濾泡細胞毒性T細胞參與HIV感染進程的研究進展

楊鴻鴿，焦艷梅，王福生

·導向與述評·

濾泡細胞毒性T細胞參與HIV感染進程的研究進展

楊鴻鴿，焦艷梅，王福生

最近研究發現，在B細胞濾泡周圍發現一類新的CD8+T細胞亞群即CXCR5+CD8+T細胞亞群，也稱為濾泡細胞毒性T細胞（follicular cytotoxic T cells, TFC）亞群，該亞群引起了人們廣泛的興趣。到目前為止，TFC參與生發中心免疫反應的一些過程和機制及其作用還不完全明確。本文綜述了國內外研究中TFC的表型、生理功能、成熟與分化的調節因素及其在HIV感染中的作用與臨床意義。TFC功能表現出強大的應用前景，我們相信對其進一步研究有可能開啟控制或治愈慢性病毒感染或腫瘤的另一種重要的細胞治療方式。

濾泡細胞毒性T細胞；HIV感染；進展

在病毒感染過程中，主要存在于二級淋巴器官的抗原特異CD8+T細胞迅速分化為效應性T細胞以消滅病毒感染。同時，CD4+T細胞分化為濾泡狀輔助性T細胞（follicular helper T cells, TFH）以增強B細胞產生保護性抗體的能力。在一些病毒持續性感染過程中，病毒因逃避免疫的控制及清除作用，導致持續感染和復制。如HIV能夠逃避特異細胞免疫的作用，使TFH細胞成為HIV持續感染及潛伏的重要靶標，并成為HIV功能性治愈的主要障礙[1]。由于TFH細胞主要存在B細胞濾泡，因此深入研究和理解效應性細胞毒性T細胞在B細胞濾泡中的位置、表型及功能等對設計新的針對HIV的清除措施具有重要的意義。

最近研究發現：在B細胞濾泡周圍發現一類新的CD8+T細胞亞群即CXCR5+CD8+T細胞亞群也稱為濾泡細胞毒性T細胞（follicular cytotoxic T cells, TFC）亞群，該亞群引起了人們廣泛的興趣。CXCR5在所有B細胞、TFH及TFC上表達[2-3]。目前CXCR5惟一的已知配體為趨化因子CXCL13，其主要由B細胞濾泡周圍的基質細胞和濾泡樹突狀細胞產生[4]。而TFH存在于B細胞濾泡，通過輔助抗體的產生發揮有效的體液免疫反應[5-6]。然而，生發中心免疫反應的一些過程、機制及TFC的作用還不完全明確，本文對目前TFC及其在HIV感染中的研究進展進行綜述。

1 TFC的表型

CXCR5在TFC上特異表達。CXCR5對于TFC移動到B細胞濾泡周圍是必需的。TFC表達CCR5但不表達趨化因子CCR7，而TFH運用CCR7能夠歸巢到淋巴組織，這表明TFC與TFH的歸巢或遷移的模式不同。在CXCR5基因的5′區和內含子1區，有三個調控元件，CXCR5的表達與這三個調控元件密切相關，B淋巴細胞誘導成熟蛋白（B lymphocyte induced maturation protein, Blimp1）和轉錄因子E2A可與這些調控元件結合，調節CXCR5的轉錄[7]。E2A 激活CXCR5轉錄，而Blimp1則抑制CXCR5轉錄。轉錄因子Blimp1 和E2A除了直接調節CXCR5的表達外，也可與Bcl6、TCF-1及E2A的抑制蛋白Id2和Id3一起形成轉錄通路，控制CXCR5的表達及TFC的形成。與細胞毒性T細胞（cytotoxic lymphocyte, CTL）相比，TFC低表達抑制性分子Tim3、CD39及2B4等，但PD-1的表達在CXCR5+CD8+T細胞與CTL是沒有差異的[8]。TFC的另外一個特征是高表達與記憶性細胞有關的分子，例如CD62L、IL-7R和 TCF-1；還可以低表達穿孔素，部分可能與低表達Blimp1有關。Blimp1與多種細胞毒性分子的表達相關[9]，也是記憶分化過程的抑制分子，并負調節Sell （編碼 CD62L）、Il7r 和 Tcf[10]。因此，TFC的分化上調Bcl6和下調Blimp1過程，不僅導致CXCR5表達增加，提高TFC進入B細胞濾泡區的可能，并且也降低了該細胞的細胞毒性效應功能。TFC和細胞毒性T細胞亞群表達不同的TLRs。TLRs是與天然免疫反應密切相關的分子，但它們在CD8+T細胞上的作用還不是特別清楚[11]。

