T细胞命名终于有人管了！（附scRNA T细胞注释工具推荐）
T细胞命名终于有人管了！（附scRNA T细胞注释工具推荐）
最近T细胞又成了炙手可热的话题，先是Treg成了今年的“诺奖细胞”，前两天又有一篇重磅文章发布在Nature，定义了T细胞的统一命名法。今天我们来掰扯掰扯T细胞到底该怎么分类，以及在单细胞的世界，我们应该怎么注释T细胞。
看看这豪华的阵容，来源见图
背景
1990年代，四色流式足以把T细胞分成TCM和TEM两大类。但单细胞时代，研究者们发现，T细胞是一个连续谱，而非几个离散的"细胞类型"。因此，各种五花八门的注释出现了：有的文章使用marker为亚群命名，有的通过基因集富集从功能上起新名字。
问题出在哪？
- 同一术语，不同定义：TCM在人用CCR7定义，小鼠用CD62L；有人强调迁移能力，有人强调增殖潜能
- 新亚群命名"野蛮生长"：TSCM、MPEC、SLEC、LLEC、TPEX……层出不穷
- 功能、迁移、分化状态混为一谈：TEM这个名字里既有"effector"又有"memory"，到底强调哪个？
为了解决这些问题，在2020年的 Keystone T cell memory 会议上，参会者们提出了三点建议。
Box 1, Masopust et al., 2025
简单概括就是：
- 方法部分必须写清楚你的定义
- 应有一个标准化的命名“辞典”和marker对照表
- 应有一个包容新技术和新发现的分类系统
写明定义
其中，第一条建议是给期刊和广大科研人员的。举几个例子，规范的文章应该这么写：
示例1 基于流式表型的基础定义
- 结果部分：我们比较了初始CD4+ T细胞（CD4+ TN）、活化CD4+ T细胞（CD4+ TA）和记忆CD4+ T细胞（CD4+ TM）群体。
- 方法学部分：我们基于流式细胞术表型定义CD4+ T细胞。CD4+ TN定义为CD44low CD62L+；CD4+ TA定义为CD44hi CD62L−，且已知在分析前一周内受到抗原刺激；CD4+ TM定义为CD44hi，且特异性病原体被认为在分析前至少1个月已被清除。
示例2： 组织驻留记忆细胞的定义（涉及功能验证）
- 结果部分：我们研究了纵隔淋巴结中流感病毒特异性的弥散型组织驻留记忆CD8+ T细胞（CD8+ TDRM）。
- 方法学部分：我们使用CD69+ CD62L− 流式表型定义CD8+ TDRM。之前的研究已通过联体鼠（parabiont）实验证明，流感特异性的CD69+ CD62L− CD8+ T细胞具有组织驻留特性，表现为在联体鼠间极少发生平衡（引用相关文献）。
示例3： 基于单细胞转录组的细胞定义
- 结果部分：我们通过单细胞RNA测序分析了耗竭祖细胞CD8+ T细胞（TXp）的表达谱。
- 方法学部分：我们将聚类中所有高表达TCF7、PDCD1和CXCR5的CD8+ T细胞定义为TXp。
统一的模块化命名系统
为了解决上文提到的第2、3个问题，作者们提出了一个模块化的命名系统，分别从lineage、功能、迁移、分化、抗原等方面定义了不同的字母缩写和角标。
Fig 1，Masopust et al., 2025
参考翻译：
| 模块 | 选项 | 含义 |
|---|---|---|
| 谱系 | CD4+, CD8+, γδ+ | 细胞谱系 |
| 迁移 | S | 可进入淋巴结 |
| D| 无法进入
| U| 未知迁移能力
迁移下标| B| 血液分离
| R| 组织驻留
| W| 广泛循环
分化| N| 初始型
| A| 活化型
| M| 记忆型
| X| 耗竭型
| G| 无能型
分化下标| p| 前体
| t| 终末
抗原| 0| 抗原已清除
| +| 抗原持续存在
举例：
- CD8+ TSM0 = 可进入淋巴结的CD8+记忆T细胞，抗原已清除（对应传统TCM）
- CD8+ TDRM = 无法进入淋巴结的CD8+组织驻留记忆T细胞（对应传统TRM）
- CD8+ TDXp+ = 无法进入淋巴结的CD8+耗竭祖细胞，抗原持续存在（对应TPEX）
这套命名法的好处是：不强迫你声称没测过的属性。比如你只知道细胞是CD62L−CCR7−，从血里分离的，那就写CD8+ TDB，不用纠结它到底是TEM还是TPM还是exTRM。
基于亚群的命名辞典
除了提出新的分类系统，文章还总结了现有的T细胞亚群以及标准化的定义，方便研究者们查询。 搬运一下：
主要分化状态
| 状态 | Human | Mouse | 说明 |
|---|---|---|---|
| Naive | CCR7hi, CD45RA+, CD45RO−, CD95− | CD62L+, CD44low, CD11alow, CD122low | 未经抗原刺激 |
| Activated | CD69+, CD25hi, KLF2low, Ki67+, HLA-DR+, CD38hi | CD69+, CD25+, KLF2low, Ki67+ | 近期受刺激 |
