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T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

累趴的T细胞

每个人的身体内部都有一支隶属于我们个人的专属军队——免疫细胞,为保卫我们的健康冲锋陷阵,万死不辞。在众多免疫细胞中,T细胞是不可或缺的一员大将。但T细胞也有累了的时候,我们如何理解“T细胞耗竭”?

我们通常所说的 T 细胞耗竭(T Cell Exhaustion)就是指,因长期慢性感染或癌症,导致患者体内T细胞功能丧失的情况。由于长期暴露于持续性抗原或慢性炎症,T细胞逐渐失去效应功能,记忆T细胞特征也开始缺失。T细胞耗竭是可以逆转的,至少可以部分逆转,主要是通过阻止PD-1之类的抑制性通路

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

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T细胞耗竭基本概念

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

抗原的持续作用于T细胞耗竭

T细胞耗竭与抗原的持续驱动作用息息相关。感染后,初始T细胞经过抗原、共刺激和炎症激活,以指数方式增殖形成效应T细胞亚群。

 

急性感染接种疫苗时,当炎症消退或抗原清除后,某些效应T细胞会分化成功能性记忆T细胞,其可产生细胞因子(如IFN-γ、TNF和IL-2等),如同身经百战的老兵,继续巡逻在身体内。如果后续发生感染,很快产生强烈的免疫反应。

慢性感染癌症期间,由于长期暴露于持续性抗原和炎症,T细胞受到持续刺激,精疲力竭的效应T细胞逐渐失去效应功能,记忆T细胞特征也开始缺失,T细胞耗竭发生了。

 

耗竭T细胞(发生耗竭的T细胞)在功能上有别于效应T细胞和记忆T细胞,其特点是效应功能丧失,抑制性受体(IRS)表达增高且持续,表观遗传和转录谱改变,代谢方式改变T细胞衰竭是癌症病人免疫功能障碍主要因素之一

T细胞是否会发生耗竭,主要受表达的抑制性受体(IRS)的水平和数量的影响,而免疫检查点抑制剂可以部分逆转T细胞耗竭状态。此外,抗原刺激的强度和感染持续时间也是重要因素。

 

 

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T细胞耗竭的机制概览

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

T细胞耗竭的机制概览
关于T细胞耗竭的途径可以分为三大类

(1)细胞间的信号(T细胞受体接合时间延长、共刺激和/或共抑制信号)

(2)可溶性细胞因子(炎症因子产生过量,包括IFN、IL-10、TGFβ-等)
(3)微环境影响(趋化因子受体、粘附分子和营养受体的表达水平变化所驱动)

微环境影响可能包括组织分布和/或迁移模式改变,并导致感应氧张力的途径(肿瘤抑制因子和/或缺氧诱导因子途径)、pH和营养水平改变。组织破坏和淋巴组织改变可能起主要作用。

引起T细胞耗竭的原因可能是其他免疫细胞和基质细胞,除了CD8+T细胞耗竭参与已被证实,其他细胞包括:CD4+T细胞、NK细胞、抗原呈递细胞(APC)、B细胞和调节细胞(例如骨髓来源的抑制细胞MDSC>和调节性T细胞Treg>

 

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T细胞耗竭的调控因素

慢性感染或癌症的一个关键特征:由于长期暴露于持续性抗原和炎症,T细胞受到持续刺激效应T细胞失去效应功能,记忆T细胞特征缺失造成T细胞耗竭主要原因是:T细胞功能缺陷免疫异型性受体表达增加,如PD-1、CTLA4、TIM-3,可溶性免疫抑制因子(如IL-10、IL-35增加),与其他免疫细胞的互动(如Treg细胞的抑制活性),共同造成了T细胞耗竭状态。

新的证据也表明:耗竭T细胞表现出明显的表观遗传特征,这可能导致对免疫治疗的不良反应。抑制性受体表达增加是造成T细胞耗竭的主要原因,而免疫检查点抑制剂可以部分逆转T细胞耗竭状态。

