综述：自身DNA在T细胞免疫中的免疫原性作用

《Clinical Reviews in Allergy & Immunology》：The Immunogenic Role of Self-DNA in T Cell Immunity

本综述系统阐述了自身DNA如何作为关键媒介，驱动T细胞介导的适应性免疫应答，深刻影响自身免疫病、癌症及感染的病理进程。文章详细梳理了自身DNA的多种来源（如细胞死亡、基因组不稳定性、线粒体DNA释放等）及其积累机制，重点揭示了T细胞内在的DNA感受器（如cGAS-STING、TLR9、AIM2等）被激活后，如何通过调控T细胞代谢、分化（如Th1、Th17、Treg等）与功能，进而决定疾病结局。文章为靶向DNA感知通路治疗相关疾病提供了新的理论视角和潜在策略。

　　

引言

脱氧核糖核酸（DNA）通常被安全地禁锢在细胞核和线粒体内。然而，当物理因素（如紫外线辐射）、化学制剂（如药物治疗）或生物因素（如感染）侵袭机体时，这种稳态会被打破，导致细胞游离自身DNA和胞浆自身DNA的积累。这种自身DNA的失衡，与多种疾病的发生发展密切相关。尽管自身DNA触发的先天免疫反应已被广泛研究，但它在驱动适应性免疫反应，特别是T细胞介导的免疫反应中的作用，在过去的十年中才逐渐被揭示。T细胞作为适应性免疫应答的核心指挥者，其活化、增殖和分化受到精密调控。自身DNA通过多种机制干扰这一平衡，导致T细胞功能失调，参与癌症、自身免疫病和感染性疾病的发生。

自身DNA积累的关键要素

自身DNA的积累是一个多因素驱动的致病事件，其来源和释放机制复杂多样。

细胞死亡

细胞死亡是自身DNA释放的主要途径。凋亡释放的自身DNA片段长度约为180 bp，与核小体大小一致。清除障碍时，这些DNA片段在循环中积累。铁死亡、焦亡和坏死等其他死亡方式则释放更长的DNA片段（>10 kb）。中性粒细胞在应对刺激时会释放中性粒细胞胞外诱捕网（NETs），其DNA（NET-DNA）因氧化损伤而具有更高的免疫原性，并能作为支架捕获细胞或蛋白，在系统性红斑狼疮（SLE）、类风湿关节炎（RA）等疾病中发挥重要作用。此外，存活压力下的细胞也会通过细胞外囊泡（EV）释放自身DNA，加剧免疫反应。

基因组不稳定性

基因组的不稳定性，例如由病毒 infection、氧化应激或放化疗引起的DNA损伤，可导致微核的形成。微核膜的破裂使得基因组DNA泄漏到胞浆中，被cGAS等DNA感受器识别，激活cGAS-STING通路，进而触发免疫反应。这种现象在Aicardi-Goutières综合征（AGS）、慢性肾病和多种癌症中均有报道。

线粒体DNA（mtDNA）的释放

线粒体功能障碍时，mtDNA可通过BAX/BAK孔或mPTP-VDAC通道等机制从线粒体释放到胞浆中。在阿尔茨海默病（AD）、亨廷顿病（HD）和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等疾病中，异常的生物大分子或代谢物积累、线粒体结构基因突变或外源性应激均可导致mtDNA泄漏。释放的mtDNA通常激活cGAS-STING通路，驱动干扰素产生和T细胞的异常活化。

DNase或DNA修复核酸酶的缺陷

DNase I、DNase1L3、Trex1等核酸酶的活性降低或突变，会导致自身DNA清除障碍，使其在循环中或胞浆内过度积累，加速炎症和自身免疫病的进程。例如，在RA患者中，MRE11A核酸酶的缺失会诱导不可修复的DNA损伤和焦亡，间接导致自身DNA释放。

内源性逆转录元件（EREs）的复活

EREs是人类基因组中的重要组成部分。当组蛋白和DNA甲基转移酶等沉默相关因子缺陷时，EREs转录被去抑制，其逆转录产生的cDNA在胞浆中积累，成为自身DNA的新来源。Trex1或SAMHD1的缺陷与EREs的激活密切相关，见于SLE和AGS等疾病。

自身DNA作为意想不到的T细胞依赖性抗原

新兴证据表明，自身DNA是一种关键的自身抗原，能触发IgG抗双链DNA（抗dsDNA）抗体的产生，后者是SLE诊断的重要血清学标志。在狼疮小鼠模型中，自身DNA诱导的疾病是CD4⁺ T细胞依赖性的。自身DNA通过表观遗传重编程（如低甲基化）以及与HMGB1等DNA结合蛋白相互作用，增强其免疫原性。被巨噬细胞吞噬后，自身DNA可诱导M2b型极化，后者分泌IL-1β和IL-6，驱动初始CD4⁺ T细胞分化为RORγt依赖的IL-17⁺ T滤泡辅助细胞（Tfh）。这些Tfh细胞支持生发中心（GC）B细胞的高频突变，刺激浆细胞产生抗dsDNA IgG，形成的免疫复合物沉积在靶组织（如肾脏），导致组织损伤。

