文章来源公众号:lmmune cells科普 作者:免疫细胞
在免疫系统的复杂网络中,T细胞是抵御病原体和肿瘤的关键力量。然而,当面对长期慢性感染或癌症的持续威胁时,部分T细胞会逐渐失去功能,进入一种被称为“耗竭”的特殊状态。这些耗竭T细胞(Exhausted T cells, Tex)如同疲惫的战士,虽仍存在于免疫战场,却难以有效执行任务。
耗竭T细胞的特征与表现
耗竭T细胞的核心特征是效应功能的进行性丧失。在慢性感染或肿瘤微环境中,持续的抗原刺激和炎症信号导致T细胞逐渐“疲惫”,表现为细胞因子(如IL-2、IFN-γ、TNF-α)分泌减少,增殖能力下降,细胞毒性活性降低。例如,在慢性病毒感染中,病毒特异性T细胞可能完全丧失产生IL-2的能力,随后IFN-γ和TNF-α的分泌也受到影响,最终导致记忆T细胞特征的缺失。
除了功能衰退,耗竭T细胞还持续高表达多种抑制性受体(IRs),如PD-1、CTLA-4、TIM-3、LAG-3等。这些受体如同“刹车装置”,通过传递负向调控信号,进一步抑制T细胞的活性。PD-1与配体PD-L1的结合会招募磷酸酶,削弱TCR信号通路,导致T细胞活化减少。在肿瘤微环境中,PD-L1常高表达于肿瘤细胞或免疫细胞表面,形成对T细胞的“压制”。
代谢紊乱是耗竭T细胞的另一重要特征。正常T细胞在激活后会从氧化磷酸化转向糖酵解,以满足能量需求。然而,耗竭T细胞的代谢途径发生改变,表现为糖酵解活性降低、线粒体功能障碍和葡萄糖摄取减少。这种代谢重塑不仅限制了T细胞的能量供应,还通过表观遗传修饰影响其功能状态。
耗竭T细胞的形成机制
耗竭T细胞的形成是多种因素共同作用的结果。持续的抗原刺激是核心驱动因素。在慢性感染或肿瘤中,T细胞长期暴露于抗原和炎症信号,导致TCR信号通路持续激活,最终引发功能耗竭。抑制性细胞因子如IL-10、TGF-β的积累也会促进T细胞耗竭。这些因子通过激活下游信号通路,抑制T细胞的增殖和效应功能。
免疫微环境的变化同样关键。肿瘤微环境中的缺氧、营养匮乏和代谢废物堆积会进一步削弱T细胞的活性。例如,乳酸作为肿瘤细胞代谢的主要产物,会通过MCT11转运蛋白进入T细胞,抑制其功能。其他免疫细胞的相互作用也不容忽视。调节性T细胞(Treg)通过分泌抑制性细胞因子或直接接触,抑制效应T细胞的活化,从而加剧耗竭。