點(diǎn)評 | 劉娟（免疫與炎癥全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）/曹雪濤（中國工程院院士）、董晨（中國科學(xué)院院士）
上世紀(jì)70年代，人們認(rèn)識(shí)到T細(xì)胞按功能分成輔助T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞兩類，也就是我們現(xiàn)在通常講的CD4+ T細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞。自那時(shí)起，在抗原刺激下把細(xì)胞毒性顆粒注入并殺死靶細(xì)胞就一直被認(rèn)為是CD8+ T細(xì)胞的核心功能，是CD8+ T細(xì)胞抗腫瘤、抗病毒的基礎(chǔ)。補(bǔ)體是人體里最古老的一種抗感染防御機(jī)制。20世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)血液里存在的一種熱穩(wěn)定物質(zhì)和一種熱不穩(wěn)定物質(zhì)，它們協(xié)同作用就可以結(jié)合并殺死細(xì)菌。這里面，熱穩(wěn)定的物質(zhì)后來證明是抗體，熱不穩(wěn)定的物質(zhì)是補(bǔ)體。抗體識(shí)別細(xì)菌，之后激活補(bǔ)體，而被激活的補(bǔ)體會(huì)在細(xì)菌的表面形成一種打孔復(fù)合物來穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜從而殺死細(xì)菌。迄今為止，抗體是可以特異識(shí)別病原體并激活補(bǔ)體的唯一方式。有意思的是，上述兩個(gè)長久以來廣為接受的免疫學(xué)概念在剛剛發(fā)表的同一篇研究論文里被突破。2025年1月16日，清華大學(xué)祁海教授、北京同仁醫(yī)院張羅教授、清華大學(xué)王建斌副教授、清華大學(xué)劉欣副研究員在Nature發(fā)表共同通訊作者論文，GZMK-expressing CD8+ T cells promote recurrent airway inflammatory diseases，通過研究人類慢性鼻竇炎鼻息肉鑒定出一類記憶性CD8+ T細(xì)胞具有促進(jìn)炎癥的新功能，發(fā)現(xiàn)了補(bǔ)體被CD8+ T細(xì)胞激活的新通路，揭示了過敏和氣道炎癥疾病遷延復(fù)發(fā)的全新免疫學(xué)機(jī)制和疾病治療新靶點(diǎn)。慢性鼻竇炎鼻息肉是一類過敏性炎癥驅(qū)動(dòng)的上呼吸道疾病。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國這類患者超過1億。雖然鼻息肉可用手術(shù)清除，但復(fù)發(fā)頻繁，原因不明。為了理解息肉復(fù)發(fā)的原因，清華大學(xué)和北京同仁醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，首先聚焦到了那些術(shù)后復(fù)發(fā)再次手術(shù)的病人。研究者通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組及淋巴細(xì)胞受體庫測序，發(fā)現(xiàn)先后兩次手術(shù)切除的鼻息肉組織里有克隆相同的T細(xì)胞長期存在。盡管一般認(rèn)為過敏是由CD4+ T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的II型炎癥引起，那些長期存在息肉組織里細(xì)胞卻主要是記憶性CD8+ T細(xì)胞。其中，具有KLRG1+CD27+表型的CD8+ T細(xì)胞會(huì)隨鼻息肉疾病嚴(yán)重程度增加而明顯增多。研究者還發(fā)現(xiàn)，患者外周血中也有CD8+ T細(xì)胞與組織中的KLRG1+CD27+ T細(xì)胞屬于同一克隆，提示這些記憶細(xì)胞可能不斷地從外周被招募到黏膜組織，促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)導(dǎo)致息肉形成。