NKT細(xì)胞亞群研究進展及其在移植免疫中的作用

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·綜述·

NKT細(xì)胞亞群研究進展及其在移植免疫中的作用

師煜博 綜述,黃建敏 審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西南寧 530021)

關(guān)鍵詞:NKT細(xì)胞；CD1d；移植免疫

自然殺傷T細(xì)胞(NKT細(xì)胞)是一類共表達NK細(xì)胞受體及恒定T細(xì)胞受體(TCR)的特殊細(xì)胞亞群[1]，既不同于T、B淋巴細(xì)胞，亦區(qū)別于自然殺傷(NK)細(xì)胞，該TCR與高度偏向的Vs鏈(主要為Vβ8.2)相關(guān)，由Vα14和Jα281基因節(jié)段所編碼[2]。TCRVα24片段通常和Vβ11片段相結(jié)合，NKT細(xì)胞活化后能迅速分泌大量白細(xì)胞介素4(IL-4)等細(xì)胞因子促進Th2型應(yīng)答，NKT細(xì)胞可識別CD1d提呈的糖脂類抗原，且具CD1d識別限制的特殊性質(zhì)[3]。因此，NKT細(xì)胞作為先天免疫性淋巴細(xì)胞，在移植免疫和機體免疫調(diào)節(jié)研究中發(fā)揮重要作用。本文對NKT細(xì)胞亞群在移植免疫研究做一綜述。

1NKT細(xì)胞亞群分類

NKT細(xì)胞為特殊的一類T淋巴細(xì)胞，屬非均一高度保守的T細(xì)胞亞群，為CD4+或CD4-CD8-雙陰性(DN)表型及部分CD4-CD8+表型，表達NK細(xì)胞表面標(biāo)記分子如：NK1.1/NKR-P1A (人類為CD161)、白細(xì)胞介素2受體(IL-2R)β鏈(CD122)，不完全恒定的TCR，Ly-49受體家族、CD3、CD5、CD161、Thy1，以及記憶/活化表型分子標(biāo)記如：CD44high、D69high及Ly6Chigh。 TCR中分別編碼鼠類非可變的重組α-為Vα14-Jα281片段與人類同源性的為Vα24片段，及一定數(shù)目的β-(小鼠主要為Vβ8，人類為Vβ11)[4]。多數(shù)NKT細(xì)胞具有高度偏移性及保守TCR所有組成成分[5]，這群細(xì)胞常被稱之為恒定NKT細(xì)胞(iNKT細(xì)胞)[6]。iNKT細(xì)胞可通過調(diào)節(jié)達到維持有效的宿主防御，同時預(yù)防不可控的外界因素刺激與潛在的自身免疫性疾病[7]。研究表明，iNKT可有效激活一些免疫細(xì)胞，如樹突狀細(xì)胞(DC細(xì)胞)、NK細(xì)胞與T細(xì)胞。予以高親和力CD1d的配體α-乳糖?；拾贝?α-GalCer)，可致iNKT短暫的激活作用，之后，則出現(xiàn)長期無反應(yīng)性卻限制其治療效應(yīng)。雖然無法直接證實iNKT如傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)T細(xì)胞[CD4+CD25+FoxP3+T細(xì)胞或分泌白細(xì)胞介素10(IL-10)的Tr1細(xì)胞]，可在體外實驗中直接抑制T細(xì)胞，但在誘導(dǎo)的前房相關(guān)免疫偏離(ACAID)與在眼內(nèi)注射抗原所致的外周耐受免疫模型中，僅iNKT可遞呈抗原并引起免疫應(yīng)答。實際上，CD1d或Vα14 NKT細(xì)胞缺陷無法形成系統(tǒng)性耐受[8]，而Kathrin等[9]的實驗證明，當(dāng)以α-GalCer載入可溶性CD1d重組體分子α-GalCer/sCD1d中，并反復(fù)予以α-GalCer/sCD1d，成熟小鼠可通過分泌干擾素γ(IFN-γ)激活DC細(xì)胞，同時亦可持久性激活iNKT和NK細(xì)胞，其激活作用是一致的。

