TRM的生物學特征及其在腫瘤中的研究進展*

彭鱗鈺，韓麗萍

450052 鄭州, 鄭州大學第一附屬醫(yī)院 婦科

記憶T細胞根據(jù)表型(是否表達歸巢受體)和功能(是否產(chǎn)生速發(fā)性效應功能)分為不同的亞群。傳統(tǒng)認為記憶性T細胞可分為兩亞群[1]：中心記憶T細胞(central memory T cell,TCM)，以CD62LhiCCR7hi為表型，即表達淋巴結(jié)歸巢分子CCR7和CD62L,主要分布于次級淋巴器官(secondary lymphoid organs，SLO)并介導反應性記憶，在再次接觸抗原時迅速增殖但不直接行使效應功能；效應記憶T細胞(effector memory T cell,TEM)，以CD62LlowCCR7low為表型，不表達CCR7和CD62L，主要存在于脾和淋巴組織以外的器官和組織，不斷參與周身循環(huán)并可穿過脈管系統(tǒng)遷移至外周炎癥組織發(fā)揮速發(fā)性效應功能，以介導保護性記憶但增殖能力較低。組織駐留記憶T細胞(tissue resident memory T cell,TRM)是近年來提出的以CD103hiCD69hiCD62LlowCD27low為表面表型的第3類記憶T細胞亞群，長期駐留在組織內(nèi),顯示出有限的出口和再循環(huán)水平[2-3]。以往TRM常被報道分布于屏障組織不過值得注意的是，近年來研究報道在非屏障組織和淋巴器官中也發(fā)現(xiàn)了TRM[4-5]。這一系列研究的結(jié)果表明TRM的存在和保留可能取決于以下因素：原位的抗原刺激、免疫細胞的相互作用以及非淋巴組織(non-lymphoid tissue,NLT)中細胞因子的作用[6-7]。免疫治療作為一種新興的抗腫瘤治療技術(shù)，愈發(fā)受到人們的重視。同時值得注意的是，越來越多的研究預示著TRM將會在腫瘤免疫治療中扮演著重要角色。由此借以本文分別介紹TRM的發(fā)現(xiàn)和分布、生物學特征、其與腫瘤的關(guān)系等方面。

1 TRM的發(fā)現(xiàn)

有關(guān)TRM在皮膚組織中的研究由來已久[8]，近來由于實驗方法的改進，又有新研究報告在人類和小鼠的各組織和器官中發(fā)現(xiàn)[9]。評估T淋巴細胞組織駐留性最常用方法之一是Parabiosis模型[10]的建立。Parabiosis模型區(qū)分循環(huán)和組織駐留細胞群原理在于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[11]。雖然傳統(tǒng)認為感染期間募集到組織中的T細胞在感染清除后會退出組織或經(jīng)歷凋亡，但是Hogan等[12]在流感病毒感染小鼠肺模型中，觀察到了一種在相對頻率及活化狀態(tài)和持續(xù)性動力學方面區(qū)別于脾臟和外周淋巴結(jié)的特殊記憶駐留細胞群，其不能自由地從組織中循環(huán)出來，且在李斯特菌和水皰性口炎病毒感染模型中提示該細胞群體具有免疫效應和產(chǎn)生永久記憶[13]。進一步研究顯示，CD8+TEM細胞在腸上皮細胞、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚表皮、唾液腺和呼吸粘膜細胞亞群中存在穩(wěn)定的非再循環(huán)群體,Casey等[14]推定TEM的這個子集是TRM并認為該細胞群可能是非常長壽的。TRM細胞群體代表了一個新的T淋巴細胞譜系，因為它缺乏能夠從組織中退出并遷移到淋巴結(jié)的分子(Klf2、S1Pr1、CCR7、CD62L等)，并表達特定的駐留標記(CD103、CD49a、CD69)[15]，且目前認為CD103、CD69和CD49a定義了TRM表型[16-17]。

2 TRM的種類和分布

TRM包括CD8+T細胞、CD4+T細胞、Treg細胞、NKT和γδT細胞等多種細胞類型[18],其中以CD8+T細胞、CD4+T細胞亞群的檢測較多。這兩個T細胞亞群定位于不同的組織隔室：CD8+TRM細胞定位于屏障組織(主要在皮膚、呼吸道和粘膜組織)的上皮層，即處于充當哨兵的最佳位置，觸發(fā)抗原特異性保護以防止再次感染；而記憶CD4+T細胞多在包括皮膚真皮和陰道固有層等實質(zhì)組織中發(fā)現(xiàn)。近年來有關(guān)TRM在胃腸道[19]、肺[20]、肝臟[21]、腎臟[22]、皮膚[23]、生殖道[24]、胰腺[25]、骨髓[26]和大腦[27]等組織和器官中的研究都有報導，甚至有研究支持在淋巴器官中也存在TRM[28]。Schenkel等[28]研究發(fā)現(xiàn)CD8+TRM細胞可能在SLO中占據(jù)前沿位置。值得注意的是，研究報道CD4+T細胞和CD8+T細胞在SLO中表達CD69并且其駐留的時間比大多數(shù)販運細胞更長。對于這些細胞，是否具有類似于NLT中TRM細胞轉(zhuǎn)錄譜，或者僅僅是SLO中的瞬態(tài)駐留細胞并保留TEM細胞表型，目前還不清楚[1]。近年來關(guān)于TRM細胞在非屏障組織(如大腦、肝臟和腎臟)、中樞以及周圍淋巴器官中的新發(fā)現(xiàn)值得我們反思：調(diào)節(jié)TRM細胞在各個器官和組織中形成和分布的機制可能遠比我們最初認為的復雜。TRM細胞在其分布部位的有效性、安全性和長期駐留性等生物學特征和調(diào)節(jié)機制仍在研究進展中。

