周 靜 彭 慧 田志剛

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

淋巴細胞通常被認為在全身各組織器官及血液中不斷循環(huán)遷移，但在一些非淋巴組織中，如黏膜和皮膚等屏障組織處，淋巴細胞也具有組織駐留特性，這一類具有組織駐留特征的淋巴細胞便被統(tǒng)稱為組織駐留淋巴細胞(Tissue-resident lymphocytes)[1]。盡管組織駐留淋巴細胞種類繁多，功能復(fù)雜，但其具有多種共同功能屬性，包括生理狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)維持，感染或其他疾病狀態(tài)下的屏障免疫以及免疫調(diào)控功能[2]。

1 組織駐留淋巴細胞的發(fā)現(xiàn)

組織駐留淋巴細胞的發(fā)現(xiàn)歸功于可以有效區(qū)分血液循環(huán)以及組織中駐留細胞的實驗策略，而最直接的證明方法便是聯(lián)體共生(Parabiosis)模型。該模型通常以小鼠作為實驗對象，通過外科手術(shù)方式將兩只實驗動物皮膚連接在一起，使其可以長時間共用一套血液循環(huán)系統(tǒng)，從而形成血液與體液的相互交換。循環(huán)中的細胞便可以在兩只動物中均勻分布，而組織駐留細胞則并不隨血液循環(huán)遷移至對側(cè)動物體內(nèi)，從而證明了細胞缺乏隨血液再循環(huán)的“駐留”特性[3-5]。此外，實驗研究中也會使用組織移植或特異性清除循環(huán)細胞的方式來證明細胞的駐留特征[6-8]。通過廣泛深入的研究發(fā)現(xiàn)，機體多種組織器官內(nèi)均存在組織駐留細胞，并且組織駐留細胞會在接受特定刺激時呈現(xiàn)“遷移”特性[9]。

組織駐留淋巴細胞在基因表達譜、表型等方面與循環(huán)淋巴細胞存在多種差異，從而可以將二者進行有效區(qū)分。淋巴細胞進入組織后，會隨著對組織微環(huán)境的適應(yīng)而進行局部分化，以利于其長期駐留。而長期存活的組織駐留淋巴細胞的塑造與維持則又依賴于轉(zhuǎn)錄因子以及組織微環(huán)境中信號的多重調(diào)控。盡管多種組織駐留淋巴細胞具有很多基因表達譜層面的共性，但局部微環(huán)境又造就了不同細胞的特殊性。

2 組織駐留淋巴細胞的分類

組織駐留淋巴細胞包括固有免疫與適應(yīng)性免疫組分，盡管在非淋巴組織中分布有所不同，但均發(fā)揮共同的“天然樣”功能特征。組織駐留淋巴細胞與血液循環(huán)中的淋巴細胞相互協(xié)調(diào)，在抵抗感染、修復(fù)損傷，維持組織穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮作用。組織駐留淋巴細胞包括組織駐留記憶性T細胞(Tissue-resident memory T cells，TRM)、固有淋巴樣細胞(Innate lymphoid cells，ILCs)和多種非傳統(tǒng)的固有樣T細胞(Innate-like T cells)[1,10]。

2.1組織駐留記憶性T細胞 T細胞在機體抵御入侵病原體并產(chǎn)生免疫保護中發(fā)揮重要作用，而記憶性T 細胞不僅可以增強機體的免疫監(jiān)視功能，也負責(zé)對再次接受感染時產(chǎn)生記憶應(yīng)答。十多年前，研究人員從人類的外周血中分離出兩種類型的記憶性T淋巴細胞：一種稱為效應(yīng)記憶性T細胞(Effector memory T cells，TEM)，主要在非淋巴組織中富集；另一種為中樞記憶性T細胞(Central memory T cell，TCM)，主要存在于次級淋巴器官。隨后研究人員發(fā)現(xiàn)無論是在單純皰疹病毒(Herpes simplex virus，HSV)感染后的背根神經(jīng)節(jié)以及皮膚內(nèi)[11,12]，還是淋巴細胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(Lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV)感染后的小腸中[13]均觀察到僅在組織中駐留而不通過血液進行再循環(huán)的記憶性CD8+T 細胞，從而開創(chuàng)性地鑒定出組織駐留記憶性T細胞的存在。

