劉 洋,閆冬梅
(1.佳木斯大學基礎醫(yī)學院免疫病原學部,黑龍江 佳木斯 154007;2.復旦大學附屬華山醫(yī)院感染科,上海 200040)
在過去的十幾年里,科學家們相繼發(fā)現了許多組織內的“非循環(huán)淋巴細胞群”[1]。它們不參與血液循環(huán),無需抗原提成、細胞激活就可發(fā)生快速的免疫應答。最近的研究表明,肺部組織定居記憶B細胞在流感病毒二次入侵后,提供了比淋巴器官中的循環(huán)效應細胞更快速、更有效的保護[2]?!敖M織定居”一詞意味著這種非淋巴組織中的淋巴細胞群與在血流、淋巴器官和外周組織中循環(huán)的相應淋巴細胞極少交換[3]。組織定居淋巴細胞[4]主要包括:TRM (tissue-resident memory T cells)、iNKT (invariant natural killer T cells)、MAIT (mucosal associated invariant T cells)、γδ T cells、IELs (intestinal intraepithelial lymphocytes),ILCs (innate lymphoid cells)和BRM (tissue-resident memory B cells),其中組織定居B細胞(BRM)于2019年才被明確鑒定[2]。
經典免疫學認為:抗原初次入侵后,從骨髓遷移到外周淋巴組織的原始B細胞被活化,它在濾泡樹突狀細胞(Follicular dendritic cells,FDC)和T細胞幫助下形成生發(fā)中心?;罨脑糂細胞經歷了增殖、免疫球蛋白可變區(qū)體細胞超突變、免疫球蛋白同型轉換后,離開生發(fā)中心,分化為產生免疫球蛋白的漿細胞或記憶性B細胞。漿細胞儲存在骨髓中,記憶B細胞貯存在外周血或次級淋巴組織中。循環(huán)系統(tǒng)中記憶B細胞發(fā)揮了有效的免疫調節(jié)作用,它產生的抗體比骨髓中漿細胞產生的抗體更快地到達病毒入侵部位[5]。傳統(tǒng)觀點肯定了循環(huán)系統(tǒng)中的淋巴細胞對免疫應答的重大作用,一直以來這也是免疫學研究的關注點[6]。然而阻斷循環(huán)系統(tǒng)的淋巴細胞向局部組織遷移后,Park等人發(fā)現結核菌感染肺部時,起保護作用的細胞主要是肺部定居的淋巴細胞[7]。
組織定居淋巴細胞的鑒定有賴于循環(huán)系統(tǒng)消融法、聯(lián)體共生小鼠模型以及一系列細胞追蹤與成像技術的發(fā)展。其中聯(lián)體共生實驗[8]是確定組織定居淋巴細胞的金標準,該實驗通過外科手術將兩只小鼠的皮膚縫合在一起,形成了新的微血管,建立了一套共用的交換系統(tǒng)。研究者再誘導聯(lián)體小鼠其中的一只產生淋巴細胞,發(fā)現有些淋巴細胞并不隨血液循環(huán)遷移到對側小鼠,同時其他各種細胞進入共用的循環(huán)系統(tǒng)后均勻分布在兩只小鼠體內[9]。這種組織中的抗原特異性記憶B細胞亞群最早被描述為組織樣記憶B細胞(Tissue-like memory B cells),也稱為非典型記憶B細胞。2005年Ehrhardt等根據是否表達跨膜免疫調節(jié)因子FcRH4,將人類扁桃體中的組織樣記憶B細胞分為兩個亞群:FcRH4+記憶B細胞和FcRH4-記憶B細胞。FcRH4分子的表達僅限于扁桃體中記憶B細胞的一個亞群,在外周血、骨髓和肌肉中很少被檢測到。于是Ehrhardt等對含FcRH4細胞的組織分布進行探索,發(fā)現FcRH4+記憶B細胞和FcRH4-記憶B細胞表型特征、組織分布和功能特性均不相同[10]。
2008年Moir等首次[11]在HIV病毒血癥患者的外周血中發(fā)現了組織樣記憶B細胞,這種細胞和以前研究的扁桃體組織記憶B細胞[10,12]相似,均表達FCRL4。此外,正常供體中有一半組織樣記憶B細胞表達FCRL5分子。LI等[13]根據是否表達FCRL5分子,區(qū)分了異質性組織樣記憶B細胞亞群,這些亞群在表面分子、體細胞突變率、基因表達譜和對刺激的反應方面都有顯著差異。隨后其他研究表明,組織樣記憶B細胞可以產生保護性抗體,從而發(fā)揮抗瘧疾作用[14]。