3 TRM的生物學特征

目前TRM細胞的發(fā)生和維持機制尚不明確，研究者在關(guān)于TRM的綜述[1]中提出設(shè)想：當一些記憶T細胞再循環(huán)時，一個獨特的譜系被嵌入到NLT中，并介導有效的保護性免疫，而該譜系遷移到NLT以及進入特定的微環(huán)境(如上皮)的能力可能是后續(xù)TRM細胞分化的關(guān)鍵。即淋巴細胞進入組織后,會隨著對組織微環(huán)境的適應而進行局部分化,以利于其長期駐留。而長期存活的TRM的塑造與維持則又依賴于原位的抗原刺激、轉(zhuǎn)錄因子以及組織微環(huán)境中信號的多重調(diào)控。例如，生殖器黏膜中的CD4+TRM細胞可能需要抗原才能持久存留[6]；CD69和CD103在腸、胃、腎、生殖道、胰腺、大腦、心臟和唾液腺等NLT中的表達，可能由細胞因子驅(qū)動[14]；哺乳動物的雷帕霉素靶點(mTOR途徑)可能通過促進Teff在粘膜組織[29]中的遷移和聚集而參與這一過程。值得注意的是，Masopust等[30]發(fā)現(xiàn)如果把TRM從原來所在的局部解剖位置中移除，TRM可以被重新編程以分化為TCM和TEM，而TCM和Teff在周圍組織中可分化為TRM細胞，提示記憶T淋巴細胞池具有一定的可塑性。TRM與TCM、TEM等其他記憶T細胞亞群的關(guān)系也尚待進一步研究確認。但是，與其他記憶T細胞亞群相比，TRM細胞具有獨特的轉(zhuǎn)錄特征，數(shù)據(jù)表明核心轉(zhuǎn)錄程序可能被作為參考來定義來自不同組織的TRM細胞[31-32]。

已知TRM應該是由遷移模式定義的，即該細胞的分布只能局限于一個組織內(nèi)的特定位置范圍。由于在動物模型或人類中定義細胞遷移模式是困難或不切實際的，目前研究支持細胞表面表型標記(CD103CD69CD49a)被取代用于推斷TRM狀態(tài)[17]。然而，這些標記的保真度尚不確定。曾有研究報道,在胰腺、唾液腺、小鼠雌性生殖道中發(fā)現(xiàn)CD69-CD103-TRM細胞。Steinert等[33]亦提出CD69可能并不是區(qū)分再循環(huán)細胞和TRM的決定性標記。不同組織中發(fā)現(xiàn)的TRM亞群中可能存在明顯的表型異質(zhì)性，所以根據(jù)表型標記來鑒定TRM細胞或許并不能可靠地識別所有駐留的T細胞。因為TRM表型的異質(zhì)性由其所處組織微環(huán)境所決定,所有除檢測指征細胞駐留特性的表面分子外,利用成像手段去示蹤TRM ,這將是界定TRM的最可靠方法之一[11, 23]。

TRM是外周組織適應性免疫的重要介質(zhì)，其生物學功能主要體現(xiàn)在其免疫保護功能方面。TRM可針對病原體再感染提供很強的長期免疫保護作用，或通過直接殺死病原體感染的細胞、或通過釋放細胞因子和趨化因子，放大其他先天性和適應性免疫細胞的局部募集[34]。此外，基于TRM的免疫機制，TRM作為免疫感應網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，監(jiān)測全身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的局部波動，在抗腫瘤以及自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展中也發(fā)揮重要作用[35]。

