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T細胞耗竭(Exhaustion)

什么是T細胞耗竭?

急性感染和疫苗接種后,T細胞向效應T細胞(Teff)和記憶T細胞(Tmem)分化。

慢性感染和癌癥病人,T細胞受到抗原持續刺激,細胞記憶不能有效地發育分化,T細胞變得精疲力竭,稱之為T細胞耗竭(Tex)。

Tex細胞在功能上有別于Teff和Tmem,其特點是效應功能喪失,抑制性受體(IRS)表達增高且持續,表觀遺傳和轉錄譜改變,代謝方式改變。

T細胞衰竭是癌癥病人免疫功能障礙主要因素之一。

T細胞耗竭的特征

效應功能累進式喪失

細胞因子產生缺陷,早期:IL-2和TNF產生缺陷。衰竭期:IFN-γ產生缺陷。

可能保留產生趨化因子的能力,包括MIP-1α,MIP-1β,和RANTES等

一般來說,Tex細胞效應功能喪失因疾病而異,與病原體負荷、病原體復制模式和位置、抗原表達以及炎癥環境等有關。

對穩態細胞因子的反應性改變

Tmem細胞的一個關鍵特性:通過細胞因子IL-7和IL-15,以不依賴抗原的方式,維持細胞的功能及穩態自我更新。

在慢性感染過程中,病毒特異性的Tex細胞,由于IL-7Rα和IL-2/15Rβ信號通路的缺陷,無法通過IL-7和IL-15介導穩態自我更新。

Tex細胞增殖是通過持續的抗原信號來維持的。但Tex細胞會失去對額外增殖信號的反應能力,并且對未來的相同抗原刺激沒有反應,導致記憶穩態的喪失,也是人類Tex細胞的一個特征。

持續表達抑制性受體(免疫檢查點抑制劑作用基礎)

Tex細胞的一個關鍵特征是多IRS的增加和持續表達。免疫檢查點抑制劑可以部分地逆轉T細胞耗竭。

近些年,越來越多的抑制性受體被發現,見下表:

抑制性受體,在Teff有短暫表達,以確保在其發揮完作用后,功能被抑制,維持免疫穩態,避免自身免疫性疾病。

在許多慢性感染和癌癥中,多個IRS的共同表達是Tex細胞的共同特征,因而聯合靶向是目前治療癌癥的主要臨床治療策略。

代謝改變

Tex細胞的轉錄圖譜顯示代謝失調。在體外,PD-1交聯減弱PI3K、Akt和mTOR信號,直接影響代謝途徑,包括抑制糖酵解。在體內,發育中的Tex細胞表現出代謝紊亂,包括抑制細胞呼吸、降低葡萄糖攝取和線粒體能量失調。

PD-1阻斷可以恢復合成代謝,增強葡萄糖攝取,導致腫瘤微環境中葡萄糖的增加。

細胞轉錄和表觀遺傳學改變

與Teff和TMEM細胞相比,Tex細胞現在被認為有一個獨特的轉錄程序。基因表達的變化包括編碼IRS,轉錄因子,控制TCR信號通路、共刺激和細胞因子信號以及細胞代謝。

T細胞耗竭的相關調節因素

抗原負載和持續性

慢性感染或癌癥的一個關鍵特征是T細胞持續接觸抗原,高抗原負載和長時間的抗原暴露都會導致更嚴重的T細胞衰竭。

促T細胞衰竭的可溶性介質

促進T細胞耗竭的細胞因子

IL-10

IL-10是一種STAT3誘導的細胞因子,常與減弱T細胞活化有關。阻斷IL-10可預防和/或逆轉T細胞耗竭。多種免疫細胞類型,包括樹突?

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