2019年BRM終于被確切證明。流感攻擊C57B/L小鼠后,Allie等利用熒光標記的血凝素(Hemagglutinin,HA)識別小鼠肺部流感特異性B細胞,并且發(fā)現這些細胞具有定居記憶細胞的標記物[2]。Allie等借助連體共生小鼠模型證明了肺臟中的BRM不參與血液循環(huán),并用流感病毒二次感染C57B/L小鼠后,發(fā)現第一次病原體入侵產生的肺部BRM迅速原位分化,產生特異性抗體有效抵御局部感染,而產生于病毒入侵部位的特異性抗體又與疫苗保護效果直接相關[15]。
Allie等發(fā)現小鼠肺組織產生的BRM與淋巴結/脾臟產生的BRM在CD62L、PD-L2等細胞表面分子的表達上存在差異。小鼠淋巴結和脾臟中約10%的BRM表達血管地址素L-選擇素(CD62L),而肺臟中的BRM幾乎不表達CD62L[2]。此外,淋巴結和脾臟中部分BRM表達趨化因子受體CXCR3,而在肺臟中BRM高度表達CXCR3,表達率接近100%[16]。這些現象通常是同種型轉換記憶B細胞所共有的,可見肺臟和淋巴器官具有十分相似的同型分布,但是依然可以確定肺中的BRM與淋巴組織中的BRM在表型分布上存在不同。
現有研究表明,BRM和循環(huán)記憶B細胞在表達趨化因子和歸巢受體方面情況不同。組織定居細胞不表達淋巴結歸巢受體CCR7和CD62L,但卻表達外周組織的歸巢受體CXCR3[17]。其中CD62L表達于造血細胞的分化階段,包括大多數B細胞和未致敏T細胞等,CD62L對于未致敏淋巴細胞經HEV歸巢到外周淋巴結和派氏集合淋巴結起著重要作用[18]。趨化因子受體CCR7是一種G蛋白偶聯(lián)受體[19],它通過其配體CCL19和CCL21在外周組織和淋巴結中的分子梯度變化,引導淋巴細胞和樹突細胞(Dendritic cell,DC)離開組織。BRM表達趨化因子受體CXCR3,CXCR3是趨化因子CXCL9、CXCL10和CXCL11的共配體[20]。IFN-γ誘導產生的CXCL-9/10/11和CXCR3結合后,可使CXCR3+特異性T淋巴細胞向外周組織遷移,這種反應對淋巴細胞駐留組織有重要意義。此外,CD73分子是小鼠淋巴器官中記憶B細胞的重要標記物,它促進了原始B細胞向漿細胞分化并產生抗體,然而肺臟中的BRM多數不表達CD73[16]。目前尚未有明確的表面分子來標記所有外周組織中的BRM。
CD69糖蛋白和αEβ7整合素CD103是BRM的關鍵標志物。 CD69表達于含有TRM的絕大多數外周組織,例如皮膚、呼吸道、腸道、女性生殖道、肺、腦、唾液腺、感覺神經節(jié)等,甚至存在于次級淋巴器官。CD69降解了1-磷酸鞘氨酸受體1( Sphingosine-1-phosphate receptor 1,S1PR1),下調S1PR1的表達,S1PR1在血液、淋巴結、外周組織中由高至低,呈現梯度分布,這種梯度可以引導T細胞離開外周組織。CD69與S1PR1結合后阻止了S1PR1活性信號的傳導[21],從而使淋巴細胞駐留在外周組織中。BRM高度表達CD69,但是并不表達TRM的標記分子CD103。此外,TRM區(qū)別于中央型記憶T細胞(TCM)和效應型記憶T細胞(TEM)的標記分子CCR7和CD62L[22],BRM和TRM都不表達。
相比于其它組織定居淋巴細胞的研究進展,BRM的研究正處于起步階段,目前沒有明確的標志物對其進行標記。探索多種細胞表面標記分子有利于了解BRM的產生和發(fā)育方式,有利于了解其分化為局部抗體分泌細胞的特征。BRM產生于病毒入侵部位的特異性抗體發(fā)揮了疫苗保護效果,疫苗可在病原體感染部位產生足夠數量的病原體特異性B細胞[23],從而有效地限制病毒傳播,這樣便可以通過疫苗接種產生BRM,建立起防止病原體入侵的第一道防線,但通過疫苗誘導產生的BRM是否可提高對某些病原體的保護效力,以及BRM是否存在于人類體內還需進一步的評估[24]??傊覀兤诖钊胙芯緽RM的免疫學特征和功能機制,發(fā)揮其抵御感染、免疫調節(jié)或組織修復的重大作用,并為疫苗設計及免疫策略優(yōu)化奠定基礎。