李婷婷 彭 慧 孫 汭 田志剛

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)免疫學(xué)研究所,合肥230027)

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·專家述評·

記憶性NK細(xì)胞的最新研究進(jìn)展①

李婷婷 彭 慧 孫 汭 田志剛

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)免疫學(xué)研究所,合肥230027)

一般認(rèn)為NK細(xì)胞是一種天然免疫細(xì)胞，在抗病毒和抗腫瘤中發(fā)揮著重要作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞像適應(yīng)性免疫細(xì)胞——T和B細(xì)胞一樣，具有了免疫記憶的能力。早期研究發(fā)現(xiàn)半抗原可以誘導(dǎo)記憶性NK細(xì)胞并誘發(fā)接觸性超敏反應(yīng)，小鼠巨細(xì)胞病毒(mCMV)的感染和細(xì)胞因子的體外刺激也可以誘導(dǎo)記憶性NK細(xì)胞。而近期的研究發(fā)現(xiàn)，小鼠的單純皰疹病毒(HSV)和流感病毒、人巨細(xì)胞病毒 (hCMV)、靈長類免疫缺陷病毒(SIV)也可以誘導(dǎo)記憶性NK細(xì)胞。本文主要總結(jié)上述多種實(shí)驗(yàn)體系中有關(guān)記憶性NK細(xì)胞的最新發(fā)現(xiàn)和尚未解決的問題。記憶NK細(xì)胞的研究將為NK細(xì)胞在治療感染性疾病和腫瘤中提供新的機(jī)遇。

NK細(xì)胞；免疫記憶；功能；模型

李婷婷(1988年-)，女，2010年畢業(yè)于安徽醫(yī)科大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)，同年考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院攻讀碩士學(xué)位，師從田志剛教授。2012年開始攻讀博士學(xué)位，主要從事小鼠流感病毒感染中記憶樣NK細(xì)胞的研究。

田志剛 (1956年-)，男，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院免疫學(xué)研究所所長。中國免疫學(xué)會(huì)理事長，中國免疫學(xué)會(huì)英文會(huì)刊(Cell Mol Immunol)執(zhí)行主編。2001年國家杰出青年基金獲得者、2007年教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、2008 和 2011 年國家基金委《天然免疫與重大疾病發(fā)生發(fā)展》創(chuàng)新群體負(fù)責(zé)人。2008年獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(首位)、2011年獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(第二位)。2015年獲何梁何利獎(jiǎng)。主要從事天然免疫和肝臟免疫學(xué)研究，以通訊作者在Cell、Nat Immonol、Immunity、J Clin Invest、J Exp Med、PNAS、Nat Commun、Gastroenterology、Hepatology、J Allergy Clin Immunol、PloS Pathogen、J Hepatolo等SCI收錄的國外雜志發(fā)表論文200余篇。

自然殺傷細(xì)胞(Natural killer，NK)于1975年因其形態(tài)特異性得以發(fā)現(xiàn)和命名[1]，表達(dá)多種淋巴細(xì)胞的標(biāo)志，是由骨髓中的共同淋巴前體細(xì)胞發(fā)育而來。因?yàn)椴槐磉_(dá)可基因重排的受體，NK細(xì)胞一般被歸類于固有免疫細(xì)胞。在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，成熟NK細(xì)胞的生命周期較短，只有17 d左右[2]。NK細(xì)胞表面表達(dá)多種活化性和抑制性受體，維持NK細(xì)胞對宿主自身正常組織細(xì)胞的耐受和對異常組織細(xì)胞的殺傷能力。因此在機(jī)體抗腫瘤和早期抗病毒或胞內(nèi)寄生菌感染的免疫過程中發(fā)揮重要作用。

隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞與適應(yīng)性免疫T和B細(xì)胞仍有很多的相似性。這些相同點(diǎn)包括由共同淋巴前體細(xì)胞發(fā)育而來[3]，發(fā)育和穩(wěn)態(tài)條件下需要γc鏈依賴的細(xì)胞因子(IL-15等)[4]，個(gè)體發(fā)生中表達(dá)Rag基因[5]，發(fā)育教育過程類似于胸腺T細(xì)胞[6]；而且雖然NK細(xì)胞受體不能進(jìn)行基因重排，但依然可以特異性地識別某些來源于病原體或者壓力誘導(dǎo)的抗原。而免疫記憶是區(qū)分固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的一個(gè)重要的部分。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞也具有免疫記憶的功能，能夠長期存活，在再次抗原刺激時(shí)，NK細(xì)胞的功能增強(qiáng)。雖然記憶NK細(xì)胞的概念提出僅十年，但是有研究人員提出NK細(xì)胞的記憶功能的存在可以追溯到1964年[7]。在骨髓移植模型中，H2雜合型的F1代小鼠對于親代的骨髓會(huì)發(fā)生排斥；更加值得關(guān)注的是，給F1代小鼠再次進(jìn)行骨髓移植時(shí)，排斥現(xiàn)象發(fā)生的更快。但用親代的脾臟細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的輸注，F(xiàn)1代小鼠能耐受親代的骨髓移植[8]。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞特異地介導(dǎo)了骨髓移植排斥[9]。因此，骨髓移植模型提示NK細(xì)胞可能具有免疫記憶能力，并能誘導(dǎo)免疫耐受。本文綜述了目前發(fā)現(xiàn)的多種研究體系中記憶NK細(xì)胞的最新發(fā)現(xiàn)、形成機(jī)制和尚未解決的問題，希望對后續(xù)記憶NK細(xì)胞的研究有所提示。

1 半抗原誘導(dǎo)的接觸性超敏反應(yīng)與NK細(xì)胞的免疫記憶功能

自2006 年Von Adrian[10]首先在半抗原誘導(dǎo)的接觸性超敏反應(yīng)模型中提出記憶性NK細(xì)胞后，近十年來，NK細(xì)胞的免疫記憶功能成為NK細(xì)胞研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要部分。在該模型中，用化學(xué)半抗原(DNFB,OXA等)涂抹于Rag1-/-鼠的腹部致敏。4～5 d后，用相同的半抗原涂抹耳朵能顯著增加耳朵的厚度。而未致敏和用不同的半抗原致敏時(shí)，在再次刺激后，小鼠耳朵的厚度并未增加。在野生型鼠中，研究發(fā)現(xiàn)接觸性超敏反應(yīng)是由T細(xì)胞介導(dǎo)的[11]，但應(yīng)用Rag1-/-鼠和Rag1-/-γc-/-鼠[10]，及SCID鼠和SCIDbeige鼠[12]進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞也能介導(dǎo)這一過程。

