巨细胞病毒和类风湿性关节炎对衰老CD4+ T细胞的不同影响

《European Journal of Immunology》：Divergent Effects of Cytomegalovirus and Rheumatoid Arthritis on Senescent CD4+ T Cells

　　CMV感染通过高维质谱流式细胞术和功能实验显示显著扩张CD27?CD28?的细胞毒性CD4+ T细胞亚群，而RA通过减少其产炎因子和细胞毒性颗粒释放影响功能，EBV/HSV未改变频率。CMV共感染增加细胞毒性亚群，但RA患者中该亚群功能缺陷。研究发现CMV主导T细胞衰老，RA独立调节功能。

　　长期暴露于抗原会促进CD4? T细胞的衰老，但目前尚不清楚自身免疫和持续性病毒感染如何在T细胞分化和功能上产生不同的影响。本研究以巨细胞病毒（CMV）和类风湿性关节炎（RA）为慢性免疫激活的模型，利用高维质谱流式细胞术（mass cytometry）和功能实验，探讨了它们对CD4? T细胞分化和功能的具体影响。研究发现，在CMV抗体阳性的个体中，CD27?CD28? CD4? T细胞的数量显著增加，且表现出以细胞毒性为主、非增殖的表型。然而，只有少数这些细胞是CMV反应性的，这表明在CMV感染中，旁观者驱动的分化可能对这一细胞亚群的形成起到重要作用。在没有CMV的情况下，CD27?CD28? CD4? T细胞的数量较少且表型不同，但它们仍然表现出较低的增殖能力。EBV和HSV单独并不显著增加CD27?CD28? CD4? T细胞的频率，而RA对这些细胞的丰度影响较小，但会对它们的功能质量产生调节作用。在CMV抗体阳性的RA患者中，CD27?CD28? CD4? T细胞的促炎性细胞因子产生能力减弱，并且表现出细胞毒性脱颗粒功能受损。中央记忆型CD4?和CD27?CD28? CD8? T细胞的功能则保持稳定，没有CMV再激活的迹象，表明未受影响的T细胞反应仍能维持对病毒的控制。这些发现突显了CMV和RA对CD4? T细胞衰老的不同作用，并揭示了RA特异性地影响CD4? T细胞功能。

研究背景指出，CD4? T细胞的衰老与多种疾病和感染相关。在RA患者中，高度分化的CD4? T细胞与疾病活动性、关节损伤和心血管疾病相关。这些细胞表现出复制性衰老特征，缺乏共刺激受体，同时表达CD57这一终端磺化糖基化表位。它们具有高度的促炎性，能产生IFN-γ和TNF-α，并表达细胞毒性蛋白，类似于细胞毒性CD8? T细胞。类似的表型在其他自身免疫疾病、感染和癌症中也被发现。例如，在初次CMV感染后，细胞毒性CD27?CD28?CD4?细胞会形成并扩展于病毒潜伏期。在HIV感染中，也观察到CD57?CD4?和CD8?细胞的积累。然而，与自身免疫中的病理作用不同，细胞毒性CD4? T细胞在小鼠中被证明具有保护作用，可以提供直接的抗流感感染防御。在一项人类流感挑战研究中，较高的细胞毒性CD4? T细胞基线频率与较低的病毒脱落、症状评分和疾病持续时间相关。最近的研究还表明，细胞毒性CD4? T细胞在肿瘤浸润中的作用至关重要，它们能够以II类MHC依赖的方式杀死肿瘤细胞。在超级长寿者中，这些细胞显著多于年轻老年人，并被认为增强了抗肿瘤和抗病毒免疫能力。

这些研究揭示了这一独特CD4? T细胞亚群在不同环境中的多样功能。然而，在复杂的环境中，暴露往往并非孤立发生，如何多种共存的刺激因素共同作用影响T细胞的基线状态仍不清楚。本研究采用高维质谱流式细胞术分析了CMV抗体阳性与阴性个体，以及有和无RA的CD4? T细胞，以探讨疾病和感染相关的T细胞分化变化。研究数据表明，CMV是驱动CD4? T细胞衰老的关键因素，而RA、EBV和HSV的影响相对较小。在没有CMV的情况下，CD27?CD28? CD4? T细胞的频率较低，且在RA患者和非RA对照组中没有显著差异。然而，在CMV抗体阳性的RA患者中，这些细胞的功能发生了变化，表现为细胞毒性脱颗粒和促炎性细胞因子产生的能力下降。相比之下，其他T细胞亚群的效应反应在RA患者与对照组之间没有明显差异，表明CMV在促进CD4? T细胞衰老方面的作用远超RA及其他病毒感染。

