CD11b和CD27定义人类NK细胞新亚群的研究进展

杨梅，刘勇

中国医科大学附属盛京医院,沈阳110004

自然杀伤细胞(NK)是一群异质性的细胞，随着CD56的发现，人类NK细胞被划分成不同功能性亚群[1]。然而，啮齿类动物NK细胞不表达CD56抗原，因此对小鼠NK细胞生物学与人类NK细胞生物学进行联系并将这些信息转换成临床实践仍较困难[2]，但小鼠NK细胞的发育又常被作为前提来研究[3]。因此研究者们不断探索NK细胞新的分群方法，以便于发现更好的功能性分群标志物。Hayakawa等[2]研究发现，CD27可将小鼠和人类的NK细胞进行功能性分群。Fu等[4]研究发现，CD11b和CD27可将人类NK细胞定义为四个功能性亚群，这种新型分群方式不但能将NK细胞划分为四个更加精细、功能迥异的细胞亚群，同时有利于统筹分析来自人和鼠的NK细胞免疫参数，便于利用小鼠模型重塑疾病模型探索NK细胞作用机制[5]。现就NK细胞亚群进展、CD11b和CD27生物学性质、CD11b和CD27定义的人类NK细胞新亚群功能性质及新亚群的应用四个方面，对该亚群的性质、功能及应用情况综述如下。

1 NK细胞亚群进展

将NK细胞细分为功能性亚群起源于上世纪八十年代Lanier等的研究，随后在上世纪九十年代末，由于CD56的发现将人类NK细胞重新划分不同功能性亚群。人类NK细胞亚群既往根据CD56分子异构体的密度大小，划分为两个亚群，分别为CD56dim、CD56bright亚群[1]。人类外周血NK细胞约90%为CD56dimNK亚群，10%为CD56brightNK亚群，CD56dimNK细胞亚群与CD56bright亚群相比具有更多的自然杀伤毒性，表达高水平的Ig样NK细胞受体及FCγ受体Ⅲ(CD16)；相反，CD56bright亚群在活化后产生大量的细胞因子，但细胞毒性较低，且CD16dim或者CD16-[6,7]。

Hayakawa等[2]在小鼠中发现了NK细胞新的亚群——CD27将成熟NK细胞划分为两个亚群，不同的亚群具有不同的反应和迁移能力。CD27lowNK细胞亚群具有很高的刺激阈值，受NK细胞抑制受体紧密调节，CD27highNK细胞亚群表现出较好的效应功能、不同的组织分布和趋化因子反应性，以及和树突状细胞高效的相互作用。该研究还发现CD27low、CD27high两个NK亚群伴有不同细胞表型，亦存在人类外周血中。该研究为区别CD56提供了NK细胞亚群新的定义，提供了第一个功能性区分小鼠成熟NK细胞亚群，且为小鼠和人类NK细胞免疫反应和疾病提供了一个平台[4]。相继陆续有研究报道了应用CD27作为区分人类NK细胞亚群的标志物[8,9]。

Fu等[4]首次报道应用CD11b和CD27来反映人类NK细胞不同亚群和功能特异性，并且得到广泛应用，发现CD11b与CD27定义的人类NK细胞亚群在肺癌[10]、肝癌[11]等肿瘤中发生明显变化，提供了肿瘤发生发展新的机制。研究发现，该亚群在反复流产的患者体内发生明显变化，为反复流产提供了新的线索。进一步研究发现，在病毒感染如HBV感染中[5]该亚群发生变化，为体内病毒感染提供了新思路。

2 CD11b和CD27生物学性质

分化簇11b(CD11b)是一种细胞表面受体，选择性表达于白细胞上，亦被称为整合素αM(ITGAM)、补体成分3受体α链(CR3a)、吞噬细胞-1抗原α亚单位或吞噬细胞受体1α亚单位(MAC1a)[12]。CD11b参与细胞活化、趋化作用、细胞毒作用、吞噬作用及调节白血病细胞与微环境之间的相互作用，通过结合它的配体[如未活化补体成分3b(iC3b)、细胞间黏附分子(ICAM)、纤维蛋白原、葡聚糖、凝固因子X]发挥作用。CD11b的活化驱动抗肿瘤的先天免疫[13]。在慢性NK细胞淋巴细胞增多症(CNKL)中，NK细胞功能降低与表面表达CD11b减少有关，CD11b显著性减少可能损坏了细胞杀伤功能所需而建立的细胞与细胞之间的黏附[14]。

