多发性硬化(multiple sclerosis, MS)是一种中枢神经系统(central nervous system, CNS)自身免疫性疾病。MS及其动物模型——实验性自身反应性脑脊髓炎(experimental autoreactive encephalomyelitis, EAE)的主要致病因素是自身反应性T细胞。首先，在外周抗原呈递细胞(antigen-presenting cells, APC)递呈自身抗原给自身反应性T细胞。其次，这些T细胞通过3种途径突破血脑屏障(blood brain barrier, BBB)以及星形胶质细胞终足组成的胶质界膜后进入CNS后产生炎症^[1]。T细胞在它们之间的区域和APC开始接触，即再激活^[2]。在此过程中CNS驻留或与CNS相关的APC激活T细胞至关重要。虽然已经多次证实上述APC可以表达MHC-Ⅱ分子并递呈髓鞘自身抗原，但T细胞重新激活在CNS中的确切位置和与T细胞相互作用的细胞类型尚不清楚^[1]。因此，了解其精确机制非常重要。

1 树突状细胞

树突状细胞(dendritic cells, DC)是最强大的APC，在天然免疫和获得性免疫中均起着非常重要的作用，在CNS炎症过程中也起重要的作用。DC既可以激活纯真和致敏T细胞^[3]，也可以启动免疫应答与对自身抗原的耐受^[4]。然而，DC在CNS炎症过程中的确切作用仍存在争议。DC主要分为浆细胞样DC(pDC)和常规DC即cDC1和cDC2，前者的功能是防御病毒而后者是递呈抗原。cDC1诱导Th细胞向Th1细胞分化，而cDC2诱导Th细胞向Th2和Th17细胞分化^[5]。另外，单核细胞来源细胞(monocyte-derived cells, MdCs)曾被定义为DC的一个亚类，但目前证明是一种仅在炎性环境中存在的、独立的、有高度可塑性的细胞群^[6]。早期的研究证实急性EAE中OX62⁺DC和CD11^c+细胞在病变血管的周围聚集，上述细胞高度表达MHC-Ⅱ、CD40或CD86，而后者是APC递呈抗原给T细胞所必需的。进一步发现在EAE临床症状发生前，MdCs和DC迁移到大脑，其中MdCs的迁移过程是依赖GM-CSF和CCL-2。DC迁移到CNS的主要目的是在脑内原位激活纯真T细胞，并在体外实验中证实。强有力的证据证实DC足以诱导EAE产生，并且可以在CNS边缘递呈抗原并激活致脑炎T细胞。体内体外实验提示DC的MHC-Ⅱ分子表达足以诱导多肽抗原的主动和被动转移EAE，而蛋白抗原诱导的EAE还需要T细胞在外周或CNS中激活。另外在CD11^c剔除小鼠中发现T细胞的迁移速率增加，提示Th17细胞的能动性和产出率均依赖CD11^c+ DC^{[7, 8]}。近来发现位于CNS边界的DC重新激活T细胞中的重要分子——自噬相关基因5(ATG5)，缺乏ATG5的cDC完全不能诱导被动转移的EAE，这可能是由于髓鞘抗原识别、摄取和MHC-Ⅱ呈递的过程受损并最终导致T细胞浸润减少^[9]。总之，DC在CNS的T细胞重新激活中至关重要，因此DC和效应T细胞一样，是主要责任细胞。

2 巨噬细胞

巨噬细胞是重要的功能多样的先天性免疫细胞，其功能有初步防御微生物、启动和控制获得性免疫反应、分泌促炎细胞因子和趋化因子、吞噬作用、参与抗炎细胞因子和脂质介质的表达调控。巨噬细胞失调可能导致自身免疫疾病^[10]。