4 TRM與腫瘤

4.1 TRM在腫瘤免疫微環(huán)境中的發(fā)現(xiàn)及抗腫瘤免疫作用的研究進展

研究報道宮頸癌[36]、卵巢癌[37]、乳腺癌[38]、結(jié)直腸癌[39]和肺癌[40]等上皮來源的以及惡性膠質(zhì)瘤[41]和黑素瘤[42]等非上皮來源的腫瘤中發(fā)現(xiàn)了一定數(shù)量的TRM聚集。且越來越多的研究支持TRM可能作為腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TIL)的一個獨特亞集：大部分人類腫瘤免疫浸潤T細胞具有TRM表型[38,40,42](至少基于CD69和CD103的表達)。但是在不同的研究中，具有TRM表型的TIL的比例是不同的(從25%到75%)，這可能與用于識別這些細胞的特定標記物的性質(zhì)以及所在的腫瘤微環(huán)境差異有關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)腫瘤進展中TRM細胞的浸潤程度與患者良好預后成正相關(guān)，如在高級別漿液性卵巢癌中，表達CD103的TIL浸潤程度越高,患者的預后狀況越好[37]；rVACV-OVA誘導的TRM可延遲B16-OVA衍生的黑色素瘤的生長[43]。腫瘤免疫微環(huán)境中TRM的免疫監(jiān)視和免疫保護作用仍在研究中，越來越多的證據(jù)表明TRM在腫瘤特異T細胞應答中起著至關(guān)重要的作用[35]。Nizard等[44]分別用STxB-E7疫苗免疫和STxB-E7疫苗未免疫的C57BL/6小鼠構(gòu)建Parabiosis模型，僅在STxB-E7免疫的共生鼠中，觀察到支氣管肺泡灌洗液(局部)中的E7抗原特異性CD8+CD103+T(TRM)細胞，而脾(外周)中E7特異性CD8+T細胞在STxB-E7免疫和STxB-E7未免疫的共生鼠中以相同水平存在；在Parabiosis手術(shù)后的第7天，用TC-1細胞分別移植到STxB-E7免疫、STxB-E7非免疫的共生鼠和天然小鼠(每組n=5)的舌頭中成瘤，并做生存分析發(fā)現(xiàn)只有STxB-E7免疫的共生鼠被部分保護免受TC-1腫瘤攻擊，強烈暗示局部(TRM)而不是外周CD8+T細胞是這種抗腫瘤活性所必需的。

4.2 TRM在腫瘤免疫治療進展中的臨床意義重大

最近的研究表明, 腫瘤免疫治療已成為繼手術(shù)、放療、化療、靶向治療后最有發(fā)展前景的治療方法。如何最佳地實現(xiàn)腫瘤特異性TRM細胞的擴散和維持可能對腫瘤免疫治療的臨床意義至關(guān)重要。Djenidi等[45]研究發(fā)現(xiàn)從非小細胞肺癌(non-small cell lung carcinoma，NSCLC)標本中新分離的CD8+CD103+TIL顯示出TRM的表型和轉(zhuǎn)錄組特征(如下調(diào)S1P1和ITGB2、上調(diào)RGS1和ICOS以及編碼程序性死亡受體1(programmed cell death protein-1,PD-1)和Tim-3、Bag-3和轉(zhuǎn)錄因子EGR1和Nr4a2等)，并且表達PD-1和T細胞免疫球蛋白-3檢查點受體，強調(diào)了CD8+CD103+TRM在促進瘤內(nèi)細胞毒性T細胞反應中的作用，支持使用抗PD-1阻斷抗體逆轉(zhuǎn)NSCLC患者腫瘤誘導的T細胞耗竭。因此，我們認為TRM可能代表腫瘤免疫監(jiān)測中的重要組成部分，進一步研究TRM的生物學特性可能對理解和改善免疫檢查點(immlme checkpoint，IC)阻滯的臨床反應至關(guān)重要[20]。如何上調(diào)CD8+T細胞表面CD103的表達, 增加腫瘤相關(guān)TRM細胞的數(shù)量, 降低免疫檢查點的表達, 增強免疫防御, 提高免疫治療水平, 更是抗腫瘤研究的重要方向[18]。Nizard等[44]研究證明了疫苗給藥的黏膜途徑比肌肉注射更有效，并進一步證明TRM在癌癥疫苗抑制腫瘤生長的功效中起關(guān)鍵作用，但到目前為止，缺乏直接證據(jù)能夠表明TRM在癌癥疫苗給藥后免疫監(jiān)視過程中的作用。隨著關(guān)于腫瘤免疫治療領(lǐng)域研究的快速發(fā)展，TRM細胞或?qū)⒊蔀榛贗C(如PD-1通路等)阻斷[42]免疫療法的主要靶點、亦或?qū)⒂糜谠鰪姲┌Y治療疫苗[46]和過繼細胞療法(adoptive cell transfer therapy，ACT)[35]的功效。綜上，我們必須認識到在接受免疫治療的癌癥患者的外周組織和腫瘤組織中監(jiān)測TRM反應的必要性：TRM反應可能是治療反應性和長期生存的最佳指示。關(guān)于腫瘤浸潤性TRM細胞的生物學特性和其對腫瘤的調(diào)控作用的研究，促使著該領(lǐng)域的學者們更加深入的探索新免疫治療的發(fā)展前景。

5 展 望

TRM如何支持健康的免疫功能及抗腫瘤免疫作用的研究進展正受到學者們的關(guān)注。大量研究支持TRM在抗病原體和抗腫瘤的保護性免疫方面承擔著重要角色，因此，如何調(diào)控TRM數(shù)量并發(fā)揮積極效應從而增強機體免疫防御是一個非常值得深入研究的領(lǐng)域。TRM在腫瘤中的研究進展對于增強疫苗療效、基于IC阻斷和ACT等抗腫瘤免疫治療有重要啟發(fā)意義。理解TRM的生物學特性,掌握其形成、功能或滯留特性, 有助于未來通過靶向該類細胞為腫瘤免疫治療奠定基礎(chǔ)。

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