汉坦病毒感染机制新发现：MAIT 细胞 pyroptosis 与 IRE1α 通路关联及潜在治疗靶点

《Communications Biology》：Hantaan virus infection induces human mucosal-associated invariant T cell pyroptosis through IRE1α pathway

为探究汉坦病毒（HTNV）感染时黏膜相关恒定 T（MAIT）细胞减少的机制及作用，第四军医大学等研究人员开展相关研究。结果发现，HTNV 感染诱导 MAIT 细胞焦亡，机制与内质网 Ca2+过载引发的内质网应激（ER stress）有关，该成果为 HFRS 治疗提供新思路。

　　

一、研究背景

汉坦病毒（Hantaan virus，HTNV）如同隐藏在暗处的 “杀手”，悄无声息地引发出血热伴肾综合征（hemorrhagic fever with renal syndrome，HFRS）的流行，在亚洲地区尤为猖獗。被它盯上的患者，会出现发热、出血、急性肾衰竭等症状，病情严重时甚至危及生命，而目前针对 HFRS 还没有特效治疗方法，病死率高达 15%。虽然有灭活疫苗，但长期效果不确定，疫苗覆盖率也不理想。

在人体的免疫防线中，T 细胞是对抗病毒感染的重要 “战士”，不同的 T 细胞亚群有着不同的功能。其中，黏膜相关恒定 T（mucosal-associated invariant T，MAIT）细胞作为一类特殊的 T 细胞，在病毒感染时的先天免疫防御中起着关键作用。之前的研究发现，MAIT 细胞在体外具有抗病毒作用，可奇怪的是，HFRS 患者外周血中的 MAIT 细胞数量却明显减少。这就像是战场上，本应冲锋陷阵的士兵突然大量消失，背后的原因究竟是什么？MAIT 细胞在体内到底发挥着怎样的作用？这些问题如同迷雾，笼罩在科研人员心头，亟待解开，这也促使了此次研究的开展。

第四军医大学等研究机构的科研人员勇挑重担，深入研究 HTNV 感染与 MAIT 细胞之间的奥秘。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上，为我们揭示了许多重要信息。

二、研究方法

研究人员开展的这项研究综合运用了多种技术方法。首先，收集了来自 64 位患者的 74 份样本以及 52 位健康志愿者的样本（样本收集自西安第八医院 2012 年 11 月至 2024 年 1 月），通过检测 HTNV 特异性 IgM 或 IgG 抗体来确诊 HFRS 患者。其次，利用 MAIT 细胞缺陷小鼠（MR1 小鼠）进行体内实验，观察 HTNV 感染后的各项指标变化。此外，还建立了体外感染模型，对 MAIT 细胞和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）进行培养和感染实验。同时，运用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）、流式细胞术、免疫荧光染色、Western blot 等技术，从基因、蛋白等多个层面分析细胞的变化情况。

三、研究结果

1. MAIT 细胞的抗病毒作用：研究人员通过将 HTNV 感染的 HUVECs 与激活的 MAIT 细胞上清共培养，发现激活的 MAIT 细胞能抑制 HUVECs 中 HTNV 核蛋白（NP）的表达。在体内实验中，MR1 小鼠感染 HTNV 后，与野生型（WT）小鼠相比，体温更高，肺部和肾脏中 NP 的 mRNA 和蛋白水平显著增加。综合这些结果，表明 MAIT 细胞在 HTNV 感染中发挥着抗病毒作用。
2. MAIT 细胞减少的原因：研究发现，HFRS 患者 MAIT 细胞数量明显减少。通过体外感染模型证实，HTNV 感染后 MAIT 细胞比例下降。进一步分析发现，MAIT 细胞减少不是因为增殖受抑制、CD161 分子脱落或向组织迁移，而是细胞死亡相关基因在 MAIT 细胞中富集。深入研究发现，Caspase 1 介导的细胞焦亡是 MAIT 细胞减少的主要原因，HTNV 感染诱导 MAIT 细胞产生 IL-1β 和 IL-18，且 MAIT 细胞中 Caspase 1 水平与病毒载量呈正相关。
3. MAIT 细胞焦亡的机制：scRNA-seq 结果显示，ER stress 相关基因在 HFRS 患者 MAIT 细胞中富集，免疫荧光和 qPCR 实验表明，HTNV 感染诱导 MAIT 细胞发生 ER stress 并激活 IRE1α 通路。使用 ER stress 诱导剂 Thapsigargin（TG）处理 PBMCs，MAIT 细胞中 FLICA-Caspase 1 水平增加；而使用 IRE1α 通路抑制剂 4μ8C 处理，能逆转 HTNV 感染导致的 MAIT 细胞焦亡，增加细胞比例和数量，降低 FLICA-Caspase 1 水平。
4. ER Ca²⁺过载的原因：研究人员发现，ER Ca²⁺过载可能是导致 MAIT 细胞 ER stress 和焦亡的原因。通过 scRNA-seq 筛选 ER Ca²⁺通道相关基因，发现 TMCO1 在重症 HFRS 患者的 MAIT 细胞中显著降低。使用离子霉素测量 ER Ca²⁺含量，结果显示 HFRS 患者 MAIT 细胞中 ER Ca²⁺增加，表明 TMCO1 缺陷可能导致 MAIT 细胞中 ER Ca²⁺储存增加。

四、研究结论与讨论

这项研究明确了 MAIT 细胞在 HTNV 感染中的保护作用，并揭示了 HFRS 患者 MAIT 细胞缺陷的分子机制。研究发现，ER Ca²⁺过载诱导的 ER stress 可能是 MAIT 细胞焦亡的原因之一，这为病毒感染时挽救 MAIT 细胞提供了潜在的方法，也为 HFRS 的治疗开辟了新的研究方向。

不过，该研究也存在一些局限性。比如，MAIT 细胞数量有限，难以进行 TMCO1 的过表达或敲除实验；所用小鼠模型并非理想的 HFRS 疾病模型，且人源化小鼠模型存在诸多问题；研究中使用的 MAIT 细胞鉴定标记不能百分百代表纯 MAIT 细胞，最好使用 MR1 四聚体进行研究。

尽管如此，此次研究成果依然意义重大。它让我们对 HTNV 感染和 MAIT 细胞的关系有了更深入的理解，为后续进一步研究如何调控 MAIT 细胞功能、开发针对 HFRS 的新疗法奠定了坚实基础，有望在未来为 HFRS 患者带来新的希望，帮助人类更好地对抗这种危险的病毒感染。