专家点评：血小板在重症感染中对T细胞的调控

点评 | 刘俊岭（上海交通大学）、彭军（山东大学齐鲁医院）

血小板是血液系统里三大细胞种类之一（另外两种是红细胞和白细胞），也是人体内生成数目最多的细胞。成年人每人每日产生约2000亿的血小板。传统观念认为，血小板主要功能是在外伤导致的血管损伤中形成血栓有效止血。然而近年来，血小板在多种感染性疾病中的重要作用日益凸显。血小板表达多种抗原识别受体可以直接识别革兰氏金葡菌、大肠杆菌、流感病毒、登革热病毒等,引起炎症反应，并通过与中性粒细胞、单核细胞相互作用，进一步促进炎症反应【1】。自2003年 德国Engelmann等学者提出“炎症性血栓（immunothrombosis）”的概念后，此观念已被广泛接纳。新冠疫情中，患者普遍存在血小板功能异常、血栓风险增加。这也是新冠死亡的主要病因之一【1,2】。

重症感染是由指有感染引起并合并器官衰竭的重症疾病，包括流感、新冠肺炎等各种致病菌引起的重症感染，是死亡的主要病因之一。多国多中心的大规模临床研究提示血小板减少与预后不良显著相关，但机制不明【3】。生存患者长期存在CD8+T细胞免疫抑制，导致患者二次感染风险增加，长期死亡率远高于普通人群，该研究则进一步揭示了血小板在其中的重要作用【4】。

2021年8月5日，犹他大学Matthew T. Rondina团队（第一作者为郭力博士）在Blood杂志上发表了封面文章 Platelet MHC class I mediates CD8+ T-cell suppression during sepsis ，首次发现血小板MHC I受体可以直接作用于抗原特异性CD8+T细胞，介导CD8+T细胞数目减低功能障碍以及小鼠死亡率增高，提示血小板在重症感染中的重要免疫作用【5】。正如Seifert和Greinacher教授在本期评论文章中所言，血小板在细菌引起的重症感染及疟疾、病毒感染中，均表现出重要且截然不同的特性，比如目前研究所揭示的对于CD8+ T细胞的抑制作用，以及在疟疾性脑病中表现出的对CD8+T细胞的激活，更加引人深思【6】。

郭力博士等人的研究中首先揭示了血小板对于外来性抗原的识别和清除能力 。虽然之前已有研究表明血小板可以内吞外源性抗原，且表达蛋白酶体相关蛋白，血小板能否内吞并水解外源性抗原尚有待确认【7】。此项研究首次证实，人及小鼠的血小板都可以大量内吞并水解外源性抗原，类似单核吞噬细胞或树突状细胞的吞噬功能 。进一步的研究发现， 蛋白水解后的抗原蛋白片段（肽段）可以通过血小板MHC I交叉递呈到细胞表面 。作为CD8+T细胞TCR识别的受体，MHC I受体抗原交叉递呈是机体对CD8+T细胞调节的重要调控机制，一般认为主要由树突状细胞实现该功能。而对血小板的这项研究，也再次表明血小板有类似树突状细胞的免疫功能。健康人血液中血小板数目是树突状细胞数目的一万倍左右，血小板与CD8+T细胞的相互作用几率也比树突状细胞高得多。因此，血小板很可能是长期被忽略的血液中CD8+T细胞调控的重要因素。

这项研究中，作者进一步证实MHC I在重症感染患者的血小板中表达显著升高。在肠道感染引发的重症感染小鼠模型中（CLP小鼠模型），血小板MHC I表达升高与外源性抗原通过MHC I递呈增加高度相关，且血小板与抗原特异性CD8+T细胞直接作用增加，提示在重症感染中血小板通过MHC I表达升高，增加抗原递呈，促进与CD8+T 细胞相互作用，并通过体外实验观测到血小板与CD8+T细胞相互作用在重症感染中显著上调。通过使用组织特异性基因敲除小鼠（血小板特异性MHC I缺陷小鼠），作者进一步通过体内实验证实了重症感染中野生型小鼠CD8+T细胞在血液、脾脏、腹腔淋巴结都显著降低，而血小板特异性MHC I敲除小鼠CD8+T细受到保护，证实在重症感染中小鼠体内血小板MHC I对CD8+T细胞发挥了重要的调控作用。进一步测量抗原特异性CD8+T细胞的实验中，先对小鼠进行了OVA免疫，继而是给予CLP诱导的重症感染，然后测量了淋巴结内CD8+T细胞的数目，可以看到野生型小鼠体内OVA特异性CD8+T细胞数目显著低于血小板MHC I缺陷小鼠，证实血小板对抗原特异性CD8+T细胞的调控中，MHC I起到至关重要的作用，也是该研究最大的亮点。

