濾泡調節性T細胞的生物學特性及其在病毒感染性疾病中的作用

黃永彬 張 標

2011年，研究者在生發中心(germinal center, GC)中發現了可表達CXC趨化因子受體 5(cxc receptor 5, CXCR5) 的特異性叉頭狀轉錄因子 p3(forkhead transcription factor p3，FOXP3)陽性調節性T細胞(regulatory T cells，TREG)亞群，并將這群特殊的TREG細胞亞群命名為濾泡調節性T細胞[1]。TFR細胞兼具TREG細胞和濾泡輔助性 T 細胞(follicular helper T cells，TFH)的表型特征，可通過抑制TFH細胞和B淋巴細胞的增殖分化，進而調控免疫應答。目前， TFR細胞在病毒感染性疾病中的研究逐漸成為熱點。本文主要對TFR細胞的生物學特性及其在病毒感染性疾病中的研究進展進行綜述。

一、Tfr細胞的生物學特性

早期的研究認為，TFR細胞起源于胸腺TREG細胞[1]。除了胸腺TREG細胞，在特定的條件下，幼稚的CD4+T細胞可以分化為TFR細胞[2]。但這種現象僅存在于CD4+T細胞與胸腺TREG細胞不存在生理競爭的情況下，當與胸腺TREG細胞存在生理競爭的情況下，所有TFR細胞都來自胸腺TREG細胞[3]。

雖然TFR細胞的具體分化過程仍不明確，但目前的研究表明，TFR細胞的分化是一個多階段和多因素過程。首先，暴露的抗原可刺激淋巴組織中的樹突狀細胞(dendritic cell，DC)的活化，活化的DC向定位于淋巴濾泡T淋巴細胞區的自然TREG細胞(natural treg，NTREG)遞送抗原。在多種信號作用下，胸腺TREG細胞和FOXP3-前體細胞可分化為早期TFR細胞。表達CXCR5和分化決定簇抗原69(cluster of differentiation 69，CD69)的早期TFR細胞發生趨化運動進入T淋巴細胞區和B淋巴細胞濾泡之間的邊界，并與同源B淋巴細胞相互作用成為中間TFR細胞。在GC中，隨著分化決定簇抗原25(cluster of differentiation 25，CD25)表達的下調，中間TFR細胞變得更加成熟，發育為成熟TFR細胞來進一步抑制TFH細胞和GC中的B淋巴細胞。循環TFR細胞來源于早期TFR細胞或成熟TFR細胞，當再次暴露于抗原時，循環TFR細胞可以歸巢到GC[4]。

TFR細胞的分化受到多因素的調節。DC的刺激和誘導可影響TFR 細胞的分化和發育。在實驗動物中可觀察到，DC的耗竭導致TFR細胞的數量減少[5]。這間接表明了TFR細胞的分化和TFH細胞的分化一樣，需要DC的參與，但具體是DC的哪一個亞群在刺激TFR細胞的分化，仍有待于進一步明確。B淋巴細胞在TFR細胞后續的完全分化過程中發揮著重要作用，在B淋巴細胞缺失小鼠的淋巴結和B淋巴細胞缺乏的患者血液中幾乎不存在TFR細胞[5,6]。

相關蛋白也可影響TFR細胞的分化。研究發現，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合體1(mammalian target of rapamycin complex 1，MTORC1)是TREG細胞向TFR細胞分化所必需的[7]。MTORC1介導轉錄因子信號轉導及轉錄激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)的磷酸化，磷酸化的STAT3通過促進轉錄因子1(transcription factor 1，TCF1)與轉錄因子7(transcription factor 7，TCF7)調控區的結合來誘導TCF1的表達。隨后，TCF1與B細胞淋巴瘤基因6(B-cell lymphoma/leakemia 6，Bcl-6)啟動子結合并啟動TFR細胞分化程序。此外，由 TFH 細胞亞群分泌的含硬化蛋白結構域的蛋白 1 (sclerostin domain-containing protein 1，SOSTDC1)也可影響TFR細胞的分化，SOSTDC1通過阻斷Wnt/β-連環蛋白軸，分別上調 FOXP3、CXCR5 和 細胞毒性T淋巴細胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)的表達來促進 TFR 細胞分化[8]。