1.1 半抗原特異性的記憶NK細(xì)胞定居于肝臟中 過繼性轉(zhuǎn)輸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)只有轉(zhuǎn)輸肝臟NK細(xì)胞的受者鼠在再次相同半抗原刺激時(shí)，耳朵的厚度才能顯著增加[10,12-14]。Von Adrian等[10]首次提出肝臟記憶性的NK細(xì)胞亞群屬于較為成熟的Thy1+Ly49C/I+NK細(xì)胞，而這群NK細(xì)胞僅占肝臟總NK細(xì)胞的10%左右。應(yīng)用抗體阻斷各種黏附分子(L-選擇素，整合素CD18，P-選擇素，E-選擇素)，發(fā)現(xiàn)記憶性NK細(xì)胞可能是在淋巴結(jié)中形成的，且它的遷移受到黏附分子的調(diào)控。Paust等[13]發(fā)現(xiàn)記憶性NK細(xì)胞在肝臟中的聚集是依賴于CXCR6，可能是肝竇細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子CXCL16招募CXCR6+NK細(xì)胞向肝臟聚集；但CXCR6并不參與抗原的特異性識別，而在調(diào)控記憶性NK細(xì)胞的效應(yīng)功能和存活上有重要作用。另外，肝臟CXCR6+NK不僅能記憶化學(xué)小分子半抗原，還對病毒樣顆粒有記憶能力。主要體現(xiàn)在用包含流感病毒或HIV的病毒樣顆粒(PR8/HIV-VLP)或減毒的水皰性口炎病毒(UV-VSV)致敏小鼠，再用相同的病毒樣顆粒刺激時(shí)，小鼠耳朵的厚度顯著增加；或者在病毒感染時(shí)能顯著延長小鼠的生存期。而且NK細(xì)胞對于化學(xué)半抗原和病毒樣顆粒的免疫記憶不需要抗原的持續(xù)存在。

1.2 半抗原特異性的記憶NK細(xì)胞的表型和形成機(jī)制 近期Majewska-Szczepanik等[12]發(fā)現(xiàn)半抗原特異性的NK細(xì)胞可能是天然存在的。因?yàn)榘肟乖旅?0 min的肝臟NK細(xì)胞即可介導(dǎo)受者鼠的過敏性皮炎，而如此短的時(shí)間是不足以進(jìn)行NK細(xì)胞的擴(kuò)增。而且記憶性NK細(xì)胞呈現(xiàn)成熟樣CD11b+CD27-的表型，在半抗原致敏后上調(diào)Thy-1的表達(dá)。同時(shí)應(yīng)用各種缺陷鼠NK細(xì)胞的轉(zhuǎn)輸實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)半抗原特異性的記憶NK細(xì)胞的形成或效應(yīng)過程需要IFN-γ、IFN-α和IL-12。本實(shí)驗(yàn)室的研究[14,15]也發(fā)現(xiàn)肝臟中存在有一群駐留的CD49a+DX5-NK細(xì)胞，是由肝臟中的造血前體細(xì)胞發(fā)育而來，不會(huì)向外周組織遷移。而且這群NK細(xì)胞介導(dǎo)了半抗原的遲發(fā)型超敏反應(yīng)。那么在半抗原刺激時(shí)，肝臟特有的NK細(xì)胞是怎么引起小鼠耳朵腫脹的？鑒于肝臟CD49a+DX5-NK細(xì)胞的駐留特性，有可能發(fā)生表型轉(zhuǎn)變后遷移至炎癥部位，介導(dǎo)過敏性反應(yīng)。有研究人員將肝臟CD49a+DX5-NK細(xì)胞歸類于固有樣細(xì)胞-1(ILC-1)[16]，而本實(shí)驗(yàn)室的研究中將肝臟駐留NK細(xì)胞和腸道經(jīng)典的ILC-1細(xì)胞進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)它們在表型，轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)和功能上都存在較大的不同[17]。在人的肝臟中，Marquardt等[18]也發(fā)現(xiàn)有一群類似的T-bet+Eomes-CD49a+NK細(xì)胞，但是這群細(xì)胞是否參與過敏性反應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

在半抗原介導(dǎo)的遲發(fā)型超敏反應(yīng)中，記憶NK細(xì)胞的產(chǎn)生過程仍有很多未解之謎。首先，NK細(xì)胞是如何識別半抗原的？化學(xué)半抗原(DNFB、OXA等)和病毒樣顆粒(VSV、HIV、流感病毒)的結(jié)構(gòu)多樣，因此不可能是通過同一個(gè)NK受體識別的。而CXCR6是一種胚系基因編碼的受體，并不能基因重排，因此其識別的配體也是有限的。而肝臟CXCR6+NK不表達(dá)Ly49H和Ly49D，低表達(dá)Ly49A、C/I、F、G2受體[19]。因此目前并不能確定NK細(xì)胞是通過何種受體識別這些抗原物質(zhì)。另外在抗原再次刺激時(shí)，肝臟中記憶性NK細(xì)胞是否能夠直接遷移到炎癥部位和NK細(xì)胞的遷移及黏附的具體機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

2 慢性病毒感染與記憶性NK細(xì)胞

巨細(xì)胞病毒(CMV)是一種皰疹病毒組DNA病毒，對宿主或培養(yǎng)細(xì)胞有高度的種屬特異性，是一種能夠長期感染宿主的慢性病毒[20]。盡管T細(xì)胞在控制CMV的潛伏和再活化中有重要作用[21]，NK細(xì)胞在CMV的急性感染期也有著重要功能[22,23]。

2.1 MCMV感染中記憶NK細(xì)胞 在小鼠記憶性NK細(xì)胞的研究模型中，MCMV感染模型研究的最為清楚。在C57BL/6鼠的脾臟中，約50%的NK細(xì)胞表面表達(dá)胚系編碼的活化性受體Ly49H，且該受體能夠特異性地識別MCMV的m157蛋白，而這對受配體的特異性結(jié)合確保了NK細(xì)胞對MCMV的清除[24]。應(yīng)用MCMV感染模型，Lanier和Sun研究組發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞類似，經(jīng)歷抗原活化增殖期和收縮期，最終形成長期存活的抗原特異性的記憶NK細(xì)胞[25,26]。在MCMV感染的早期(7dpi)，外周脾臟組織和MCMV感染的肝臟組織中，Ly49H+NK細(xì)胞特異擴(kuò)增，比例達(dá)到總NK細(xì)胞的80%以上。為了研究病毒特異性Ly49H+NK細(xì)胞的擴(kuò)增和長期存活，將Ly49H+NK細(xì)胞轉(zhuǎn)輸給Ly49H-/-鼠或DAP12-/-鼠。用MCMV感染受者鼠，Ly49H+NK細(xì)胞在脾臟中擴(kuò)增100倍，在肝臟中擴(kuò)增1 000倍。但用缺失m157蛋白的MCMV感染后，Ly49H+NK細(xì)胞并未擴(kuò)增。而后NK細(xì)胞經(jīng)歷收縮期，數(shù)目減少，但Ly49H+記憶NK細(xì)胞在受者鼠中依然能維持半年以上，提示Ly49H+NK細(xì)胞可能具有自我更新的能力或存活能力增強(qiáng)。此外，Ly49H+記憶NK細(xì)胞比na?ve NK細(xì)胞具有更強(qiáng)的抗病毒能力。且Ly49H+記憶NK細(xì)胞呈現(xiàn)KLRG1hi、CD11b+、CD27-、Ly6chi。在MCMV感染中形成的記憶NK細(xì)胞并沒有組織特異性，在病毒感染的肝臟組織和外周脾臟組織中均有記憶性NK細(xì)胞的形成，并能長期存在。

