在成人正常的皮肤、食管、肺和结肠上皮细胞中，经常会发现可致癌的体细胞突变。其中，暴露于阳光下的正常皮肤由于紫外线（UV）辐射会加重突变频率。在小鼠中，主要通过细胞和组织内在机制调节正常上皮细胞突变；但在人类中，免疫抑制（例如器官移植）通常被认为是破坏 UV 损伤正常皮肤稳态的主要原因。然而，免疫系统在维持突变组织正常生理状态的作用仍然未知。2024 年 12 月 12 日，美国哈佛医学院癌症免疫学中心 Shadmehr Demehri 等研究人员在 Cancer Cell 期刊上发表了一篇题为「Commensal papillomavirus immunity preserves the homeostasis of highly mutated normal skin」的研究论文（图 1）。研究人员表明，角质形成细胞中的共生乳头状瘤病毒特异性 CD8+ T 细胞可以抑制突变克隆，从而维持皮肤内环境稳态。进一步地，p53 缺失会通过破坏 CD8+ T 细胞以增加突变细胞中的乳头状瘤病毒活性。[1]为了确定乳头状瘤病毒和多瘤病毒对维持突变皮肤细胞的影响，研究人员分别将 MmuPV1， MPyV 和它们各自的病毒样颗粒（VLP）定植于免疫正常的背部皮肤，并对小鼠进行每周 3 次的紫外线照射，持续 25 周（紫外线皮肤处理）。完成 UV 皮肤处理后，现与 VLP 对照组相比，MmuPV1 定植的皮肤中慢性紫外线诱导的表皮增生显著减少，在 mmupv1 定植的表皮中，增殖和表皮增生的标志物 Ki67 和角蛋白 6（K6）水平降低（图 2）。与免疫正常的 SKH-1 小鼠的结果一致，MmuPV1 皮肤定植可保护 DNA 修复缺陷小鼠免受慢性紫外线诱导的表皮增生。接下来，研究人员发现突变 p53 克隆是小鼠皮肤对慢性紫外线辐射做出反应时形成的主要致癌克隆。与 VLP 定植的 SKH-1 小鼠相比，MmuPV1 小鼠中突变 p53 克隆大小显著减小。为了阐明乳头状瘤病毒与多瘤病毒在表皮中的不同作用，分别检测了局部感染后皮肤中每种病毒的细胞库。虽然在感染小鼠的整个皮肤中均可检测到 MmuPV1 和 MPyV DNA，但 MmuPV1 DNA/RNA 在表皮中高度丰富，而 MPyV DNA/RNA 在表皮中基本不可测（图 S1T-S1X）。这些发现表明，MmuPV1 定植保护皮肤免受表皮中致癌突变克隆的扩张。图 2. 乳头状瘤病毒皮肤定植可防止紫外线损伤皮肤中突变型 p53 克隆的扩增（图源：[1]）在 MmuPV1 定植的皮肤中 CD8+ T 细胞控制突变型 p53 克隆为了研究 T 细胞免疫在 MmuPV1 感染与阻断突变型 p53 克隆扩增之间的作用，研究人员首先检测了紫外线处理皮肤后的 T 细胞数量。UV 处理后，在 MmuPV1 定植的表皮中，与 VLP 对照相比，MmuPV1 中突变型 p53 克隆浸润的 CD3+ T 和 CD8+ T 细胞数量显著较高。值得注意的是，无论 p53 是否突变，在 MmuPV1 定植的突变 p53 克隆中，缺乏耗竭标志物 TOX、CD39 或 TIM3 的 CD137+ 活化 CD8+ T 细胞增多（图 3）。进一步地，研究人员对 MmuPV1 定植的小鼠背部皮肤和 VLP 定植的小鼠背部皮肤进行了空间转录组学分析，结果显示与 MmuPV1 和 VLP 定植皮肤的非克隆表皮相比，在 MmuPV1 定植皮肤的 p53 突变克隆中，表达 cd8a 细胞的百分比增加。为了研究 CD8+ T 细胞对突变克隆调控中的影响，在 UV 处理期间使用抗 cd8b 抗体去除 CD8+ T 细胞，随后进行近红外辐射。结果表明在 UV 处理的皮肤中，mmupv1 诱导的 CD8+ T 细胞免疫是抑制突变型 p53 克隆扩增的必要条件。