TFR細胞的分化與發育也與相關因子的表達有關。在分化決定簇抗原28(cluster of differentiation 28，CD28)缺陷性小鼠和可誘導共刺激分子(inducible costimulatory molecule，ICOS)缺陷性小鼠體內均不存在TFR細胞，表明CD28和ICOS在TFR細胞分化中起到促進作用[9]。FOXP3和組蛋白甲基化轉移酶2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)促進了TFR細胞的抑制功能和轉錄程序[10]。一旦失去FOXP3表達，TFR細胞就會變成前TFR細胞，其轉錄程序會發生異常，抑制能力也會受損。缺乏EZH2的TFR細胞還可以通過改變不同于FOXP3的TFR細胞轉錄程序來降低抑制功能。程序性細胞死亡分子1(programmed cell death 1，PD-1)及其配體PD-L1相互作用可抑制淋巴結中的TFR細胞分化[11]。PD-1缺陷小鼠的淋巴結和外周血中的TFR細胞的數量是顯著增加，而且顯著增加的TFR細胞使體內抗體的生成進一步減少[12]。

作為TFR細胞調控體液免疫的主要機制，CTLA-4在抑制TFR細胞的分化上和PD-1有著相同的作用。在小鼠的FOXP3+TREG細胞中條件性敲除CTLA-4后，淋巴結和外周血中的TFR細胞大量增加，TFR細胞的抑制能力和控制B淋巴細胞反應的能力降低[13]。進一步研究發現，CTLA-4是通過下調分化決定簇抗原80(cluster of differentiation 80，CD80)和分化決定簇抗原86(cluster of differentiation 86，CD86)在DC中的表達，減少CTLA-4與CD80和CD86相互作用以及調節CD28的變化，進而抑制TFR細胞的分化[14]。除了PD-1和CTLA-4， B淋巴細胞誘導成熟蛋白1(B lymphocyte-induced maturation protein 1，BLIMP1)作為Bcl-6的拮抗劑，也起到抑制TFR細胞分化的作用[1]。在BLIMP1特異性缺失的小鼠中，可觀察到TFR細胞數量的顯著增加[15]。一項研究表明，BLIMP1可獨立于Bcl-6調節TFR細胞的分化，這可能與活化T淋巴細胞核因子2 (nuclear factor of activated T-cells 2, NFAT2)有關。NFAT2可上調TREG細胞表面上CXCR5的表達，使其遷移到GC進一步轉化為TFR細胞，而BLIMP1可通過抑制NFAT2的表達進一步抑制TFR細胞的分化[16]。

二、TFR細胞與病毒感染

TFR 細胞是調節B淋巴細胞產生抗體的關鍵細胞，了解TFR細胞在病毒感染免疫應答中其活性和功能的變化，將有助于理解病毒感染性疾病的致病機制及發現潛在的治療靶點。

1.TFR細胞與人類免疫缺陷病毒感染：諸多研究表明，人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)感染與TFR細胞密切相關[17～20]。在HIV感染者的次級淋巴器官中，雖然CD4+T細胞的數量進行性下降，但TFR 細胞的數量是增加的，過度的TFR細胞反應可抑制生發中心反應，進而影響病毒感染期間體液免疫應答[17]。

TFR細胞可能通過抑制HIV特異性的廣譜中和抗體(broadly neutralizing antibodies，BNABS)的生成，影響HIV感染期間的體液免疫反應[18]。在HIV感染時，BNABS起到了可以抑制病毒血癥和預防HIV感染的作用，BNABS上有許多體細胞突變，使這些抗體與突變的HIV具有高親和力。但只有小部分HIV感染者能產生BNABS，這可能是因為TFR細胞抑制了BNABS的生成。TFR細胞可降低TFH細胞和B淋巴細胞的活性，這可能導致體細胞超突變減少，從而抑制BNABS的形成。研究指出，HIV感染可使患者循環TFR細胞中白細胞介素10 (interleukin-10，IL-10)和CTLA-4的表達增加，IL-10和CTLA-4可抑制TFH 細胞的白細胞介素21 (interleukin-21，IL-21)的表達，導致TFH細胞核TFR細胞的平衡失調，進而導致體液免疫系統中B淋巴細胞功能異常和缺陷[19]。

