《Cell Reports Medicine》：BCG vaccination induces antibacterial effector functions among Vδ1/3 T cells that are associated with protection against tuberculosis
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本研究揭示了BCG疫苗接种通过诱导Vδ1/3 T细胞克隆扩增、分化为具有细胞毒性和促炎功能的效应细胞，并在气道中富集，从而增强机体对结核分枝杆菌的免疫防御能力。研究人员通过单细胞测序、质谱流式等技术发现，Vδ1/3 T细胞在BCG接种后表现出TCR依赖性的活化特征，其效应功能与结核病保护效果显著相关，为新型结核疫苗研发提供了重要靶点。
结核病至今仍是全球重大公共卫生威胁，而卡介苗（BCG）作为目前唯一获批的结核病疫苗，其保护效果尤其在预防成人肺结核方面并不理想。然而，BCG在儿童中预防严重结核病的有效性可达80%，并且当通过静脉途径接种给恒河猴时，也能提供显著保护。这提示BCG疫苗接种后诱导的免疫应答中蕴含着关键的保护机制，深入解析这些机制对于开发更有效的结核病疫苗至关重要。
传统观点认为，CD4+T细胞介导的免疫应答是BCG发挥保护作用的核心。但越来越多的证据表明，其他免疫细胞，如细胞毒性T细胞、自然杀伤（NK）细胞、黏膜相关恒定T（MAIT）细胞以及γδ T细胞，也可能在抗结核免疫中扮演重要角色。其中，γδ T细胞是一类介于先天免疫和适应性免疫之间的T细胞亚群，主要分布于黏膜屏障组织。根据T细胞受体（TCR）基因的使用，γδ T细胞可分为Vγ9Vδ2 T细胞和Vδ1/3 T细胞两大亚群。Vγ9Vδ2 T细胞对BCG接种或结核分枝杆菌（Mtb）感染的反应已有较多研究，而Vδ1/3 T细胞在抗结核免疫中的作用却知之甚少。
为了阐明Vδ1/3 T细胞在BCG诱导的保护性免疫中的作用，研究人员开展了一项综合研究。他们在BCG接种后表现出保护作用的人类婴儿和恒河猴模型中，利用多组学技术对Vδ1/3 T细胞进行了深入表征。
本研究主要运用了单细胞RNA测序（scRNA-seq）结合TCR测序、质谱流式细胞术（CyTOF）和流式细胞术等关键技术。样本来源包括：接种BCG的南非婴儿外周血单个核细胞（PBMCs）；以及接种静脉BCG（IV-BCG）的恒河猴的系列样本（接种前、接种后4周和8周的PBMCs和支气管肺泡灌洗液（BAL））。
单细胞分析揭示BCG疫苗接种后Vδ1/3 T细胞的抗菌转录程序与克隆扩张
研究人员首先对BCG接种婴儿的外周血γδ T细胞进行了scRNA-seq分析。结果显示，一部分Vδ1/3 T细胞在接种后发生了克隆扩增，并分化为对Mtb抗原具有反应性的细胞毒性效应细胞。这些扩增的克隆主要富集于一个特定的细胞簇（Cluster 3），该簇细胞高表达细胞毒性相关基因（如GZMA, GZMK, PRF1）和T细胞活化标志（如HLA-DR基因），但低表达初始T细胞相关基因。这表明BCG疫苗接种能够驱动Vδ1/3 T细胞向具有抗菌潜能的效应细胞分化。
流式细胞术分析进一步证实，与未接种的脐带血相比，BCG接种婴儿的Vδ1/3 T细胞在Mtb裂解物刺激下，产生颗粒酶B（GZMB）和干扰素-γ（IFN-γ）的能力显著增强。
在恒河猴模型中，scRNA-seq分析同样发现，IV-BCG接种后，外周血和气道中的Vδ1/3 T细胞在转录组水平上发生了显著变化。与接种前相比，接种后样本中的Vδ1/3 T细胞表现出细胞毒性效应基因的上调和初始样基因的下调。值得注意的是，气道中的Vδ1/3 T细胞高表达组织驻留标志（如ITGA1/CD49a, ITGAE/CD103）以及一些与慢性刺激相关的分子（如CTLA4, LAG3），提示它们可能在肺部局部发挥持续的免疫监视作用。
IV-BCG促进血液和气道中Vδ1/3 T细胞对分枝杆菌抗原产生细胞毒性和促炎反应
通过质谱流式和流式细胞术对细胞功能进行验证，研究人员发现，IV-BCG接种后，恒河猴血液和气道中能对Mtb抗原产生反应的Vδ1/3 T细胞（以表达CD137为标志）频率显著增加。这些细胞在刺激后能高效产生IFN-γ、肿瘤坏死因子（TNF）等促炎细胞因子，并上调CD107a（脱颗粒标志）和颗粒酶的表达。尤为重要的是，在受到保护（攻击后肺部Mtb菌落形成单位（CFU）<100）的动物中，其气道内细胞因子阳性的Vδ1/3 T细胞频率显著高于未受保护的动物，表明该细胞亚群与保护效果相关。
Vδ1/3 T细胞对IV-BCG的反应早于常规T细胞
动力学分析显示，Vδ1/3 T细胞在接种后2周即在外周血中达到功能应答峰值（如表达CD137和CD107a），早于CD8+T细胞（峰值在4-8周）。这表明Vδ1/3 T细胞作为早期效应细胞，在BCG接种后迅速启动免疫防御。
Vδ1/3 T细胞响应IV-BCG发生克隆扩张
TCR测序分析证实，无论是在婴儿还是恒河猴中，BCG接种后均能观察到Vδ1/3 T细胞克隆的扩张。这些发生克隆扩张的细胞（“应答”克隆）高表达与细胞毒性功能相关的基因（如GZMA, ZBTB16）。使用TCR信号抑制剂环孢素A（CsA）处理后，Vδ1/3 T细胞对Mtb抗原的应答能力几乎被完全抑制，说明其活化是TCR依赖性的，而非单纯的细胞因子旁观者激活。
气道中的Vδ1/3 T细胞与抗Mtb攻击的保护作用相关
对已有数据集进行再分析发现，在IV-BCG接种的恒河猴中，气道内Vδ1/3 T细胞的频率及其在Mtb纯化蛋白衍生物（PPD）刺激下产生细胞因子（IFN-γ, IL-2, TNF）的能力，与攻击后肺部细菌负荷呈负相关，是独立的保护相关因素。即使在调整了BCG接种剂量因素后，Vδ1/3 T细胞数量仍与保护效果显著相关，其关联强度与之前报道的NK细胞、Vγ9+T细胞等已知保护因素相当。
本研究通过多物种、多技术平台的整合分析，有力证明了Vδ1/3 T细胞是BCG疫苗接种后产生的的重要免疫应答组分。BCG能够诱导Vδ1/3 T细胞发生克隆扩张，并分化为具有细胞毒性和促炎功能的效应细胞，这些细胞富集于气道，其应答水平与机体抵抗Mtb感染的能力密切相关。该研究不仅拓展了我们对BCG免疫保护机制的认识，揭示了Vδ1/3 T细胞作为新的免疫保护相关因素，也为未来开发旨在高效激活细胞毒性T细胞应答的新型结核病疫苗提供了新的思路和靶点。
