结核病至今仍是全球致死率最高的传染病之一，尽管人类早在20世纪就研发了疫苗、诊断方法和抗生素，但全球约25%人口感染结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）后，仍有5-10%会发展为活动性疾病。一个令人困惑的现象是：部分患者在感染初期能有效控制病原体，却在慢性感染阶段突然出现细菌复燃（recrudescence）。这背后是否藏着免疫系统"叛变"的秘密？美国马萨诸塞大学医学院的Evelyn Chang、Kelly Cavallo和Samuel M. Behar团队在《Nature Communications》发表的研究，如同免疫侦探般揭开了CD4⁺ T细胞功能障碍与结核复发的因果迷局。

研究人员采用C57BL/6小鼠模型和创新的C7→TCRα过继转移系统，结合流式细胞术、RNA测序和单细胞转录组测序（scRNA-seq）技术，对慢性结核感染过程中抗原特异性CD4⁺ T细胞进行追踪。实验涉及ESAT-6特异性T细胞受体转基因（TCRtg）小鼠的构建，通过肺部组织分离、多重细胞因子检测和TCR克隆型分析，系统评估了感染不同阶段的免疫细胞动态。

"CD4⁺ T细胞功能障碍与慢性结核病细菌复燃相关"的结果部分揭示了四个关键发现：

1. 过继转移模型揭示耗竭表型
   通过将ESAT-6特异性C7 TCRtg T细胞转移至TCRα KO小鼠，研究者发现随着感染时间延长（25周后），CD4⁺ T细胞逐渐丧失IL-2、TNF和IFNγ生产能力，同时PD-1和TIM-3共抑制受体表达升高。这些细胞表现出典型耗竭特征：转录组中TOX、NR4A家族基因上调，与肿瘤和慢性病毒感染中的CD8⁺ T_TEX细胞高度相似。

2. 衰老与耗竭的双重打击
   RNA-seq分析意外发现p53通路和缺氧反应信号激活。PD-1^hiTIM-3^-细胞显著富集衰老相关基因标记（如p16），而PD-1^hiTIM-3⁺细胞则呈现经典耗竭特征。这提示慢性感染中CD4⁺ T细胞可能经历两种不同的功能障碍路径。

3. 多组学解码肺部T细胞景观
   scRNA-seq将肺实质CD4⁺ T细胞分为13个簇，其中仅3-4%的Cluster 5细胞保持真正的多功能性（同时表达IFNγ、TNF和IL-21）。值得注意的是，与Cluster 5共享TCR克隆型的Cluster 2细胞虽抗原特异性相同，却表现出效应功能下降和耗竭标记物（HAVCR2、LAG3）上调，揭示克隆内功能异质性。

4. TCR亲和力决定命运分歧
   高亲和力的C24 TCRtg T细胞更易分化为PD-1⁺TIM-3⁺终末耗竭表型并维持IFNγ分泌能力，而低亲和力C7细胞则偏向TCF-1⁺祖细胞样耗竭状态。单细胞分析进一步证实，不同亲和力T细胞会分化为具有独特转录特征的亚群。

这项研究首次系统描绘了慢性结核感染中CD4⁺ T细胞的功能演变图谱。作者提出"正向反馈循环"模型：持续抗原刺激导致T细胞耗竭→控制力下降→细菌增殖→更强化T细胞耗竭。该机制不仅解释了为何部分患者会在长期潜伏后突然发病，更为重要的是，它提示针对T细胞功能障碍（如PD-1/TIM-3通路或衰老相关靶点）的干预可能打破这个恶性循环。研究同时挑战了传统认知——即便在慢性感染晚期，肺组织中仍存在少量多功能性T细胞（Cluster 5），这为开发"免疫唤醒"疗法提供了精确靶点。

值得注意的是，与肿瘤免疫治疗中直接阻断检查点不同，该研究发现PD-1在结核感染中可能扮演着"免疫平衡器"角色，这解释了为何PD-1敲除小鼠反而会早死。这种精细调控的生物学特性提示，未来治疗策略需要更精准地区分耗竭程序中的保护性和病理性成分。这项研究为理解慢性感染免疫调控树立了新范式，其发现可能拓展至其他持续性感染疾病的研究领域。

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