除了影響抗體的產生， TFR細胞在病毒感染過程中可能還有其他作用。在HIV感染中，TFH細胞在被HIV感染后躲過了分化決定簇抗原8(cluster of differentiation 8，CD8)陽性T細胞和病毒直接的細胞毒作用而進入靜息狀態，構成了HIV的細胞儲存庫。TFR細胞也可以感染HIV，這可能與TFR細胞可高表達HIV感染所需要的受體CD4及CC趨化因子受體5型(cc chemokine receptor type 5, CCR5)有關，因為阻斷這些趨化因子受體可以抑制HIV對TFR細胞的感染[20]。而HIV感染者TFR細胞的HIV DNA水平與TFH細胞相似，也提示了TFR細胞可能是TFH細胞之外的一個潛在的HIV儲存庫[19]。因此，TFR細胞可能通過調節B淋巴細胞反應和攜帶病毒來影響HIV感染。

2.TFR細胞與流行性感冒病毒感染：在流行性感冒病毒感染的過程中，TFR細胞可影響抗流行性感冒病毒病毒抗體的產生。在使用流行性感冒病毒病毒感染模型來研究 TFR 細胞的功能時發現，在接種后第 30 天可觀察到 TFR細胞缺陷動物模型中的流行性感冒病毒病毒特異性抗體有減少的趨勢[21]。該研究還發現，在病毒感染發生時，白細胞介素2(interleukin-2，IL-2)可通過BLIMP1依賴性機制阻止TFR細胞的分化，但感染結束后，TREG 細胞分化為 TFR 細胞，TFR 細胞遷移到濾泡中阻止B淋巴細胞過度增殖。近年來一項研究發現，在流行性感冒病毒病毒感染的后期，在缺乏TFR細胞的實驗動物中不僅出現B淋巴細胞抗原受體(B cell receptor, BCR)庫的改變，而且還可以觀察到病毒特異性、長壽命的漿細胞數量的減少，以及針對血凝素和神經氨酸酶這兩種主要流感病毒糖蛋白抗體效價的降低[22]。表明在流行性感冒病毒病毒感染期間，TFR 細胞可促進抗原特異性 B 細胞反應。靶向 TFR 細胞或 TFR 細胞衍生分子，可能為未來開發更有效的流行性感冒病毒病毒疫苗提供新的方向。

3.TFR細胞與新型冠狀病毒感染：目前，新型冠狀病毒感染已經對全球人類的健康造成嚴重威脅。特異性抗體在對抗新型冠狀病毒的過程中發揮著關鍵作用。既往研究表明，TFR細胞與新型冠狀病毒感染特異性抗體的產生密切相關。在兩例新型冠狀病毒感染輕癥患者的外周血中，可檢測到TFR細胞數量的增加，而且在這兩位患者體內均未檢測到特異性抗體的產生[23]，這可能由于TFR細胞的增加抑制了特異性抗體的產生。此外，Gong等[24]對新型冠狀病毒感染恢復期患者的外周血進行T淋巴細胞亞群分析時發現，恢復期患者外周血中循環TFR細胞比例減少，而且循環TFR 細胞數量的變化與新型冠狀病毒特異性免疫球蛋白G、免疫球蛋白M和免疫球蛋白A 抗體滴度之間呈負相關，進一步表明循環TFR細胞可能是新型冠狀病毒感染恢復期患者病毒特異性抗體產生的抑制因素，使其數量下降及功能受損可能會為免疫途徑治療新型冠狀病毒感染提供新的方法。

4.TFR細胞與慢性肝炎病毒感染：TFR 細胞在慢性肝炎病毒感染和疾病進展中也起到關鍵作用。在慢性乙型肝炎病毒感染中，患者外周血TFR細胞增多，同時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轉移酶水平升高[25]。表明在存在慢性抗原刺激的情況下，TFR細胞可能通過抑制中和抗體的產生來抑制病毒的清除，提示TFR細胞可作為肝炎病毒感染的一個治療靶點。

三、展 望

綜上所述，TFR細胞的發現為研究病毒感染性疾病提供了新的突破口。目前，已有不少關于TFR細胞在病毒感染時數量、表型及功能方面的變化研究，但這些變化的具體機制，以及TFR細胞在病毒感染免疫應答過程中發揮的具體作用暫未明確。繼續深入研究TFR細胞在病毒感染過程中的具體作用機制、TFR細胞與其他參與體液免疫應答細胞的關系以及TFR細胞在病毒性疫苗產生保護性免疫作用中的作用等問題，將為抗病毒治療藥物和疫苗的研發提供新的思路和方法。