為了確認(rèn)記憶NK細(xì)胞的特異性，Min-Oo和Lanier[27]構(gòu)建了如下模型：預(yù)先給Ly49H-/-鼠轉(zhuǎn)輸CD45.1+Ly49H+NK，用MCMV進(jìn)行感染，在感染后期再次轉(zhuǎn)輸na?ve CD45.2+Ly49H+NK，接著進(jìn)行流感病毒或單核李斯特菌的感染。在感染后第1和4天，na?ve NK細(xì)胞和記憶NK細(xì)胞的數(shù)目、活化水平和功能分子的表達(dá)均無顯著差別。另外，在體外實(shí)驗(yàn)中用多種細(xì)胞因子(IL-12+IL-18或IFN-β)刺激時(shí)，與na?ve NK細(xì)胞相比，記憶NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的能力下降。這可能是記憶NK細(xì)胞中細(xì)胞因子下游信號通路(IL-12-STAT4/IFN-STAT1)的活化減少。但用m157特異刺激Ly49H時(shí)，記憶NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的IFN-γ，脫顆粒能力也增加。這些結(jié)果顯示Ly49H+記憶NK細(xì)胞對MCMV具有高度的特異性，而對細(xì)胞因子刺激的反應(yīng)性降低，這可以避免非特異感染誘導(dǎo)的不可控的NK細(xì)胞的活化。

2.1.1 MCMV感染中記憶NK細(xì)胞的活化和擴(kuò)增 隨著MCMV感染模型中記憶NK細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，近期的研究主要集中于記憶性NK細(xì)胞的形成機(jī)制和影響因素。因?yàn)镸CMV特異的記憶NK細(xì)胞與記憶性T細(xì)胞的形成過程類似，那么記憶性T細(xì)胞形成過程中的影響因素是否也影響記憶NK細(xì)胞有待研究。T細(xì)胞的活化需要3種信號的共同作用：TCR和MHC分子的相互作用，共刺激信號(CD28等)和 細(xì)胞因子信號(IL-18/IFN-α等)[28]。而MCMV的感染過程中，NK細(xì)胞的活化是否也需要類似的三種信號呢？ 首先，NK細(xì)胞的Ly49H受體與病毒蛋白m157的結(jié)合[29]，這類似于T細(xì)胞活化過程中的TCR信號。其次，NK細(xì)胞表面活化性受體DNAM-1/CD226通過下游Fyn信號和PKCη信號對于記憶NK細(xì)胞的形成非常重要[30]。用抗體阻斷DNAM-1，Ly49H+NK細(xì)胞的擴(kuò)增和記憶NK細(xì)胞的形成受到抑制。這一研究提示抗原特異性NK細(xì)胞的活化和擴(kuò)增需要共刺激活化信號。最后，細(xì)胞因子的信號對于抗原特異性NK細(xì)胞的形成也是必需的。研究發(fā)現(xiàn)MCMV感染誘導(dǎo)產(chǎn)生大量炎性細(xì)胞因子(IL-12、IL-18、Ⅰ型IFN和IFN-γ)。Ly49H+NK細(xì)胞活化擴(kuò)增依賴于IL-12和下游STAT4信號[31]；IL-18[32]和IL-33[33]僅影響NK對MCMV的初次免疫應(yīng)答，在記憶性NK細(xì)胞的形成、維持和再次抗病毒過程中并沒有作用。近期研究發(fā)現(xiàn)，病毒感染和炎性細(xì)胞因子誘導(dǎo)的NK細(xì)胞擴(kuò)增依賴于轉(zhuǎn)錄因子Zbtb32，且病毒感染誘導(dǎo)NK細(xì)胞中Zbtb32的上調(diào)，對于NK細(xì)胞的抗病毒能力非常重要[34]。而Zbtb32通過抑制抗增殖因子Blimp-1(Prdm1)促進(jìn)NK細(xì)胞增殖。因此，MCMV感染中NK細(xì)胞的活化增殖同樣需要炎性細(xì)胞因子，這類似于T細(xì)胞的活化信號3。綜上所述，抗原特異性NK細(xì)胞的活化與T細(xì)胞相似，需要多種信號通路的協(xié)同作用，但抗原特異性NK細(xì)胞的擴(kuò)增和形成記憶是否還需要其他的轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子或共刺激信號等還需要進(jìn)一步研究。

NK細(xì)胞除了通過Ly49H識別MCMV的m157蛋白之外，目前的研究發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞表面的多種受體也能與特定的配體結(jié)合。在異基因的造血細(xì)胞或組織移植中，C57BL/6鼠(H2-Dk)的NK受體Ly49D能特異性的識別H2-Dd。應(yīng)用這一組受配體對，Nabekura和Lanier提出[35]，在MCMV感染或炎性條件下，異基因的細(xì)胞轉(zhuǎn)輸能特異性的活化Ly49D+NK細(xì)胞，并形成記憶NK細(xì)胞。這一研究進(jìn)一步證實(shí)，NK細(xì)胞的擴(kuò)增與分化不僅需要特異性受配體的結(jié)合，還需要合適的炎性環(huán)境提供必要的生長和分化因子。

在某些病毒感染或者化療和輻照導(dǎo)致的淋巴細(xì)胞減少時(shí)，淋巴細(xì)胞也會(huì)出現(xiàn)增殖以維持細(xì)胞數(shù)目的穩(wěn)定[36,37]。那么在這種條件下，擴(kuò)增出來的NK細(xì)胞的生存周期和功能與正常NK細(xì)胞之間是否存在差異呢？Sun等[38]將CD45.1+NK細(xì)胞轉(zhuǎn)輸給免疫系統(tǒng)完全缺陷的Rag1-/-γc-/-鼠，供者NK細(xì)胞出現(xiàn)顯著的擴(kuò)增和收縮現(xiàn)象；轉(zhuǎn)輸6個(gè)月后，依然可以檢測到供者細(xì)胞。而且在淋巴組織(脾臟)和非淋巴組織(肝臟)中都有這群長期存活的NK細(xì)胞。在MCMV感染時(shí)，長期存活的NK細(xì)胞與na?ve NK細(xì)胞一樣快速的活化和增殖，且時(shí)相沒有顯著差別。鑒于之前的研究發(fā)現(xiàn)MCMV特異性的Ly49H+NK細(xì)胞與na?ve NK細(xì)胞的活化增殖的時(shí)相也非常相似，這提示可能所有NK細(xì)胞的分裂增殖周期都是相似的。但是在體外實(shí)驗(yàn)中，用鋪板的抗體(anti-Ly49H/anti-NKp46等)進(jìn)行刺激時(shí)，長期存活的NK細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌和脫顆粒能力比na?ve NK細(xì)胞顯著增加。說明只要NK細(xì)胞經(jīng)歷穩(wěn)態(tài)擴(kuò)增就能誘導(dǎo)NK細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)性細(xì)胞因子，具有記憶樣特性。然而，NK細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)增誘導(dǎo)記憶樣NK細(xì)胞的形成受到哪些因素的影響還有待研究。T細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)增受到一些共用γc鏈的細(xì)胞因子(IL-15、IL-7、IL-21)和MHC-TCR相互作用的影響[39]。而IL-15在NK細(xì)胞發(fā)育和存活中有著重要的作用，那么對于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)增中NK細(xì)胞的存活，IL-15可能也發(fā)揮著重要作用[37]。因此，后續(xù)的研究需集中于何種因素影響長期存活NK細(xì)胞形成，及其與抗原特異性NK細(xì)胞在功能和表型等方面的異同。

