人類的免疫系統是一個由細胞、信號和反應組成的高度復雜的網絡，它受到嚴格的調節，以確保身體能夠在不損害自身組織的情況下抵御感染。如今，在一項新的研究中，來自日本奈良先端科學技術大學院大學和奈良縣立醫科大學等研究機構的研究人員報告了一種免疫系統保護肺部組織免受病毒感染的新方式。相關研究結果發表在2022年12月13日的Cell Reports期刊上，論文標題為“Alveolar macrophages instruct CD8+ T cell expansion by antigen cross-presentation in lung”。

在這項新的研究中，這些作者揭示當抗原特異性的殺傷性T細胞（CD8+T細胞）遇到呈遞抗原的肺泡巨噬細胞（alveolar macrophage）時，它們在肺部迅速擴增，以保護肺部免受病毒感染。

CD8+T細胞通過殺死被感染的細胞，對諸如甲型流感病毒（IAV）和SARS-CoV-2冠狀病毒之類的呼吸道病毒的感染產生保護性免疫力。為了針對正確的細胞進行殺傷，初始CD8+T細胞必須通過與抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell, APC）的接觸而被激發，而抗原呈遞細胞介導對病毒感染細胞的攝取并呈遞其抗原，這一種過程被稱為交叉呈遞（cross-presentation）。經過激發的CD8+T細胞克隆性地擴增并分化成效應T細胞或長壽的抗原特異性記憶T細胞。

論文共同通訊作者、奈良先端科學技術大學院大學的Takumi Kawasaki解釋說，“多種細胞類型可以將抗原呈遞給肺部中的CD8+T細胞，盡管組織駐留的巨噬細胞在這一過程中的作用還不清楚。肺泡巨噬細胞是肺部中第一批遇到傳染性物質、環境顆粒、表面活性劑和垂死細胞的細胞，它們對宿主防御細菌和真菌感染很重要，所以我們猜測它們在保護宿主免受呼吸道病毒感染方面也起著重要作用。”

圖片來自Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.111828。

為了驗證這一點，這些作者探索了抗原呈遞細胞指導肺部中抗原特異性CD8+T細胞的機制。首先，用特定抗原接種或IAV感染小鼠，然后對它們進行二次免疫或再次感染。

論文共同通訊作者、奈良先端科學技術大學院大學的Taro Kawai說，“我們確定呈遞抗原的肺泡巨噬細胞將吸入的抗原呈現給CD8+記憶T細胞，這導致了抗原特異性CD8+T細胞在肺部的快速擴增。”

此外，這些作者發現，肺泡巨噬細胞通過產生白細胞介素18（IL-18）幫助產生常駐記憶型細胞群體。重要的是，向小鼠遞送加載抗原的肺泡巨噬細胞誘導了常駐記憶型CD8+T細胞的增殖。Kawai說，“這種策略可能提高CD8+ T細胞依賴性細胞免疫的療效。”

鑒于肺部是IAV和SARS-CoV-2感染的一個主要組織，這項研究關于肺部常駐記憶型CD8+細胞擴增機制的發現有望導致誘導細胞免疫的新疫苗的開發。呈遞病毒特異性抗原的肺泡巨噬細胞在未來可以作為一種“細胞移植疫苗（cell transplant vaccine）”來遞送。（ Bioon.com）

參考資料：

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.