自发性HIV-1控制者循环NK细胞的表型与表观遗传特征及其免疫调控机制研究

本研究针对自发性HIV控制者（HIC）的NK细胞特征展开深入探索，通过表型与表观遗传分析揭示其独特的免疫调控机制。研究发现HIC中CD56bright NK细胞比例升高，NKp46、NKp30和DNAM-1表达增加，并鉴定出HIV特异的记忆样NK细胞亚群（NKG2ChighILT2highKIR2DL2/3low）。表观遗传分析显示H3K4me3修饰富集于干扰素应答通路，功能实验证实该群体对IFNα刺激反应增强。研究还通过GWAS发现MHC区域SNP与KIR2DL2/3表达调控相关。这些发现为HIV功能性治愈提供了新的免疫机制见解和潜在治疗靶点。

在人类免疫缺陷病毒（HIV）感染领域，自发性HIV控制器（HIV Controllers, HIC）是一类极为特殊的群体，他们能够在未接受抗逆转录病毒治疗（ART）的情况下长期控制病毒复制。尽管既往研究多聚焦于适应性免疫系统，特别是CD8⁺ T细胞的作用，但自然杀伤（NK）细胞作为先天免疫的关键效应细胞，其在不同感染结局中的作用尚未完全阐明。尤其令人困惑的是，为何在病毒持续暴露的环境中，某些个体的NK细胞能够有效抑制HIV，而其机制是否涉及特定的受体特征、表观遗传调控或遗传背景，仍是未解之谜。

为了回答这些问题，由Alisa Huber和Albert L. Groenendijk共同领导的研究团队开展了一项系统性的研究，对HIC群体中循环NK细胞的表型和表观遗传特征进行了深入解析。该研究近期发表于《eBioMedicine》，揭示了NK细胞在自发控制HIV感染中的关键作用及其潜在机制。

研究人员主要运用了多维度技术方法：首先通过流式细胞术（包括 supervised 和 unsupervised 分析）对1098例PLHIV（包括92例HIC和1006例非HIC）及43名健康对照（HC）的NK细胞表面标志物和功能受体进行检测；其次开展全基因组关联分析（GWAS）和定量性状位点（QTL）作图，探索遗传变异与HIV控制的关系；采用染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）技术分析NK细胞中H3K4me3修饰分布；并通过体外功能实验（如细胞因子刺激和杀伤 assay）评估NK细胞的功能反应。所有样本来源于2000HIV研究队列及2000HIV-TRAINED子研究。

研究结果部分包含以下重要发现：

HIV感染和控制器状态影响循环NK细胞的表型。

研究发现，与健康对照相比，PLHIV中CD56^dimCD16⁺ NK细胞比例降低，而CD56^lowCD16⁺细胞增加，且活化标志物HLA-DR和归巢受体CXCR5表达升高。特别值得注意的是，HIC群体显示CD56^bright亚群（包括CD16^?和CD16⁺）比例升高，且该类细胞表达更高水平的细胞毒性受体（NKp46、NKp30和DNAM-1），表明HIC的NK细胞偏向于 less differentiated 且具有更强细胞毒潜能的表型。

与HIV控制相关的SNP下调KIR2DL2/3及其配体HLA-C的表达。

通过GWAS分析，研究人员鉴定出三个位于MHC区域的SNP（rs2853950-T、rs4713462-A 和 rs112243036-A）与HIV控制显著相关。这些保护性等位基因不仅与较低水平的HLA-C基因表达相关，还调控KIR2DL2/3的血浆蛋白水平。例如，rs2853950-T可显著降低KIR2DL2（β = -0.33, p = 4.75×10^?15）和KIR2DL3（β = -0.30, p = 2.83×10^?13）的表达。这些遗传发现为HIC中NK细胞功能调控提供了分子基础。

HIV控制与表达细胞毒性受体的CD56^bright NK细胞增加相关。

在sorted NK细胞的精细表型分析中，HIC的CD56^brightCD16^?细胞显著高表达DNAM-1、NKp30和NKp46，进一步证实该群体具有更强的效应功能。而非控制者则表现出更高程度的终末分化（如CD57⁺细胞增多），提示其NK细胞功能可能受损。

无监督聚类鉴定出PLHIV中NKG2C⁺ NK细胞扩增。

通过FlowSOM聚类分析，研究人员识别出15个NK细胞亚群（metacluster）。其中，M1和M3在PLHIV中显著扩增，且以NKG2C高表达为特征。深入分析显示，M1群在CMV⁺健康个体中已存在，而M3仅特异性地出现于CMV⁺/HIV⁺个体中，表明M3代表了一类HIV特异性的记忆样NK细胞。

HIV和CMV共感染诱导具有KIR2DL2/3差异表达的独特NKG2C⁺ NK细胞亚群。

表型比较揭示，M3群体（HIV诱导）表现为NKG2C^highILT2^highKIR2DL2/3^low，而M1（CMV诱导）为KIR2DL2/3^high。这一发现说明KIR2DL2/3的表达水平是区分HIV与CMV特异性记忆样NK细胞的关键标志。

NKG2C^highILT2^highKIR2DL2/3^low NK细胞通过表观遗传重编程在HIC中表现出增强的IFNγ产生。

表观遗传分析显示，HIC的NK细胞在干扰素α应答、IL-2/STAT5和IL-6/JAK/STAT3信号通路相关基因的启动子区域有更强的H3K4me3富集。功能实验证实，在IFNα刺激下，HIC来源的NKG2C⁺ILT2⁺KIR2DL2/3^? NK细胞产生更高水平的IFNγ（p = 0.029），表明其表观遗传预激活状态增强了抗病毒应答能力。

研究结论与讨论部分强调，该研究系统揭示了HIC中NK细胞的独特免疫特征，包括遗传背景（如MHC区域SNP）、表型特征（CD56^bright细胞及细胞毒性受体表达增加）和功能适应性（表观遗传预激活与增强的IFNγ应答）。更重要的是，研究首次明确区分了CMV驱动与HIV驱动的记忆样NK细胞，并指出KIR2DL2/3的低表达是后者的关键标识。这些发现不仅深化了对HIV自发控制机制的理解，也为开发基于NK细胞的免疫治疗策略（如体外扩增记忆样NK细胞用于过继疗法）提供了理论依据。尽管研究存在一定局限性（如缺少HIV⁺/CMV^?队列），但其多组学整合分析为未来探索天然免疫记忆在慢性病毒感染中的作用奠定了重要基础。