ชนิดย่อยของเมมโมรีทีเซลล์และการแปลที่ในเนื้อเยื่อ

เมมโมรีทีเซลล์ไม่ใช่ประชากรเดียว แต่เป็นชุดของชนิดย่อยที่แตกต่างกันตามสถานที่ที่พวกมันเดินทางและความเร็วในการออกฤทธิ์ เซลล์เมมโมรีส่วนกลาง (central memory cells) หมุนเวียนผ่านอวัยวะน้ำเหลืองและเป็นแหล่งสำรองที่สามารถสร้างใหม่ได้; เซลล์เมมโมรีชนิดออกฤทธิ์ (effector memory cells) ตรวจตราเนื้อเยื่อส่วนปลายและเลือดเพื่อการทำงานของเซลล์ออกฤทธิ์อย่างรวดเร็ว; และเซลล์เมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ (tissue-resident memory cells) จะคงอยู่ในเนื้อเยื่อที่เป็นด่านป้องกัน เช่น ผิวหนัง ลำไส้ และปอด ทำหน้าที่เฝ้าระวัง ณ ตำแหน่งที่เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกายเป็นครั้งแรก

Definition

เมมโมรีทีเซลล์เป็นลิมโฟไซต์ชนิดทีที่มีอายุยืนยาวและเคยสัมผัสแอนติเจนมาแล้ว ซึ่งเป็นตัวกลางในการตอบสนองแบบรวดเร็วเมื่อมีการกระตุ้นซ้ำ ประกอบด้วยชนิดย่อยที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปคือ เมมโมรีส่วนกลาง (central memory), เมมโมรีชนิดออกฤทธิ์ (effector memory), และเมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ (tissue-resident memory) ซึ่งแตกต่างกันในการแสดงออกของตัวรับการเคลื่อนที่ (homing receptor expression), ตำแหน่งทางกายวิภาค, และจลนพลศาสตร์การออกฤทธิ์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมชนิดย่อยหลักของเมมโมรีทีเซลล์, ตัวบ่งชี้บนพื้นผิวและตัวรับการเคลื่อนที่ (homing markers) ที่กำหนดพวกมัน, รูปแบบการเคลื่อนย้าย, และแนวคิดของการคงอยู่ในเนื้อเยื่อ เป็นการอธิบายเชิงกลไกในระดับอ้างอิงเกี่ยวกับความหลากหลายของเมมโมรีทีเซลล์ และไม่ครอบคลุมโปรโตคอลการตรวจฟีโนไทป์ทางคลินิก หรือการจัดการทีเซลล์เพื่อการรักษา

Core questions

• อะไรคือความแตกต่างระหว่างเมมโมรีทีเซลล์ส่วนกลาง เมมโมรีทีเซลล์ชนิดออกฤทธิ์ และเมมโมรีทีเซลล์ประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ?
• รูปแบบของตัวรับการเคลื่อนที่ (homing-receptor patterns) กำหนดการเดินทางของชนิดย่อยเมมโมรีแต่ละชนิดได้อย่างไร?
• เมมโมรีทีเซลล์ประจำถิ่นในเนื้อเยื่อสร้างและรักษาสถานะการคงอยู่ในเนื้อเยื่อที่เป็นด่านป้องกันได้อย่างไร?
• การแบ่งงานนี้มีผลต่อการป้องกันในตำแหน่งทางกายวิภาคที่แตกต่างกันอย่างไร?

Key concepts

• เมมโมรีทีเซลล์ส่วนกลาง
• เมมโมรีทีเซลล์ชนิดออกฤทธิ์
• เมมโมรีทีเซลล์ประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ
• ตัวรับการเคลื่อนที่ (เช่น CCR7, CD62L)
• การหมุนเวียนของลิมโฟไซต์
• ภูมิคุ้มกันของเนื้อเยื่อที่เป็นด่านป้องกัน
• การตอบสนองของทีเซลล์แบบเรียกคืน (ทุติยภูมิ)

Key theories

การแบ่งงานระหว่างเมมโมรีส่วนกลางและเมมโมรีชนิดออกฤทธิ์

เมมโมรีทีเซลล์แบ่งออกเป็นชนิดย่อยเมมโมรีส่วนกลางที่เคลื่อนที่ไปยังต่อมน้ำเหลืองและมีความสามารถในการเพิ่มจำนวน และชนิดย่อยเมมโมรีชนิดออกฤทธิ์ที่ตรวจตราเนื้อเยื่อและออกฤทธิ์อย่างรวดเร็ว ซึ่งกำหนดโดยการแสดงออกที่แตกต่างกันของตัวรับการเคลื่อนที่ไปยังต่อมน้ำเหลือง เช่น CCR7

เมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อในฐานะส่วนประกอบที่ไม่หมุนเวียน

ชนิดย่อยของเมมโมรีที่แตกต่างกันจะคงอยู่ในเนื้อเยื่อส่วนปลายอย่างถาวรแทนที่จะหมุนเวียน โดยให้การป้องกันด่านแรกในพื้นที่ ณ พื้นผิวของร่างกายที่เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย

