急性感染和疫苗接種后,T細胞向效應T細胞(Teff)和記憶T細胞(Tmem)分化。
慢性感染和癌癥病人,T細胞受到抗原持續(xù)刺激,細胞記憶不能有效地發(fā)育分化,T細胞變得精疲力竭,稱之為T細胞耗竭(Tex)。
Tex細胞在功能上有別于Teff和Tmem,其特點是效應功能喪失,抑制性受體(IRS)表達增高且持續(xù),表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄譜改變,代謝方式改變。
T細胞衰竭是癌癥病人免疫功能障礙主要因素之一。
細胞因子產(chǎn)生缺陷,早期:IL-2和TNF產(chǎn)生缺陷。衰竭期:IFN-γ產(chǎn)生缺陷。
可能保留產(chǎn)生趨化因子的能力,包括MIP-1α,MIP-1β,和RANTES等
一般來說,Tex細胞效應功能喪失因疾病而異,與病原體負荷、病原體復制模式和位置、抗原表達以及炎癥環(huán)境等有關。
Tmem細胞的一個關鍵特性:通過細胞因子IL-7和IL-15,以不依賴抗原的方式,維持細胞的功能及穩(wěn)態(tài)自我更新。
在慢性感染過程中,病毒特異性的Tex細胞,由于IL-7Rα和IL-2/15Rβ信號通路的缺陷,無法通過IL-7和IL-15介導穩(wěn)態(tài)自我更新。
Tex細胞增殖是通過持續(xù)的抗原信號來維持的。但Tex細胞會失去對額外增殖信號的反應能力,并且對未來的相同抗原刺激沒有反應,導致記憶穩(wěn)態(tài)的喪失,也是人類Tex細胞的一個特征。
Tex細胞的一個關鍵特征是多IRS的增加和持續(xù)表達。免疫檢查點抑制劑可以部分地逆轉(zhuǎn)T細胞耗竭。
近些年,越來越多的抑制性受體被發(fā)現(xiàn),見下表:
抑制性受體,在Teff有短暫表達,以確保在其發(fā)揮完作用后,功能被抑制,維持免疫穩(wěn)態(tài),避免自身免疫性疾病。
在許多慢性感染和癌癥中,多個IRS的共同表達是Tex細胞的共同特征,因而聯(lián)合靶向是目前治療癌癥的主要臨床治療策略。
Tex細胞的轉(zhuǎn)錄圖譜顯示代謝失調(diào)。在體外,PD-1交聯(lián)減弱PI3K、Akt和mTOR信號,直接影響代謝途徑,包括抑制糖酵解。在體內(nèi),發(fā)育中的Tex細胞表現(xiàn)出代謝紊亂,包括抑制細胞呼吸、降低葡萄糖攝取和線粒體能量失調(diào)。
PD-1阻斷可以恢復合成代謝,增強葡萄糖攝取,導致腫瘤微環(huán)境中葡萄糖的增加。
與Teff和TMEM細胞相比,Tex細胞現(xiàn)在被認為有一個獨特的轉(zhuǎn)錄程序。基因表達的變化包括編碼IRS,轉(zhuǎn)錄因子,控制TCR信號通路、共刺激和細胞因子信號以及細胞代謝。
慢性感染或癌癥的一個關鍵特征是T細胞持續(xù)接觸抗原,高抗原負載和長時間的抗原暴露都會導致更嚴重的T細胞衰竭。
促進T細胞耗竭的細胞因子
IL-10
IL-10是一種STAT3誘導的細胞因子,常與減弱T細胞活化有關。阻斷IL-10可預防和/或逆轉(zhuǎn)T細胞耗竭。多種免疫細胞類型,包括樹突?