2.1.2 MCMV感染中記憶NK細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)收縮 T細(xì)胞的收縮期在記憶性T細(xì)胞的形成中是一個(gè)關(guān)鍵的階段，在該階段，效應(yīng)性T細(xì)胞的有序凋亡受到多種因子的調(diào)控[40]。Bim介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡對于T細(xì)胞的收縮非常重要[41]。基于此，Min-Oo等[42]應(yīng)用轉(zhuǎn)輸體系將Bim-/-NK細(xì)胞和正常NK細(xì)胞共轉(zhuǎn)輸，在MCMV感染后期Bim-/-NK細(xì)胞能夠長期存活，但呈現(xiàn)相對不成熟的表型，且對病毒的再次刺激反應(yīng)性較低。這一結(jié)果顯示，Bim介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡對于記憶NK細(xì)胞的形成至關(guān)重要。早期研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞的存活和維持階段IL-15發(fā)揮著重要作用[43]；除了細(xì)胞因子的影響外，miRNA-155[44]通過抑制凋亡相關(guān)分子Noxa和SOCS1維持NK細(xì)胞的擴(kuò)增。盡管如此，在收縮期，效應(yīng)NK細(xì)胞長期存活的機(jī)制仍不清楚。最近，Sun研究組發(fā)現(xiàn)在NK細(xì)胞的收縮期，線粒體自噬通過ROS依賴的途徑促進(jìn)NK細(xì)胞存活，并形成記憶性NK細(xì)胞[45,46]。用雷帕霉素抑制mTOR信號和用二甲雙胍活化AMPK信號時(shí)，線粒體的自噬增加，從而促進(jìn)記憶性NK細(xì)胞的增多。且這一過程依賴于Atg3信號。同時(shí)，線粒體自噬誘導(dǎo)BNIP3和BNIP3L的表達(dá)，也能促進(jìn)記憶NK細(xì)胞的形成。

2.1.3 MCMV感染中記憶NK細(xì)胞的長期記憶形成 在感染過程中，抗原特異性CD8+T細(xì)胞能形成終末分化的KLRG1hi短期效應(yīng)細(xì)胞(SLECs)和KLRG1lo記憶前體效應(yīng)細(xì)胞(MPECs)[47]。那么在MCMV感染中，經(jīng)歷收縮期存活下來的NK細(xì)胞能否全部轉(zhuǎn)變成記憶NK細(xì)胞？就目前的研究可見，答案是否定的。在MCMV感染中， KLRG1-Ly49H+NK細(xì)胞相較于KLRG1+Ly49H+NK細(xì)胞的增殖能力更強(qiáng)，更好地形成記憶NK細(xì)胞[48]。在記憶NK細(xì)胞的形成過程中受到共生菌的影響，因?yàn)樗铇蛹?xì)胞中的NOD樣受體能感知共生菌并產(chǎn)生IL-15，從而促進(jìn)NK細(xì)胞的成熟，KLRG1+NK比例增加。但T細(xì)胞與NK細(xì)胞競爭IL-15，抑制NK細(xì)胞的成熟。因此共生菌和T細(xì)胞以相反的作用，維持體內(nèi)NK細(xì)胞的成熟程度，也影響了記憶性NK細(xì)胞前體的本底水平。另外，最近的研究報(bào)道RAG基因促進(jìn)NK細(xì)胞的適應(yīng)性[5,49]。雖然成熟NK細(xì)胞中并不表達(dá)Rag基因，但是Kamimura等應(yīng)用RAG fate-mapping鼠發(fā)現(xiàn)，約20%～30%的外周血NK細(xì)胞和40%～50%的骨髓NK細(xì)胞在個(gè)體發(fā)生過程中曾經(jīng)表達(dá)過Rag基因。這群曾經(jīng)表達(dá)過Rag基因的NK細(xì)胞的成熟度(KLRG1/CD11b)、活化水平和反應(yīng)性較低。但是在MCMV感染時(shí)，因?yàn)檫@群NK細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)功能較強(qiáng)，導(dǎo)致NK細(xì)胞的適應(yīng)性增加，在感染后期能長期存活并形成記憶性NK細(xì)胞。綜上所述，這些研究提示，雖然目前的研究尚未明確何種因素決定效應(yīng)NK細(xì)胞向記憶NK細(xì)胞轉(zhuǎn)變，但確實(shí)存在一些細(xì)胞內(nèi)源性的因素或環(huán)境因素影響記憶NK的形成。

2.2 HCMV感染中的記憶性NK細(xì)胞 人器官和造血干細(xì)胞移植后巨細(xì)胞病毒(CMV)感染是普遍存在的問題[50-52]。研究發(fā)現(xiàn)，CMV血清陽性的病人體內(nèi)CD94/NKG2C+NK細(xì)胞增多，而這群細(xì)胞不表達(dá)抑制性受體CD94/NKG2A，低表達(dá)活化性受體NKp30和NKp46[53]。這提示HCMV的感染選擇性的影響NK細(xì)胞表面受體的表達(dá)。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，CD94/NKG2C+NK具有記憶特性。Lopez-Vergès等[54]發(fā)現(xiàn)CMV血清陽性病人的外周血中NKG2ChighCD57+NK細(xì)胞較正常人顯著增加；而CMV攜帶者在器官移植后誘發(fā)的CMV急性感染時(shí)，CD94/NKG2C+NK特異擴(kuò)增，并能長期存活持續(xù)到至少250 d。Foley等[55]發(fā)現(xiàn)在造血干細(xì)胞移植的病人中，NKG2ChighCD57+NK細(xì)胞擴(kuò)增并長期存活，且呈現(xiàn)成熟表型，CD57和KIR高表達(dá)。另外有研究報(bào)道[56]，一個(gè)T細(xì)胞缺陷的新生兒在HCMV急性感染時(shí)，隨著病毒滴度增加，外周血中約80%的NK表達(dá)NKG2C。而在NKG2C基因(Klrc2)缺陷的個(gè)體中，HCMV感染時(shí)，NK細(xì)胞的分化成熟受損，抗HCMV IgG增加，這說明NKG2C在宿主抵抗HCMV感染中有著重要作用[57,58]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道[59]，NKG2C缺陷的個(gè)體依然能控制HCMV的感染，可能是NK細(xì)胞通過表達(dá)活化性殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(KIR)或者其他相關(guān)受體識別HCMV。因此人NK細(xì)胞可能通過其他的補(bǔ)救途徑對抗HCMV。綜上所述，CMV的感染在小鼠和人體內(nèi)均能誘導(dǎo)形成長期存活的記憶NK細(xì)胞。