| Memory | CD11ahi, CD95+, CD58+, CD49d+ | CD44hi, CD11ahi, CD127+ | 长寿命，相对静息 |
| Anergic | 标志不明确 | CD44+, FR4+, CD73+, FOXP3−, CD304+, CXCR5− | 低反应状态 |
| Virtual Memory | 标志不明确 | CD44hi, CD49dlow, CD62Lhi, CD122hi | 无抗原刺激下部分分化 |
CD8+ T细胞亚群
| 亚群 | Human | Mouse | 说明 |
|---|---|---|---|
| SLEC | CCR7−, CD45RA+, KLRG1+, TCF1low, T-bethi, CX3CR1+, CD127low, CD27−, CD57+ | KLRG1+, CD127low | 高细胞毒性，难以存活至记忆期 |
| MPEC | 缺乏通用marker | CD127+, CD27+, KLRG1low, TCF1+, T-betint, CD62L+/−, CX3CR1−, CXCR3+ | 高概率分化为记忆细胞 |
| EEC | KLRG1low, CD127−, CXCR3+, T-bet+, TCF1low, IFNγ+, TNF+ | KLRG1low, CD127−, CXCR3+, T-bet+, TCF1low, IFNγ+, TNF+ | 尚未分化为SLEC或MPEC |
| LLEC | KLRG1hi, CD127int, CX3CR1hi, GZMBhi | KLRG1hi, CD127int, CX3CR1hi, GZMBhi | 长寿命但增殖能力弱 |
CD4+ T细胞亚群
| 亚群 | Human | Mouse | 转录因子 |
|---|---|---|---|
| TH1 | CXCR3+, CCR4−, CCR6−, CXCR5−, T-bet+, IFNγ+ | T-bet+, IFNγ+ | T-bet |
| TH2 | CRTh2+, CXCR3−, CCR4+, CCR6−, CXCR5−, GATA3+, IL-4+/IL-5+/IL-13+ | GATA3+, IL-4+/IL-5+/IL-13+ | GATA3 |
| TH9 | CXCR3−, CCR4+, CCR6−, CXCR5−, CCR8+, PU.1+, IL-9+, PPARγ+(皮肤) | PU.1+, IL-9+ | PU.1 |
| TH17 | CXCR3−, CCR4+/−, CCR6+, CXCR5−, RORγt+, IL-17+ | RORγt+, IL-17+ | RORγt |
| CD4+ CTL | GZMB+, CCR7−, CD27−, 可表达CD95 | GZMB+, CCR7−, CD27−, 可表达CD95 | — |
| TFH | CXCR5+, BCL6+ | CXCR5+, BCL6+ | BCL6 |
| GC TFH | — | BCL6hi, CXCR5hi, PD-1hi, ICOS+, FR4hi, PSGL1low | BCL6 |
| MZ TFH | — | BCL6low, CXCR5low, PD-1low, FR4low, PSGL1hi | BCL6 |
| TFHM | CXCR5+, BCL6+, CXCR4+, FOXP3− | TCF1+, FR4+, P2RX7+, CXCR4+ | BCL6 |
| Treg | FOXP3+, CD25hi, CD127low, CTLA4hi, GITRhi | FOXP3+, CD25hi, CD127low, CTLA4hi, GITRhi | FOXP3 |
| tTreg | FOXP3+, CD25hi, CCR7hi, CD45RA+, CD45RO− | FOXP3+, CD62L+, CD44low, Neuropilin-1hi, Helioshi | FOXP3 |
| pTreg | FOXP3+, CCR7hi, CD45RA+, CD45RO− | FOXP3+, CD62L+, CD44low, Neuropilin-1low, RORγt+或GATA3hi, Helioslow/int | FOXP3 |
| eTreg | FOXP3hi, CD45RO+, CCR8hi, ICOShi, IRF4+ | FOXP3hi, CD62L−, CD44hi, BLIMP1+, IL-10+, TGFβ+ | FOXP3 |