CD27是连接二硫化物的120 kDⅠ型跨膜蛋白，表达于T淋巴细胞、部分的NK和B细胞上[15]。CD27是肿瘤坏死因子受体超家族(TNFR)成员之一。CD27诱导共刺激信号，活化NF-κB，促进生存，加强TCR调节的增殖信号，并且增加了效应功能[16]，被定义为T细胞和B细胞的共刺激分子。CD27表达受IL-15的控制，CD27的下调特异性受其配体CD70所诱导。CD27分子与配体的相互作用可调节T细胞活化信号，尤其在CD4+CD45RA+RO-幼稚T细胞上，CD27作为信号转导分子，能给处于预激中的活化幼稚T细胞提呈共刺激信号，这个信号对于预激T细胞长期生存所必需，且对于产生T细胞免疫较为重要，然而持续的CD27信号会导致T细胞的消耗[17]。因此，CD27信号要么导致T细胞功能提升，要么导致T细胞功能紊乱，这可能依赖于CD27配体CD70表达的数量、耐受和持续时间[17,18]。

3 CD11b和CD27定义的人类NK细胞新亚群功能性质

最早CD27和CD11b能被用来区分小鼠NK细胞的四个亚群，且定义不同成熟水平[10]。在小鼠中，NK细胞可被分为CD27lowCD11blow、CD27highCD11blow、CD27highCD11bhigh和CD27lowCD11bhigh。分化的过程大致为CD27highCD11blow到CD27highCD11bhigh最后为CD27lowCD11bhigh。目前发现在人类，约6%的外周血NK细胞表达CD27，14%的CD27+NK细胞存在于骨髓中，>30%的CD27+NK细胞存在于脾和扁桃体[5]。根据CD11b和CD27定义的人类NK细胞亚群，分别为CD11b-CD27-、CD11b-CD27+、CD11b+CD27+、CD11b+CD27-。90%外周血NK细胞为CD11b+CD27-亚群，而脐带血80%为CD11b+CD27-、20%为CD11b+CD27+，蜕膜组织中约60%为CD11b-CD27-NK、20%为CD27+NK细胞。NK细胞杀伤功能亚群主要为CD56dimNK或CD11b+CD27-NK，NK细胞耐受功能亚群主要为CD56brightNK或CD11b-CD27-NK细胞，NK细胞调节功能亚群主要是CD56brightNK或CD27+NK[5]。

CD11b和CD27可反映人类NK细胞不同的亚群和功能特异性。通过CD11b和CD27定义的人类NK细胞亚群反映了不同阶段，这些阶段亦可能与NK细胞效应功能相关，同时每个亚群有独特的功能和表型特性。CD11b-CD27-NK表现出未成熟的免疫表型和潜在的分化，CD11b-CD27+NK和CD11b+CD27+NK细胞表现出产生细胞因子的高能力，CD11b+CD27-NK表现出较高的细胞溶解功能。在体外，用IL-2刺激NK细胞，可导致CD11b-CD27-NK向其他三个亚群分化，IL-15与IL-2相比刺激其发育的功能是不充分的。这个研究为人类NK细胞在不同发育阶段有特异性功能作用和可能反映人类NK细胞发育新的模型提供了证据[6]。

