人类的免疫系统是一个由细胞、信号和反应组成的高度复杂的网络，它受到严格的调节，以确保身体能够在不损害自身组织的情况下抵御感染。如今，在一项新的研究中，来自日本奈良先端科学技术大学院大学和奈良县立医科大学等研究机构的研究人员报告了一种免疫系统保护肺部组织免受病毒感染的新方式。相关研究结果发表在2022年12月13日的Cell Reports期刊上，论文标题为“Alveolar macrophages instruct CD8+ T cell expansion by antigen cross-presentation in lung”。
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在这项新的研究中，这些作者揭示当抗原特异性的杀伤性T细胞（CD8+T细胞）遇到呈递抗原的肺泡巨噬细胞（alveolar macrophage）时，它们在肺部迅速扩增，以保护肺部免受病毒感染。
CD8+T细胞通过杀死被感染的细胞，对诸如甲型流感病毒（IAV）和SARS-CoV-2冠状病毒之类的呼吸道病毒的感染产生保护性免疫力。为了针对正确的细胞进行杀伤，初始CD8+T细胞必须通过与抗原呈递细胞（antigen-presenting cell, APC）的接触而被激发，而抗原呈递细胞介导对病毒感染细胞的摄取并呈递其抗原，这一种过程被称为交叉呈递（cross-presentation）。经过激发的CD8+T细胞克隆性地扩增并分化成效应T细胞或长寿的抗原特异性记忆T细胞。
论文共同通讯作者、奈良先端科学技术大学院大学的Takumi Kawasaki解释说，“多种细胞类型可以将抗原呈递给肺部中的CD8+T细胞，尽管组织驻留的巨噬细胞在这一过程中的作用还不清楚。肺泡巨噬细胞是肺部中第一批遇到传染性物质、环境颗粒、表面活性剂和垂死细胞的细胞，它们对宿主防御细菌和真菌感染很重要，所以我们猜测它们在保护宿主免受呼吸道病毒感染方面也起着重要作用。”
图片来自Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.111828。
为了验证这一点，这些作者探索了抗原呈递细胞指导肺部中抗原特异性CD8+T细胞的机制。首先，用特定抗原接种或IAV感染小鼠，然后对它们进行二次免疫或再次感染。
论文共同通讯作者、奈良先端科学技术大学院大学的Taro Kawai说，“我们确定呈递抗原的肺泡巨噬细胞将吸入的抗原呈现给CD8+记忆T细胞，这导致了抗原特异性CD8+T细胞在肺部的快速扩增。”
此外，这些作者发现，肺泡巨噬细胞通过产生白细胞介素18（IL-18）帮助产生常驻记忆型细胞群体。重要的是，向小鼠递送加载抗原的肺泡巨噬细胞诱导了常驻记忆型CD8+T细胞的增殖。Kawai说，“这种策略可能提高CD8+ T细胞依赖性细胞免疫的疗效。”
鉴于肺部是IAV和SARS-CoV-2感染的一个主要组织，这项研究关于肺部常驻记忆型CD8+细胞扩增机制的发现有望导致诱导细胞免疫的新疫苗的开发。呈递病毒特异性抗原的肺泡巨噬细胞在未来可以作为一种“细胞移植疫苗（cell transplant vaccine）”来递送。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Takumi Kawasaki et al. Alveolar macrophages instruct CD8+ T cell expansion by antigen cross-presentation in lung. Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.111828.
