滤泡调节性T细胞的生物学特性及其在病毒感染性疾病中的作用

黄永彬 张 标

2011年，研究者在生发中心(germinal center, GC)中发现了可表达CXC趋化因子受体 5(cxc receptor 5, CXCR5) 的特异性叉头状转录因子 p3(forkhead transcription factor p3，FOXP3)阳性调节性T细胞(regulatory T cells，TREG)亚群，并将这群特殊的TREG细胞亚群命名为滤泡调节性T细胞[1]。TFR细胞兼具TREG细胞和滤泡辅助性 T 细胞(follicular helper T cells，TFH)的表型特征，可通过抑制TFH细胞和B淋巴细胞的增殖分化，进而调控免疫应答。目前， TFR细胞在病毒感染性疾病中的研究逐渐成为热点。本文主要对TFR细胞的生物学特性及其在病毒感染性疾病中的研究进展进行综述。

一、Tfr细胞的生物学特性

早期的研究认为，TFR细胞起源于胸腺TREG细胞[1]。除了胸腺TREG细胞，在特定的条件下，幼稚的CD4+T细胞可以分化为TFR细胞[2]。但这种现象仅存在于CD4+T细胞与胸腺TREG细胞不存在生理竞争的情况下，当与胸腺TREG细胞存在生理竞争的情况下，所有TFR细胞都来自胸腺TREG细胞[3]。

虽然TFR细胞的具体分化过程仍不明确，但目前的研究表明，TFR细胞的分化是一个多阶段和多因素过程。首先，暴露的抗原可刺激淋巴组织中的树突状细胞(dendritic cell，DC)的活化，活化的DC向定位于淋巴滤泡T淋巴细胞区的自然TREG细胞(natural treg，NTREG)递送抗原。在多种信号作用下，胸腺TREG细胞和FOXP3-前体细胞可分化为早期TFR细胞。表达CXCR5和分化决定簇抗原69(cluster of differentiation 69，CD69)的早期TFR细胞发生趋化运动进入T淋巴细胞区和B淋巴细胞滤泡之间的边界，并与同源B淋巴细胞相互作用成为中间TFR细胞。在GC中，随着分化决定簇抗原25(cluster of differentiation 25，CD25)表达的下调，中间TFR细胞变得更加成熟，发育为成熟TFR细胞来进一步抑制TFH细胞和GC中的B淋巴细胞。循环TFR细胞来源于早期TFR细胞或成熟TFR细胞，当再次暴露于抗原时，循环TFR细胞可以归巢到GC[4]。

TFR细胞的分化受到多因素的调节。DC的刺激和诱导可影响TFR 细胞的分化和发育。在实验动物中可观察到，DC的耗竭导致TFR细胞的数量减少[5]。这间接表明了TFR细胞的分化和TFH细胞的分化一样，需要DC的参与，但具体是DC的哪一个亚群在刺激TFR细胞的分化，仍有待于进一步明确。B淋巴细胞在TFR细胞后续的完全分化过程中发挥着重要作用，在B淋巴细胞缺失小鼠的淋巴结和B淋巴细胞缺乏的患者血液中几乎不存在TFR细胞[5,6]。

相关蛋白也可影响TFR细胞的分化。研究发现，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mammalian target of rapamycin complex 1，MTORC1)是TREG细胞向TFR细胞分化所必需的[7]。MTORC1介导转录因子信号转导及转录激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)的磷酸化，磷酸化的STAT3通过促进转录因子1(transcription factor 1，TCF1)与转录因子7(transcription factor 7，TCF7)调控区的结合来诱导TCF1的表达。随后，TCF1与B细胞淋巴瘤基因6(B-cell lymphoma/leakemia 6，Bcl-6)启动子结合并启动TFR细胞分化程序。此外，由 TFH 细胞亚群分泌的含硬化蛋白结构域的蛋白 1 (sclerostin domain-containing protein 1，SOSTDC1)也可影响TFR细胞的分化，SOSTDC1通过阻断Wnt/β-连环蛋白轴，分别上调 FOXP3、CXCR5 和 细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)的表达来促进 TFR 细胞分化[8]。