| TFR | CXCR5+, FOXP3+, GITR+ | CXCR5+, PD-1+, BCL6+, FOXP3+, GITR+ | FOXP3, BCL6 |
Memory亚群
| 亚群 | Human | Mouse | 说明 |
|---|---|---|---|
| TCM | CD62L+, CCR7+, CD27+, CX3CR1−, CD45RO+, CD45RA− | CD44hi, CD62L+, CD122hi, TCF1+, CCR7+, CD103−, CX3CR1− | 可循环进入淋巴结 |
| TEM | CCR7−, CD45RA−, CD62L− | CD44hi, CD62L− | 不能直接进入静息淋巴结 |
| TEMRA | CCR7−, CD45RA+, CD27−, CX3CR1hi, CD57+ | — | 人类特有术语 |
| TRM | KLF2low, CD69+, CD62L−, CCR7−, 常CD103+, TCF1low, CD49a+, CD101+, CXCR6+ | KLF2low, CD69+, CD62L−, CCR7−, 常P2RX7+, CD103+, TCF1low, CD49a+, CD101+, CXCR6+ | 组织驻留，不循环 |
| ExTRM | — | 表型类似TEM或TCM，可能保留升高的CD43 (1B11克隆) | 曾为TRM，重新进入循环 |
| TPM | CD45RA−, CCR7int, CD27+ | CX3CR1int, CCR7int, CD27+ | 在非淋巴组织和血液间循环 |
| TSCM | CD95+, CCR7+, CD27+, CD28+, CD45RA+, Eomes− | CD44low, CD62L+, CD122+, CD27+, Sca-1+, CD127+ | 干细胞样，高增殖分化潜能 |
耗竭相关亚群
| 亚群 | 关键Markers | 说明 |
|---|---|---|
| TPEX | PD-1+, TOX+, TCF1+, BCL6+, SLAMF6+, CXCR3+, LEF1+, CD28+, CD73+, XCL1+, CXCR5+, TIM3−, CD39−, CX3CR1lo/int, GZMB− | 可自我更新，ICB治疗后增殖 |
| TEX-int | PD-1+, TOX+, TIM3+, T-bet+, GZMB+, Perforin+, IFNγ+, CX3CR1+, TCF1−, SLAMF6−, CD101− | 保留效应功能 |
| TEX-term | PD-1+, TOX+, TIM3+, GZMB+, CD39+, 2B4+, CD101+, TCF1−, SLAMF6−, CX3CR1−, CXCR3− | 增殖能力弱，功能受损 |
Innate-like T细胞
| 亚群 | Human | Mouse |
|---|---|---|
| MAIT | CD3+, MR1-5OPRU tetramer+；血液：CD3+, CD161+, Vα7.2+ | CD3+, TCRβ+, MR1-5OPRU tetramer+ |
| iNKT | CD3+, CD1d-αGalCer tetramer+；血液：CD3+, Vα24J18+或Vα24+/Vβ11+ | CD3+, TCRβ+, CD1d-αGalCer tetramer+ |
| γδ T (血液) | 多为Vγ9Vδ2+: CD161+, NKG2A+, CCR5+, CD16+(活化后)；Vδ1+: TIGIT+, CD31+, CD127+, CD62L+, NKG2D+ | — |
| γδ T (肠道) | 多为Vδ1+: CD103+, CD38+, CD69+, CD101+, TIGIT+ | Vγ7+ IEL: TIGIT+, CD69+, CD122+, LAG3+, Thy1−, ~85% CD8αα+, Fcεr1γ+, CD3hi, CD5low |
| γδ T (皮肤) | 多为Vδ1+: NKG2D+, CD69+, CXCR4+, CD44+, CD28− | 表皮Vγ5Vδ1+ DETC: CD45RBhi, CD3hi, CD103+；真皮Vγ6Vδ1+: CD44+, CD69+, CD103+, CCR6+ |
| γδ T (脾/淋巴结) | — | γδIFNγ (Vγ1+): CD27+, CD44+, CCR6−；γδ17 (Vγ4+): CD44hi, CD27−, CCR6+, IL-17A+ |
| CD8αα+ TCRαβ | 多数HLA-DRhi | TL tetramer+, CD8β− |
| DN T | TCR+, CD3+, CD4−, CD8αβ−, CD56− | TCR+, CD3+, CD4−, CD8αβ−, NK1.1− |
