免疫细胞家族：Tfh细胞的概述

Tfh细胞的主要功能是参与B细胞分化过程中的信息传递，协助激活B细胞，促进生发中心的形成和免疫球蛋白的类别转换，维持长时间体液免疫应答。Tfh细胞对免疫系统的建立以及功能的完善非常重要，特别是针对感染疾病的体液免疫起决定性调节作用，同时在自身免疫和肿瘤发生等相关疾病中也扮演重要角色。

简介：T卵泡辅助细胞（Tfh细胞）是CD4+ T细胞的一个特殊子集，它位于B细胞滤泡中，并提供相关的B–T细胞相互作用和细胞因子，以促进生发中心(GC)的形成，促进GC B细胞分化为记忆B细胞或浆细胞，并驱动高亲和力抗体的发展[1-3]。CD4+ Tfh细胞参与调节自身抗体产生，CD4+数量过多会导致自发GC发展和自身抗体产生，如：自身免疫疾病的自身抗体类别转换重组和高的体细胞突变[4-7]。CD4+ Tfh细胞通过识别与B细胞相同的自身抗原或与自身抗原具有相似性的外来抗原来支持自身反应性B细胞[8]。

主要标记物

CD4+ Tfh细胞表达趋化因子受体5（CXCR5），程序性细胞死亡受体1（PD-1），诱导共刺激分子（ICOS），细胞因子IL-21，和转录因子C-MAF和BATF。它们的发育受主转录调节因子B细胞淋巴癌6（Bc16）的调控。体内研究发现Stat5在T细胞发育中起关键作用，负调控CD4+ Tfh细胞的产生和功能[9-10]。CD4+ T细胞中Stat5的缺失导致CD4+ Tfh细胞和GC B细胞增加，并导致B细胞耐受性受损。STAT5不足会破坏Blimp1的表达，从而导致Tfh特异性基因Bcl6、C-MEF、BATF、和IL-21表达量的升高。IL-21和Bcl-6对于Tfh细胞的发生和发育至关重要。其中IL-21诱导Tfh的分化并促进其表面CXCR5的表达；Bcl-6对于Tfh转移到淋巴滤泡和B细胞生发中心(GC)的形成必不可少（图1）。

图1 Thf细胞分化中主要因子的互作

Tfh细胞与自身免疫性疾病和肿瘤

自身免疫性疾病是由于机体免疫系统失控而攻击自身组织。许多自身免疫性疾病的特征是自身抗体的产生。生发中心(GC）是在自身免疫疾病中产生自身抗体的热点致病区域。自身反应性B细胞的存活、分化及大量致病性抗体的产生需要Tfh细胞。

Tfh细胞与自身免疫性疾病有关，如重症肌无力、Graves病、桥本甲状腺炎、狼疮、Sjgren综合征和类风湿性关节炎，其中认为失调的抗体应答会促进疾病的发展。此外，靶向或被动转移Tfh细胞的治疗方法，用于治疗自身免疫性疾病和某些形式的淋巴瘤。Nature Medicine的研究发现，在结肠癌(CC)患者和结肠癌小鼠模型中，回肠内微生物组可塑造回肠上皮细胞的免疫原性，并辅助激活Tfh细胞免疫应答。该研究成果表明，免疫原性回肠细胞凋亡有助于提高CC化疗的预后[11]。

单细胞转录组学在Thf细胞研究中的应用

CXCR5+滤泡细胞毒性T细胞响应于慢性或急性病毒感染发展，急性淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染引起迅速的CD8+ T细胞扩大以及自身免疫应答[12-15]。这些CXCR5+滤泡细胞毒性T细胞迁移到B细胞滤泡，并根除病毒感染的CD4+ Tfh细胞和B细胞。此外，有研究发现CXCR5+ CD8+ T细胞可以分化成T辅助细胞直接帮助B细胞以形成GC和产生抗体[16-17]。