TFR细胞的分化与发育也与相关因子的表达有关。在分化决定簇抗原28(cluster of differentiation 28，CD28)缺陷性小鼠和可诱导共刺激分子(inducible costimulatory molecule，ICOS)缺陷性小鼠体内均不存在TFR细胞，表明CD28和ICOS在TFR细胞分化中起到促进作用[9]。FOXP3和组蛋白甲基化转移酶2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)促进了TFR细胞的抑制功能和转录程序[10]。一旦失去FOXP3表达，TFR细胞就会变成前TFR细胞，其转录程序会发生异常，抑制能力也会受损。缺乏EZH2的TFR细胞还可以通过改变不同于FOXP3的TFR细胞转录程序来降低抑制功能。程序性细胞死亡分子1(programmed cell death 1，PD-1)及其配体PD-L1相互作用可抑制淋巴结中的TFR细胞分化[11]。PD-1缺陷小鼠的淋巴结和外周血中的TFR细胞的数量是显著增加，而且显著增加的TFR细胞使体内抗体的生成进一步减少[12]。

作为TFR细胞调控体液免疫的主要机制，CTLA-4在抑制TFR细胞的分化上和PD-1有着相同的作用。在小鼠的FOXP3+TREG细胞中条件性敲除CTLA-4后，淋巴结和外周血中的TFR细胞大量增加，TFR细胞的抑制能力和控制B淋巴细胞反应的能力降低[13]。进一步研究发现，CTLA-4是通过下调分化决定簇抗原80(cluster of differentiation 80，CD80)和分化决定簇抗原86(cluster of differentiation 86，CD86)在DC中的表达，减少CTLA-4与CD80和CD86相互作用以及调节CD28的变化，进而抑制TFR细胞的分化[14]。除了PD-1和CTLA-4， B淋巴细胞诱导成熟蛋白1(B lymphocyte-induced maturation protein 1，BLIMP1)作为Bcl-6的拮抗剂，也起到抑制TFR细胞分化的作用[1]。在BLIMP1特异性缺失的小鼠中，可观察到TFR细胞数量的显著增加[15]。一项研究表明，BLIMP1可独立于Bcl-6调节TFR细胞的分化，这可能与活化T淋巴细胞核因子2 (nuclear factor of activated T-cells 2, NFAT2)有关。NFAT2可上调TREG细胞表面上CXCR5的表达，使其迁移到GC进一步转化为TFR细胞，而BLIMP1可通过抑制NFAT2的表达进一步抑制TFR细胞的分化[16]。

二、TFR细胞与病毒感染

TFR 细胞是调节B淋巴细胞产生抗体的关键细胞，了解TFR细胞在病毒感染免疫应答中其活性和功能的变化，将有助于理解病毒感染性疾病的致病机制及发现潜在的治疗靶点。

1.TFR细胞与人类免疫缺陷病毒感染：诸多研究表明，人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)感染与TFR细胞密切相关[17～20]。在HIV感染者的次级淋巴器官中，虽然CD4+T细胞的数量进行性下降，但TFR 细胞的数量是增加的，过度的TFR细胞反应可抑制生发中心反应，进而影响病毒感染期间体液免疫应答[17]。

TFR细胞可能通过抑制HIV特异性的广谱中和抗体(broadly neutralizing antibodies，BNABS)的生成，影响HIV感染期间的体液免疫反应[18]。在HIV感染时，BNABS起到了可以抑制病毒血症和预防HIV感染的作用，BNABS上有许多体细胞突变，使这些抗体与突变的HIV具有高亲和力。但只有小部分HIV感染者能产生BNABS，这可能是因为TFR细胞抑制了BNABS的生成。TFR细胞可降低TFH细胞和B淋巴细胞的活性，这可能导致体细胞超突变减少，从而抑制BNABS的形成。研究指出，HIV感染可使患者循环TFR细胞中白细胞介素10 (interleukin-10，IL-10)和CTLA-4的表达增加，IL-10和CTLA-4可抑制TFH 细胞的白细胞介素21 (interleukin-21，IL-21)的表达，导致TFH细胞核TFR细胞的平衡失调，进而导致体液免疫系统中B淋巴细胞功能异常和缺陷[19]。