TRM廣泛分布在多種外周器官中，以往認為其表面CD69和CD103的共表達是組織駐留T細胞的特征標(biāo)記。但現(xiàn)有研究表明，僅依靠這兩個分子的表達并不能真實地表征TRM。TRM表型的異質(zhì)性由其所處組織微環(huán)境所決定，除了檢測指征細胞駐留特性的表面分子，利用成像手段去示蹤TRM，這將是界定TRM的最可靠方法[14]。

CD4+T和CD8+T細胞均可獲得組織駐留表型，目前研究多以CD8+TRM為重點。CD8+TRM被認為是外周組織抵御早前接觸的抗原物質(zhì)的第一道防線，在循環(huán)記憶性CD8+T細胞發(fā)揮功能之前便采取有效措施以控制各種危險因素。CD8+TRM功能的發(fā)揮包括多種方式，比如腦組織中的CD8+TRM可以通過細胞毒作用直接裂解荷載抗原的靶細胞，從而通過殺傷功能發(fā)揮對機體的免疫監(jiān)視作用[15]；而肺臟中的CD8+TRM則以γ干擾素(Interferon-γ，IFN-γ )依賴的方式發(fā)揮對流感病毒的抵抗功能[16]。此外，CD8+TRM在局部組織活化后可以產(chǎn)生趨化因子招募非抗原特異性的T細胞，發(fā)揮天然樣的效應(yīng)功能[17,18]。盡管TRM更適合用于描述CD8+T細胞亞群，但是CD4+TRM在組織中對多種病原微生物的防御作用也被廣泛報道。CD4+TRM在非淋巴組織中廣泛分布，包括肺臟、皮膚以及生殖器黏膜中[19-21]。此外，一些記憶性CD4+T細胞也可以在派氏結(jié)和淋巴結(jié)中長期存在，但對于這些CD4+TRM是否是真正意義上的永久駐留還是需要較長的等候時間以進行再循環(huán)仍不清楚[22]。

盡管TRM通常被認為在免疫系統(tǒng)中扮演促進免疫應(yīng)答的角色，但在許多疾病中可能發(fā)揮對機體不利的作用。當(dāng)TRM識別無害抗原或自身抗原時，其可以被激活從而對機體造成長期或復(fù)發(fā)的組織損傷。TRM不僅可以引起人類的固定性藥疹，也被報道可能參與不同的解剖部位的自身免疫性疾病，包括斑禿、炎癥性腸病、牛皮癬和多發(fā)性硬化癥。TRM的發(fā)育分化受到多種層面的調(diào)控：轉(zhuǎn)錄因子如T-bet、Eomes、Hobit、Blimp-1、KLF2和Runx3等被報道可以調(diào)控TRM的發(fā)育分化，細胞因子如TGF-β、IL-15、IFN-γ、IL-12可以促進TRM的形成，而趨化因子如CXCR3、CXCR6、CCR10和CXCL17則對TRM的遷移和滯留至關(guān)重要[10]。

2.2固有淋巴樣細胞 ILCs是近年來新定義的一種固有免疫細胞，根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子表達、細胞因子分泌以及表面標(biāo)志等可分為三種主要類型，即Group 1 ILCs[包括傳統(tǒng)NK細胞(Conventional NK cells，cNK)，組織駐留NK細胞(Tissue-resident NK cells，trNK)和ILC1s，發(fā)育依賴轉(zhuǎn)錄因子T-bet，以分泌Th1型細胞因子如IFN-γ和TNF-α為主]，Group 2 ILCs(包括ILC2s，發(fā)育依賴轉(zhuǎn)錄因子GATA-3，以分泌Th2型細胞因子如IL-13和IL-5為主)和Group 3 ILCs(包括ILC3s和LTi細胞，發(fā)育依賴轉(zhuǎn)錄因子RORγt，以分泌Th17型細胞因子如IL-17和IL-22為主)。ILCs功能與T細胞亞群類似，所以隨著其細胞因子分泌的不同，ILCs的功能也會呈現(xiàn)差異?，F(xiàn)有研究表明，ILCs在調(diào)控機體免疫應(yīng)答、進行組織修復(fù)和維持穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用[23,24]。

