腎移植術(shù)后免疫耐受研究進(jìn)展

牛和平，王華彬，滿江位，楊立（蘭州大學(xué)第二醫(yī)院泌尿外科，甘肅 蘭州 730030）

腎移植是終末期腎臟疾病最有效的治療方式，雖然免疫抑制藥物的應(yīng)用顯著提高了移植腎的短期存活率，但是慢性排斥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展，其長期存活率仍較低。此外，患者長期服用免疫抑制藥物不僅增加了罹患感染性疾病、惡性腫瘤及骨髓抑制的風(fēng)險［1］，還加重了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。免疫耐受是指在機(jī)體內(nèi)免疫系統(tǒng)對某種特定的抗原無免疫反應(yīng)性，其不僅能夠提升移植物的存活周期，大大降低甚至避免免疫抑制藥物的使用，同時受者也具有正常的抵抗外界病原微生物入侵的能力［2］。國內(nèi)外很多學(xué)者致力于移植免疫耐受發(fā)生機(jī)制和誘導(dǎo)移植腎免疫耐受等方面的研究，現(xiàn)予以綜述。

1 移植免疫耐受及其機(jī)制

免疫耐受的定義取決于討論它的背景。移植免疫耐受是指給予受體短期免疫抑制治療，停用免疫抑制藥物后患者又能夠達(dá)到正常的免疫耐受狀態(tài)［3］，這一觀點由Burnet 在其研究工作中提出［4］。免疫耐受包括中樞耐受及外周耐受，前者可通過嵌合體形成、克隆清除及受體編輯建立，后者則通過以下幾種機(jī)制而獲得。

1.1 克隆清除：克隆清除還可以在外周發(fā)揮作用，當(dāng)自身淋巴細(xì)胞和自身抗原遭遇后，在抗原的不斷刺激作用下T 細(xì)胞被激活活化，后者可以上調(diào)Fas及其配體FasL 的表達(dá)，F(xiàn)as 結(jié)合FasL 后將進(jìn)一步激活細(xì)胞凋亡通路［5］。同時當(dāng)機(jī)體內(nèi)自身抗原水平較高時會導(dǎo)致B 細(xì)胞受體交聯(lián)，然而T 細(xì)胞卻無法發(fā)揮輔助信號的作用，從而導(dǎo)致B 細(xì)胞凋亡。

1.2 克隆失能：機(jī)體的T、B 淋巴細(xì)胞通常以克隆失能的狀態(tài)存在。T 細(xì)胞失能可能是由未成熟的樹突狀細(xì)胞提呈自身抗原而導(dǎo)致。TCR 識別MHC-多肽復(fù)合物能夠產(chǎn)生第一信號，然而未成熟的DC 共刺激分子表達(dá)水平低下，無法提供第二信號致使T 細(xì)胞不能激活活化，從而被誘導(dǎo)進(jìn)入失能狀態(tài)。失能的細(xì)胞容易凋亡而被清除。B 細(xì)胞針對胸腺依賴性抗原的應(yīng)答需要T 細(xì)胞的輔助，如果T 細(xì)胞處于克隆失能狀態(tài)，B 細(xì)胞亦無法被激活活化，從而對抗原刺激無免疫反應(yīng)性［6］。

1.3 免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞的作用：多種免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞在機(jī)體免疫耐受的建立過程中起著重要作用。① 調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）：包含胸腺細(xì)胞產(chǎn)生的nTreg 和外周產(chǎn)生的iTreg［7］。Treg 通過產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、破壞代謝途徑以及與樹突狀細(xì)胞相互作用等多種機(jī)制促進(jìn)移植免疫耐受。② 調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞（regulatory B cell，Breg）：Breg 既能夠通過配體-受體的相互作用直接抑制免疫系統(tǒng)，又能通過分泌免疫抑制性細(xì)胞因子，尤其是IL-10，從而間接抑制免疫系統(tǒng)［8］。除此之外，近年來還發(fā)現(xiàn)其他幾種類型的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，如調(diào)節(jié)性樹突狀細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞（myeloid derived suppressor cell，MDSC）等，它們也可能在外周免疫耐受的建立和維持中起到一定作用。

