撰文 | 风
CD8+T细胞介导的适应性免疫应答是机体抗感染和抗肿瘤的重要保护机制。当外来抗原入侵后，树突状细胞（DC）被激活成为成熟（mature）状态，之后抗原提呈给相对应的初始CD8+T（naive）细胞完成扩增和分化过程以清除抗原。有趣的是，早在上世纪80年代，学者已经发现DCs也需要接收CD4+T细胞来源的信号，例如CD40-CD40L等，以获得更好的激活naïve CD8+T细胞的能力，这个过程被称作T细胞辅助（T cell help）【1,2】。然而，并不是所有CD8+T细胞介导的免疫应答均需要“T cell help”，例如，淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）和流感病毒（influenza virus）并不完全依赖T cell help【3,4】，而单纯疱疹病毒（herpes simplex virus），牛痘病毒（vaccinia virus）等免疫应答依赖于CD4+T细胞【5,6】。目前，我们对于DCs如何整合来自抗原刺激和CD4+T细胞的信号，DCs与CD4+T细胞之间作用时长以及为何部分抗原依赖T cell help另一部分不需要等问题仍然没有深入地理解。解决这些问题可以帮助我们更有效地对抗病毒感染和治疗肿瘤。
近日，来自澳大利亚墨尔本大学的Sammy Bedoui 在Nature Immunity杂志上在线发表题为CD4+ T cell calibration of antigen-presenting cells optimizes antiviral CD8+ T cell immunity的研究文章。该论文揭示固有免疫信号IFNα/β或LPS预处理赋予DCs在接收CD4+T细胞CD40刺激后通过增强p65, IRF1和FOS转录因子活动以更快更有效地表达多种共刺激分子或生物活性介质优化CD8+T细胞免疫应答，同时经过T cell help的DCs-CD8+T细胞具有更好的抗病毒能力，与之匹配的COVID-19患者有良好的结局。
首先，研究人员在体外使用IFNαA+CD40 Ab刺激BMDC模拟体内DC与CD4+T细胞之间的刺激信号，RNA-seq揭示一部分基因在IFNαA+CD40 Ab刺激时显著增加，称之为“扩增基因（amplified genes）”，例如Ccl4和Il15；另一部分基因在单独刺激时无变化而IFNαA+CD40 Ab刺激时诱导表达。称之为“组合基因（combinatorial genes）”，例如Ccl5，Tnf，Cd83和Cxcl16。相似的情况也见于CD40 Ab联合IFNβ和LPS等其他固有免疫刺激。在体内，作者使用两种模型，第一种Cxcr6+/+ 和Cxcr6–/–骨髓嵌合后单纯孢疹病毒感染，第二种CD8+T细胞过继Ccl5–/–和WT小鼠后单纯孢疹病毒感染，均发现相应的缺陷细胞或小鼠获得较差的IFNγ+CD8+T细胞应答。这就说明IFNα/β+CD40的信号刺激可以优化CD8+T细胞介导的免疫应答。
紧接着，作者研究IFNα/β和CD40的信号刺激是同时还是顺序发挥作用。在体外，使用CD40 Ab预处理4h后给与15，30，60，120和180分钟的IFNαA刺激BMDC，或者IFNα/β预处理4h后给与15，30，60，120和180分钟的CD40 Ab刺激，检测相应的细胞因子发现DC在IFNα/β预处理2h后才能接受来自T细胞的CD40刺激，提示DCs需要在CD40刺激之前获得IFNα/β信号。随后，作者比较IFNαA处理4h和IFNαA预处理4h+CD40 Ab15，30和240分钟的转录组数据，发现IFNα/β预处理赋予DCs在接收CD40刺激后诱导一系列细胞因子和生物活性物质的表达，例如Cd83, Il15, Cxcl16, Il27和Cd80等。转录因子结合分析和相应的WB实验结果说明了p65, IRF1和FOS调节了这些基因的表达。
在得出上述结果后，作者想在人群中证实T cell help优化CD8+T细胞的抗感染能力。事实上，已有线索表明IFNα/β供给不平衡和CD4+T细胞低亲和力等与COVID-19病情有关【7，8】。作者发现重症COVID-19患者外周血中CD14−HLA-DR+DCs和CD14+CD11c+单核细胞上的MHC-II水平明显低于轻症患者。为了探究是否IFNα/β信号参与MHC-II的表达，作者收集分析了具有type I IFN中和抗体的COVID-19患者（IFN-AAB），发现CD14+CD11c+ 单核细胞中CD40表达降低，而CD14−HLA-DR+DCs反而增加。之后，单细胞测序发现轻症患者外周血单核细胞和DCs中“扩增基因”和“组合基因”表达均比重症患者中的要高，提示轻症患者中存在较好地T cell help。而相应地，IFN-AAB患者中也存在降低的“扩增基因”和“组合基因”表达。单细胞染色质可即性分析（ScATAC-seq）表明轻症患者PBMCs中包括IL15, CD83, TNF和CXCL16等在内的300多个基因染色质可即性较重症患者增加。而在上述的p65, IRF1和FOS转录因子也被证明参与了轻症患者中单核细胞和DCs“扩增基因”和“组合基因”的表达。总之，这些数据说明COVID-19轻症患者单核细胞和DCs经历T cell help。
最后，作者基于CD4+T细胞“helped”和“unhelped”基因集【9】注释COVID-19轻中重患者的CD8+T细胞，发现相比于轻症患者，中重患者CD8+T细胞富集“unhelped”基因集，包括CD200, CD200R1，BTLA, ID3 和PDCD1。聚类分析表明轻中患者CD8+T细胞富集IL7R, TCF7, JUNB 和JUND基因，显示其早期效应和记忆性活化T细胞；而重症患者CD8+T细胞富集终末分化指标，如X3CR1 和ISG15。这些数据与之前的报道相吻合【9】。CyTOFc测序进一步说明轻症患者具有更高比例的CD27+CD8+T细胞，符合之前的CD27作为DC上CD70之间的作用【10】。这表明在轻症COVID-19患者中CD8+T细胞经历了T cell help。
综上所述，这项研究指出IFNα/β或其他固有免疫刺激分子配合T细胞上CD40介导的辅助，通过激活p65，IRF1和FOS转录因子，促进抗原提呈细胞表达一系列共刺激分子和免疫活性介质，以更好地激活CD8+T细胞，优化其抗肿瘤和抗感染能力。在COVID-19患者中存在类似的作用机制，具有良好T cell help的CD8+T细胞的患者往往具有较好的结局。本研究进一步提示如何更有效地激活CD8+T细胞介导的免疫反应，为病毒和肿瘤疫苗设计提供思路。
制版人：十一
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