鑒于MCMV感染中，NK細(xì)胞的Ly49H受體與MCMV-m157相互作用，特異性地誘導(dǎo)NK細(xì)胞的擴(kuò)增。那么在HCMV感染時(shí)，具體是何種配體誘導(dǎo)了CD94/NKG2C+NK的增殖還有待研究。Rolle等[60,61]研究發(fā)現(xiàn)HCMV感染誘導(dǎo)被感染細(xì)胞上HLA-E的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)CD14+單核細(xì)胞分泌IL-12，兩者聯(lián)合作用導(dǎo)致NK細(xì)胞上CD25表達(dá)增加，從而促進(jìn)CD94/NKG2C+NK細(xì)胞的擴(kuò)增。但CD94/NKG2C與HLA-E的親和力較低，且HLA-E的表達(dá)譜較廣[62]。目前HCMV是如何誘導(dǎo)CD94/NKG2C+NK的擴(kuò)增的假設(shè)主要有以下兩種[23]：第一可能是CMV感染后影響了HLA-E的多肽庫，形成高親和力的HLA-E配體。第二點(diǎn)可能是感染細(xì)胞上表達(dá)的CMV蛋白或某些新的宿主自身蛋白作為高親和力的配體，活化CD94/NKG2C+NK。

不僅在HCMV的感染中伴有CD94/NKG2C+NK的擴(kuò)增，一些其他的病毒感染也能誘導(dǎo)這群細(xì)胞的增多。那么在這些病毒感染中，是否也有記憶NK細(xì)胞的形成還有待研究。在慢性HBV、HCV、HIV和漢坦病毒感染的病人中，CD94/NKG2C+NK也會(huì)擴(kuò)增[63-65]?；卓涎挪《?chikungunya virus)的感染亦可誘導(dǎo)CD94/NKG2C+NK瞬時(shí)擴(kuò)增和長期存活[66]。然而，上述病毒感染時(shí)，僅僅CMV血清陽性的病人才有此現(xiàn)象。但Hendricks等[67]發(fā)現(xiàn)在EB病毒和HCMV的共感染中，CD94/NKG2C+NK并沒有擴(kuò)增，NKG2A+CD57+的比例也沒有增加。另外單純皰疹病毒HSV-2反復(fù)感染的病人，與無癥狀的HSV-2攜帶者相比，外周血中CD94/NKG2C+NK也沒有增多[68]。但該研究中并沒有HSV-2陰性的個(gè)體，且沒有檢測CMV血清狀態(tài)。因此，這些病毒感染中，究竟是病毒還是伴隨的細(xì)胞因子誘導(dǎo)了CD94/NKG2C+NK的活化擴(kuò)增尚需更深入的探索。

有研究發(fā)現(xiàn)，在人體中一些其他的病原體亦可誘導(dǎo)某些特異NK細(xì)胞群體的擴(kuò)增。流感疫苗免疫后，外周血中NK細(xì)胞表面CD244表達(dá)增加，NKp46表達(dá)下降。而體外流感病毒感染的單個(gè)核細(xì)胞中NK細(xì)胞也呈現(xiàn)相似的表型[69]。而肺炎結(jié)核桿菌感染時(shí)，胸腔積水中有一群NK細(xì)胞表達(dá)記憶性T細(xì)胞特異性的標(biāo)志CD45RO。在IL-12刺激時(shí)，這群細(xì)胞的殺傷能力和產(chǎn)生IFN-γ的水平較CD45RO-NK細(xì)胞顯著增加[70]。另外，HIV攜帶者體內(nèi)成熟的CD57brightNK也較多[71]。但是這些NK細(xì)胞群體是否具有記憶特性還需要進(jìn)一步研究。

2.3 抗體依賴的記憶樣NK細(xì)胞 NK細(xì)胞的一個(gè)重要功能是抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用(ADCC)，即表達(dá)IgG Fc受體的NK細(xì)胞通過與已結(jié)合在病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等靶細(xì)胞表面的IgG抗體的Fc段結(jié)合，而殺傷這些靶細(xì)胞的作用。CD16通過下游兩個(gè)接頭分子CD3ζ和FcεRIγ傳遞信號，CD16和IgG結(jié)合后，導(dǎo)致CD3ζ和FcεRIγ的免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM)磷酸化，進(jìn)一步招募酪氨酸激酶Syk和ZAP70，導(dǎo)致NK細(xì)胞介導(dǎo)的殺傷和細(xì)胞因子的產(chǎn)生[72,73]。近期Kim研究組[74]發(fā)現(xiàn)，在健康人中，約有30%的人外周血中有一群CD56+CD16+NK細(xì)胞不表達(dá)FcεRIγ，低表達(dá)活化性受體NKp46和NKp30。這30%的人群可能是曾經(jīng)感染過CMV所致[75]。FcεRIγnegNK細(xì)胞與FcεRIγposNK細(xì)胞有很大的功能差異，F(xiàn)cεRIγnegNK細(xì)胞的殺傷能力下降，但是ADCC效應(yīng)能力增強(qiáng)。在有病毒特異性抗體時(shí)，F(xiàn)cεRIγnegNK細(xì)胞的脫顆粒能力(CD107a)和產(chǎn)生細(xì)胞因子(IFN-γ和TNF-α)的能力增加。而且這群NK細(xì)胞表面伴有CD94/NKG2C和CD57的表達(dá)上調(diào)，這就提示這群NK細(xì)胞可能也有記憶功能。最新的研究中，Lee[76]和Schlums[77]等發(fā)現(xiàn)FcεRIγneg記憶樣NK細(xì)胞具有特異的轉(zhuǎn)錄因子和信號蛋白表達(dá)譜，也呈現(xiàn)不同的表觀調(diào)控。這群NK細(xì)胞低表達(dá)ITGA6、SIGLEC-7、CD7、PECAM1和TIM-3，高表達(dá)ILT2、CD2和FAS[76]。CMV血清陽性的個(gè)體中FcεRIγnegNK細(xì)胞的酪氨酸激酶Syk的表達(dá)缺失，也不表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子PLZF和DAB2和接頭分子EAT-2[76,77]。因此，這群FcεRIγneg記憶樣NK細(xì)胞與傳統(tǒng)NK細(xì)胞有較大的功能差異，但是與CD8+T細(xì)胞非常類似。但是，鑒于這群NK細(xì)胞的特異性是由抗體介導(dǎo)的，因此它可以對于多種病原體進(jìn)行殺傷。與NK細(xì)胞受體介導(dǎo)的殺傷相比，其特異性更加廣譜。