1.4 免疫豁免效應(yīng)：機(jī)體內(nèi)一些部位比較特殊，將同種異體組織移植到這些部位，一般不會發(fā)生排斥反應(yīng)，移植物存活周期也較長，這些特殊部位被稱為免疫豁免部位［9］。免疫豁免效應(yīng)的形成因素包括：① 生理屏障的存在致使隔離部位的細(xì)胞無法進(jìn)入淋巴及血液循環(huán)，機(jī)體免疫細(xì)胞也不能進(jìn)入隔離部位；② 免疫偏離作用下促進(jìn)了Th2 型反應(yīng)；③ 隔離部位的細(xì)胞通過表達(dá)Fas 配體，致使Fas+淋巴細(xì)胞凋亡；④ 通過產(chǎn)生各種細(xì)胞因子抑制免疫應(yīng)答。

2 移植免疫耐受的誘導(dǎo)

由于免疫耐受可以大大減少甚至避免免疫抑制劑的使用，并且降低機(jī)會性感染的風(fēng)險，所以誘導(dǎo)對移植腎的特異性耐受勢在必行，國內(nèi)外許多學(xué)者致力于這方面的研究，現(xiàn)將移植免疫耐受的誘導(dǎo)方法綜述如下。

2.1 阻斷共刺激信號：共刺激是淋巴細(xì)胞激活第二信號的來源，共刺激通常由參與適應(yīng)性免疫的免疫細(xì)胞（T 細(xì)胞/B 細(xì)胞間或抗原提呈細(xì)胞/ T 細(xì)胞間）表面共刺激分子及其受體相互作用而產(chǎn)生［10］。共刺激信號具有雙向調(diào)節(jié)作用，其調(diào)節(jié)作用也決定了免疫應(yīng)答的最終結(jié)果。缺乏正性刺激信號導(dǎo)致T 細(xì)胞失能，抑制性信號的增強(qiáng)則會降低甚至完全終止T 細(xì)胞免疫應(yīng)答。CD28 ∶B7（CD80/CD86）和CD154（CD40L）∶CD40 是研究證實的兩條正性通路［11］。此外，TIM-1 是由活化的T 細(xì)胞表達(dá)的共刺激分子，學(xué)者發(fā)現(xiàn)TIM-4/TIM-1 共信號通路在細(xì)胞生長發(fā)育、激活和分化中起著重要作用，調(diào)控該通路對于克服移植物排斥反應(yīng)和誘導(dǎo)移植免疫耐受具有重要意義［12］。Li 等［13］通過運(yùn)用抗TIM-1 抗體阻斷受體TIM-1 分子可促進(jìn)胰島移植物耐受，其機(jī)制可能與抗TIM-1 抗體治療誘導(dǎo)產(chǎn)生的IL-10 +TIM-1 + Bregs進(jìn)一步促進(jìn)了Th2分化和Foxp3 + Tregs的產(chǎn)生有關(guān)。近年來研究表明TNF/TNFR 共信號通路具有雙重作用：TNFα 與TNFR1 相互作用介導(dǎo)促炎作用和細(xì)胞死亡，而與TNFR2 相互作用可介導(dǎo)抗炎作用和細(xì)胞存活，其可促進(jìn)CD4+和CD8+T 細(xì)胞的克隆擴(kuò)增、分化，并在T 細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用［14］。

2.2 嵌合體的形成：器官移植術(shù)后一段時間內(nèi)，移植物內(nèi)出現(xiàn)受體細(xì)胞，受體內(nèi)發(fā)現(xiàn)供體細(xì)胞的現(xiàn)象稱為嵌合現(xiàn)象［15］。Lowsky 等［16］在人類白細(xì)胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）完全匹配的患者身上進(jìn)行了腎-骨髓聯(lián)合移植，大多數(shù)HLA 完全匹配的患者通過形成混合嵌合體成功誘導(dǎo)建立了免疫耐受。Takeuchi 等［17］發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的混合嵌合體誘導(dǎo)了HLA 相合小鼠對同種異體皮膚移植物的耐受性，并通過相關(guān)臨床研究證實環(huán)磷酰胺聯(lián)合供體骨髓移植可以避免長期服用免疫抑制劑，降低移植物抗宿主病的發(fā)生。近些年來，間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。已有學(xué)者［18］在大鼠原位肝移植模型中運(yùn)用脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)免疫耐受，但是其移植物存活時間較短。最近的研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體通過運(yùn)輸LncRNA DANCR 誘導(dǎo)對小鼠腎移植模型的免疫耐受性［19］。此外，Liang 等［20］發(fā)現(xiàn)成熟的胸腺髓質(zhì)上皮細(xì)胞 （medullary thymic epithelial cell stem cells，mTECs） 的分化對于誘導(dǎo)中樞免疫耐受至關(guān)重要，但是目前人類胸腺移植僅用于由先天性胸腺缺失引起的原發(fā)性免疫缺陷的兒科患者中，尚未嘗試將供體胸腺與實體器官聯(lián)合移植以誘導(dǎo)免疫耐受，不過可以將此作為一種誘導(dǎo)移植免疫耐受的潛在方案［3］。