這些CD8+ T細(xì)胞會(huì)不會(huì)具有II型炎癥的相關(guān)特點(diǎn)呢？研究者發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞完全不表達(dá)II型炎癥細(xì)胞因子，也不表達(dá)經(jīng)典細(xì)胞殺傷作用所需的顆粒酶B，而是高表達(dá)顆粒酶K。他們發(fā)現(xiàn)，正如同KLRG1+CD27+ CD8+ T細(xì)胞會(huì)隨著疾病的嚴(yán)重程度增加而升高，顆粒酶K的組織含量也與疾病嚴(yán)重程度正相關(guān)。令人驚訝的是，顆粒酶K可以作為生物標(biāo)志物預(yù)測鼻息肉復(fù)發(fā)或合并哮喘，效果優(yōu)于臨床常用的傳統(tǒng)標(biāo)記物如組織嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)和組織白介素5，暗示顆粒酶K可能直接參與了炎癥與息肉發(fā)生發(fā)展的過程。與顆粒酶B不同，顆粒酶K的功能不明，鮮有研究。于是，本文研究者通過液相色譜-質(zhì)譜篩選嘗試鑒定了病人鼻息肉組織中顆粒酶K的底物。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)顆粒酶K能直接切割補(bǔ)體C3成C3a和C3b，進(jìn)而激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)。同時(shí)，顆粒酶K還能切割C2和C4，從而組裝形成經(jīng)典C3轉(zhuǎn)化酶。所有補(bǔ)體激活途徑的交匯點(diǎn)就是切割C3，而C3a/b的產(chǎn)生及下游級(jí)聯(lián)反應(yīng)是強(qiáng)烈的促炎過程。因此，研究者進(jìn)一步建立小鼠的過敏性哮喘模型，并深入分析了氣道CD8 T細(xì)胞的特點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)，哮喘小鼠的肺部有很多表達(dá)顆粒酶K的CD8 T細(xì)胞。這些CD8 T細(xì)胞可以明顯促進(jìn)包括嗜酸性粒細(xì)胞在內(nèi)的其它炎癥細(xì)胞侵潤，而特異性誘導(dǎo)清除CD8 T細(xì)胞的顆粒酶K可以明顯減輕肺部炎癥，減輕氣道杯狀細(xì)胞增生并改善肺功能。總結(jié)起來，這項(xiàng)研究的結(jié)果指示慢性鼻竇炎鼻息肉反復(fù)復(fù)發(fā)的原因在于一類記憶性CD8 T細(xì)胞。它們通過識(shí)別過敏原、病毒或細(xì)菌，反復(fù)進(jìn)入鼻黏膜組織，分泌顆粒酶K來促進(jìn)局部炎癥發(fā)展，導(dǎo)致鼻息肉形成。這類記憶性CD8+ T細(xì)胞不表達(dá)顆粒酶B，不是經(jīng)典殺傷性細(xì)胞。既往研究表明，表達(dá)顆粒酶K的CD8+ T細(xì)胞在很多慢性炎癥疾病和腫瘤組織里都存在。基于本研究結(jié)果，這些CD8+ T細(xì)胞很可能在推動(dòng)慢性炎癥疾病進(jìn)展中廣泛發(fā)揮了重要作用。顆粒酶K可能是預(yù)測更多慢性炎癥疾病進(jìn)展和治療響應(yīng)的重要生物標(biāo)志物，而靶向顆粒酶K有可能會(huì)更好控制炎癥、減少疾病復(fù)發(fā)。通過補(bǔ)體激活來殺傷細(xì)菌或受感染的細(xì)胞，是人體最古老的免疫防御機(jī)制之一。這項(xiàng)研究首次報(bào)道了通過T細(xì)胞來激活補(bǔ)體的全新途徑，為獲得性免疫機(jī)制與補(bǔ)體激活建立了第二條鏈接。由于CD8+ T細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力較強(qiáng)，其分泌的顆粒酶K對于抗體較難進(jìn)入的器官組織內(nèi)的補(bǔ)體激活有著重要意義。此外，抗體主要識(shí)別的是胞外抗原，而CD8+ T細(xì)胞則主要被包括腫瘤、病毒與細(xì)菌感染產(chǎn)生的胞內(nèi)抗原激活。因此，該研究的發(fā)現(xiàn)也大大拓展了人們對于補(bǔ)體防御參與病理過程的理解。清華大學(xué)祁海教授、北京同仁醫(yī)院張羅教授、清華大學(xué)王建斌副教授和清華大學(xué)劉欣副研究員為本文的共同通訊作者；藍(lán)鳳博士（北京同仁醫(yī)院）、李籍舟博士（清華大學(xué)生命科學(xué)院）、繆文軒（清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院）和孫菲（清華大學(xué)生命科學(xué)院）為本文的共同第一作者。北京同仁醫(yī)院王成碩教授、王向東教授和段甦主任醫(yī)師為課題作出了重要貢獻(xiàn)。https://doi.org/10.1038/s41586-024-08395-9
