眼睛透明角膜的活细胞成像显示了一种令人惊讶的常驻物——围绕在角膜组织周围的特化免疫细胞，准备攻击病原体。

“我们认为中央角膜没有任何免疫细胞，”在马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学研究角膜免疫疾病的临床科学家Esen Akpek说。

奥地利昆德制药公司诺华的免疫学家塔尼玛·博斯说，这项研究发表在5月24日的《细胞报告》上，它可以帮助研究人员更好地了解影响眼睛的疾病，并开发针对眼睛表面感染的治疗方法。

论文合著者、澳大利亚墨尔本大学的免疫学家斯科特·穆勒(Scott Mueller)说，角膜对感染的反应减弱，部分原因是攻击性免疫细胞会破坏组织的透明层，阻碍视力。由于这个原因，免疫细胞(例如树突细胞和巨噬细胞)对感染做出快速而粗糙的反应，它们主要驻留在角膜的外层，只有在需要的时候才会出现。

但在人体的几乎每一个组织中都有被称为T细胞的长寿免疫细胞，它们会迅速攻击它们之前遇到的病原体——这个过程被称为“免疫记忆”。穆勒和他的同事想知道这些细胞是否存在于角膜中。

利用强大的多光子显微镜研究活组织，研究人员检查了眼睛感染了单纯疱疹病毒的小鼠的角膜。他们发现，细胞毒性T细胞和辅助T细胞(免疫记忆的前体)已经渗入角膜，并在感染后持续存在了一个月。进一步的研究，包括更具侵入性的显微镜技术，揭示了细胞毒性T细胞已经发展成为驻留在角膜内的长寿命记忆细胞。

然后，研究人员使用活细胞成像技术观察6名健康成年人的角膜。他们发现，这些细胞在形状、大小和速度上都与在小鼠体内巡逻的T细胞相似。穆勒说，这是一个“灵光一现的时刻”。穆勒说:“看到角膜中确实存在免疫记忆，我们有些惊讶和高兴。”穆勒目前正致力于从器官捐赠者那里获取组织，以确认人体巡逻细胞的确切类型。

研究人员说，这些发现可以提高对诸如慢性干眼症、自身免疫性疾病患者的渐进性角膜丧失以及角膜移植排斥等疾病的理解。

Akpek想知道这些长期存活的免疫细胞是否与带状疱疹有关——带状疱疹是一种由水痘-带状疱疹病毒引起的疼痛皮疹，在美国约有三分之一的人在他们的一生中受到影响。约8%的带状疱疹病例发生在眼睛，可导致视力下降。Akpek说:“这让我怀疑复发带状疱疹感染的个体的记忆T细胞是否有问题。”

论文背景

人体的屏障组织经常与病原体接触，并包含免疫细胞网络，帮助保护免受感染。某些组织，如眼角膜和大脑，被认为具有免疫特权，其免疫细胞网络以及抑制局部炎症的免疫调节通路更为有限。然而，眼睛对感染的免疫反应能发生。在某些情况下，强烈的免疫反应会导致疾病和失明，但大多数免疫反应不会破坏眼睛的正常功能。角膜内巨噬细胞和树突状细胞(DCs)以静息稳定状态存在，而其他免疫细胞，包括T细胞，在感染过程中被招募。进入角膜的效应T细胞的命运尚未确定。此外，目前尚不清楚T细胞是否在角膜中持续存在并形成免疫记忆群体。

眼睛由视网膜、虹膜和最前面的一层角膜组成。角膜的透明度对视力的清晰度起着关键作用。角膜基质层占角膜厚度的大部分。紧密堆积的上皮细胞形成角膜的外层，为防止异物进入眼睛提供了一个关键的屏障。角膜缺乏明显的血管和淋巴管，这也有助于角膜的透明度。角膜-巩膜交界处，也被称为角膜缘，将角膜与巩膜分隔开来。

角膜微环境具有抗炎和免疫抑制作用。尽管如此，仍有几种机制可以防止病原体入侵。在包括单纯疱疹病毒(HSV)在内的眼部感染期间，T细胞被招募到组织中，并可导致基质角膜炎等免疫病理病变。在HSV感染的临床阶段，CD4+ T细胞协调了许多方面的疾病。CD8+ T细胞也会渗入角膜，并有助于角膜内的病毒控制。

随着T细胞反应的扩张和收缩，形成了一个扩展的记忆细胞池，通过增加染色质可及性、快速产生细胞因子和增殖潜能，能够启动对继发性感染的有力反应。记忆T细胞群包括效应记忆(TEM)和中央记忆(TCM) T细胞，它们在血液中循环并通过组织。组织驻留记忆T (TRM)细胞也在身体的许多组织中形成，包括皮肤、肺、肠道、肝脏和大脑。与TEM和TCM细胞不同，TRM细胞在组织中驻留时间较长，许多是永久性的。TRM细胞表达不同的表面标记物，包括CD69和在皮肤等组织中表达整合素CD103。TRM细胞还下调鞘氨醇1磷酸受体1 (S1PR1)和CCR7，这是细胞通过淋巴排出组织所需要的。与记忆T细胞的循环池相比，TRM细胞可以提供更好的保护，可以通过快速产生细胞因子和趋化因子来从循环中招募免疫细胞，从而促进抗病毒状态。组织内TRM细胞的形成和维持需要一个信号程序，包括白细胞介素-15 (IL-15)和转化生长因子β (TGF-β)。

目前还不清楚，在感染后，记忆T细胞是否会在角膜中形成，这些细胞是否会分化成TRM细胞，从而有助于局部免疫。

在这项研究中，检测了HSV感染后小鼠角膜中的T细胞反应。结果表明，HSV感染后，大量的病毒特异性T细胞进入角膜。使用活体双光子显微镜，证明这些效应T细胞是高度活跃的，存在于角膜基质和上皮细胞中。人体活体成像也发现角膜上皮中存在运动免疫细胞。发现，组织驻留记忆T细胞在角膜局部感染清除后形成，它们继续在角膜组织中巡逻。发现角膜组织驻留记忆T的形成需要局部抗原信号。最后，证明了角膜组织驻留记忆T细胞可以对再攻击做出局部反应，而循环记忆T细胞在再次攻击后被迅速招募到角膜，在那里它们可以形成继发性组织驻留记忆T。

doi: https://doi.org/10.1038/d41586 - 022 - 01578 - 2