不同类型的巨噬细胞存在于BBB的不同位置，如血管旁巨噬细胞(PVM)在血管旁，边界相关巨噬细胞(BAM)栖息于脉络丛、软脑膜和硬脑膜中，它们均有足够能力递呈抗原而诱导EAE ^[6]。近年来发现，不同BAM亚型的鉴别取决于其表面蛋白的表达和不同的影像检测手段，总的来说，区别CNS中BAM、小胶质细胞和DC是很难的，归因于这些细胞表面分子的表达特性和程度有重叠^[6]。近来文献报道了一种新的方法可以鉴定4类明显不同的BAM亚型，即CD38、MHC-Ⅱ和CCR2的表达差异以及它们定位在CNS边界的不同区域^[6]。这些CNS巨噬细胞表达了高水平的MHC-Ⅱ并已经具有APC的能力，这样外周T细胞可以进入CNS并重新激活^[6]。CD136⁺髓样细胞，也是一种潜在的PVM，主要存在于MS大脑中并能在其MHC-Ⅱ分子上递呈髓鞘抗原^[11]，即人类CNS标本中发现在Virchow-Robin区中PVM与T细胞接触后相互作用，并且在MS病变区域发现协同刺激分子CD86和CD40表达增高。同时也在该大鼠诱导的髓鞘碱性蛋白(MBP)EAE模型中证实^[11]，并证实BAM与T细胞的接触是抗原依赖性的^[12]。

3 B细胞

虽然大多数对MS/EAE的研究长期关注与T细胞，但针对B细胞表面分子CD20抗体临床试验已经指出了B细胞在CNS自身免疫中的重要性。应用CD20靶向抗体——利妥昔单抗后，MS病人的病灶数目和治疗后复发率降低，其治疗作用是阻止B细胞功能^[13]。另外基于B细胞在EAE疾病前后出现相反的观察结果，推测B细胞的APC功能取决于疾病的阶段^[14]；因为大部分纯正小鼠CNS中MHC-Ⅱ+细胞是B细胞^[15]，在EAE早期，B细胞作为重新激活T细胞的APC是至关重要的。有临床和动物实验证据证明B细胞在外周刺激后可以作为功能完备的APC并高度表达CD80/CD86^{[13, 15]}，以及B细胞的抗原递呈可能是非抗体依赖型，但是B细胞仍不足以像DC作为APC那样诱导EAE。B细胞除了作为APC发挥功能外，还可以分泌自身抗体有助于其他CNS相关APC递呈抗原^[16]。

4 小胶质细胞

在CNS中，小胶质细胞占脑细胞总数的5%~12%，具有与周围神经巨噬细胞相似的功能系统^[17]。小胶质细胞有助于突触的可塑性以及清除健康大脑中的碎片^[18]。在CNS炎性疾病中，小胶质细胞易被激活并释放细胞因子、诱导吞噬和产生直接细胞毒性^[19]。小胶质细胞和巨噬细胞具有许多类似的功能，如抗原呈递、细胞因子、氧化自由基、趋化因子和NO的产生等，但是它们之间仍然有区别。在早期炎症反应阶段，小胶质细胞低水平表达CD45、CCR1和CCR5，而高水平表达TGF-β；但外周浸润巨噬细胞高水平表达CD45、CCR1、CCR2、CCR5，但TGF-β表达较低。这个生物标志物谱的差异可用于鉴定CNS中驻留小胶质细胞和浸润巨噬细胞，但在炎症反应期间，驻留小胶质细胞和浸润巨噬细胞在CNS中起着非常相似的作用^[19]。

由于小胶质细胞能够持续地监测CNS的微环境，因此被认为是CNS的先天性免疫哨兵。静息小胶质细胞无法检测到MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ和协同刺激分子，但在激活状态下，小胶质细胞的这些分子、黏附分子和协同刺激分子的表达明显增高^[20]，并在体外实验证实。体内研究发现如果清除小胶质细胞可以抑制EAE的发展^[18]，小胶质细胞CD40缺陷的小鼠中致脑炎T细胞减少和EAE病情改善^[21]。以上提示脑实质中小胶质细胞的APC功能不完善^[22]，即小胶质细胞的抗原呈递和MHC-Ⅱ的表达似乎不足以诱导EAE的发生，这表明需要其他APC来参与该过程^[23]。可能的解释是小胶质细胞可以与其他APC协同作用或修饰T细胞进入CNS并通过分泌细胞因子促使天然T细胞亚类的分化。