虽然过去十几年的研究中已经证实了血小板的多种免疫功能，研究大多关注血小板与固有免疫反应之间的相互关系，比如血小板在NETs形成中的作用、血小板对单核细胞的调控。在血小板与T细胞的研究中，Rachidi等人2017年就曾发现血小板是体内细胞因子TGF-beta的主要来源，对抗肿瘤T细胞的作用起到重要的作用，但并未进一步研究血小板作为抗原递呈细胞的功能【8】。郭力博士等人近期的研究进一步揭示了血小板与CD8+T细胞通过MHC I直接相互作用的机制，为临床上CD8+T细胞免疫抑制提供了更深一层的理论解释，也同时为未来对CD8+T细胞的调控提供了新的方案。

专家点评

刘俊岭教授（上海交通大学）

血小板是血液中没有细胞核、体积最小的一类细胞。每个成年健康人每日产生约2000亿血小板，是人体生成数目最多的细胞。传统意义上血小板主要是止血与血栓的功能，例如在机体受到外伤时，血小板可以迅速在伤口处活化，聚集成团块，与红细胞、白细胞，共同筑成血栓，迅速止血。近几年来，血小板多种免疫功能的研究则成为新的全球热点问题。首先，随着基因组学、蛋白组学的兴起，血小板多组学分析皆显示血小板MHC I复合体相关蛋白、炎症小体成分等是血小板重要蛋白成分，而其在血小板中的功能及其临床意义尚有待探索。第二，新冠病毒感染或新冠疫苗注射后引起的血栓风险增加，成为患者死亡的主要原因之一，因此，深入了解免疫系统与免疫系统之间的关系对于了解疾病致病机理至关重要。第三，随着对癌症等疾病的研究深入，患者癌症性血栓风险增加、血小板促进癌症转移与扩散等逐渐受到广泛关注。郭力博士等人的研究无疑进一步证实了血小板与T细胞相互作用的机制和重要性。通过使用血小板特异性基因敲除小鼠，作者们证实了重症感染中CD8+T细胞的免疫抑制问题，而血小板MHC I基因敲除的小鼠受到明显保护，说明血小板MHC I对CD8+T细胞的抑制起到决定性作用。通过体外实验，作者们证实了血小板MHC I类似于树突状细胞等经典的抗原递呈细胞，可以直接作用于抗原特异性CD8+T细胞，对两者相互作用提供了更进一步的机制阐释。除重症感染外，癌症患者中CD8+T细胞的免疫抑制也非常常见。该研究也对于进一步研究癌症中血小板MHC I的功能和重要性具有启发意义。此外，由于血小板没有细胞核这一特色， 随着CRISPR等技术的兴起，体外编辑巨核细胞以及巨核细胞体外生成血小板的技术不断成熟，将血小板作为免疫治疗的工具细胞也具有广阔的前景。

彭军教授（山东大学齐鲁医院）

CD8+T细胞是免疫系统最重要的成分之一。病毒入侵机体时，抗原递呈细胞可以通过MHC I复合体识别并激活CD8+T细胞，使得CD8+T细胞迅速克隆扩增，产生大量抗原特异性CD8+T细胞，有效杀伤被病毒感染的细胞。而在脓毒症（sepsis）、癌症等疾病中，CD8+T细胞数量和功能反而常常降低。有学者提出细胞因子风暴、单核细胞及树突状细胞功能异常等学说，然而相应的临床试验均未能有效治疗重症感染、改善患者预后。自2013年Engelmann等学者提出炎症性血栓的概念（immunothrombosis）以来,逐渐将免疫系统异常与血小板和出凝血异常视为统一的整体，从全新的角度阐述炎症反应的机制。随着新冠疫情的全球爆发，新冠病毒感染引起的炎症性血栓及出凝血异常亦受到广泛关注，证实了炎症与血栓的紧密联系。目前关于炎症性血栓的研究大多局限于血小板在固有免疫反应中的作用，比如血小板表达多种抗原识别受体、血小板调控单核细胞的活化与分化、血小板与中性粒细胞相互作用等。对于炎症性血栓中血小板对T细胞的调控研究近乎空白。郭力博士的研究首次利用体内实验证实血小板MHC I介导了对CD8+T细胞的直接且关键的调控，由此打破了CD8+T细胞主要由经典的抗原递呈细胞，如树突状细胞和单核细胞调控的传统理念。此外，首次利用DQ-OVA作为工具蛋白，证实了血小板可以活跃地内吞并水解外源性抗原，也从另外地角度进一步佐证了血小板对T细胞的重要调控作用。随着细胞免疫疗法的普遍应用，血小板所带来的免疫功能将为未来的T细胞治疗提供新的思路。

原文链接：

https://doi.org/10.1182/blood.2020008958

制版人：十一

本文的独立第一作者郭力博士现于美国犹他大学进行博士后研究，两位共同通讯作者犹他大学Andrew S. Weyrich和Matthew T. Rondina教授为领域内知名教授。郭力博士本硕就读于山东大学临床医学七年制，博士就读于多伦多大学，致力于血小板MHC I受体的研究，以独立第一作者在Blood发表论文三篇。郭力博士将于近期完成博士后出站，入职山东大学开展独立研究，研究方向为血小板在感染性疾病中的免疫功能。