研究进一步揭示了CD27?CD28? CD4? T细胞的异质性。通过手动门控CD57、CD45RA和GzmB（颗粒酶B）等分化标志物，发现约一半的CD27?CD28? CD4? T细胞表达GzmB。其中，73%的细胞同时表达CD57，而22%的细胞同时表达CD57和CD45RA。在不表达GzmB的细胞中，大多数也缺乏CD57和CD45RA。这些细胞的细胞毒性特征主要出现在CMV暴露的个体中。在没有CMV感染的情况下，CD27?CD28? CD4? T细胞虽然仍可检测到，但其频率较低，且细胞毒性分化有限。尽管它们的表型存在差异，但无论是CMV抗体阳性还是阴性个体，这些细胞在体外的增殖能力均表现出类似的受损，表明其增殖缺陷可能在早期就已出现。RA、EBV和HSV无法在无CMV的情况下显著驱动CD4? T细胞的衰老，这突显了CMV在促进CD4? T细胞终端分化的关键作用。这一结果与先前关于RA相关CD4? T细胞衰老积累的报告存在差异，但这种差异并非由于标志物选择，而是可能由于未考虑CMV的潜在影响。此外，先前的研究多在生物制剂使用初期或早期进行，因此RA驱动的炎症可能在不同的治疗背景下发生变化。

除了频率之外，CD27?CD28? CD4? T细胞的功能质量同样重要。研究数据表明，它们的功能具有可调节性，并可能受到除CMV以外的其他因素影响。在RA患者中，尽管CD27?CD28? CD4? T细胞的频率未显著增加，但它们的功能反应发生了改变。结果显示，CMV抗体阳性的RA患者的CD27?CD28? CD4? T细胞在刺激后产生的IFN-γ和TNF-α水平较低，同时细胞毒性脱颗粒能力受损。相比之下，CD27?CD28? CD8? T细胞和中央记忆型CD4? T细胞的功能未见明显变化，这表明该高度分化的CD4? T细胞亚群在RA中存在选择性的功能脆弱性。值得注意的是，在这些个体中未检测到CMV的再激活，这提示可能有其他免疫机制（如功能保留的CD8? T细胞或其他CD4?亚群）来弥补这种功能缺陷。然而，这种补偿能力可能具有情境依赖性，并且在某些条件下可能不足以维持免疫平衡。例如，随着年龄增长或伴随其他疾病，免疫系统可能在RA等疾病环境中出现失衡。考虑到细胞毒性CD4? T细胞在肿瘤监视中的作用，其功能的抑制可能增加RA患者的癌症风险。未来的研究需要进一步阐明RA如何影响CD4? T细胞的衰老，以及这些变化对免疫系统的潜在影响。

总体而言，CMV在驱动CD4? T细胞衰老方面起到了主导作用，而RA则对这些细胞的功能产生了独特的、非冗余的影响。这些发现强调了慢性炎症与感染对T细胞分化和功能的不同作用，并指出在今后关于人类T细胞分化的研究中，必须考虑暴露史和宿主因素的综合作用。此外，研究也指出了数据局限性。虽然CD27?CD28? CD4? T细胞在CD3/CD28刺激下表现出较低的增殖能力，但它们的增殖能力可能在其他条件下（如IL-15等细胞因子的存在）有所不同，而这些条件未在本研究中评估。在评估RA的影响时，仅考察了部分效应功能，因此可能遗漏了CD27?CD28? CD4? T细胞的其他变化。此外，本研究的样本量相对较小，需要进一步探索这些功能变化的机制。是否在其他自身免疫疾病中也存在类似的CD4? T细胞衰老现象仍需进一步验证。未来的研究应采用更全面的功能、复制和转录程序分析，以更准确地定义CD4? T细胞衰老在自身免疫和慢性感染中的作用，并为调控其活性提供科学依据。