外周血與淋巴組織中的TFC的表型有一些共同點，也存在一些差異。淋巴組織中TFC高表達共刺激分子CD27和CD28，表達活化分子CD69和CD95，也表達記憶分子CD45RO，低表達CD7，表明這群細胞是抗原致敏過的T細胞。小部分淋巴組織中的TFC表達IL-7受體CD127。而外周血中的TFC不表達CD69，但表達CD127，表明循環的CXCR5+CD8+T細胞活化程度較低。淋巴組織中TFC幾乎不表達CD62L，可能與此黏附分子進入淋巴組織過程中被下調有關。在外周血中CXCR5+CD8+T細胞高表達CD62L，表明其能黏附到內皮微靜脈。只有大約50％的外周血中的TFC表達CCR5，并且表達水平低于其在淋巴結中的水平。

TFC詳細的表型特征以及與功能之間的關系尚有許多未知之處，是未來針對TFC研究的重點內容之一。

2 TFC的生理功能

TFC具有干細胞樣特征，能夠緩慢的自我更新并能產生更多的終末分化效應CD8+T細胞，這些效應細胞可以存在于淋巴組織和非淋巴組織中。外周血及淋巴組織中的TFC均可產生IFN-γ、TNF-α、IL-2和顆粒酶A，但不產生細胞毒性蛋白穿孔素[12]。這表明TFC具有非溶細胞效應及記憶細胞的特征。與CXCR5-CD8+T細胞相比，TFC亞群產生IFN-γ和TNF-α的能力更強。大約30％的TFC表達脫顆粒標記CD107，而CXCR5-CD8+T細胞CD107染色幾乎都是陰性，表明TFC抗病毒的能力更強。而CXCR5-CD8+T細胞分泌高水平的效應分子穿孔素等，但不表達IL-2和TNF，增殖能力較弱，表明CXCR5-CD8+T細胞處于終末分化的狀態。

TFC對濾泡B細胞的存活及功能的發揮具有一定的支持作用，但沒有TFH對濾泡B細胞的支持作用強烈。TFC激活產生的CD70、OX40 和ICOS在其與B細胞相互作用中發揮重要作用。TFC對濾泡B細胞產生IgG具有一定的輔助作用。TFC與B細胞之間有效的相互作用除了需要同源T細胞受體-主要組織相容性復合體（T cell receptor-major histocompatibility complex, TCR-MHC）的相互作用外，還需要其他的分子對，如CD27、CD70和OX40等[13]。同樣，B細胞對于TFC的存活及發揮功能起著至關重要的作用，將TFC轉入感染的野生型的小鼠及B細胞缺陷的小鼠，發現在B細胞缺陷的小鼠中，TFC不能很好的生存[12]。并且，在B細胞缺陷的小鼠中，TFC毒性作用和細胞因子的產生能力都是降低的。此外，TFC還表達高水平的趨化因子Xcl1[8]，這將有助于提高與淋巴結中樹突細胞的相互作用。

如上所述，TFC、TFH及B細胞之間的相互作用對其功能的正常發揮起著至關重要的作用，但目前對這三群細胞之間相互作用的具體機制還知之甚少，也是未來研究的重點內容之一。

3 影響TFC成熟和分化的調節因素

E2A/Id2軸在調節TFC的功能及分化過程中發揮重要作用。He等[12]對比了CXCR5+CD8+T和CXCR5-CD8+T細胞轉錄組，發現TNF家族蛋白和它們的受體及特定趨化因子受體在CXCR5+CD8+T細胞上的表達水平較高。他們進一步發現E2A明顯富集在CXCR5+CD8+T細胞，CXCR5+CD8+T細胞表達低水平的Id2，Id2能夠拮抗E2A的轉錄活性。在慢性感染中，在Id2-/-的小鼠中，CXCR5+CD8+T細胞的數量和頻率都明顯增加。去除Id2的CXCR5+CD8+T細胞顯示出更強的效應功能。過度表達E2A能夠明顯上調CXCR5在CD8+T細胞上的表達，而如果同時過表達Id2將降低這種效果。更重要的是，過表達E2A的細胞顯示出PD-1的表達降低而CD107及細胞因子的分泌能力增加。這些結果表明，E2A/Id2軸調節了CXCR5+CD8+T細胞的分化和功能。除了上述的調節，CXCR5+CD8+T細胞的產生高度依賴胸腺。