 

▉ PD-1/PD-LI

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭

PD-1表达于 T细胞、B细胞、NK细胞、单核细胞和DC细胞表面;PD-L表达于造血细胞、非造血细胞和肿瘤细胞表面;由PD-1介导信号通路是CD8+T细胞耗竭的负向信号调控通路;

 

PD-1/PD-L1相互作用可诱导下游酪氨酸激酶(SYK)和磷酸酰基醇-3 激酶(PI3K)磷酸化,从而抑制下游信号传导和T细胞的生物学功能,从而促进T细胞耗竭和凋亡;促进Treg细胞增殖和免疫抑制作用,抑制NK细胞和B细胞作用。

▉ PD-1/CTLA-4

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CTLA-4是CD28蛋白家族的一种抑制受体,表达于T细胞表面,可与CD28竞争性结合配体CD80/CD86发挥抑制IL-2产生的作用,从而抑制T细胞功能;

 

CTLA-4激活磷脂酰肌醇激酶-3(PI3-K),造成T细胞功能丧失;CTLA-4结合TCR,导致条件性T细胞扩增,并将天然CD4+CD25+T细胞转为Treg,从而抑制效应T细胞。

▉ TIM-3

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TIM-3是TIM家族成员,选择性地表达在Th1、Th17、Treg、DC、单核细胞、肥大细胞、NK、TIL等细胞;当TIM3与其配体Galectin-9 结合,可抑制Th1 和Th17 扩增,促进Th1凋亡、CD8+T细胞功能耗竭,诱导MDSC大量扩增,从而直接/间接地促进外周免疫耐受,抑制机体抗肿瘤免疫。

▉ IL-10

IL-10常与减弱T细胞活化有关,阻断IL-10可预防和/或逆转 T 细胞耗竭。DC细胞、B细胞、单核细胞、CD8+T细胞和非调节性CD4+T细胞都能产生IL-10。IL-10的作用可直接作用于T细胞,也可通过APC间接作用于T细胞,或两者兼有。

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如何遏制T细胞耗竭

▉ 免疫检查点抑制剂可逆转T细胞耗竭状态

耗竭T细胞表达免疫抑制性受体,免疫检查点抑制剂可以阻断这些信号,逆转耗竭的T细胞,恢复肿瘤微环境肿瘤浸润T细胞(TIL)功能。

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▉ 免疫联合疗法可增强疗效

T细胞耗竭的主要原因为免疫抑制性受体表达增加,如PD-1、CTLA-4、Tim-3等,联合受体抑制剂治疗可以增强免疫治疗效果。

T细胞也有累了的时候,如何理解 T 细胞耗竭免疫联合疗法部分临床试验

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文末的话

T细胞衰竭机制复杂,因素众多。根本原因还是抗原和炎症长期刺激 T 细胞,T细胞厌倦了这样的生活,开始躺平,不愿意搭理这些抗原或炎症效应T细胞不再效应,记忆T细胞也不再记忆

 

其实,人何尝不是如此。当你长期处于焦虑状态,体内源源不断给你提供免疫抑制剂和神经抑制剂,你的免疫系统和神经系统将持续低下。虽然我无法证实这件事,但人还是要开心一点,远离焦虑!耗竭的T细胞就是榜样。

 

参考文献:

  1. http://www.bloodjournal.org/Thorsten Zenz
  2. Annu. Rev. Immunol. 2019. 37:457–95
  3. Nature Reviews Clinical Oncology, 2016, 13(4):202-203.
  4. Nat Immunol. 2013 Dec;14(12):1212-8.
  5. Nat Metab 2, 1001–1012(2020). 
  6. Annu Rev Immunol. 2019 Apr 26;37:457-495.

发布者:木木夕,转转请注明出处:https://www.cells88.com/cells/myxb/13103.html

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