劉娟（免疫與炎癥全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授）、曹雪濤（中國工程院院士，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院免疫治療研究中心教授）
呼吸道炎癥性疾病發(fā)病率高、危害大，但目前對于其關(guān)鍵性免疫發(fā)病機(jī)制，特別是T細(xì)胞在疾病發(fā)生發(fā)展以及免疫病理損傷中的作用尚不明確，從而阻礙了人們對疾病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)及臨床有效防治。清華大學(xué)祁海教授團(tuán)隊(duì)在其新發(fā)表的論文“GZMK-expressing CD8+ T cells promote recurrent airway inflammatory diseases”中，發(fā)現(xiàn)了慢性復(fù)發(fā)性氣道炎癥（如慢性鼻竇炎伴鼻息肉）中持續(xù)存在的新型CD8+效應(yīng)記憶樣T細(xì)胞可以通過表達(dá)胰蛋白酶Granzyme K（GZMK）激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而加劇炎癥損傷。該研究揭示了T細(xì)胞激活補(bǔ)體的新型免疫通路在慢性復(fù)發(fā)性氣道炎癥中的作用，為理解呼吸道炎癥性疾病慢性化和復(fù)發(fā)提供了新的視角。
該工作揭示了CD8+ T細(xì)胞在慢性復(fù)發(fā)性氣道炎癥中扮演的新角色，對于認(rèn)識(shí)T細(xì)胞介導(dǎo)的慢性炎癥提供了新的視角。雖然T細(xì)胞在多種炎癥性疾病中的作用已被廣泛研究，而本文報(bào)道了一種新的CD8+ T細(xì)胞亞群，不表達(dá) Granzyme B 來發(fā)揮殺傷作用，而是依賴 GZMK來激活補(bǔ)體推動(dòng)慢性過敏炎癥。另一方面，論文首次報(bào)道了GZMK（一種T細(xì)胞表達(dá)的胰蛋白酶）激活補(bǔ)體活化，促進(jìn)慢性氣道炎癥。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為 B 細(xì)胞通過分泌抗體激活補(bǔ)體，關(guān)于T 細(xì)胞激活補(bǔ)體尚不清楚。本文通過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)GZMK能夠裂解多種補(bǔ)體成分（包括C2、C3、C4和C5），從而激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)，加劇炎癥。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了GZMK在炎癥調(diào)控中的新功能，也為治療慢性氣道炎癥提供了新的潛在靶點(diǎn)。
該工作對于深化對慢性復(fù)發(fā)性氣道炎癥發(fā)病機(jī)制的理解并促進(jìn)臨床評估和治療方案的發(fā)展具有臨床應(yīng)用價(jià)值。作者發(fā)現(xiàn)通過遺傳或藥理手段抑制GZMK能夠顯著減輕小鼠哮喘的組織病理改變并恢復(fù)肺功能，為GZMK作為治療靶點(diǎn)的有效性提供了直接證據(jù)。此外，GZMK水平能夠準(zhǔn)確地預(yù)測疾病嚴(yán)重性和并發(fā)癥的發(fā)生，其預(yù)測效果優(yōu)于傳統(tǒng)的生物標(biāo)志物如嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)和組織IL-5水平，為臨床評估疾病狀態(tài)和制定治療方案提供了更精確的指標(biāo)。