2NKT細(xì)胞發(fā)育和分化

Lehuen等[10]的研究表明，NKT細(xì)胞在胸腺內(nèi)外發(fā)育。胸腺內(nèi)，其發(fā)育過程與T細(xì)胞極為相似，在CD4+CD8+雙陽性(DP)選擇階段中，NKT細(xì)胞從T細(xì)胞系分化發(fā)育的主流過程中分化出來[10]，富集Vα14和Vβ8TCR。CD11b-DC參與NKT細(xì)胞在胸腺和胸腺外器官中的DP表型形成過程。NKT細(xì)胞源自胸腺細(xì)胞的組成部分，隨機產(chǎn)生活性CD1d的TCR，經(jīng)典TCR由Vα14-Jα18與Vβ8.2、Vβ7或Vβ2所組成。當(dāng)上述細(xì)胞與其他胸腺細(xì)胞(該細(xì)胞型在胸腺內(nèi)細(xì)胞選擇中起重要作用)所表達的CD1d分子接觸后，將分化為NKT細(xì)胞系[11]。在選擇NKT細(xì)胞時，可明確與其他T細(xì)胞類型相區(qū)別，因其表達NK細(xì)胞的受體，為活化/記憶表型，及具有與TCR信號接觸后迅速釋放高水平細(xì)胞因子的能力[2]。NKT細(xì)胞個體差異較大，當(dāng)機體中其數(shù)量較少則導(dǎo)致多種免疫缺陷疾病。據(jù)NKT細(xì)胞發(fā)育是否依賴CD1d，將其分為CD1d依賴性和CD1d非依賴性NKT 細(xì)胞。大多數(shù)CD4+NKT細(xì)胞和CD4-CD8-NKT細(xì)胞發(fā)育均依賴CD1d，而CD8+NKT細(xì)胞屬CD1d非依賴性的。

3NKT細(xì)胞生物學(xué)活性特點及其活化

NKT細(xì)胞識別抗原的顯著特征為CD1d限制性。NKT細(xì)胞的抗原識別與常規(guī)的T細(xì)胞和NK細(xì)胞不同，傳統(tǒng)的CD8+T細(xì)胞識別由經(jīng)典的Ⅰ類主要組織相容性復(fù)合物(MHC-Ⅰ)提呈的肽類抗原,NK細(xì)胞主要識別自身細(xì)胞表面缺少或改變的MHC-Ⅰ抗原的細(xì)胞,NKT細(xì)胞識別與MHC-Ⅰ類似的由CD1d分子提呈的特異糖脂類抗原[12]。研究發(fā)現(xiàn)CD1d基因缺陷可抑制小鼠Vα14 NKT細(xì)胞的發(fā)育，在陽性選擇中，CD1d分子在表達Vα14的不成熟NKT細(xì)胞生長發(fā)育起重要作用。Vα14y/β8.2轉(zhuǎn)基因受體表達地重組活化基因-1缺陷小鼠(該基因缺陷小鼠體內(nèi)雖其他淋巴細(xì)胞數(shù)量有不同程度缺失)，可使Vα14 NKT發(fā)育。各研究表明，Vα14y/β8.2并非常規(guī)T細(xì)胞的受體而是NKT細(xì)胞抗原受體。在嚙齒類動物體內(nèi)，可由非經(jīng)典的MHC-Ⅰ類分子CD1d分子遞呈糖脂類抗原如：α-GalCer及糖基磷脂酰肌醇-錨蛋白?，F(xiàn)已明確一些內(nèi)源性和外源性糖脂可激活NKT細(xì)胞[13]。α-GalCer是一種人工合成的糖脂抗原，NKT細(xì)胞可識別細(xì)胞類脂質(zhì)或純化磷脂且與α-GalCer相區(qū)別。初期研究僅發(fā)現(xiàn)NKT細(xì)胞識別由CD1d分子提呈的α-GalCer。該分子中半乳糖和鞘氨醇上的羥基為NKT細(xì)胞TCR特異性識別部位，可激活NKT細(xì)胞，但α-GalCer并不激活其他淋巴細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)NKT不僅在自身免疫性疾病起調(diào)控作用，且通過大量生產(chǎn)IL-4與IFN- 等細(xì)胞因子，在Th1或Th2類型轉(zhuǎn)變中扮演重要角色[14]。α-carba-GalCer可促進其產(chǎn)生Th1型的細(xì)胞因子[15]。NKT細(xì)胞既產(chǎn)生Th1細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子IL-2和IFN-γ，Th2細(xì)胞分泌的IL-4和IL-10，同時產(chǎn)生CD8+T細(xì)胞分泌的如穿孔素、顆粒酶等細(xì)胞因子以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[16]。Vα14 NKT細(xì)胞另一作用是參與白細(xì)胞介素12(IL-12)介導(dǎo)的腫瘤殺傷效應(yīng)[17]。NKT細(xì)胞在多種免疫反應(yīng)過程中起調(diào)節(jié)作用，NKT細(xì)胞的主要免疫激活功能依賴α-GalCer的刺激，僅少數(shù)研究報道α-GalCer的刺激為免疫抑制效應(yīng)。NKT細(xì)胞易利用同源糖脂類抗原進行免疫調(diào)節(jié)，如海洋源性的海綿鞘糖脂α-GalCer。該特性可用于癌癥防治、感染或自身免疫性疾病的干預(yù)[4]。