近年来不断发展的单细胞转录组测序技术可以更高的分辨率和准确度揭示生物组织的细胞构成、转录组动力学以及基因型与表型间的关联。有学者通过单细胞RNA测序研究分析发现：CD8+ T细胞可以分化为不同的CXCR5+ PD-1+ Tfh细胞亚群，该亚群与CD4+ Tfh细胞具有相似的基因特征，并调节B细胞自身免疫反应和自身抗体的产生。Stat5负调控CXCR5+ PD-1+ CD8+ Tfh细胞的发育。CD8+ T细胞中Stat5的缺乏导致CD8+ Tfh细胞增加，从而导致B细胞耐受性和自身抗体产生中断[18]。

CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞是一种新型的Tfh细胞亚系。为了表征CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞，文中进行了RNA测序（RNA-seq）分析以揭示该T细胞亚群的转录谱。通过单细胞RNA测序分析急性淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)感染后八天，从野生型小鼠脾脏中分离出的CXCR5+ PD-1+ CD8+，CXCR5+ PD-1- CD8+和CXCR5- PD-1- CD8+ T细胞，发现CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞基因表达模式。例如抑制受体，细胞因子和效应分子，记忆相关受体，转录因子和调节因子的表达，与CXCR5+ PD-1- CD8+ T细胞和CXCR5- PD-1- CD8+ T细胞表达有很大不同。值得注意的是，CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞表达大量的Il21（CD4+ Tfh细胞功能的关键细胞因子）和Il33（诱导IgA和IgE产生并参与许多自身免疫性疾病发展的细胞因子）。CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞表达了其他几种CD4+ Tfh细胞特征基因，包括转录因子Batf，Maf，Nfatc1和Irf4，抑制受体Lag3，Pdcd1和Ctla4以及共刺激因子Icos。CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞显着降低了记忆特征基因Il7r和Klrg1的表达，以及CD4+ Tfh细胞负性调节的表达，例如编码Roqin-1的转录因子Foxp1，Foxo1和Klf2，以及编码Roqin-2的结合RNA的Rc3h1和Rc3h2。相比之下，CXCR5+ PD-1- CD8+ T细胞表达高水平的细胞毒性T淋巴细胞（CTL）效应基因，包括Fasl，Gzma，Gzmb和Ifng。因此，CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞是CD8的一个独特的亚系，并且是与CD4+ Tfh细胞共享类似基因标记的辅助性T细胞（图2）。

图2 CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞中Tfh样基因表达

相反，相对于野生型CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞，Stat5缺失的CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞中的几个效应基因，例如Fasl，Gzma，Gzmb和Ifng的表达水平进一步下调。Tfh，Th1和效应CD8 T细胞信号的比较基因集富集分析（GSEA）显示，相对于野生型CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞，Tfh特异性基因富含Stat5缺陷，而相对于Stat5缺陷的CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞，Th1和效应CD8 T细胞特异性基因富集于野生型CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞。因此，Stat5抑制了CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞中Tfh特异性基因的表达（图3）。

图3 CXCR5+ PD-1+ CD8+ T细胞中Stat5缺乏引起的Tfh样基因表达

关于Thf细胞的生物学特性及其在自身免疫性疾病、肿瘤和病毒感染等中的作用仍是当下的研究热点。应用单细胞转录组测序技术，将有助于我们深入理解相关疾病的发病机制，以便寻求更有效的治疗靶点。

当前的研究发现CD8+ T细胞可以分化为不同的CXCR5+ PD-1+ Tfh细胞亚群，该亚群与CD4+ Tfh细胞具有相似的基因特征，并调节B细胞自身免疫反应和自身抗体的产生。CD8+ T细胞特异性Stat5缺失，导致CXCR5+ PD-1+ CD8+ Tfh细胞发育失调以及B细胞耐受性下降。该发现提高了靶向滤泡性CD8辅助性T细胞可能是控制自身免疫新策略的可能性。