與T和B細胞的發(fā)育相似，在小鼠中，所有ILCs均可由共同淋巴樣前體(Common lymphoid progenitors，CLPs)細胞發(fā)育而來[25,26]，隨后特定轉(zhuǎn)錄因子會通過抑制T和B細胞的產(chǎn)生而促進不同類型ILCs的發(fā)育[27]。CLPs后續(xù)則會發(fā)育成為限制性的多能ILC前體，這其中包括a-淋巴樣前體(a-lymphoid precursor，aLP)和早期固有淋巴樣前體(Early innate lymphoid progenitor，EILP)[28]。而EILP會向下游繼續(xù)發(fā)育成具有限制性的前體細胞——共同輔助樣ILC前體(Common helper-like ILC progenitors，CHILPs)，這種細胞缺乏傳統(tǒng)NK細胞的發(fā)育潛能，只能分化成為輔助樣的ILCs(ILC1、ILC2、ILC3和LTi)[26]。CHILPs會根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子PLZF的表達進一步PLZF+和PLZF-兩種亞群。與PLZF-亞群相比，PLZF+CHILPs失去了發(fā)育成為LTi的能力[25,26]。PLZF+CHILPs，根據(jù)其表面PD-1的獨特表達，以及定向發(fā)育成ILC1、ILC2和ILC3的潛能被稱為ILC前體(ILC precursor，ILCp)[29]。

在CLPs定向發(fā)育成CHILPs的過程中，多種轉(zhuǎn)錄因子都參與其中并發(fā)揮重要的調(diào)控功能。比如Nfil3可以促進對ILC發(fā)育具有調(diào)控作用的轉(zhuǎn)錄因子如Id2、Eomes和TOX的表達，所以隨著其缺陷也會引發(fā)各種類型的ILCs缺失[30,31]。TOX的缺乏則會減少pre-CHILPs的數(shù)量，造成后續(xù)ILCs的發(fā)育缺陷[32]。而位于TOX下游的TCF-1，該種轉(zhuǎn)錄因子的缺失不僅會減少CHILPs，也會影響下游的NKPs和各種ILCs的數(shù)量[33]。

2013年，彭慧等[34]首次發(fā)現(xiàn)在小鼠肝臟中存在一群組織駐留NK細胞，并將其定義為肝臟駐留NK細胞(Liver-resident NK cells，LrNK)，證明了NK細胞具有區(qū)域分布的異質(zhì)性。研究發(fā)現(xiàn)，LrNK在表型、功能以及發(fā)育調(diào)控等方面均與cNK存在諸多不同[35,36]。與cNK(表型為CD49a-CD49b+，主要在血液循環(huán)中分布)相比，LrNK(表型為CD49a+CD49b-，主要分布在肝竇中)表面高表達CD200R、CXCR3、CXCR6、CD69以及TRAIL[34,37]，其發(fā)育不依賴于Eomes，但依賴于轉(zhuǎn)錄因子T-bet、Hobit、PLZF以及AhR[9,38]。LrNK雖然脫顆粒能力低于cNK，但其殺傷功能卻高于cNK細胞。在單獨接受細胞因子IL-2、IL-12、IL-15、IL-18或細胞因子組合(IL-2/IL-12/IL-15/IL-18)進行刺激培養(yǎng)時，LrNK細胞可以產(chǎn)生大量IFN-γ和TNF-α[39]。隨著LrNK的發(fā)現(xiàn)，研究人員在子宮、唾液腺、皮膚、腎臟、脂肪組織以及肺臟中均發(fā)現(xiàn)了trNK的存在[9,40]。trNK的表型及發(fā)育調(diào)控也因組織區(qū)域分布的不同而存在差異，比如腎臟trNK的發(fā)育不依賴轉(zhuǎn)錄因子T-bet[41]；唾液腺trNK表型為CD49a+CD49b+，且發(fā)育不受Nfil3、T-bet及Eomes的調(diào)控[42,43]；在子宮蛻膜形成過程中，trNK細胞會大量增殖，且其發(fā)育也不依賴于T-bet[44]。此外，研究人員利用體外實驗發(fā)現(xiàn)，使用IL-4和IL-15對小鼠造血干細胞進行體外培養(yǎng)會發(fā)育分化產(chǎn)生CD49a+Eomes-/+NK細胞，IL-15對于CD49a+NK的發(fā)育及維持來說至關(guān)重要，但IL-4的處理會誘導(dǎo)NK細胞上調(diào)Eomes的表達[45]。trNK的廣泛存在使人們意識到以往對于NK細胞的研究存在誤區(qū)，NK細胞并不是一個均一的細胞群體，而是可以根據(jù)表面分子以及轉(zhuǎn)錄因子劃分成不同亞群，這種研究也拓展到ILCs家族其他成員的探索上，并發(fā)現(xiàn)ILC2s和ILC3s在淋巴組織以及非淋巴組織也具有組織駐留特性[46]，極大地豐富了我們對ILCs領(lǐng)域的理解。