2.3 細(xì)胞療法在誘導(dǎo)移植免疫耐受中的作用：免疫細(xì)胞亞群在移植免疫耐受的建立和維持過程中發(fā)揮重要作用。① Treg 由胸腺產(chǎn)生后輸出至外周，主要通過抑制自身反應(yīng)性T 細(xì)胞的活化和增殖，從而產(chǎn)生自身耐受和移植耐受［21］。過繼輸入Treg 細(xì)胞是近年來研究最廣泛的一種能夠誘導(dǎo)免疫耐受的細(xì)胞治療方法［22］。然而，盡管一些過繼性Treg 治療的初步臨床試驗已相繼證明了其在移植免疫耐受誘導(dǎo)中的安全性和有效性，但大多數(shù)基于Treg 的造血干細(xì)胞和實體器官臨床試驗仍處于起步階段［23］。此外IL-2 對于Treg 的生成、存活、穩(wěn)定性和功能至關(guān)重要［24］，Ortho IL-2 技術(shù)可能為基于 Treg 的器官移植耐受治療開辟新的前景［25］。② Breg：研究表明Breg在移植免疫中的作用不僅僅是有害的。Kimura 等［26］發(fā)現(xiàn)Breg 在TGF-β 的介導(dǎo)下，需要抗原識別才能有效誘導(dǎo)同種異體移植物耐受。已有研究發(fā)現(xiàn)在胰島和心臟移植的實驗?zāi)Ｐ椭?，用抗CD45RB 和抗TIM1 抗體聯(lián)合治療可以在體內(nèi)誘導(dǎo)依賴于調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞的同種異體移植物耐受性［27］。③ 樹突狀細(xì)胞（dendriti ccell，DC）：具有免疫調(diào)節(jié)功能的樹突狀細(xì)胞稱為調(diào)節(jié)性樹突狀細(xì)胞 （DCreg）［28］。Xia等［29］發(fā)現(xiàn)骨髓來源的耐受性樹突狀細(xì)胞能夠誘導(dǎo)大鼠和小鼠MHC 不匹配的移植腎免疫耐受，而未成熟的DC 和基因修飾的耐受性樹突狀細(xì)胞對小鼠移植腎的免疫耐受誘導(dǎo)作用并不突出。樹突狀細(xì)胞作為移植免疫的發(fā)起者和調(diào)節(jié)者，通過原位靶向或離體輸注DCreg 可以作為一種防止排斥反應(yīng)和促進(jìn)供體特異性耐受性的新興方法［30］。④ 髓系抑制性細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）：MDSC 是骨髓來源的一群異質(zhì)性細(xì)胞，是樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和（或）粒細(xì)胞的前體，具有顯著抑制免疫細(xì)胞應(yīng)答的能力。研究表明，MDSC 通過抗CD28、聯(lián)合Tregs、與T 細(xì)胞間的相互作用等幾種方式延長移植物存活周期，其在減少同種異體移植排斥反應(yīng)和改善患者預(yù)后方面潛力巨大［31］。Jensen 等［32］在小鼠心臟移植模型中，聯(lián)合應(yīng)用MDSC 通過形成混合嵌合體成功誘導(dǎo)了免疫耐受，并顯著提高了移植物的存活率。

2.4 重組促紅細(xì)胞生成素在誘導(dǎo)移植免疫耐受中的嘗試：促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）是一種人體內(nèi)源性糖蛋白激素，可以促進(jìn)紅細(xì)胞的生成。Purroy 等［33］證實成人腎臟生成的EPO 可以自發(fā)對移植腎耐受性進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，其可以誘導(dǎo)抗原呈遞細(xì)胞分泌活性TGF-β，進(jìn)而將為成熟CD4+T 細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性Foxp3+Treg。有學(xué)者在MHC 完全錯配的心臟移植模型中，使用高劑量的促紅細(xì)胞生成素聯(lián)合抗CD8 單克隆抗體成功誘導(dǎo)移植物免疫耐受，這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究重組促紅細(xì)胞生成素對移植物存活時間的影響奠定了基礎(chǔ)［34］。