總之，該研究發(fā)現(xiàn)了GZMK+ CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)慢性復(fù)發(fā)性氣道炎癥的新功能，解析了慢性氣道炎癥性疾病的新型發(fā)病機(jī)制，并研發(fā)T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥性疾病精準(zhǔn)診斷及有效治療策略提供了新思路。
這項(xiàng)工作是基礎(chǔ)-臨床合作研究不可多得的經(jīng)典案例。作者從一個(gè)未解決的臨床需求入手，探索慢性鼻竇炎伴鼻息肉復(fù)發(fā)的機(jī)制。這是一類過敏性慢性炎癥疾病，一般認(rèn)為主要由II型CD4+ Th細(xì)胞過度激活引起。通過單細(xì)胞測序技術(shù)，作者對息肉組織里的免疫細(xì)胞進(jìn)行了深入分析。與普遍認(rèn)知相悖的是，在息肉組織中，淋巴細(xì)胞的組成以CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量最為突出。他們選取同一病人前后兩次手術(shù)切除的息肉組織進(jìn)行比較，是這項(xiàng)工作成功的一個(gè)關(guān)鍵。得益于這種比較，他們通過受體庫分析，很快就聚焦到那些反復(fù)出現(xiàn)于息肉中的淋巴細(xì)胞，而這些淋巴細(xì)胞恰恰是CD8+ T細(xì)胞。通過分析CD8+ T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、表面標(biāo)志物、組織定位、與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系，作者發(fā)現(xiàn)了表達(dá)顆粒酶K（GZMK）的記憶性CD8+ T細(xì)胞與息肉復(fù)發(fā)和并發(fā)哮喘的緊密關(guān)系。更沒有想到的是，GZMK組織含量是預(yù)測疾病嚴(yán)重程度的最佳生物標(biāo)志物，甚至比IL-5和嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量都更優(yōu)。由此，作者聚焦到了GZMK，做了很全面的底物發(fā)掘工作。證明GZMK可以切割、激活C2、C3、C4補(bǔ)體成分，從而揭示CD8+ T細(xì)胞也可以激活完整的補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)，無疑是這項(xiàng)工作的一大亮點(diǎn)。這些結(jié)果為GZMK給出了一個(gè)明確的生理功能，直接提示了為什么GZMK+ CD8+ T細(xì)胞能促進(jìn)炎癥、息肉進(jìn)展復(fù)發(fā)的機(jī)制，從而也為這類表達(dá)GZMK而不表達(dá)GZMB的CD8+ T細(xì)胞定義了有別于經(jīng)典殺傷的新功能。前人已經(jīng)有不少對GZMK+ CD8+ T細(xì)胞的描述性工作，但都沒有證明過這些細(xì)胞的功能。在這項(xiàng)工作接下來的哮喘動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)里，作者驗(yàn)證了GZMK+ CD8 T細(xì)胞的促炎功能，證明其在人鼠間進(jìn)化的保守性；通過基因敲除和GZMK抑制劑證明了GZMK在推動(dòng)疾病進(jìn)程中的關(guān)鍵作用，從而提示GZMK可能是一個(gè)治療過敏性慢性炎癥的全新靶點(diǎn)。通過整個(gè)工作，作者構(gòu)建了一個(gè)臨床問題-基礎(chǔ)研究-臨床應(yīng)用的閉環(huán)。雖然還有很多沒有解決的問題，沿著GZMK靶點(diǎn)所指出的新方向，作者有可能把這個(gè)“環(huán)”真正閉合，為慢性鼻竇炎伴鼻息肉和其它炎癥疾病患者帶來新的治療方法和臨床解決方案。
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