2.3天然類T細胞 與傳統(tǒng)的組織駐留記憶T細胞不同的是，一類表達有限T細胞受體(T cell receptors，TCRs)多樣性的“非傳統(tǒng)”或者“固有樣”的T細胞，可以識別非經(jīng)典的或者非多態(tài)性的主要組織相容性復(fù)合物(Major histocompatibility complex，MHC)分子，或者不依賴于對MHC分子的識別。這類細胞包括iNKT細胞、MAIT和γδT細胞[47]。

iNKT(Invariant NKT)細胞的組織駐留特性在肝臟、脂肪組織、骨髓及肺臟中已被廣泛報道[48]。NKT細胞表面表達多種類型整合素，比如淋巴細胞功能相關(guān)抗原(Lymphocyte function-associated antigen 1，LFA1)和ICAM1(Intercellular adhesion molecule 1，ICAM1)，這些分子對于其組織駐留特性的維持至關(guān)重要[49]。iNKT上也會表達獨特的趨化因子受體，比如CXCR6[50]，而參與到組織駐留特性的塑造中。iNKT細胞包含半恒定的αβTCR，能夠識別通過MHCⅠ類樣分子CD1d遞呈的糖脂類抗原α-GalCer并作出應(yīng)答[51]。此外，iNKT細胞在接受炎癥細胞因子，神經(jīng)遞質(zhì)或Toll樣受體的配體刺激時也可以分泌多種細胞因子。iNKT細胞可以根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子表達、細胞因子分泌狀況分為類似輔助樣T細胞的不同亞群，包括NKT-1、NKT-2、NKT-17和NKT-10[52-55]。iNKT細胞在腫瘤監(jiān)視、控制病毒和細菌感染中發(fā)揮重要作用，其不僅可以直接通過分泌細胞因子發(fā)揮作用，也可以激活其他多種免疫細胞，從而調(diào)控NK細胞的活化、DC的成熟、T細胞的極化以及B細胞的抗體應(yīng)答等[56-59]。轉(zhuǎn)錄因子PLZF被報道可以調(diào)控iNKT細胞的發(fā)育[60]。

