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前言
在慢性感染和癌症中，持续的抗原刺激可导致T细胞耗竭。耗竭T细胞的特征包括抑制性标记物的表达增加，功能的进行性和层次性丧失。目前，耗竭已成为癌症患者T细胞功能障碍的公认模式。虽然恢复耗竭的CD8＋T细胞功能是检查点抑制剂的主要目标，但CD4＋T细胞也容易发生耗竭，并且在检查点阻断后的抗肿瘤免疫反应中发挥作用。
然而，目前对包括CD4＋T细胞在内的其他免疫细胞类型的耗竭了解尚不充分。已有的研究表明，CD4＋T细胞耗竭可能确实普遍存在，而且由于CD4＋T细胞与各种疾病病理学有关，这种耗竭可能与临床相关。定义各种CD4＋T细胞亚群中的耗竭表型及其如何影响免疫反应和疾病严重程度，对于理解各种病理学中的免疫功能障碍至关重要。
CD4＋T细胞的功能
CD4＋T细胞在适应性免疫系统中发挥着广泛的功能，其作为辅助性T细胞（Th）的作用最为人所知，包括Th1、Th2、Th17和调节性T细胞（Treg）亚群。此外，CD4＋T细胞允许树突状细胞（DC）对CD8＋T细胞进行最佳启动；为抗体类别切换提供关键信号；促进吞噬细胞的杀菌活性；招募中性粒细胞；影响血管生成；并且分泌细胞因子，可能还具有直接的细胞毒性功能。同样，CD4＋T细胞似乎具有显著的可塑性，允许亚群相互转换，扩大其功能影响。
CD4＋T细胞与抗肿瘤反应的发展密切相关，因为它们可以增强其他抗肿瘤效应细胞的杀瘤活性，如CD8＋T细胞和巨噬细胞。已知一些CD4亚群，特别是Th2和Treg，分别通过降低抗原呈递和抑制T细胞效应器功能对抗肿瘤反应产生负面影响。
此外，某些CD4＋T细胞似乎能够直接裂解肿瘤细胞。CD4＋T细胞直接识别和杀死肿瘤细胞需要II类主要组织相容性复合体（MHC），而II类MHC反式激活因子（CIITA）在小鼠乳腺癌细胞上的过度表达增加了CD4＋T细胞中IFN－γ和颗粒酶B的产生，并限制了肿瘤的生长。具有细胞毒性转录谱的CD4＋T细胞在对免疫检查点阻断响应的患者中发现富集。
T细胞耗竭与抗原的持续作用
目前对CD4＋T细胞耗竭的理解主要来自于更广泛研究的CD8＋T细胞耗竭，T细胞耗竭与抗原的持续驱动作用息息相关。在急性感染的状态下，幼稚的CD8＋T细胞分化为短命效应细胞（SLEC）或记忆前体效应细胞（MPEC）。在抗原清除后，大多数SLEC死亡，而MPEC存活形成记忆性CD8＋T细胞，形成长期保护性免疫。
而在慢性感染下，观察到高亲和力抗原特异性的CD8＋T细胞分化为SLEC迅速清除，死亡，但没有形成MPEC亚群。相反，针对低抗原亲和力的CD8＋T细胞扩增、耗竭，表现为增殖、细胞毒性和细胞因子产生的显著减少，并在对抗持久性抗原的僵持中死亡。
慢性病毒感染和癌症的一个共同特征就是，两者都是以抗原的持久性作用为特征的长期疾病。针对肿瘤抗原的幼稚CD8＋T细胞首先在外周淋巴组织启动，产生具有自我更新特性的干细胞样PD－1loCD8＋T细胞，在趋化因子CCL5和CXCL9的作用下，向TME迁移并形成具有效应作用的PD－1loCD8＋Tex。然而，TME中持续的抗原负荷最终迫使这些细胞持续分化为丧失功能的PD－1hiCD8＋Tex。PD－1hi状态伴随着协同抑制受体表达的增强（包括Tim－3、LAG－3、CD160、2B4、TIGIT和CTLA－4）以及效应器功能的逐渐丧失。一旦CD8＋Tex进入PD－1hi状态，表观遗传会强制阻止去分化回到功能性干细胞样和效应器样PD－1lo状态。ICB（例如，抗PD－1）促进的抗肿瘤反应仅来自淋巴或肿瘤内PD－1loCD8＋Tex亚群的扩增，功能低下、ICB抵抗的PD－1hiCD8＋Tex最终会凋亡。
