TNF/TNFR超家族成员在T细胞应答共刺激中的作用机制及免疫治疗新进展

研究人员针对T细胞激活过程中TNFRSF（肿瘤坏死因子受体超家族）成员的关键调控作用展开系统研究，揭示了4-1BB、CD27、GITR和OX40等分子通过信号4（signal 4）机制促进T细胞存活与记忆形成，阐明了其在病毒感染控制、肿瘤免疫治疗中的双重功能，为靶向TNFR的CAR-T细胞疗法和双特异性抗体设计提供了理论依据。

　　

在免疫学领域，T细胞如何获得持久的抗肿瘤和抗病毒能力一直是核心科学问题。尽管已知TCR（T细胞受体）信号（signal 1）、CD28共刺激（signal 2）和细胞因子信号（signal 3）是T细胞激活的经典途径，但近年研究发现TNF/TNFR超家族成员在T细胞扩增和记忆形成中扮演着不可替代的角色。特别是在慢性病毒感染和肿瘤微环境中，这些分子通过独特的"信号4"机制调控T细胞命运，但其时空动态规律和临床应用仍存在重大知识空白。

研究人员在《Annual Review of Immunology》发表的综述中，系统梳理了4-1BB、CD27、GITR和OX40等TNFRSF成员的最新研究进展。通过整合基因敲除模型、临床病例分析和免疫治疗试验，研究揭示了三个关键发现：首先，单细胞测序技术证实单核细胞来源的抗原呈递细胞（moAPCs）在病毒感染后期高表达GITRL、4-1BBL等配体，通过IFN-I（I型干扰素）依赖途径提供"信号4"，显著增强T细胞在非淋巴组织的存活；其次，对49例CD27/CD70缺陷患者的分析显示，这些分子对控制EBV感染和预防淋巴增生疾病具有不可替代的作用；最后，在CAR-T设计中，含4-1BB信号域（BBz）的构建体通过激活非经典NF-κB通路和线粒体生物发生（PGC1α依赖），比CD28信号域（28z）构建体产生更持久的抗肿瘤效果。

关键技术方法包括：1）采用混合骨髓嵌合体模型比较野生型与基因敲除T细胞的竞争性增殖；2）通过磷酸化流式细胞术检测p65 NF-κB和S6蛋白的实时激活；3）构建含不同TNFR信号域的二代/三代CAR-T细胞进行功能评估；4）分析人类原发性免疫缺陷病例的T细胞功能缺陷。

【TNFRs在效应与调节性T细胞上的表达】

单细胞表达谱显示，4-1BB和OX40在静息T细胞中几乎不表达，但在激活后短暂上调；而GITR在静息Tregs上持续表达。在肿瘤微环境中，TNFR2在Tregs的表达水平可达Teffs的10倍，这解释了靶向TNFR2的抗体能选择性抑制Treg功能。

【T细胞上TNFR超家族成员的信号传导】

结构生物学研究表明，4-1BB通过TRAF1/2复合物激活经典NF-κB通路诱导Bcl-x^L，同时通过TRAF3降解激活非经典NF-κB信号。独特的是，GITR能在15分钟内快速激活AKT-mTORC1通路，而4-1BB信号则通过p38 MAPK-ATF2-PGC1α轴增强线粒体膜电位和氧化代谢。

【APC上TNFSF成员的作用】

单细胞RNA测序发现，在LCMV13感染中，CCR2⁺ moAPCs高表达4-1BBL/GITRL，其诱导完全依赖IFNAR1信号。采用1:1竞争的SMARTA TCR转基因T细胞模型证实，GITR^+/+细胞在感染24小时后显示出更强的p-S6和IL-2Rα（CD25）维持能力。

【TNFR超家族在病毒控制与记忆形成中的作用】

对8例4-1BB缺陷患者的分析显示，其CD8⁺ T细胞无法有效清除EBV感染的B细胞。在IAV感染模型中，4-1BB信号使肺组织中的TEM（效应记忆T细胞）数量增加3倍，但会降低中央记忆T细胞（TCM）比例，这种组织特异性效应与局部moAPCs的配体表达相关。

【TNFR信号在免疫治疗中的应用】

临床数据表明，含4-1BB信号域的CD19 CAR-T（如Kymriah）在患者体内可持续超过5年。新型双特异性抗体如RO7122290（抗FAP-4-1BBL）通过三聚体配体设计，将肝毒性降低90%的同时保持抗肿瘤活性。

这项研究的重要意义在于：首先，确立了"信号4"作为T细胞激活的独立检查点概念，解释了为何TNFR信号在组织免疫应答中尤为关键；其次，通过比较不同TNFR成员的信号特征，为精准免疫治疗提供了分子蓝图——例如在实体瘤中采用80BB（CD80-4-1BB融合蛋白）设计可同时阻断CTLA-4并激活4-1BB信号；最后，对人类遗传缺陷病例的分析证实，OX40主要调控CD4⁺ T细胞应答，而4-1BB/CD27缺陷则导致CD8⁺ T细胞特异性功能障碍，这种区分对个性化免疫干预具有重要指导价值。随着更多TNFR靶向药物进入临床（目前已有16种4-1BB双特异性抗体在试验中），这些发现将为癌症、慢性病毒感染和自身免疫疾病治疗开辟新途径。