成为继手术、放疗、化疗、靶向治疗后最有发展前景的治疗方法。如何最佳地实现肿瘤特异性TRM细胞的扩散和维持可能对肿瘤免疫治疗的临床意义至关重要。Djenidi等[45]研究发现从非小细胞肺癌(non-small cell lung carcinoma，NSCLC)标本中新分离的CD8+CD103+TIL显示出TRM的表型和转录组特征(如下调S1P1和ITGB2、上调RGS1和ICOS以及编码程序性死亡受体1(programmed cell death protein-1,PD-1)和Tim-3、Bag-3和转录因子EGR1和Nr4a2等)，并且表达PD-1和T细胞免疫球蛋白-3检查点受体，强调了CD8+CD103+TRM在促进瘤内细胞毒性T细胞反应中的作用，支持使用抗PD-1阻断抗体逆转NSCLC患者肿瘤诱导的T细胞耗竭。因此，我们认为TRM可能代表肿瘤免疫监测中的重要组成部分，进一步研究TRM的生物学特性可能对理解和改善免疫检查点(immlme checkpoint，IC)阻滞的临床反应至关重要[20]。如何上调CD8+T细胞表面CD103的表达, 增加肿瘤相关TRM细胞的数量, 降低免疫检查点的表达, 增强免疫防御, 提高免疫治疗水平, 更是抗肿瘤研究的重要方向[18]。Nizard等[44]研究证明了疫苗给药的黏膜途径比肌肉注射更有效，并进一步证明TRM在癌症疫苗抑制肿瘤生长的功效中起关键作用，但到目前为止，缺乏直接证据能够表明TRM在癌症疫苗给药后免疫监视过程中的作用。随着关于肿瘤免疫治疗领域研究的快速发展，TRM细胞或将成为基于IC(如PD-1通路等)阻断[42]免疫疗法的主要靶点、亦或将用于增强癌症治疗疫苗[46]和过继细胞疗法(adoptive cell transfer therapy，ACT)[35]的功效。综上，我们必须认识到在接受免疫治疗的癌症患者的外周组织和肿瘤组织中监测TRM反应的必要性：TRM反应可能是治疗反应性和长期生存的最佳指示。关于肿瘤浸润性TRM细胞的生物学特性和其对肿瘤的调控作用的研究，促使着该领域的学者们更加深入的探索新免疫治疗的发展前景。

5 展 望

TRM如何支持健康的免疫功能及抗肿瘤免疫作用的研究进展正受到学者们的关注。大量研究支持TRM在抗病原体和抗肿瘤的保护性免疫方面承担着重要角色，因此，如何调控TRM数量并发挥积极效应从而增强机体免疫防御是一个非常值得深入研究的领域。TRM在肿瘤中的研究进展对于增强疫苗疗效、基于IC阻断和ACT等抗肿瘤免疫治疗有重要启发意义。理解TRM的生物学特性,掌握其形成、功能或滞留特性, 有助于未来通过靶向该类细胞为肿瘤免疫治疗奠定基础。

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