4NKT細(xì)胞在移植中的作用

4.1NKT細(xì)胞與ACAID及免疫耐受關(guān)系Koh-Hei等[18]研究顯示，CD1d介導(dǎo)的NKT細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)是誘導(dǎo)ACAID系統(tǒng)性耐受的必需條件。角膜移植是最早、最成功的實體組織移植。角膜為免疫特惠組織可避免免疫排斥反應(yīng)所造成的破壞，故角膜移植有較高存活率。雖角膜植入免疫特惠區(qū)，但該區(qū)并非是被動免疫而是一動態(tài)環(huán)境，并非所有人類或動物的原位角膜移植物植入后均可形成免疫特惠區(qū)[19]。免疫排斥仍為臨床中的難題，約10%患者因角膜移植物失功導(dǎo)致失明。ACAID的特征：同種異體組織植入眼前房后，表現(xiàn)為特異性同基因系統(tǒng)的遲發(fā)型超敏反應(yīng)(DTH)的抑制和免疫球蛋白結(jié)合補體的能力喪失。ACAID形成外周耐受的系統(tǒng)性機理為：骨髓來源的抗原呈遞細(xì)胞俘獲前房中的抗原后，將信號通過血液傳遞到脾，誘導(dǎo)脾中產(chǎn)生抗原特異性的Tr細(xì)胞，抑制DTH發(fā)生，維持前房免疫特惠區(qū)的活化。長期角膜移植術(shù)后，受體下調(diào)針對供體異體基因的DTH，提示產(chǎn)生ACAID表現(xiàn)為DTH喪失。相反，若受體行角膜移植手術(shù)后，發(fā)展至DTH則將排斥角膜移植物。因前房之前壁行原位角膜移植后，移植物上皮細(xì)胞表達組織相容性抗原時，免疫特惠區(qū)誘導(dǎo)發(fā)生ACAID，提示當(dāng)發(fā)生ACAID時，可誘導(dǎo)受者脾源性的抗原特異性Tr細(xì)胞，延長遠(yuǎn)期的移植物存活。CD1d限制性CD4+Vα14+和DN NKT細(xì)胞可誘導(dǎo)Tr細(xì)胞形成[20]。目前報道NKT細(xì)胞在ACAID的抗原特異性Tr細(xì)胞發(fā)育中處于中心地位。Vα14-Jα281片段主要表達于鼠類的NKT細(xì)胞亞群表面，非其他常規(guī)的T細(xì)胞。Koh-Hei等[18]研究還發(fā)現(xiàn)，缺乏NKT細(xì)胞的小鼠前房接種抗原后，不能誘導(dǎo)ACAID和Tr細(xì)胞產(chǎn)生，若重新輸入NKT細(xì)胞，則表現(xiàn)為ACAID 恢復(fù)，且發(fā)生ACAID的小鼠脾中NKT細(xì)胞明顯增多。但缺乏NK細(xì)胞的小鼠前房接種抗原后表現(xiàn)出正常的ACAID，表明NKT 細(xì)胞而非NK細(xì)胞在ACAID的形成中發(fā)揮重要作用。研究表明，CD1d基因敲除小鼠的體內(nèi)可檢測到NKT選擇性缺失的現(xiàn)象，表明在誘導(dǎo)免疫耐受時，NKT細(xì)胞需與CD1d分子相互作用。無論在體內(nèi)或體外實驗中，經(jīng)封閉CD1d抗體處理后，均可導(dǎo)致抗原特異性調(diào)節(jié)NKT細(xì)胞發(fā)育受阻。