除了影响抗体的产生， TFR细胞在病毒感染过程中可能还有其他作用。在HIV感染中，TFH细胞在被HIV感染后躲过了分化决定簇抗原8(cluster of differentiation 8，CD8)阳性T细胞和病毒直接的细胞毒作用而进入静息状态，构成了HIV的细胞储存库。TFR细胞也可以感染HIV，这可能与TFR细胞可高表达HIV感染所需要的受体CD4及CC趋化因子受体5型(cc chemokine receptor type 5, CCR5)有关，因为阻断这些趋化因子受体可以抑制HIV对TFR细胞的感染[20]。而HIV感染者TFR细胞的HIV DNA水平与TFH细胞相似，也提示了TFR细胞可能是TFH细胞之外的一个潜在的HIV储存库[19]。因此，TFR细胞可能通过调节B淋巴细胞反应和携带病毒来影响HIV感染。

2.TFR细胞与流行性感冒病毒感染：在流行性感冒病毒感染的过程中，TFR细胞可影响抗流行性感冒病毒病毒抗体的产生。在使用流行性感冒病毒病毒感染模型来研究 TFR 细胞的功能时发现，在接种后第 30 天可观察到 TFR细胞缺陷动物模型中的流行性感冒病毒病毒特异性抗体有减少的趋势[21]。该研究还发现，在病毒感染发生时，白细胞介素2(interleukin-2，IL-2)可通过BLIMP1依赖性机制阻止TFR细胞的分化，但感染结束后，TREG 细胞分化为 TFR 细胞，TFR 细胞迁移到滤泡中阻止B淋巴细胞过度增殖。近年来一项研究发现，在流行性感冒病毒病毒感染的后期，在缺乏TFR细胞的实验动物中不仅出现B淋巴细胞抗原受体(B cell receptor, BCR)库的改变，而且还可以观察到病毒特异性、长寿命的浆细胞数量的减少，以及针对血凝素和神经氨酸酶这两种主要流感病毒糖蛋白抗体效价的降低[22]。表明在流行性感冒病毒病毒感染期间，TFR 细胞可促进抗原特异性 B 细胞反应。靶向 TFR 细胞或 TFR 细胞衍生分子，可能为未来开发更有效的流行性感冒病毒病毒疫苗提供新的方向。

3.TFR细胞与新型冠状病毒感染：目前，新型冠状病毒感染已经对全球人类的健康造成严重威胁。特异性抗体在对抗新型冠状病毒的过程中发挥着关键作用。既往研究表明，TFR细胞与新型冠状病毒感染特异性抗体的产生密切相关。在两例新型冠状病毒感染轻症患者的外周血中，可检测到TFR细胞数量的增加，而且在这两位患者体内均未检测到特异性抗体的产生[23]，这可能由于TFR细胞的增加抑制了特异性抗体的产生。此外，Gong等[24]对新型冠状病毒感染恢复期患者的外周血进行T淋巴细胞亚群分析时发现，恢复期患者外周血中循环TFR细胞比例减少，而且循环TFR 细胞数量的变化与新型冠状病毒特异性免疫球蛋白G、免疫球蛋白M和免疫球蛋白A 抗体滴度之间呈负相关，进一步表明循环TFR细胞可能是新型冠状病毒感染恢复期患者病毒特异性抗体产生的抑制因素，使其数量下降及功能受损可能会为免疫途径治疗新型冠状病毒感染提供新的方法。

4.TFR细胞与慢性肝炎病毒感染：TFR 细胞在慢性肝炎病毒感染和疾病进展中也起到关键作用。在慢性乙型肝炎病毒感染中，患者外周血TFR细胞增多，同时血清中乙型肝炎病毒DNA、乙型肝炎病毒表面抗原和丙氨酸氨基转移酶水平升高[25]。表明在存在慢性抗原刺激的情况下，TFR细胞可能通过抑制中和抗体的产生来抑制病毒的清除，提示TFR细胞可作为肝炎病毒感染的一个治疗靶点。

三、展 望

综上所述，TFR细胞的发现为研究病毒感染性疾病提供了新的突破口。目前，已有不少关于TFR细胞在病毒感染时数量、表型及功能方面的变化研究，但这些变化的具体机制，以及TFR细胞在病毒感染免疫应答过程中发挥的具体作用暂未明确。继续深入研究TFR细胞在病毒感染过程中的具体作用机制、TFR细胞与其他参与体液免疫应答细胞的关系以及TFR细胞在病毒性疫苗产生保护性免疫作用中的作用等问题，将为抗病毒治疗药物和疫苗的研发提供新的思路和方法。