γδT細胞是另一種重要的天然樣T細胞亞群，能夠識別非肽抗原和壓力誘導(dǎo)產(chǎn)生的配體。γδT細胞由胸腺前體發(fā)育而來，并在機體發(fā)育早期遷移到組織中并滯留成為組織駐留細胞。γδT細胞主要富集在各種黏膜組織中，比如皮膚、呼吸道、消化道及生殖道中。γδT細胞表面可以表達組織特異性的TCR，使得其在接受外界刺激時，能夠迅速做出反應(yīng)，并且表現(xiàn)出不同的發(fā)育、分布和功能特征。目前，γδT細胞可以根據(jù)分泌IFN-γ和IL-17的不同劃分為至少兩種不同的亞群，而這些細胞亞群又能夠根據(jù)細胞表面標(biāo)志進行精細區(qū)別。比如根據(jù)細胞表面CD27分子的表達可以分為以產(chǎn)生IL-17為主的CD27-γδT細胞，以及以產(chǎn)生IFN-γ為主的CD27+γδT細胞[61]。此外，研究發(fā)現(xiàn)真皮中的γδT細胞不僅表達組織駐留T細胞的標(biāo)記CD69和CD103，同樣也表達多種皮膚歸巢受體，并且產(chǎn)生IL-17和IL-22。而近期研究發(fā)現(xiàn)肝臟中的γδT細胞不僅以分泌IL-17為主，而且其活化增殖的維持依賴于腸道微生物[62]。γδT細胞在機體的穩(wěn)態(tài)維持中功能呈現(xiàn)多樣化分化，表現(xiàn)在除了發(fā)揮對破損組織進行修復(fù)，對腫瘤進行免疫監(jiān)視以及對病原微生物進行清除的正向維持組織穩(wěn)態(tài)的效應(yīng)外，也可以參與機體的免疫失衡以及組織病變[63]。比如在腺病毒感染模型中，γδT細胞會通過釋放IL-17以激活后續(xù)適應(yīng)性免疫應(yīng)答的方式發(fā)揮對病原微生物進行清除的正向促進作用[64]。但在HBV耐受小鼠模型中，γδT細胞卻可以通過產(chǎn)生IL-17來招募髓系抑制性細胞(Myeloid-derived suppressor cell，MDSC)以抑制CD8+T細胞的活化[65]。隨著人們對γδT細胞的研究增多，其在多種疾病中的重要性也在不斷走入人們的視線，得到了研究人員的重視[66]。同iNKT一樣，γδT也可以依賴轉(zhuǎn)錄因子PLZF而進行發(fā)育分化[67]。

黏膜相關(guān)恒定T(Mucosal-associated invariant T，MAIT)細胞在人類中分布非常廣泛，其在胸腺中發(fā)育并遷移進入外周組織，成為人類免疫系統(tǒng)中最大的抗原特異性的αβT細胞群。在不同個體中，MAIT細胞的比例差異較大。MAIT細胞在進化上高度保守，人與小鼠中該細胞表型相似，但在小鼠中該細胞占總T細胞比例極低。MAIT細胞分布非常廣泛，主要分布在黏膜組織、肝臟、肺臟、腸道中以及外周血中[68,69]，與iNKT和γδT細胞發(fā)揮類似的天然免疫功能。MAIT細胞可通過與其表面的半恒定αβTCR來識別細胞表面的維生素B代謝產(chǎn)物，而這一過程依賴于主要組織相容性復(fù)合物相關(guān)蛋白1(MHC-related protein 1，MR1)的識別遞呈[68]。此外，MAIT細胞也可以在接受炎性信號刺激時被激活，在激活后，可以迅速釋放TNF-α和IFN-γ等多種炎性分子，從而在固有免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮橋梁作用。MAIT在機體內(nèi)具有類似效應(yīng)記憶T細胞的表型(在人類中表型為CD45RA-CCR7CD161+，小鼠中為CD44+)，并且表達多種細胞因子受體(如IL-7R、IL-12R、IL-15R和IL-18R)，可通過轉(zhuǎn)錄因子PLZF和RORγt來調(diào)控其發(fā)育及功能[70,71]。

圖1 組織駐留淋巴細胞分類Fig.1 Classification of tissue-resident lymphocytes

3 展望

組織駐留淋巴細胞因其表型差異、發(fā)育分化調(diào)控及功能不同而分為多種類型(圖1)，其在獨特的微環(huán)境中生存，會受到所處環(huán)境多重因素的調(diào)控，包括營養(yǎng)、氧氣、pH、血液供應(yīng)、基質(zhì)蛋白、實質(zhì)細胞以及其他相關(guān)的生理因素的參與。同時，組織駐留淋巴細胞在組織環(huán)境中的長期存在，也為其適應(yīng)周圍區(qū)域以及發(fā)揮監(jiān)視功能提供了機會。雖然人們對組織駐留淋巴細胞進行研究的時間并不長，但其功能的獨特性已經(jīng)引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注。組織駐留淋巴細胞不僅可以發(fā)現(xiàn)并控制感染，也可以參與代謝調(diào)節(jié)、炎癥應(yīng)答、腫瘤應(yīng)答、損傷修復(fù)、血管及認知疾病的發(fā)生，從而維持機體穩(wěn)態(tài)。理解組織駐留淋巴細胞的生物學(xué)特性，掌握其形成、功能或滯留特性，有利于未來通過靶向該類細胞為疾病治療奠定基礎(chǔ)。