胞内自身DNA感知编程T细胞命运

近年研究发现，T细胞本身也表达多种模式识别受体（PRRs），能够直接感知胞浆内的自身DNA，从而调控其命运。

Toll样受体9（TLR9）

TLR9主要识别内吞体中的自身DNA。CpG DNA与TLR9结合后，通过MyD88依赖的信号通路，增强CD4⁺ T细胞的增殖和存活，上调Bcl-xL和IL-2表达。TLR9的异常激活与SLE等自身免疫病相关，患者T细胞中TLR9表达升高与疾病活动度正相关。

cGAS-STING

cGAS是重要的胞浆DNA感受器，其与接头蛋白STING结合后，激活TBK1-IRF3或NF-κB通路，诱导I型干扰素（IFN-I）产生。在T细胞中，cGAS-STING通路的激活程度不同会导致不同结局。强烈持续的激活可能抑制T细胞增殖甚至诱导细胞死亡，而适度激活则能促进Th1、Th9分化，增强抗肿瘤 immunity。在肿瘤微环境（TME）中，T细胞内mtDNA泄漏激活cGAS-STING，可能诱导IL-10产生，促进调节性T细胞（Treg）的抑制功能。该通路对于维持干细胞样CD8⁺ T细胞也至关重要。

炎症小体通路

AIM2、ZBP1和NLRP3等DNA感受器可在T细胞内参与炎症小体的组装。炎症小体激活caspase-1，切割pro-IL-1β、pro-IL-18和GSDMD，导致细胞焦亡和炎性因子释放。在腹主动脉瘤（AAA）患者T细胞中，AIM2表达升高，IL-1β分泌增加。AIM2还能通过抑制Akt-mTOR信号稳定Treg。在RA患者中，DNA修复缺陷导致的mtDNA泄漏可协同激活AIM2-NLRP3炎症小体，引起T细胞焦亡。

KU复合物

KU复合物是DNA依赖性蛋白激酶（DNA-PK）的调节亚基，能感知衰老CD4⁺ T细胞中积累的自身DNA，招募DNA-PKcs并磷酸化ZAK激酶，促进CD4⁺ T细胞增殖和活化，参与脑脊髓炎（EAE）的发生。

ENPP1

最新研究发现，ENPP1是CD4⁺ T细胞内在的一种新型mtDNA感受器。在SLE患者CD4⁺ T细胞中，胞浆ENPP1感知mtDNA后，作为转录调控因子促进葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的转录，增强糖酵解，抑制脂质生成，进而削弱AMPK活性，导致mTORC1过度活化，驱动致病性T细胞分化。

自身DNA在控制T细胞免疫中的调节活性

除了T细胞内在的感知，自身DNA更常见的作用模式是通过抗原呈递细胞（APCs）来调节T细胞免疫。

自身DNA触发的IFN-I对T细胞免疫的双重作用

APC（如树突状细胞DC）通过cGAS-STING等通路感知自身DNA（如放疗后肿瘤细胞释放的DNA）后产生IFN-β，能恢复CD8⁺ T细胞功能，抑制肿瘤进展。在自身免疫病如AGS和SLE中，cGAS-STING激活诱导CD4⁺ T细胞表达IFN-γ和T-bet，导致致命性自身免疫。在1型糖尿病（T1D）中，TLR9识别CpG DNA导致IFN-α产生，激活致病性CD8⁺ T细胞。

自身DNA的炎症小体通路：信号中断或放大

自身DNA激活APC中的AIM2或NLRP3炎症小体，可引发APC焦亡，削弱其激活T细胞的能力。同时释放的IL-1β具有双刃剑作用：在狼疮中可促进Th17反应加重疾病；在动脉粥样硬化中，胆固醇晶体诱导的NETs激活NLRP3-IL-1β轴，招募Th17细胞；而在黑色素瘤中，肿瘤DNA激活AIM2导致IL-1β和IL-18分泌，招募Tregs抑制免疫，提示预后不良。

自身DNA在NF-κB激活中的作用：促炎T细胞的恒定伴侣

在动脉粥样硬化中，NET-DNA被巨噬细胞TLR9感知，激活TLR9-NF-κB通路，分泌IL-8、IL-6等促炎细胞因子，促进Th17细胞分化。化疗导致的肿瘤细胞DNA释放，可通过cGAS-STING-NF-κB/IFNβ信号激活APC，增强抗原呈递，从而增强CD4⁺和CD8⁺ T细胞反应。