4.2NKT細(xì)胞在同種異體移植中的作用移植器官系統(tǒng)中，NKT細(xì)胞發(fā)揮較為重要的作用。Oh等[21]在NKT細(xì)胞缺乏的B6CD1d-/-小鼠模型中，行同種異體皮膚移植，H-Y不匹配的皮膚移植物較早被排斥，移植物的存活時間明顯短于野生型B6小鼠，但過繼輸注同系基因型小鼠的肝或脾NKT細(xì)胞后，移植物存活時間近似野生型B6小鼠。該模型中，CD1d依賴性的NKT細(xì)胞的直接作用為增多CD1d表達，以達到所需的對抗免疫排斥的調(diào)節(jié)能力；移植前后予以野生型B6小鼠α-GalCer處理，實驗組中移植物存活時間較對照組(未予以α-GalCer處理)有所延長，但α-GalCer對B6CD1d-/-小鼠受體的移植物存活時間近似無效應(yīng)。故NKT細(xì)胞因抗原性強度差別而產(chǎn)生不同的調(diào)節(jié)能力。以過繼輸注或NKT細(xì)胞過表達的處理可改善非肥胖糖尿病小鼠的糖尿病癥狀。此外，Werner等[22]的相關(guān)研究表明，加以抗CD4單克隆抗體處理后，可達到誘導(dǎo)異基因胰島細(xì)胞移植的特異性的抗原耐受；而行異種胰島移植后，以NKT細(xì)胞及CD4封閉抗體干預(yù)，可促進異種胰島移植物的植入和維持耐受狀態(tài)；在BN-LEW的大鼠原位肝移植中，供者來源的NKT細(xì)胞可能通過分泌IL-10和腫瘤壞死因子β(TGF-β)，誘導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng)，從而介導(dǎo)移植肝耐受。心臟移植術(shù)后的小鼠體內(nèi)，NKT細(xì)胞可產(chǎn)生高水平的IL-10，以過繼輸注實驗亦證明該方法可維持耐受狀態(tài)?？笽L-10單抗可縮短野生型B6小鼠受體移植物的存活時間，表明免疫耐受的形成與NKT細(xì)胞及其產(chǎn)生的IL-10促進Th2細(xì)胞分化，抑制Th1細(xì)胞增殖及應(yīng)答相關(guān)。NKT、DC和CD4+T細(xì)胞之間免疫調(diào)節(jié)的相互作用具有IL-10依賴性，甚至在缺乏人工合成糖脂等外界人為刺激時，對于維持耐受狀態(tài)都是不可或缺。NKT細(xì)胞在移植免疫中通過分泌Th2型細(xì)胞因子以及對DC細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，抑制移植物抗宿主反應(yīng)的發(fā)生，以及降低免疫排斥反應(yīng)[23]。然而，NKT細(xì)胞的免疫抑制功能目前尚未明確。以小鼠心臟移植模型研究Vα14 NKT細(xì)胞在異基因免疫排斥中的作用，發(fā)現(xiàn)Vα14 NKT細(xì)胞在誘導(dǎo)心臟移植耐受中起重要作用，即阻斷淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1(LFA-1/ICAM-1)或CD28/B7等一些T細(xì)胞共刺激通路間的相互作用[24]。該研究可解釋Vα14 NKT細(xì)胞誘導(dǎo)免疫耐受的特定機制。Shinichiro等[25]通過重復(fù)使用α-GalCer刺激后的外周血單核細(xì)胞治療非小細(xì)胞肺癌患者，取得了一定的臨床效果。

5小結(jié)

綜上所述，NKT細(xì)胞作為一類新發(fā)現(xiàn)的免疫細(xì)胞，在機體免疫反應(yīng)中起重要作用。臨床研究發(fā)現(xiàn)NKT細(xì)胞參與了對部分疾病的調(diào)節(jié)作用，尤其是參與器官移植的抗排斥反應(yīng)調(diào)節(jié)，通過CD1d介導(dǎo)的NKT細(xì)胞誘導(dǎo)抗原特異性免疫耐，若明確其機制之后予以特異靶向性藥物治療，將可延長移植器官存活時間。這為基礎(chǔ)研究及臨床治療提供了廣闊的前景。

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(收稿日期：2015-11-26)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.06.022

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)06-0771-03

作者簡介：師煜博，女，醫(yī)師，主要從事臨床醫(yī)學(xué)研究。