Cell｜不依賴于傳統(tǒng)樹突狀細(xì)胞抗原呈遞的免疫通路

撰文 | 風(fēng)

許多病原體通過腸道和呼吸道等黏膜表面入侵，如輪狀病毒、流感病毒和SARS-CoV-2等。眾所周知，黏膜部位由漿細(xì)胞分泌的抗體尤其是IgA提供保護(hù)性免疫。然而，很多現(xiàn)有疫苗并不能提供強大且持續(xù)的黏膜IgA免疫反應(yīng)，導(dǎo)致針對黏膜病原微生物的疫苗防護(hù)失敗【1】。因此，對黏膜病毒特異性IgA長壽命漿細(xì)胞（long-lived plasma cells，LLPCs）誘導(dǎo)、調(diào)控和持久性的分子機制需要進(jìn)一步闡釋。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，在二級淋巴組織，傳統(tǒng)樹突狀細(xì)胞（conventional dendritic cell，cDC）作為抗原提呈細(xì)胞通過MHC-II和共刺激分子激活CD4 T細(xì)胞，后者遷移至T-B交界處與同源抗原的B細(xì)胞結(jié)合分化為濾泡輔助T細(xì)胞（TFH）并與活化的B細(xì)胞形成生發(fā)中心（germinal center，GC）【2,3】。緊接著，B細(xì)胞經(jīng)歷類別轉(zhuǎn)換和抗體親和力成熟進(jìn)一步分化為漿細(xì)胞（plasma cell，PC）。PC遷移至效應(yīng)位點如骨髓等位置發(fā)揮作用，部分PC則分化為LLPC【4】。盡管如此，對于LLPC的認(rèn)識多來自于IgG反應(yīng)，而黏膜IgA反應(yīng)則不十分清楚。

近日，Cell雜志在線發(fā)表加拿大多倫多大學(xué)免疫系Jennifer L. Gommerman團(tuán)隊題為Mucosal viral infection elicits long-lived IgA responses via type 1 follicular helper T cells 的研究文章。該研究揭示一條不依賴于傳統(tǒng)樹突狀細(xì)胞抗原呈遞的免疫通路，該通路由B細(xì)胞抗原提呈誘導(dǎo)TFH1形成，后者通過 IFNγ-CXCR3 軸指導(dǎo)產(chǎn)生病毒特異性IgA的漿細(xì)胞定植到黏膜效應(yīng)部位發(fā)揮功能，為未來黏膜病毒的疫苗設(shè)計提供新的思考。

首先，作者使用小鼠輪狀病毒株（ECw）在野生型小鼠中建立急性感染模型。輪狀病毒刺突蛋白VP4是產(chǎn)生中和保護(hù)抗體的靶點，中間衣殼蛋白V6具有高度免疫原性。通過構(gòu)建重組VP4和VP6以及熒光素標(biāo)記的抗原四聚體，作者在派氏結(jié)、腸道引流淋巴結(jié)、骨髓和腸黏膜固有層（SILP）動態(tài)監(jiān)測VP4-和VP6-特異性的IgA+和IgG+ PC和GC B細(xì)胞。流式分析確認(rèn)輪狀病毒感染在腸道誘導(dǎo)IgA和IgG反應(yīng)。隨后，作者使用CD40L阻斷抗體和CD4 T細(xì)胞特異性Bcl6敲除小鼠（Bcl6ΔT）證實輪狀病毒誘導(dǎo)有效的IgG+和IgA+反應(yīng)需要TFH細(xì)胞的輔助。雖然VP4-和VP6-特異性的IgA+ PCs在感染后14-28天達(dá)到頂峰且在200天SILP仍存在，但VP4-和VP6-特異性的IgG+ PCs僅存在于骨髓。流式分析同樣證實SILP存在IgA+LLCPs（Ki-67-TIGIT-Ly6A+）。與此同時，這些LLCPs克隆產(chǎn)生的IgA輸入B細(xì)胞缺陷的JHT小鼠具有防御輪狀病毒的保護(hù)功能。總之，這些結(jié)果表明輪狀病毒感染在腸道誘導(dǎo)TFH依賴的長效IgG+和IgA+反應(yīng)。

緊接著，作者構(gòu)建B細(xì)胞MHC-II（H2-Ab1fl/flMb1Cre，MHC-IIΔB）和cDC細(xì)胞MHC-II（H2-Ab1fl/flZbtb46Cre，MHC-IIΔcDC）缺失小鼠。輪狀病毒感染引起的骨髓和SILP IgA+和IgG+ PCs和派氏結(jié)IgA+和IgG+ GC B細(xì)胞在MHC-IIΔB小鼠數(shù)量顯著降低，提示B細(xì)胞抗原提呈對于輪狀病毒特異性IgA+和IgG+ PCs的發(fā)育至關(guān)重要。有趣的是，在MHC-IIΔcDC小鼠，IgG+ PCs和IgG+ GC B細(xì)胞數(shù)量顯著降低，而骨髓和SILP IgA+ PCs和派氏結(jié)IgA+ GC B細(xì)胞未受到影響，提示輪狀病毒特異性IgA+ LLPCs發(fā)育并不依賴cDCs的抗原提呈。不僅如此，作者在只有B細(xì)胞表達(dá)MHC-II的小鼠（H2-Ab1LSL/LSLCd19Cre，MHC-IIB+）中發(fā)現(xiàn)，B細(xì)胞抗原提呈足以在腸道誘導(dǎo)功能性輪狀病毒特異性IgA+ PCs。總之，這些數(shù)據(jù)表明B細(xì)胞MHC-II介導(dǎo)的抗原提呈對于輪狀病毒特異性IgA+ LLPCs發(fā)育既是必要的也是充分的。

