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.2008年5月6日；5（5）：e100。
doi:10.1371/journal.pmed.0050100。

抗原载量和病毒序列多样化决定了HIV-1特异性CD8+T细胞的功能特征

亨德里克·斯特雷克 1, Zabrina L布鲁姆, 迈克尔·阿纳斯塔里奥, 克里斯汀·科恩, 乔纳森·乔林, 安吉拉·梅耶, Chanson J Brumme公司, 埃里克·罗森博格, Galit Alter公司, 托德·M·艾伦, 布鲁斯·德沃克, 马库斯·阿尔特菲尔德
附属公司

抗原载量和病毒序列多样性决定HIV-1特异性CD8+T细胞的功能特征

亨德里克·斯特雷克等。 公共科学图书馆医学. .

摘要

背景：病毒特异性CD8（+）T淋巴细胞在急性病毒感染期间病毒血症峰值的最初降低中起着关键作用，但在慢性抗原持续存在的情况下，表现出功能障碍和衰竭加剧的迹象。已有研究表明，具有“多功能”特征的病毒特异性CD8（+）T细胞（定义为分泌多种细胞因子或趋化因子的能力）最有能力控制慢性HIV-1感染中的病毒复制。我们将HIV-1感染作为慢性持续性病毒感染的模型，以研究从原发性HIV-1病毒感染开始，病毒特异性CD8（+）T细胞在单表位水平上随时间推移的衰竭和功能障碍过程。

方法和结果：我们纵向分析了18例原发性HIV-1感染患者在治疗开始前后的多功能表位特异性CD8（+）T细胞反应或靶表位序列变异。在原发性HIV-1感染期间，表位特异性CD8（+）T细胞对抗原刺激具有多重效应器功能，但随着病毒性感染的持续，其对抗原和上调的程序性死亡1（PD-1）表达的多功能反应能力丧失。去除抗原刺激后，无论是对抗逆转录病毒治疗的反应，还是在病毒持续复制的情况下减少表位特异性抗原负荷，这种耗尽的表型都会显著降低，这是体内选择相应表位中的细胞毒性T淋巴细胞逃逸突变的结果。针对保守表位的CD8（+）T细胞反应的单功能性增加，从49%（95%置信区间27%-72%）增加到76%（56%-95%）（效应大小的标准偏差[SD]为0.71），而针对逃逸表位的反应，单功能性保持稳定或略有减少，从61%（47%-75%）减少到56%（42%-70%）（效应大小的SD为0.18）（p<0.05）。