其他调节T细胞功能的机制

在胃癌中，B细胞内的AIM2诱导CXCL16表达，招募CD8⁺ T细胞并诱导组织驻留记忆T细胞（T_RM）形成。在肺癌干细胞（LCSCs）中，异常线粒体自噬导致mtDNA释放并定位于溶酶体，作为TLR9的内源性配体，通过TLR9-Notch1-AMPK轴维持CSCs的线粒体代谢和扩增。

自身DNA在疾病中的作用：免疫反应可能有害或有益

免疫原性自身DNA是罪魁祸首的疾病

在系统性自身免疫病中，对病原体识别和避免自身攻击之间的平衡被打破是关键机制。

系统性红斑狼疮（SLE）

SLE是典型的自身免疫病，其特征是免疫系统过度激活，攻击皮肤、肾脏等器官。自身DNA（特别是凋亡细胞来源的）和DNase活性降低共同导致抗dsDNA自身抗体产生，这是SLE的分类标准和疾病活动度的标志。在狼疮肾炎（LN）中，抗dsDNA抗体与自身DNA形成免疫复合物，沉积于肾脏 resident细胞，破坏肾小球滤过屏障，导致蛋白尿。自身DNA的低甲基化、与HMGB1形成复合物、以及胞内DNA传感通路（如cGAS-STING）的过度激活，都参与了SLE的发病。这些通路共同导致Th1、Th17和Tfh细胞增殖，Treg细胞减少，以及CD8⁺ T细胞效应功能受损。

类风湿关节炎（RA）

RA是一种慢性炎症性关节病。滑膜中成纤维样滑膜细胞（FLS）的异常增殖和凋亡抵抗，导致DNA损伤、mtDNA和NETs等自身DNA释放。DNase I活性的降低加剧了自身DNA积累。这些自身DNA感知驱动Th1和Th17细胞增殖，Treg细胞减少。活化的Th1/Th17细胞分泌细胞因子，促进B细胞活化、破骨细胞分化和软骨降解。滑膜组织中的T_RM也显著增加，参与炎症微环境的构建。

多发性硬化（MS）

MS是一种针对中枢神经系统（CNS）的自身免疫病。Th1和Th17细胞在发病中起关键作用。MS急性期患者脑脊液（CSF）中循环细胞游离mtDNA水平升高，作为组织损伤和神经退行变的标志。先天和适应性免疫系统将mtDNA误认为DAMP，触发进一步的免疫反应，最终导致神经元丢失和脑萎缩。

1型糖尿病（T1D）

T1D的特征是胰岛素绝对缺乏。病毒infection等因素破坏胰腺β细胞的氧化/抗氧化平衡，导致β细胞损伤和自身DNA（如NETs、mtDNA）释放。这些自身DNA激活APC，伴随自身反应性CD8⁺ T细胞的激活和Treg的减少，最终攻击并破坏β细胞。

自身DNA感知：当病原体颠覆宿主的守护功能

病毒等病原体可通过破坏宿主DNA复制和修复过程，导致宿主DNA损伤和DNA片段或微核产生，从而触发先天免疫反应。例如，DNA病毒其DNA可作为PAMP被cGAS、AIM2等感受器识别，产生IFN-I。某些病毒（如HIV）可诱导mtDNA泄漏或劫持Trex1降解自身DNA以逃避免疫监视。在慢性病毒感染中，T细胞常出现衰老和耗竭，与DNA修复效率降低有关。

癌症中的自身DNA感知：增强抗癌免疫或被劫持

在癌症中，化疗或放疗引起的免疫原性细胞死亡（ICD）导致肿瘤相关抗原（TAAs）和自身DNA泄漏。通常，肿瘤组织内自身DNA信号通路的激活有利于抗肿瘤免疫。然而，肿瘤细胞也进化出多种机制来逃避DNA感受器的激活，例如上调TRIM21抑制VDAC介导的mtDNA泄漏，或增强BANF1表达抑制cGAS-STING轴。基于增强DNA介导的免疫反应的疗法（如DNMT抑制剂、STING激动剂）正在开发中。另一方面，某些情况下，STING-IRF3通路被肿瘤细胞劫持，用于招募Tregs或诱导NETosis，导致CD8⁺ T细胞耗竭。

总结与未来展望

本综述聚焦于自身DNA的来源与归宿，及其如何影响T细胞命运，并建立了自身DNA感知与多种疾病的联系。深入理解DNA感受器如何塑造先天和适应性免疫应答，将有助于开发针对相关通路的靶向疗法。然而，DNA感知通常在免疫缺陷性疾病（如癌症）和炎症性疾病（如自身免疫病）之间保持微妙平衡，治疗时需仔细考量治疗窗口和潜在副作用。为了全面理解抗DNA T细胞免疫，几个关键问题仍有待解答：自身DNA如何突破核膜和线粒体膜的禁锢？T细胞能否特异性识别并内化细胞游离自身DNA？自身DNA的哪些特性使其能够被加工并呈递给T细胞，从而触发免疫反应？解答这些问题对于推进我们对抗DNA适应性免疫的理解至关重要。