Δ42PD-1通过招募SHP-1抑制AKT1/FOXO1通路介导HIV-1感染中B细胞功能衰竭的新机制

本刊推荐：为解决HIV-1感染中B细胞功能障碍的机制问题，研究人员开展了Δ42PD-1亚型在B细胞免疫调控中的作用研究。发现HIV-1感染特异性上调Δ42PD-1（而非PD-1）表达，通过ITSMs基序招募SHP-1磷酸酶，抑制AKT1/FOXO1信号通路，导致B细胞周期阻滞和凋亡。使用Δ42PD-1特异性抗体可部分恢复HIV-1感染者B细胞功能，为免疫治疗提供新靶点。

　　

在HIV-1感染的研究领域中，B细胞功能障碍长期是一个令人困惑的难题。尽管病毒特异性CD8⁺ T细胞的功能衰竭已被证实与PD-1/PD-L1相互作用密切相关，但B细胞在HIV-1感染中为何无法有效产生保护性抗体，其深层机制仍不明确。早期研究显示，HIV-1感染者的外周血浆母细胞中仅有极少部分针对病毒特异，且中和抗体往往在感染后数月才出现——这与SARS-CoV-2感染后快速产生强效抗体形成鲜明对比。这种延迟与低效的抗体应答，暗示着HIV-1可能通过某种未知机制主动抑制B细胞的活化与功能。

以往对B细胞抑制机制的了解多集中于已知的抑制性受体，如Siglec-2、CD72、FcγRIIB等，它们通过免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）招募SHP-1、SHP-2或SHIP-1等磷酸酶，削弱B细胞受体（BCR）信号。PD-1本身也被报道可通过招募SHP-2抑制BCR信号，但在HIV-1感染中，B细胞功能障碍是否主要依赖PD-1并不清楚。近年来，一种PD-1的亚型——Δ42PD-1（缺乏外显子2中42个核苷酸）在T细胞中的研究提示，它可能具有不同于PD-1的免疫调节功能，但其在B细胞中的作用从未被探索。

在这项发表于《Cell Reports》的研究中，Liu等研究者将目光聚焦于Δ42PD-1在B细胞中的表达与功能。他们发现，在HIV-1感染者中，Δ42PD-1而非PD-1在B细胞中特异性上调，且高表达于功能耗竭的CD21^-CD27^- B细胞亚群（包括组织样记忆B细胞和失能 na?ve B细胞）。进一步机制研究表明，BCR刺激可诱导Δ42PD-1表达，进而通过其胞内免疫受体酪氨酸转换基序（ITSM）招募SHP-1（而非SHP-2），抑制AKT1磷酸化及下游FOXO1通路，最终导致细胞周期停滞和凋亡。重要的是，他们开发的Δ42PD-1特异性抗体（CH34）可阻断这一抑制信号，部分恢复B细胞增殖及HIV-1包膜特异性抗体应答。该研究不仅揭示了Δ42PD-1-SHP-1-AKT1/FOXO1这一全新的B细胞免疫检查点通路，也为恢复HIV-1感染者B细胞功能提供了新的治疗策略。

为开展本研究，作者运用了多种关键技术方法：首先利用多色流式细胞术检测HIV-1感染者及健康人外周血B细胞中Δ42PD-1与PD-1的表达分布；通过体外BCR刺激（使用抗IgM/IgG F(ab')₂）诱导原代B细胞Δ42PD-1表达，并分析其与细胞活化（CD86）、周期进展（Ki67）和凋亡（Annexin V）的关系；采用免疫共沉淀、Western blot及邻近连接技术（PLA）验证Δ42PD-1与SHP-1的相互作用及AKT1/FOXO1磷酸化水平；利用慢病毒介导的CRISPR-Cas9基因敲除及过表达验证Δ42PD-1的功能；最后通过ELISpot assay检测CH34抗体对HIV-1感染者B细胞中总免疫球蛋白及ENV特异性抗体分泌细胞的影响。研究样本包括24例未接受cART及12例接受cART的HIV-1感染者PBMC，以及20例健康对照。