2.4 免疫缺陷病毒感染中的記憶樣NK細(xì)胞 人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus 或HIV)是感染人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞的慢病毒(Lenrivirus)，屬逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種。NK細(xì)胞在HIV感染時(shí)具有重要的抗病毒能力，且HIV感染也能影響NK細(xì)胞的表型和功能[78]。臨床資料表明[79,80]，HIV攜帶者的外周血NK呈現(xiàn)高度活化狀態(tài)，增殖能力增強(qiáng)，受體表達(dá)異常，與DC的相互作用受損，CD56dimCD16+NK細(xì)胞減少。而CD56dimCD16+NK細(xì)胞上CD57上調(diào)。另外，NK細(xì)胞通過多種機(jī)制裂解HIV感染的細(xì)胞，主要包括ADCC[81]，下調(diào)MHCⅠ分子[82]，上調(diào)NKG2D的配體[83]。NK細(xì)胞也分泌趨化因子CCL3、CCL4和CCL5抑制CCR5依賴的HIV侵入靶細(xì)胞[84]。而在HIV攜帶者體內(nèi)成熟的CD57brightNK增多，是否能形成記憶樣NK細(xì)胞還有待研究。研究發(fā)現(xiàn)，越南靜脈吸毒者有很高的HIV感染機(jī)率。但尚未感染與已感染的吸毒者相比，外周血NK細(xì)胞的殺傷功能較強(qiáng)[85]。因此可能是這些功能增強(qiáng)的NK細(xì)胞抵抗HIV的感染。另外HIV攜帶者的母親能產(chǎn)下HIV陰性和陽性的胎兒，而HIV陰性的胎兒外周血的NK細(xì)胞，在HIV抗原體外刺激時(shí)，能產(chǎn)生更多的IFN-γ。這也提示，母體來源的HIV刺激胎兒的NK細(xì)胞，導(dǎo)致功能增強(qiáng)，從而阻斷了HIV的母嬰傳播[86]。綜上所述，HIV的感染或刺激，能誘導(dǎo)產(chǎn)生功能增強(qiáng)的記憶樣NK細(xì)胞。另外，NK細(xì)胞對HIV的反應(yīng)性依賴于宿主的KIR和HLA基因型，且HIV編碼的蛋白能降低某些NK配體的表達(dá)水平[87-89]。最近的研究中[90]，使用質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)分析41種NK細(xì)胞相關(guān)受體的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)新生兒NK細(xì)胞受體的多樣性較成年人的低。而HIV或西尼羅病毒體外刺激，或HIV感染的越南女性中，NK細(xì)胞受體的多樣性增加，且CD57+NK細(xì)胞比例增加，NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的水平也較高。這說明在人類的整個(gè)生命周期中，隨著遇到的病原體增多，NK細(xì)胞開始轉(zhuǎn)變成抗原特異性的效應(yīng)細(xì)胞，而對其他未見過的病原體則不能識別。這就導(dǎo)致成年人沒有新生兒對病原體的抵抗力強(qiáng)。

在恒河猴免疫缺陷病毒感染(SIV)的研究中也發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞能裂解感染的細(xì)胞[91]。在急性感染期，SIV能誘導(dǎo)NK細(xì)胞的快速活化，殺傷能力增強(qiáng)[92]。而長期的研究提出，NK細(xì)胞在疾病進(jìn)程中起到保護(hù)性的效應(yīng)[93]。那么在SIV感染中是否能誘導(dǎo)形成記憶樣NK細(xì)胞呢？近期的研究發(fā)現(xiàn)[94]，SHIVSF162P3和SIVmac251感染后，恒河猴的脾臟和肝臟NK細(xì)胞能通過NKG2A和NKG2C依賴的途徑特異性的殺傷Gag-和Env-負(fù)載的DC細(xì)胞。用表達(dá)有不同SIV抗原的Ad26疫苗免疫5年后，脾臟和肝臟NK細(xì)胞依然可以有效地裂解抗原相匹配的靶細(xì)胞。這一研究提出在恒河猴免疫缺陷病毒感染中能誘導(dǎo)形成長期存活，功能增強(qiáng)和特異性的記憶樣NK細(xì)胞。這也提示利用疫苗誘導(dǎo)記憶NK細(xì)胞產(chǎn)生對免疫缺陷病毒的防治有著重要的潛在意義。

3 細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞(CIML)

鑒于NK細(xì)胞不能進(jìn)行體細(xì)胞抗原受體的基因重排，只依賴于胚系基因編碼的有限受體來識別配體或抗原。如果僅通過受配體間的相互識別誘導(dǎo)記憶NK細(xì)胞形成，那么記憶性NK細(xì)胞的種類是非常有限的。但有研究報(bào)道細(xì)胞因子活化的NK細(xì)胞呈現(xiàn)記憶樣特性。

3.1 細(xì)胞因子誘導(dǎo)的小鼠記憶樣NK細(xì)胞 Yokoyama研究組[95]最早提出了細(xì)胞因子(IL-12、IL-15和IL-18)能誘導(dǎo)形成記憶樣NK細(xì)胞。在體外用IL-12、IL-18和IL-15刺激Rag1-/-鼠的NK細(xì)胞，同時(shí)僅用IL-15刺激作為對照，過夜培養(yǎng)后轉(zhuǎn)輸給Rag1-/-鼠。盡管在轉(zhuǎn)輸時(shí)，預(yù)先活化的NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的水平顯著增加；但轉(zhuǎn)輸數(shù)周后，NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的能力恢復(fù)至正常水平。在轉(zhuǎn)輸受者鼠中，預(yù)先活化的NK細(xì)胞比對照NK細(xì)胞的增殖能力更強(qiáng)。但這兩種NK細(xì)胞的表型相似，CD69、CD11b、CD11c、gp49B、B220、CD122、IL-15Rα、IL-12Rβ1和CD127的表達(dá)水平?jīng)]有差別。CIML和對照NK細(xì)胞的細(xì)胞毒作用也相似，主要表現(xiàn)在表達(dá)顆粒酶B和對靶細(xì)胞的殺傷能力沒有差別。值得關(guān)注的是，在體外用細(xì)胞因子或anti-Ly49H/NK1.1進(jìn)行刺激時(shí)，CIML NK細(xì)胞產(chǎn)生更高水平的IFN-γ。而且這種特性是NK細(xì)胞內(nèi)在的，能夠遺傳給子代細(xì)胞。