3 免疫耐受在腎移植中的應(yīng)用

目前，為了減輕腎移植術(shù)后的急慢性排斥反應(yīng)，患者仍需規(guī)律服用免疫抑制劑，臨床中最常使用的是T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制劑以及糖皮質(zhì)激素等［35］。免疫抑制劑雖然在一定程度上可以抑制移植排斥反應(yīng)，但并不能避免排斥反應(yīng)的發(fā)生，而且長期服用會產(chǎn)生毒不良反應(yīng)，而誘導(dǎo)移植腎免疫耐受是解決腎移植術(shù)后排斥反應(yīng)的最理想方法。近些年來，關(guān)于腎移植及其免疫耐受的研究有以下進(jìn)展：① 腎移植從HLA 匹配向HLA 不匹配拓展［36］。許多患者因體內(nèi)存在由HLA 抗原致敏產(chǎn)生的特異性抗體從而延長等待時間甚至失去腎移植機(jī)會。研究發(fā)現(xiàn)通過靜脈滴注免疫球蛋白脫敏治療使HLA 不匹配腎移植成為可能，從此HLA 不匹配腎移植受到了移植醫(yī)生的廣泛關(guān)注。目前，靜注免疫球蛋白是HLA 抗體脫敏的主要方法，其聯(lián)合抗B 細(xì)胞脫敏療法在腎移植臨床中療效顯著［37］。Koo 等［38］通過比較韓國接受HLA 不匹配的活體供腎移植（LDKT）和HLA 匹配的尸體供腎移植（DDKT）結(jié)果，發(fā)現(xiàn)HLA 不匹配的LDKT 組患者生存率顯著提高，表明HLA 不匹配的活體供腎移植可作為腎衰竭致敏患者的一種良好選擇。② 腎移植從供受者ABO血型相容向ABO 血型不相容轉(zhuǎn)變［39］。近年來，腎源極度短缺，為了擴(kuò)大供體庫，學(xué)者們用ABO 不相容的供體進(jìn)行了一系列研究。Massie 等［40］比較了ABO 血型不相容的LDKT 與ABO 血型相容的LDKT或DDKT 患者之間的生存差異，結(jié)果顯示與接受ABO 血型相容的LDKT 或DDKT 組相比，ABO 血型不相容LDKT 組患者的5 年和10 年累計生存率更高，表明其具有長期的生存益處。③ 腎移植免疫耐受機(jī)制的研究熱點從T 細(xì)胞向B 細(xì)胞轉(zhuǎn)變。近年來，大量研究致力于尋找腎移植免疫耐受受者共有的轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞模式以探索移植免疫耐受的發(fā)生機(jī)制。有學(xué)者認(rèn)為調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞本身不能誘導(dǎo)免疫耐受，其僅是腎移植免疫耐受的一種細(xì)胞模式標(biāo)記物［41］。B細(xì)胞是介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞，在慢性排斥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。最新研究顯示，B 細(xì)胞可能是啟動腎移植免疫耐受的主要機(jī)制［42-43］。④ 移植免疫耐受的誘導(dǎo)從實驗室研究向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。誘導(dǎo)腎移植免疫耐受的方式大部分仍處于動物實驗或臨床試驗階段，近年來已由基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向腎移植臨床應(yīng)用。各移植中心通過腎移植聯(lián)合骨髓移植、造血干細(xì)胞移植等方法誘導(dǎo)形成了穩(wěn)定的嵌合體，并能夠有效誘導(dǎo)HLA 不匹配腎移植長期免疫耐受，這對腎移植臨床免疫耐受的開展具有重要的指導(dǎo)意義。

4 小結(jié)與展望

移植免疫耐受在避免免疫抑制劑的使用、減輕排斥反應(yīng)和改善患者預(yù)后等方面具有廣闊的前景。因此，移植醫(yī)生一直致力于移植免疫耐受發(fā)生機(jī)制和誘導(dǎo)移植腎免疫耐受等方面的研究，以期能夠在腎移植臨床推廣應(yīng)用。近年來，腎移植免疫耐受在許多基礎(chǔ)研究和臨床試驗中取得了一些成果，但距離臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用仍有很長一段路要走。今后腎移植免疫耐受研究領(lǐng)域還需在以下3 個方面努力：① 重視多學(xué)科與跨學(xué)科合作，將新型材料（如生物工程改造的外泌體）、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)運(yùn)用到腎移植基礎(chǔ)研究中；② 篩選腎移植免疫耐受特異性的生物標(biāo)記物，建立個體化的腎移植免疫動態(tài)監(jiān)測體系；③ 積極開展移植腎免疫耐受的臨床前研究和臨床試驗。