5 星形胶质细胞

大部分脑细胞是星形胶质细胞，其功能包括神经胶质细胞调节离子稳态、促进CNS代谢和通过组成胶质界膜BBB形成^[24]。在人类的慢性MS病损区，星形胶质细胞的MHC-Ⅱ表达上调^[24]。啮齿动物的星形胶质细胞中MHC-Ⅱ的表达上调并具有加工和递呈髓鞘抗原，并诱导效应T细胞的体外分化与增殖。进一步研究表明，IFN-γ刺激的星形胶质细胞以抗原特异性的方式激活T细胞而产生被动转移EAE。但有人报道CNS驻留细胞包括星形胶质细胞不足以重新激活T细胞并诱导被动转移EAE模型。另外如果在EAE早期清除GFAP⁺细胞，可以导致临床症状的恶化和潜在的细胞改变，这可以解释为星形胶质除抗原呈递以外的其他细胞功能丧失^[25]。星形胶质细胞可以分泌趋化因子以募集其他APC如DC来间接重新激活T细胞^[26]，提示星形胶质细胞在EAE的不同阶段扮演不同的角色。第一步，星形胶质细胞协助T细胞浸润和通过表达黏附分子和趋化因子去募集其他潜在的APC^[26]。第二步，星形胶质细胞可以获得抗原递呈能力，同时协助T细胞在CNS浸润以及分泌炎性细胞因子如IFN-γ，后者可以提高星形胶质细胞的抗原递呈能力^[27]。在EAE的晚期，星形胶质细胞有助于T细胞的再活化与分化，而不是在T细胞浸润时作为一线APC^[28]。

6 内皮细胞

T细胞进入CNS实质时所遇到的细胞是脑内皮细胞(BEC)，后者形成了BBB的最外层^[29]。为了穿过BBB，T细胞通过表达黏附分子与BEC的相互作用。在生理条件下，BEC几乎不表达MHC-Ⅱ类分子；但在炎性条件下，这些黏附分子、MHC-Ⅱ类分子和协同刺激分子CD40的表达均上调^[30]。BEC可能是T细胞重新激活的理想APC，不仅是因为它位于外周T细胞和充满抗原的CNS之间，而且他们的表面可以进行抗原递呈^[30]。早期的体外实验提示内皮细胞虽然能够在炎性条件下表达MHC-Ⅱ类分子，但仍不能激活和诱导T细胞浸润。近年来体外研究发现有一种人类脑上皮细胞株以胞内溶酶体的方式去摄取可溶性抗原、吸收和加工髓鞘抗原；进一步证明发现这些BEC可以促进共同培养的T细胞增生，提示BEC在炎性条件下允许抗原特异性CD4⁺效应T细胞进入CNS^[31]。另外，小鼠BEC可以递呈抗原并且诱导髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(MOG)特异性Th1和Th17细胞的产生^[31]。

7 小结与展望

T细胞在CNS再激活是EAE病情进展中一个重要步骤。几种细胞类型，尤其是在炎症状态下，均有能力向T细胞递呈抗原并诱导其活化增殖。然而它们的能力差别很大，其中可信度最高的细胞是DC和BAM。小胶质细胞和星形胶质细胞是否与这些细胞协同工作，或者修正它们的功能来改变T细胞的命运，目前仍在争论中。迄今为止除了双光子成像之外，还没有更好的体内研究方法用于观察T细胞与不同APC之间的相互作用，特别是抗原特异性的方式。因此，这些技术的发展和应用对于最终回答这些问题是必不可少的，哪些细胞可以在CNS中充当APC？这些细胞是如何参与T细胞分化的？分化的方向？这些实验的结果将有助于揭开CNS自身免疫的领域一个长期存在的难题，最终有助于重新定义炎性CNS疾病药物开发的新靶点。