肿瘤和慢性病毒特异性CD8＋T细胞都具有与TCR信号相关基因的显著富集（Batf、Egr2、Ezh2、Irf4、Nfatc1、Nfatc2、Nr4a1、Nr4a2和Nr4a3）。这一观察结果进一步证实了抗原的持久性参与是耗竭的主要驱动因素。
与我们对CD8＋T细胞的上述理解相比，我们目前对CD4＋T细胞耗竭的理解显然是贫乏的。CD4＋T细胞耗竭的公认定义尚未建立，需要进一步研究以确定是否描述CD8＋T细胞耗竭的标准也适用于耗竭的CD4＋T细胞。
CD4＋T细胞耗竭的证据
慢性感染
与急性感染相比，慢性LCMV感染诱导CD4＋T细胞上的耗竭相关免疫检查点的表达显著增加。在其他慢性和复发性感染的CD4＋T细胞上也发现了这些CD8耗竭典型的抑制性受体的上调，表明类似的CD4＋T细胞耗竭表型。
此外重要的是，慢性感染后，在表型耗竭的CD4＋T细胞中也观察到了功能缺陷。特别是在LCMV中，抗原持续刺激的CD4＋T细胞分化导致共抑制分子上调，抗原特异性免疫亚群缩减，细胞因子产生减少，运动性降低，以及失去再次激活的响应能力。
此外，耗竭还可以通过特定的转录谱来表征。这些耗竭的CD4＋T细胞可以观察到IKZF2、Klf4、PTPN22、CREM和PRDM1的上调，以及ThPOK和NFAT的缺失或下调。
癌症
在人类和小鼠的多发性实体瘤和血液系统恶性肿瘤中发现了CD4＋T细胞耗竭相关的抑制性受体表达（PD－1、CTLA－4、LAG－3、TIM－3、TIGIT）。临床观察表明，与循环系统或邻近组织浸润性CD4＋T细胞相比，肿瘤浸润性CD4＋T细胞表达更高水平的共抑制标记物。与慢性感染相似，这些检查点的表达与更差的疾病状态和减少的无进展生存期（PFS）相关。此外，成功的抗癌治疗与CD4＋T细胞表面这些标记物水平的降低有关，而疾病复发与其持续或增强的表达呈正相关。
与CD8＋T细胞耗竭一样，许多共抑制受体也可指示T细胞的活化。因此，单凭它们的表达不足以表明真正产生了耗竭，同时需要功能和转录组相关产物的分析。然而，目前对肿瘤浸润性CD4＋T细胞的这种表型和功能评估仍然有所欠缺。尽管如此，目前对多种癌症的研究表明，CD4＋T细胞上T细胞耗竭的典型标志物与疾病严重程度之间存在相关性。同样，在使用检查点抑制剂治疗后，观察到CD4效应器功能的至少部分恢复。
这些数据证实CD4＋T细胞耗竭是一种影响抗肿瘤免疫的独特分化状态，与CD8＋T细胞耗竭平行。进一步的比较，包括耗竭和未耗竭CD4＋T细胞状态之间的表观遗传学和代谢特征，将是至关重要的。这将增加我们对癌症和持续感染产生的复杂免疫反应的理解，并可能提供新的治疗靶点。
小结
与CD8＋T细胞耗竭相比，CD4＋T细胞耗竭在癌症和其他疾病状态中的影响仍然未被充分认识。目前的研究主要提供了表型数据，需要对CD8＋T细胞耗竭的其他标准（如代谢谱和表观遗传图谱）进行调查，以确定CD4耗竭是否同样包括一种独特的和进行中的T细胞分化状态。
进一步评估CD4＋T细胞特异性因子对于提高我们对其耗竭机制的理解至关重要。此外，需要深入评估各种CD4＋T细胞亚群对耗竭的潜在差异敏感性，以及每个CD4＋T细胞亚群对抗肿瘤免疫的相对贡献。明确这些对于提高我们对CD4＋T细胞耗竭及其治疗意义的理解至关重要。
参考文献：
1．CD8＋ T Cell Exhaustion in Cancer． FrontImmunol． 2021； 12： 715234．
2． CD4 T－cell exhaustion： Does it exist and what are its roles in cancer？ Clin Cancer Res． 2021Nov 1； 27（21）： 5742–5752．
原文标题 : CD4+T细胞耗竭