除了上述E2A/Id2調節軸發揮主要的調節功能外，轉錄因子Blimp1、E2A、Bcl6、TCF-1及E2A抑制蛋白Id2和Id3一起形成轉錄通路，控制TFC的形成。E2A 激活CXCR5轉錄，而Blimp1則抑制CXCR5轉錄。在TFC上，去除Id3導致CXCR5表達增加，Id3過表達則抑制CXCR5的表達。由于Blimp1和E2A也調節CXCR5在TFH細胞及B細胞上的表達，這種模式有可能是一個普遍的模式，它決定的不只是CXCR5的表達，而且決定這些細胞的功能。

進一步了解影響TFC成熟和分化的調節因素對深入了解TFC、通過影響調節TFC的關鍵基因或分子以影響TFC的產生及功能起著重要作用。其詳細的調節過程及通路分子是未來針對TFC研究的重要方向之一。

4 TFC在HIV感染中的作用與臨床意義

在病毒慢性感染中，CTL大量耗竭，TFC是對慢性病毒感染具有控制作用的主要細胞亞群[7]。在HIV感染中，CTL是抗HIV感染的主要效應細胞，在殺傷HIV感染細胞和阻止HIV經細胞間擴散中發揮著重要作用。隨著疾病進展，HIV特異性CTL表現為進行性衰竭。關于TFC在HIV慢性感染過程中的作用，目前國內外一些科研小組對其進行了初步探討。

He等[12]對未治療的HIV感染患者TFC與疾病進展的關系進行了初步研究，發現在未治療的HIV感染患者中，血漿病毒載量與TFC數量呈反比。在淋巴結中，可檢測到HIV特異的TFC，這群TFC比CXCR5-CD8+T細胞分泌的IFN-γ、TNF-α及CD107的水平要高。在HIV感染中，與CXCR5-CD8+T細胞相比，CXCR5+CD8+T細胞表現出低水平的Id2表達。在未治療的HIV感染患者中，TFC位于濾泡中HIV感染的TFH細胞周圍，這表明，這些細胞在控制濾泡周圍的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細胞濾泡區，TFH細胞是HIV感染和產毒的重要細胞，而TFC在此區域非常少，導致在B細胞濾泡周圍持續的產生感染。過繼性轉進TFC或干預E2A/Id2軸可有效清除B細胞濾泡中的HIV感染[12]。

在慢性淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒感染和腫瘤中，阻斷PD-1抑制途徑能夠提高T細胞免疫反應[1,14-15]。把CXCR5+和CXCR5-CD8+T細胞轉錄進慢性病毒感染的小鼠，然后應用PD-1阻斷劑。結果表明，PD-1阻斷劑對CXCR5-CD8+T細胞的效應能力較低。而CXCR5+CD8+T細胞對PD-1阻斷劑的反應能力較強。PD-1阻斷劑能夠明顯增加（＞30倍） CXCR5+CD8+T細胞分化為CXCR5-CD8+T細胞的能力及效應功能[8]。表明PD-1阻斷劑能夠使CXCR5+CD8+T細胞的增殖及效應能力暴發。對于在HIV感染中，加入PD-1阻斷劑是否能夠增強CXCR5+CD8+T細胞的增殖及效應能力，值得進一步探討。

在病毒持續感染中，目前觀點一致認為TFC是對病毒起主要殺傷作用的細胞。研究表明TFH是HIV潛伏的最重要靶標，TFC數量不足導致HIV感染及潛伏到TFH中的數量增加[1,16-17]。因此深入解析TFC在HIV感染中的作用，并進一步探討TFC對TFH中的HIV病毒和潛伏HIV病毒的清除作用對設計新的殲滅HIV儲存庫的措施具有重要意義。

總之，TFC是近年新發現的一類CD8+T細胞亞群，其主要位于濾泡B細胞周圍。在慢性感染及腫瘤中，在特異性CTL耗竭的情況下，成為起主要殺傷作用的細胞亞群。目前對其表型、功能、來源、產生的機制以及與其他細胞之間的相互作用等尚不完全清楚。還需要大量的研究進行揭示。TFC功能表現出強大的應用前景，對其進一步研究有可能打開控制或治愈慢性病毒感染或腫瘤的另一種重要的細胞治療方式。

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（2016-11-15收稿 2016-12-10修回）

（責任編委 張玲霞 本文編輯 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

國家自然科學基金項目（81371803）；北京市自然科學基金項目（7152072）

100049 北京，中國科學院大學（楊鴻鴿）；100039 北京，解放軍第三○二醫院感染性疾病診療與研究中心（焦艷梅、王福生）

王福生，E-mail: fswang302@163.com

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