目前細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞的形成機(jī)制并不清楚。MCMV特異性的記憶NK細(xì)胞的活化與記憶性T和B細(xì)胞類似，需要抗原受體信號，共刺激信號和細(xì)胞因子。但CIML僅需要細(xì)胞因子的活化。CIML產(chǎn)生更多IFN-γ的機(jī)制可能是細(xì)胞因子誘導(dǎo)Ifng基因座的轉(zhuǎn)錄本增加[96]或發(fā)生了表觀修飾[97]。而Yokoyama研究組[95]發(fā)現(xiàn)預(yù)先活化的記憶性NK細(xì)胞與na?ve NK細(xì)胞相比，Ifng基因在mRNA水平上沒有差別。因此后續(xù)的研究需要探究細(xì)胞因子的預(yù)先活化是否影響Ifng基因的表觀修飾及其機(jī)制。

另外需要研究的是CIML是否具有組織器官特異性。研究發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)輸后7 d，預(yù)先活化的NK細(xì)胞比na?ve NK細(xì)胞在淋巴結(jié)中的比例更高，在肝臟和脾臟中的比例相當(dāng)；但介導(dǎo)NK細(xì)胞向外周淋巴結(jié)遷移的淋巴細(xì)胞歸巢受體(L-選擇素)CD62L在這兩群NK細(xì)胞上的表達(dá)水平?jīng)]有差別。但文中并未檢測更長時(shí)間點(diǎn)供者細(xì)胞在各組織器官中的分布情況。因此CIML在體內(nèi)的遷移、分布和影響因素等還需要進(jìn)一步探索。

功能增強(qiáng)的CIML的發(fā)現(xiàn)給NK細(xì)胞的免疫治療領(lǐng)域帶來新曙光。Cerwenka等[98]用IL-12、IL-15和IL-18活化的小鼠NK細(xì)胞轉(zhuǎn)輸給荷瘤的小鼠(RMA-S淋巴瘤或B16-Rae1ε黑色素瘤)，聯(lián)合輻照治療能有效殺傷腫瘤細(xì)胞。這主要是NK細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的協(xié)同效應(yīng)，CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生的IL-2能顯著誘導(dǎo)NK細(xì)胞的活化，從而殺傷腫瘤細(xì)胞。而且細(xì)胞因子預(yù)先活化的NK細(xì)胞能長期存活，在受者鼠中存活3個(gè)月以上，可以提供長期的抗腫瘤的效應(yīng)。然而，因?yàn)榧?xì)胞因子活化的NK對病原微生物的刺激也表現(xiàn)出強(qiáng)大的效應(yīng)功能，可能導(dǎo)致機(jī)體嚴(yán)重的病理損傷。因此CIML是一把雙刃劍，在不同腫瘤模型或宿主中的作用需要具體的分析。

3.2 細(xì)胞因子誘導(dǎo)的人記憶樣NK細(xì)胞 繼CIML在小鼠中發(fā)現(xiàn)，研究者的目光也聚集到細(xì)胞因子對于人NK細(xì)胞的影響及預(yù)先活化NK細(xì)胞在腫瘤治療中的作用。Ni[98]和Romee[99]等用IL-12,IL-15和IL-18體外刺激人外周血NK細(xì)胞，與na?ve NK細(xì)胞相比，預(yù)先活化的NK細(xì)胞上CD69、NKp46、CD94和NKG2A高表達(dá)。用細(xì)胞因子或靶細(xì)胞刺激時(shí)，這群NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的能力增強(qiáng)，但殺傷功能沒有顯著增加。而且與小鼠中CIML類似，這種功能增強(qiáng)的效應(yīng)也能隨著細(xì)胞的增殖遺傳給子代細(xì)胞。人NK細(xì)胞根據(jù)CD56的表達(dá)水平可以分成CD56bright和 CD56dimNK兩群，在細(xì)胞因子刺激后，這兩群NK細(xì)胞功能均顯著增加。而人CIML功能增強(qiáng)的分子機(jī)制尚不清楚。目前的研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子的預(yù)先活化對NK細(xì)胞中Ifng基因的mRNA水平?jīng)]有影響。因此可能與小鼠中類似，Ifng基因的表觀調(diào)控是以后研究人記憶樣NK細(xì)胞功能增強(qiáng)的一個(gè)方向。

4 流感病毒感染中的記憶樣NK細(xì)胞

除了CMV等慢性病毒感染，一些急性感染的病毒也能誘導(dǎo)形成記憶性NK細(xì)胞。在牛痘病毒感染Rag1-/-鼠時(shí)，預(yù)先致敏的Thy1+NK細(xì)胞能保護(hù)致死劑量的牛痘病毒的感染[100]。在陰道單純皰疹病毒HSV-2感染30 d后，體外用HSV-2抗原刺激時(shí)，脾臟NK細(xì)胞比na?ve NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的IFN-γ[101]。此外，在流感病毒感染中也發(fā)現(xiàn)有記憶樣NK細(xì)胞，并取得較大研究進(jìn)展。

流感病毒是一種造成人類及動(dòng)物患流行性感冒的RNA病毒。在分類學(xué)上，流感病毒屬于正黏液病毒科，它會(huì)造成急性上呼吸道感染，并借由空氣迅速的傳播，在世界各地常會(huì)有周期性的大流行。自然條件下流感病毒不能感染小鼠，而鼠適應(yīng)性流感病毒的發(fā)現(xiàn)，在小鼠中成功構(gòu)建了流感病毒感染模型，對于流感病毒的研究提供了重要的研究平臺[102]。在C57BL/6鼠中，流感病毒感染支氣管上皮細(xì)胞，并在胞內(nèi)快速增殖，導(dǎo)致嚴(yán)重的氣道炎癥，產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子和趨化因子[102]。

NK細(xì)胞在流感病毒感染中的作用存在很大爭議。早期的研究發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞能抵抗流感病毒的感染，起到重要的保護(hù)效應(yīng)[103]。而且NK細(xì)胞通過活化性受體NKp46和NKp44識別流感病毒的血凝素HA[104,105]。近期Gazit等[106]發(fā)現(xiàn)在流感病毒感染時(shí)，Ncr1(NKp46)-/-鼠比野生型鼠的生存期縮短，肺臟病毒滴度更高。然而，近期研究發(fā)現(xiàn)IL-15-/-鼠[107]或用抗體清除NK細(xì)胞[108]，NK細(xì)胞的缺失并不影響流感病毒感染后小鼠的生存期，反而導(dǎo)致肺臟的病理損傷程度減輕。這一結(jié)果提示，在流感病毒感染中NK細(xì)胞誘導(dǎo)嚴(yán)重的肺臟病理損傷。因此NK細(xì)胞在流感病毒感染中究竟發(fā)揮怎樣的作用尚無明確的定論。目前認(rèn)為造成這兩種完全相悖的現(xiàn)象的原因，可能是使用的流感病毒的亞型、種類和感染的劑量及實(shí)驗(yàn)中使用的小鼠的品系不同。