考慮到TFH存在不同亞群且對抗體的類別有不同作用，作者研究輪狀病毒特異性TFH。為此，作者設(shè)計熒光素標(biāo)記的VP4:I-Ab和VP6:I-Ab四聚體，并在感染第7天分選純化派氏結(jié)和腸道引流淋巴結(jié)中結(jié)合在VP4:I-Ab和VP6:I-Ab四聚體的CD4 T以及全部CD T細(xì)胞行scRNA-seq分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)VP4:I-Ab和VP6:I-Ab四聚體結(jié)合的細(xì)胞主要是Th1（Tbx21、Ifng、Cxcr3和Cxcr6）和TFH細(xì)胞（Bcl6 和Cxcr5）。其中，一群TFH細(xì)胞高表達(dá)c-Myc、Tbx21、Ifng、Cxcr3和Bcl6，類似于Th1細(xì)胞亞群，作者將其命名為TFH1細(xì)胞。隨后，作者在MHC-IIΔB和MHC-IIΔcDC小鼠中證實B細(xì)胞而非cDC的抗原呈遞是對于TFH1細(xì)胞的誘導(dǎo)和成熟是必須的。基于這些結(jié)果，作者推測TFH1細(xì)胞對IgA反應(yīng)至關(guān)重要。在TFH1缺陷骨髓嵌合子小鼠中發(fā)現(xiàn)TFH1細(xì)胞對派氏結(jié)中IgA的產(chǎn)生無影響，但對于IgA+ LLPCs遷移至SILP是必要的。scRNA-seq數(shù)據(jù)和流式分析顯示TFH1細(xì)胞高表達(dá)IFNγ。骨髓嵌合子實驗證實TFH1細(xì)胞來源IFNγ對于SILP中輪狀病毒特異性IgA+ LLPCs穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。研究表明IFNγ上調(diào)T細(xì)胞和NK細(xì)胞CXCR3【5】，作者推測IFNγ上調(diào)CXCR3促進(jìn)輪狀病毒特異性IgA+ PCs遷移至SILP。首先，作者發(fā)現(xiàn)在感染14天的派氏結(jié)中，IgA+ PCs高表達(dá)CXCR3。其次，Ifngr1缺陷的IgA+ PCs CXCR3表達(dá)顯著降低。另外，CXCR3缺陷的IgA+ PCs在SILP中顯著降低，但不影響骨髓中IgG+ PCs。總之，這些數(shù)據(jù)表明TFH1細(xì)胞通過IFNγ上調(diào)IgA+ PCs細(xì)胞CXCR3表達(dá)，指導(dǎo)其遷移至SILP發(fā)揮腸道保護(hù)作用。

最后，作者試圖揭示上述輪狀病毒IgA+反應(yīng)是否也適用于其他黏膜病毒。作者在小鼠中建立流感病毒（influenza A virus，IAV）感染模型并發(fā)現(xiàn)IAV感染在鼻黏膜、肺臟和骨髓誘導(dǎo)特異性IgA+和 IgG+ PCs。然而，后續(xù)數(shù)據(jù)顯示IAV特異性IgA+ PCs發(fā)育同樣需要B細(xì)胞的抗原呈遞和TFH1細(xì)胞參與。不同的是，B細(xì)胞介導(dǎo)的抗原提呈并不足以誘導(dǎo)IgA+ LLPCs，還需要cDC細(xì)胞MHC-II介導(dǎo)的抗原提呈，提示不同黏膜位點病毒特異性的長壽命IgA反應(yīng)需要獨特的抗原提呈。

綜上所述，這項研究不僅發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞抗原提呈介導(dǎo)的TFH1細(xì)胞通過IFNγ-CXCR3指導(dǎo)長壽命IgA反應(yīng)的新型免疫通路，更揭示不同黏膜位點對于長效保護(hù)性抗體產(chǎn)生的抗原提呈的差異，為未來疫苗設(shè)計和免疫治療策略開辟了新的方向。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.07.022

制版人： 十一

參考文獻(xiàn)

1. Deepta, Bhattacharya.(2022). Instructing durable humoral immunity for COVID-19 and other vaccinable diseases.Immunity, 55(6), 945-964. doi:10.1016/j.immuni.2022.05.004

2. Shane, Crotty.(2019). T Follicular Helper Cell Biology: A Decade of Discovery and Diseases.Immunity, 50(5), 1132-1148. doi:10.1016/j.immuni.2019.04.011

3. Xiangyun, Yin., Shuting, Chen., Stephanie C, Eisenbarth.(2021). Dendritic Cell Regulation of T Helper Cells.Annu Rev Immunol, 39(0), 759-790. doi:10.1146/annurev-immunol-101819-025146

4. David R, Fooksman., Zhixin, Jing., Rosa, Park.(2024). New insights into the ontogeny, diversity, maturation and survival of long-lived plasma cells.Nat Rev Immunol, 24(7), 461-470. doi:10.1038/s41577-024-00991-0

5. Joseph, Barbi., Steve, Oghumu., Claudio M, Lezama-Davila., Abhay R, Satoskar.(2007). IFN-gamma and STAT1 are required for efficient induction of CXC chemokine receptor 3 (CXCR3) on CD4+ but not CD8+ T cells.Blood, 110(6), 2215-6. doi:10.1182/blood-2007-03-081307

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