结论：这些数据表明，抗原的持续存在可能是慢性HIV-1感染期间观察到的病毒特异性T细胞反应功能受损的原因，而不是结果，并强调在旨在研究病毒特异性免疫与相关发病机制之间关系的研究中评估自体病毒序列的重要性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。抗逆转录病毒治疗启动对抗原特异性CD8功能反应模式影响的多参数流式细胞术分析+T细胞
（A） 识别多功能CD8的选通方案+T细胞反应。基于阴性对照（非模拟）样本设置单功能门，并在样本之间一致放置。最初的门控是在淋巴细胞群上。在前向散射宽度（FSC-W）与高度（FSC-H）图中去除双链，随后进行活/死鉴别，排除高活性蓝色染料表达（UV）。顺序CD3+和CD8+定义事件，并使用提供最佳分离的组合为每个相应功能设置门。在为每个函数创建门之后，我们使用布尔门平台来创建完整的可能组合数组，相当于32（25)测试五个函数时的响应模式。这里显示的是患者Ac-160对p24 Gag中HLA-B27限制性表位KK10的反应。数据在背景校正后报告。（B） 表位特异性CD8的代表性多功能成分+原发性HIV-1感染期间确定的未治疗患者的T细胞反应（Ac-177）。表位特定CD8+研究了该患者在原发性（早期）和慢性（晚期）HIV-1感染期间对四种HIV-1表位的T细胞反应。针对每个表位研究的五种抗原特异性功能的所有32种可能的组合显示在x个-轴和每个表位特异性CD8的贡献+对总表位特异性反应表现出各自功能组合的T细胞群以条形表示。根据功能数量（1=黄色，2=青色，3=绿色，4=蓝色，5=红色）对响应进行分组和颜色编码。深灰色条显示早期样本的结果；浅灰色条显示了后期样本的结果。数据通过饼图进行总结，饼图中的每个薄片代表由CD8组成的总表位特异性反应的一部分+具有相应数量功能的T细胞。左边的饼图表示各自表位特异性CD8的分数+原发性HIV-1感染期间的T细胞反应（早期），而右侧的饼图表示后期（晚期）。（C） 表位特异性CD8的代表性多功能成分+原发性HIV-1感染期间接受HAART的患者（AC-85）的T细胞反应。分析和图形布局的策略与（B）所述相同。表位特异性CD8的功能+T细胞对Nef中HLA-B8限制性表位FL8和RT中HLA-A2限制性表位数YI9的反应保持稳定，甚至从开始抗逆转录病毒治疗前（早期）到开始抗逆流病毒治疗后（晚期）的某个时间点略有增加。
图2
图2。表位特异性CD8缺失+抗原持续期间的T细胞功能
（A） 表位特异性CD8级分汇总+11名未经治疗的患者（nRx）具有一、二、三、四和五种抗原特异性功能的T细胞反应；（B） 八个表位特异性CD8的组分总结+七名患者接受抗逆转录病毒治疗（Rx）前后的T细胞反应。表位特异性CD8不同组合的频率+使用FlowJo软件用布尔门量化T细胞功能，并根据总表位特异性CD8计算分数+T细胞反应。表位特异性功能的每个组合（1-5）分别显示在治疗研究组（Rx）开始抗逆转录病毒治疗之前（“早期”）和之后（“晚期”），或未治疗组（nRx）相应的早期和晚期时间点。HIV-1特异性CD8的单功能部分+T细胞反应显著增加(第页<0.05），与HIV-1特异性CD8的单功能部分减少相比+治疗组的T细胞反应（*）。此外，HIV-1特异性CD8的四功能部分增加+治疗组的T细胞反应显著(第页<0.05），而未治疗组的四功能分数下降（*）。我们使用一般线性模型测试观察期和组之间的双向交互作用（nRx与Rx），以计算显著性，并根据患者的聚类调整估计的标准误差。
图3
图3。表位特异性CD8的代表性多功能组成+未治疗患者（Ac-211）中T细胞对保守表位或序列变异表位的反应
（A） 表位特异性CD8+研究了该患者（Ac-211）在原发性和慢性HIV-1感染期间对四个HIV-1表位的T细胞反应。针对每个表位研究的五种抗原特异性功能的所有32种可能组合显示在x个-轴和每个表位特异性CD8的贡献+对总表位特异性反应表现出各自功能组合的T细胞群以条形表示。根据功能数量（1=黄色，2=青色，3=绿色，4=蓝色，5=红色）对响应进行分组和颜色编码。深灰色条显示早期样本的结果；浅灰色条显示了后面样品的结果。数据通过饼图进行总结，饼图中的每个薄片代表由CD8组成的总表位特异性反应的一部分+具有相应数量功能的T细胞。左边的饼图表示各自表位特异性CD8的分数+原发性HIV-1感染期间的T细胞反应（早期），而右侧的饼图表示后期（晚期）。在每个图的旁边显示了早期和晚期时间点内每个研究表位的氨基酸序列。表位内的氨基酸替换以红色阴影突出显示。CD8的功能+T细胞对p24中的表位B8-EI9、Nef中的B8-FL8和Nef中Cw7-KY11的反应降低到主要的单功能成分，而单功能表位特异性CD8的比例+对于p17中的表位A3-RK9，T细胞减少，两个和三个功能反应增加。A3-RK9表位的氨基酸序列在锚定残基位置9处显示出从赖氨酸（K）→精氨酸（R）的取代。（B） CD8功能亲和力的比较+对同一个体内两个表位及其各自变体具有特异性的T细胞（Ac-211）。上图：通过对两种肽进行连续对数稀释，对B8-FL8（Nef）野生型（WT）和B8-FL8K5Q变异体的识别进行个体内比较。计算了IC50，如图所示。在所有浓度下，变异肽的功能亲和力与B8-FL8 WT肽相似。下图：通过对两种肽进行连续对数稀释，对A3-RK9 WT与A3-RK9K9R变体的识别进行个体内比较。计算了IC50，如图所示。在所有浓度下，变异肽的功能亲和力均低于A3-RK9 WT肽。
图4
图4。表位特异性CD8功能谱的扩展+T细胞在各自靶向表位内出现序列变异后
表位特异性CD8的分数+对保守表位具有一、二、三、四和五种抗原特异性功能的T细胞反应（6例；n个=11个表位）（A）与表位进行比较，表位显示氨基酸替换（9例；n个=15个表位）。细胞因子产生的不同组合的频率与图2A和2B中的相似。每个功能谱（1-5）分别显示在目标表位或CD8的逃逸突变发生之前（“早期”）或之后（“晚期”）+在同一时间点（分别为“早期”或“晚期”）针对保守表位的T细胞反应。虽然靶向保守表位中的单功能部分增加，但靶向表位的序列变异保持稳定。保守表位和进化表位的组和周期之间的相互作用对三种功能反应具有显著影响(第页<0.05）（*）和单功能反应(第页< 0.05) (*). 我们使用一般线性模型测试观察期和组之间的双向交互作用（WT与变量），以计算显著性，并根据患者的聚类调整估计的标准误差。
图5
图5。表位特异性CD8上PD-1表达的减少+各自表位序列进化后的T细胞
一级流数据（p17 Gag中HLA-A3-限制性表位A3-RK9[左]）和表位特异性CD8上PD-1表达的五个人（右）的组合数据+显示了T细胞在靶表位内选择氨基酸替代之前（“WT-早期”）和之后（“变体-晚期”）的情况。PD-1在四聚体阳性CD8上表达为MFI+T细胞。在左边的图表中，早期时间点的数据以黑色追踪显示，而晚期时间点的信息以灰色阴影显示。两种染色的对比显示为荧光减一对照。在右边的图表中，灰色线表示患者在不同时间段内的变化（“WT”，早期；“variant”，晚期）；黑线表示所有五个研究的四聚体阳性CD8上PD-1表达的中位数变化+不同时间段的T细胞数量。四聚体阳性CD8上PD-1表达的减少+T细胞在表位内序列变异发生前后具有统计学意义(第页= 0.006; 成对的，成对的t吨-测试）。
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中的注释

  • 抵抗HIV-1感染中的免疫衰竭。
    罗兰·琼斯（Rowland Jones S）、德·席尔瓦（de Silva T）。 罗兰·琼斯等人。 《公共科学图书馆·医学》，2008年5月6日；5（5）：e103。doi:10.1371/journal.pmed.0050103。 《公共科学图书馆·医学》，2008年。 PMID：18462014 免费PMC文章。

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    1. Wherry EJ，Ahmed R.病毒感染期间的记忆CD8 T细胞分化。《维罗尔杂志》。2004;78:5535–5545.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Appay V、Nixon DF、Donahoe SM、Gillespie GM、Dong T等。HIV-特异性CD8+T细胞产生抗病毒细胞因子，但细胞溶解功能受损。实验医学杂志2000；192:63–75.-项目管理咨询公司-公共医学
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