雖然在流感病毒感染中NK細(xì)胞的效應(yīng)功能尚未明確，但是NK細(xì)胞的NKp46和NKp44受體確實(shí)能識別流感病毒的血凝素HA。那么流感病毒感染的細(xì)胞是否能通過NKp46活化NK細(xì)胞，誘導(dǎo)其增殖并形成記憶樣NK細(xì)胞呢？Lannier研究組[7]用野生型鼠和Ncr1-/-鼠的NK細(xì)胞共轉(zhuǎn)輸和骨髓嵌合模型發(fā)現(xiàn)，流感病毒(H1N1和H3N2)的感染不能引起肺臟中NK細(xì)胞的擴(kuò)增，反而引起骨髓中NK細(xì)胞的增殖，并通過趨化因子招募到感染部位。流感病毒僅在氣道和肺臟局部擴(kuò)增，這就說明流感病毒感染誘導(dǎo)的全身細(xì)胞因子風(fēng)暴才是導(dǎo)致骨髓NK細(xì)胞擴(kuò)增的主要因素，而并不是病毒抗原特異刺激NK細(xì)胞擴(kuò)增[109]。其實(shí)早在半抗原誘導(dǎo)的CHS模型中，Paust等[13]發(fā)現(xiàn)流感病毒樣顆粒致敏形成的記憶NK細(xì)胞并不依賴于NKp46和流感病毒HA的相互作用。雖然半抗原誘導(dǎo)的CHS反應(yīng)和流感病毒感染的機(jī)制不同，但都發(fā)現(xiàn)流感病毒特異的記憶性NK細(xì)胞的形成不需要NKp46。盡管如此，流感病毒感染中產(chǎn)生的大量細(xì)胞因子是否能夠誘導(dǎo)形成記憶樣NK細(xì)胞還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)分析。

Van Helden等[109]最早提出流感病毒感染中存在細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞，且主要定居于骨髓。在流感病毒感染2～3周后分離外周組織(脾臟、肝臟和肺臟)和骨髓中的NK細(xì)胞分別轉(zhuǎn)輸給na?ve鼠，供者NK細(xì)胞傾向于返回其原來的位置，但都會(huì)在骨髓中經(jīng)歷擴(kuò)增，形成長期存活的記憶樣NK細(xì)胞。且在轉(zhuǎn)輸后4～5周依然能夠檢測到供者NK細(xì)胞。而用流感病毒和呼吸道合胞病毒均可引起這群NK細(xì)胞的活化增殖，說明流感病毒感染后形成的長期存活的記憶樣NK細(xì)胞可能是由細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生的，而不是依賴于某些流感病毒特異性的抗原。然而，我們發(fā)現(xiàn)在低劑量流感病毒感染后期，肺臟和肝臟NK細(xì)胞呈現(xiàn)記憶樣表型(KLRG1hi，Ly6chi)和轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)譜(Hopx高表達(dá))。通過轉(zhuǎn)輸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)只有肝臟DX5-CD49a+NK細(xì)胞能增加受者鼠的生存率，并顯著降低流感病毒的滴度。我們的實(shí)驗(yàn)提出流感病毒記憶樣的NK細(xì)胞存在于肝臟中，具有DX5-CD49a+的表型(Li Tetal.,unpublished data)。但在該實(shí)驗(yàn)體系中仍有很多尚未解決的問題需要深入研究，例如呼吸道流感病毒感染中形成的記憶樣NK細(xì)胞為何定居于肝臟中，肝臟中的記憶樣NK細(xì)胞又是如何發(fā)揮抗病毒能力等。

在人流感病毒的研究中，我們實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)[110]用流感病毒疫苗免疫正常志愿者后，在體外用滅活流感病毒刺激外周血單個(gè)核細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，疫苗免疫組比未免疫組的外周血中NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的效應(yīng)分子IFN-γ，而anti-NKp46的加入抑制IFN-γ的產(chǎn)生。進(jìn)一步機(jī)制探索發(fā)現(xiàn)流感疫苗誘導(dǎo)NKp46內(nèi)化的記憶樣NK細(xì)胞。這與小鼠模型中得到的結(jié)果并不一致，可能是因?yàn)槿撕托∈驨K細(xì)胞上NKp46的表達(dá)譜不同所致。人NK細(xì)胞只有部分細(xì)胞表達(dá)NKp46，而小鼠(C57BL/6、BALB/c)的NK細(xì)胞是全部表達(dá)NKp46的。綜上所述，在小鼠中流感病毒的感染能誘導(dǎo)形成記憶樣的NK細(xì)胞，主要定居于骨髓和肝臟中；它可能主要是由細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生，并不依賴于活化性受體NKp46。但是有關(guān)流感病毒記憶樣NK細(xì)胞形成的具體機(jī)制和影響因素還需要進(jìn)一步探討。

5 總結(jié)與展望

越來越多的研究證實(shí)，在人和小鼠中存在記憶NK細(xì)胞，且記憶NK細(xì)胞形成的細(xì)胞和分子機(jī)制的研究也愈見明了。 MCMV的感染模型中發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞具有抗原特異性，形成長期存活的記憶NK細(xì)胞，并在再次刺激時(shí)發(fā)揮更強(qiáng)的抗病毒能力。而不管抗原存在與否，炎性細(xì)胞因子都能誘導(dǎo)形成記憶樣NK細(xì)胞。但是，記憶NK細(xì)胞的研究中仍存在眾多的未解之謎。隨著NK細(xì)胞形成機(jī)制研究的不斷更新和完善，可能對感染性疾病和腫瘤的治療帶來曙光。

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[收稿2016-01-13]

(編輯 張曉舟)

Advance in memory NK cells study

LI Ting-Ting,PENG Hui,SUN Rui,TIAN Zhi-Gang.Institute of Immunology ,University of Science & Technology of China,Hefei 230027,China

Natural killer (NK) cells have historically been considered short-lived cytolytic cells that can rapidly respond against microbial pathogens and tumors in an antigen-independent manner.Recently,NK cells have been shown to possess features of adaptive immunity with immunological memory in a manner similar to that of T and B cells.Three major viewpoints of NK cell memory initially arose from the studies of NK cell memory to recall to mouse cytomegalovirus (MCMV),cytokine and skin-contact hypersensitive chemical antigens.Currently,NK cell memory has been reported in acute infection of mouse HSV,influenza virus,HCMV and simian immunodeficiency virus (SIV).Here,we review the latest discoveries and unsolved questions regarding NK cell memory in these models.Studies to reveal the mechanisms for NK cell memory may provide opportunities for the therapeutic use of NK cells in infectious diseases and cancer.

NK cells;Memory;Function;Model

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.04.001

①本文為國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 (973)(No.2013CB944902)和國家自然科學(xué)基金(No.81361120388)資助項(xiàng)目。

R392

A

1000-484X(2016)04-0449-11