图 3. CD8+ T 细胞免疫阻断了突变型 p53 克隆在 mmupv1 定植表皮中的扩增（图源：[1]）MmuPV1 特异性 CD8+ T 细胞/MmuPV1 轴阻断皮肤中突变型 p53 克隆的扩增接着课题组探究了研究了突变型 p53 在胸腺中的克隆动力学，以表征 MmuPV1 特异性 T 细胞是否负责影响被 MmuPV1 感染的突变型 p53 克隆。接受 MmuPV1 经历过 CD8+ 记忆 T 细胞的 MmuPV1 定植的 B6 裸鼠未出现疣。相比之下，接受过 mpyv 的 CD8+ 记忆 T 细胞或 PBS 的 B6 裸鼠在 MmuPV1 皮肤感染后出现了严重的疣负荷。进一步实验表明，病毒特异性 CD8+ T 细胞通过靶向角蛋白细胞表达的 MmuPV1 抗原来阻断突变型 p53 克隆的扩增。（图 4）图 4. CD8+ T 细胞免疫阻断了突变型 p53 克隆在 mmupv1 定植表皮中的扩增（图源：[1]）p53 缺陷形成细胞中乳头状瘤病毒活性的增加导致其被 CD8+ T 细胞清除在广泛定植 MmuPV1 的正常表皮中， p53 缺失导致突变克隆中病毒抗原呈递增强，从而触发 T 细胞应答。在 MmuPV1 感染 WT 和 p53 敲除小鼠模型中发现，与 WT 角质形成细胞相比，p53 KO 中的 MmuPV1 DNA 和 RNA 水平显著增加。相反，p53 缺失未增加角质形成细胞中的 MPyV DNA 或 RNA 水平。此外，UV 诱导的 p53 突变蛋白过表达并没有抑制 p53 KO 角质形成细胞中 MmuPV1 活性。然而，在 MmuPV1 定植的小鼠中，去除 CD8+ T 细胞使 MmuPV1 感染的 p53 KO 角质形成细胞形成肿瘤（图 5）。进一步地，研究人员发现 CD8+ T 细胞优先靶向表皮中 mmupv1 定植的突变型 p53 克隆。图 5. p53 缺失上调角质形成细胞中 MmuPV1 的活性，导致其被 CD8+ T 细胞清除为了将以上发现扩展到人类，课题组研究了嗜皮性 β 型 HPV 在紫外线损伤的人类皮肤中突变克隆调节中的作用。利用年龄匹配的面部阳光损伤和受阳光保护的躯干皮肤队列，发现面部皮肤中有突变型的 p53 克隆，但躯干皮肤中无突变型 p53 克隆。针对 25 种 β-HPV 型的 E6 RNA 原位杂交表明，面部皮肤的 β-HPV RNA 水平显著高于躯干皮肤，且正常人皮肤含有 β-HPV 特异性 CD8+ T 细胞。与面部或躯干皮肤的非克隆性相比，面部皮肤的突变 p53 克隆中浸润的 CD3+ T 和 CD8+ T 细胞数量较多。（图 6）图 6. β-HPV 活性在日光损伤的正常人类皮肤中增加总体而言，免疫系统在控制癌症发生和进展中的作用已得到充分证实。这项发现建立了一种潜在机制，使抗病毒 CD8+ T 细胞能够精确地靶向病毒定植的突变细胞，而不影响正常上皮中病毒定植的非突变细胞。具体而言，课题组发现 MmuPV1 刺激表皮中的 CD8+ T 细胞免疫对紫外线诱导的突变型 p53 克隆扩增具有保护作用。突变型 p53 角质形成细胞中 MmuPV1 活性的增加导致突变型细胞被 MmuPV1 特异性 CD8+ T 细胞清除。而对暴露于阳光下和不暴露于阳光下的皮肤的研究表明 β-HPV 和 T 细胞免疫在人类突变克隆扩增中协调发挥有益作用。通过增强皮肤中的抗 HPV T 细胞免疫来促进皮肤稳态和预防癌症，可能为临床提供一种新的治疗策略。（图 7）[1] Son et al., Commensal papillomavirus immunity preserves the homeostasis of highly mutated normal skin, Cancer Cell (2024), https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.11.013.