Mechanisms

หลังจากที่การติดเชื้อหายไป ทีเซลล์ที่เคยสัมผัสแอนติเจนที่รอดชีวิตจะพัฒนาไปเป็นชนิดย่อยที่กำหนดโดยการเคลื่อนที่ (trafficking) เป็นส่วนใหญ่ เซลล์เมมโมรีส่วนกลางยังคงมีตัวรับการเคลื่อนที่ไปยังต่อมน้ำเหลือง (lymph-node-homing receptors), หมุนเวียนผ่านอวัยวะน้ำเหลืองทุติยภูมิ, และเพิ่มจำนวนอย่างมากเมื่อถูกกระตุ้นซ้ำ; เซลล์เมมโมรีชนิดออกฤทธิ์จะลดการแสดงออกของตัวรับการเคลื่อนที่ไปยังต่อมน้ำเหลือง, หมุนเวียนผ่านเนื้อเยื่อส่วนปลายและเลือด, และทำหน้าที่ออกฤทธิ์อย่างรวดเร็ว ชนิดย่อยเพิ่มเติมคือ เซลล์เมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ ซึ่งออกจากระบบไหลเวียนโลหิตและคงอยู่ในเนื้อเยื่อบุผิวและเนื้อเยื่อส่วนปลายอื่นๆ ในระยะยาว โดยทำหน้าที่ป้องกันในพื้นที่ทันทีและสามารถกระตุ้นการเตือนภัยในเนื้อเยื่อที่กว้างขึ้นเมื่อพบเชื้อซ้ำ การกระจายตัวที่เสริมกันเหล่านี้ ซึ่งได้รับการทบทวนโดย Mueller และคณะ ทำให้กลุ่มเมมโมรีสามารถครอบคลุมทั้งการเฝ้าระวังในระบบน้ำเหลืองและการป้องกันด่านหน้า

Clinical relevance

การแปลที่ของเมมโมรีทีเซลล์ช่วยอธิบายว่าเหตุใดการป้องกันจึงอาจแตกต่างกันระหว่างระบบและเยื่อบุ และเหตุใดวัคซีนที่สร้างเมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ ณ จุดเข้าสู่ร่างกายจึงอาจให้การป้องกันที่แตกต่างจากวัคซีนที่สร้างเพียงเมมโมรีที่หมุนเวียนอยู่เท่านั้น ข้อมูลนี้จะนำเสนอชีววิทยาในระดับแนวคิด และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการเลือกวัคซีนหรือการตัดสินใจในการติดตามภูมิคุ้มกันทางคลินิก

Evidence & guidelines

กรอบแนวคิดของชนิดย่อยนี้มาจากภูมิคุ้มกันวิทยาเชิงทดลองและในมนุษย์ โดยมีจุดเริ่มต้นจากการระบุเซลล์เมมโมรีส่วนกลางและเซลล์เมมโมรีชนิดออกฤทธิ์โดยใช้ตัวบ่งชี้ และขยายผลด้วยงานวิจัยในภายหลังเกี่ยวกับการคงอยู่ในเนื้อเยื่อ; ข้อกล่าวอ้างในที่นี้อ้างอิงจากการศึกษาปฐมภูมิและบทความทบทวนที่อ้างถึง มากกว่าแนวทางปฏิบัติทางคลินิก

History

เมมโมรีทีเซลล์เคยถูกพิจารณาว่าเป็นประชากรที่สม่ำเสมอมานาน จนกระทั่งการวิเคราะห์โดยใช้ตัวบ่งชี้ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ได้แยกพวกมันออกเป็นชนิดย่อยเมมโมรีส่วนกลางและเมมโมรีชนิดออกฤทธิ์ที่มีศักยภาพในการเคลื่อนที่แตกต่างกัน ในช่วงสองทศวรรษต่อมา การรับรู้ถึงเซลล์เมมโมรีประจำถิ่นในเนื้อเยื่อ ซึ่งไม่หมุนเวียน ได้เพิ่มส่วนประกอบหลักที่สามและปรับกรอบแนวคิดของเมมโมรีให้เป็นระบบที่จัดระเบียบทางกายวิภาค แทนที่จะเป็นกลุ่มหมุนเวียนเดียว

Debates

ชนิดย่อยของเมมโมรีทีเซลล์มีความเสถียรและสามารถเปลี่ยนกลับไปมาได้มากน้อยเพียงใด?

ยังคงมีการถกเถียงกันว่าชนิดย่อยเมมโมรีส่วนกลาง ชนิดออกฤทธิ์ และชนิดประจำถิ่น เป็นสายเลือดที่คงที่หรือเป็นสถานะที่สามารถเปลี่ยนกลับไปมาได้ตามกระบวนการพัฒนา ซึ่งมีนัยยะต่อวิธีการสร้างและรักษาสภาพเมมโมรี

Key figures

• Federica Sallusto
• Antonio Lanzavecchia
• Scott Mueller
• David Masopust
• Francis Carbone
• Thomas Gebhardt

Seminal works

• sallusto-1999
• mueller-2013
• schenkel-masopust-2014

Frequently asked questions

อะไรคือความแตกต่างระหว่างเมมโมรีทีเซลล์ส่วนกลางและเมมโมรีทีเซลล์ชนิดออกฤทธิ์?

เมมโมรีทีเซลล์ส่วนกลางจะเคลื่อนที่ไปยังต่อมน้ำเหลืองและทำหน้าที่เป็นแหล่งสำรองที่สามารถสร้างใหม่ได้ซึ่งจะเพิ่มจำนวนเมื่อมีการสัมผัสซ้ำ ในขณะที่เมมโมรีทีเซลล์ชนิดออกฤทธิ์จะตรวจตราเนื้อเยื่อส่วนปลายและเลือด และทำหน้าที่ออกฤทธิ์อย่างรวดเร็วโดยมีปริมาณสำรองในการเพิ่มจำนวนน้อยกว่า

เมมโมรีทีเซลล์ประจำถิ่นในเนื้อเยื่อคืออะไร?

พวกมันคือเมมโมรีทีเซลล์ที่คงอยู่ในเนื้อเยื่อที่เป็นด่านป้องกันอย่างถาวร เช่น ผิวหนัง ลำไส้ และปอด แทนที่จะหมุนเวียน โดยให้การป้องกันในพื้นที่ทันที ณ ตำแหน่งที่เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกายโดยทั่วไป