| Extrathymic DP | TCR+, CD3+, CD4+, CD8 (αα或αβ)+ | TCR+, CD3+, CD4+, CD8 (αα或αβ)+ |
两种分类法的对比
虽然做了大量工作整合各个T细胞亚群的定义，作者们仍然提倡尽快适应新的模块化命名法。以下是两种分类方法的直观对比：
Fig 2, Masopust et al., 2025
...以及同一个细胞如何在不同层级命名：
Fig 3, Masopust et al., 2025
小编附录：T细胞注释工具推荐
T细胞命名的统一化，对于生信工作者来说肯定是好事，这样能更好的横向整合不同数据集了。 细胞注释这一块，层级化、模块化，也将成为各种数据库或工具的发展方向。
在这篇说明发布以前，也有许多研究者致力于开发统一的（T细胞）注释工具，比如：
1. starCAT/TCAT (T-CellAnnoTator) （Nature Methods, 2025)
harmony包的开发者Raychaudhuri Lab今年发布在NM上的快速T细胞注释工具，不依赖聚类，而是量化46个预定义的基因表达程序(GEPs)，涵盖增殖、细胞毒性、耗竭、TH极化等核心功能。GitHub（https://github.com/immunogenomics/starCAT）和网页版（https://immunogenomics.io/starcat/）。
网页版不依赖云端，而是在本地运行的。
2. STCAT (Science Bulletin, 2025)
构建了目前最大的人类T细胞参考（134万细胞），分为33个亚型、68种亚型+状态组合。采用层级模型+marker校正。也有网页版（https://guolab.wchscu.cn/TCellAtlas/#/）和GitHub（https://github.com/GuoBioinfoLab/STCAT）
3. CellTypist （Science, 2022）
网页版（https://www.celltypist.org/ ），也有命令行版在Github（https://github.com/Teichlab/celltypist）
由大牛组Teich Lab开发的基于逻辑回归的快速分类器，配合majority voting提高稳定性。有现成的模型（免疫细胞）可用于预测新数据的细胞类型。网页版还提供“细胞百科全书”可以迅速查询某种细胞的标记基因。
4. CZ CELLxGENE （NAR, 2025）
网页（https://cellxgene.cziscience.com/）。这不只是注释工具，更是一个包含9300万+细胞、700+细胞类型的数据平台（所有数据都提供h5ad格式下载）。它的Cell Guide能查询某种细胞的所有详细信息，并显示细胞谱系的ontology、标记基因等等，非常方便。
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参考文献：
- Masopust D, et al. Guidelines for T cell nomenclature. Nat Rev Immunol. 2025. doi:10.1038/s41577-025-01238-2
- Kotliar D, et al. Reproducible single-cell annotation of programs underlying T cell subsets, activation states and functions. Nat Methods. 2025;22(9):1964-1980.
- Guo X, et al. An automatic annotation tool and reference database for T cell subtypes and states at single-cell resolution. Sci Bull. 2025.
- Domínguez Conde C, et al. Cross-tissue immune cell analysis reveals tissue-specific features in humans. Science. 2022;376(6594):eabl5197.
- CZI Cell Science Program, et al. CZ CELLxGENE Discover: a single-cell data platform for scalable exploration, analysis and modeling of aggregated data. Nucleic Acids Res. 2025;53(D1):D886-D900. doi:10.1093/nar/gkae1142