高频率的循环Δ42PD-1⁺ B细胞在HIV-1感染者中不表达PD-1

研究人员通过流式细胞术分析发现，在HIV-1感染者（包括未经cART治疗和已治疗者）的外周血中，Δ42PD-1在B细胞中的表达显著上调，且大部分Δ42PD-1⁺ B细胞并不共表达PD-1。表型分析显示，Δ42PD-1高表达于CD21^-CD27^- B细胞（包括组织样记忆B细胞和失能 na?ve B细胞），其频率与血浆HIV-1病毒载量呈正相关。这些Δ42PD-1⁺ B细胞同时高表达CD11c、FcRL4、FcRL5等其他抑制性受体，但Δ42PD-1本身标识了一个功能独特的B细胞亚群。

Δ42PD-1阻碍B细胞活化及S期进入

体外刺激实验表明，BCR信号（signal 1）可诱导原代B细胞上调Δ42PD-1表达，且表达高峰出现在刺激后48小时，此时B细胞增殖指标Ki67下降，凋亡增加。Δ42PD-1⁺ B细胞表现出较低的CD86和Ki67表达，以及较高的Annexin V阳性率。通过CRISPR-Cas9敲低Δ42PD-1后，B细胞在BCR刺激下显示出增强的增殖与活化能力，凋亡减少，证明Δ42PD-1直接参与诱导B细胞功能衰竭。

Δ42PD-1在BCR活化B细胞中招募SHP-1

分子机制层面，研究人员证实Δ42PD-1通过其ITSM结构域（而非ITIM）招募SHP-1。免疫共沉淀及PLA实验显示，在BCR活化后，Δ42PD-1与SHP-1发生相互作用，且这一过程依赖于酪氨酸磷酸化。点突变实验（Y248F）证明ITSM位点是SHP-1招募的关键。

SHP-1直接与AKT1相互作用抑制AKT1/FOXO1通路

进一步研究发现，SHP-1可直接与AKT1结合，并抑制其Ser473位点磷酸化，从而下调下游FOXO1磷酸化（Ser256），导致细胞周期抑制分子p27上调。在BCR活化的B细胞中，Δ42PD-1⁺群体显示pAKT1^S473和pFOXO1^S256水平降低，而敲低Δ42PD-1则恢复AKT1/FOXO1通路活性。

抗Δ42PD-1抗体减少SHP-1招募，增强B细胞增殖

使用Δ42PD-1特异性抗体CH34处理BCR活化的B细胞，可减弱SHP-1与Δ42PD-1的结合，提升AKT1和FOXO1磷酸化水平，促进细胞周期进入和增殖。在HIV-1感染者的B细胞中，CH34处理可增强依赖T细胞辅助的信号（如CD40L+IL-4）所介导的B细胞增殖，并部分恢复HIV-1 ENV特异性记忆B细胞的抗体分泌能力。

抗Δ42PD-1抗体部分恢复HIV-1感染者ENV特异性B细胞功能

最后，研究人员在68例HIV-1感染者中验证CH34的免疫调节功能。发现在13例具有可测量ENV特异性应答的患者中，CH34可显著增加ENV特异性抗体分泌细胞（ASCs）的数量，而对总Ig ASCs影响不大。值得注意的是，CH34对B细胞功能的恢复效果在急性感染（1年内）且未接受cART治疗的个体中尤为明显。

本研究系统揭示了Δ42PD-1作为B细胞新型免疫检查点的作用机制：在HIV-1感染中，病毒通过上调Δ42PD-1表达，招募SHP-1抑制AKT1/FOXO1信号通路，从而导致B细胞周期停滞和功能衰竭。该机制独立于PD-1，且主要影响TLM/aN等耗竭型B细胞亚群。研究人员开发的CH34抗体能够特异性阻断Δ42PD-1-SHP-1相互作用，部分逆转B细胞衰竭，为HIV-1及其他慢性感染性疾病（如HBV、肿瘤）的免疫治疗提供了新靶点。未来研究需进一步明确Δ42PD-1的配体及其在自身免疫中的潜在风险，但无疑，靶向Δ42PD-1有望成为增强抗病毒体液免疫应答的有效策略。