4 CD11b和CD27定义的人类NK细胞新亚群的应用

傅斌清等研究团队首次报道CD11b和CD27定义的人类NK细胞新亚群并且将该亚群应用到非小细胞肺癌的研究中，发现CD11b-CD27-NK百分比与肺癌疾病进展、肿瘤大小呈正有关，提供了肿瘤逃脱NK细胞调节肿瘤免疫的新机制。随后又有研究者发现，肝脏浸润的CD11b-CD27-NK亚群与肝癌中NK细胞的免疫紊乱及肿瘤进展有关[11]。研究发现，大量的CD11b-CD27-NK细胞亚群存在于肿瘤组织中，这个亚群暗示了肿瘤浸润性组织(TINK)细胞是一个未成熟和未活化的免疫表型。然而，在肺癌患者外周血中CD11b和CD27定义的亚群与健康对照者相比无统计学差异。由于肿瘤浸润组织CD11b-CD27-NK细胞的频率与肿瘤的阶段和大小呈正相关，用小鼠Lewis肺癌模型确定了肿瘤浸润CD11b-CD27-NK细胞与肺癌进展的相关性[10]。在肿瘤微环境中，NK细胞功能通过多种途径被抑制，导致肿瘤的逃逸[19]，基于NK细胞的免疫治疗将成为治疗肿瘤的突破点，因此该新亚群的发现与应用将有利于挖掘肿瘤发生发展及治疗的新机制。傅斌清等研究团队在第九届全国免疫学学会中报道，在妊娠模型中，CD11b-CD27+NK亚群分泌IFN-g和IL-1RA，抑制母胎界面里的Th17等炎性细胞，从而维持母胎耐受和免疫平衡。反复流产患者的蜕膜组织中NK细胞减少，CD11b-CD27+NK亚群比例减低，导致免疫平衡紊乱，打破母胎耐受。在HBV病毒携带的小鼠肝脏中发现，CD11b-CD27-NK亚群显著增多，而CD11b+CD27-NK亚群显著减少，提示具有杀伤功能亚群减少，抑制病毒清除，导致病毒的慢性感染，为HBV慢性感染提供了新思路[5]。研究发现，CD11b与CD27定义的T细胞亚群和HIV疾病进展存在显著相关性[20]，CD11b和CD27定义的NK细胞亚群在HIV中如何变化有待进一步探究。除此之外，CD11b-NK细胞亚群在哮喘疾病中显著增加，且CD11b-CD27-NK细胞是产生Th2细胞因子的主要NK亚群[21]。

NK细胞的发育受多种因素的调节，其中IL-15-JAK-STAT通路对促进NK细胞的发育较为重要，STAT5缺乏显著减少NK细胞数量并终止NK细胞的成熟[22]。IL-15依赖的转录因子Blimp-1对于NK细胞成熟非常重要，其特点是降低CD27表达，促进CD11b表达[23]。TGF-β通过限制IL-15通路从而抑制NK细胞成熟[24]。CD11b的降低、CD11b-CD27-NK亚群的增加机制如何，首先考虑到的是TGF-β，因为它限制IL-15通路从而抑制NK细胞成熟且可下调GATA-3，GATA-3缺乏的骨髓NK细胞表现出CD11blow的免疫表型，然而非小细胞癌患者血清中TGF-β水平与健康对照者比较差异无统计学意义，因此排除了其影响[10]。ICAM-1是CD11b/CD18(亦称为Mac-1和CR3)的配体，ICAM-1和CD11b/CD18整合素之间的相互作用在白细胞迁移、免疫突触形成和共刺激中起重要作用[25]。人类腺癌(ADC)来源的A549和小鼠LLC细胞表达较少的表面ICAM-1，相反,恶性胸腔积液和A549上清液中存在高浓度的可溶性ICAM-1(sICAM-1)，提示在肿瘤环境中存在高水平的sICAM-1。人类肿瘤分泌的sICAM-1可能阻断ICAM-1和CD11b/CD18的相互作用，导致表达在NK细胞上的CD11b发生下调，CD27-CD11b-NK细胞积聚[10]。最新研究发现，IL-17通过SOCS3使NK细胞对IL-15的刺激不敏感，从而抑制NK细胞最终成熟，使NK细胞抗肿瘤、抗感染功能受限[26]。

综上所述，CD11b和CD27定义的人类NK细胞亚群将人类NK细胞划分为四个功能性亚群，与NK细胞杀伤、调节及耐受有关。该四种亚群在多种疾病中发生变化，与疾病的发生发展密切相关,然而不同疾病中亚群变化的机制仍需进一步探索。