免疫耐受在临床医学中的应用前景

免疫耐受在临床医学中的应用前景摘要：器官移植技术是人类20世纪重大医学成就之一,随着现代移植外科技术的发展,器官移植已成为治疗终末期器官衰竭唯一有效的方法,且效果显著。然而,在临床背景下,克服多个复杂而又相互作用的免疫机制从而避免移植排斥反应,对移植工作来说是一项巨大的挑战。因此,克服器官移植排斥反应最理想的措施是诱导受者建立针对移植物的特异性免疫耐受,既避免了免疫抑制药物的使用,又能大大的提高移植物的存活率,这也恰恰成为了器官移植研究的热点。本文对近年来器官移植免疫耐受形成的研究新进展及临床应用做一综述。关键词：免疫耐受；临床；应用一、器官移植免疫耐受的主要机制免疫耐受简而言之就是指抗原特异性的免疫无应答,分为中枢免疫耐受和外周免疫耐受。中枢免疫耐受是指在胚胎发育阶段及出生后免疫细胞的中枢发育过程中,尚未成熟的T细胞和B细胞接受自身抗原的刺激,形成了对自身抗原的免疫耐受;外周免疫耐受则是指成熟的T细胞和B细胞,在接触内源性或外源性抗原后形成的免疫耐受。（一）中枢免疫耐受的机制1.克隆清除一般而言,移植免疫排斥反应主要由T细胞介导,通过CD4+T细胞和CD8+T细胞而发挥作用。因此,T细胞在介导移植细胞、组织或器官破坏的免疫反应中起着最为核心的作用,同时在控制这些对机体或移植物有害的反应中也起着至关重要的作用。由造血干细胞分化而来的T细胞前体细胞进入胸腺后,可在胸腺微环境中发育,T细胞受体(Tcellreceptor,TCR)基因通过基因重排,会产生多种识别各种抗原肽-主要组织相容性复合体(MHC)分子复合物的TCR库,该库中既存在着带有识别外来抗原TCR的T细胞,又存在识别自身抗原TCR的T细胞。其中,与胸腺微环境基质细胞表面表达的自身抗原肽-MHC分子复合物呈高亲合力结合的T细胞克隆,可启动凋亡程序被清除,这个过程也被称为胸腺内隐性选择。而与自身抗原肽-MHC分子复合物呈较低亲合力结合的T细胞克隆,则会被诱导分化为具有免疫负向调控功能的自然调节性T细胞。B细胞的中枢免疫耐受机制与T细胞类似,B细胞发育到不成熟阶段,通过其细胞表达的B细胞受体(Bcellreceptor,BCR)复合体mIgM和Igα/Igβ,与骨髓微环境中的自身抗原呈高亲合力结合时,也可以发生凋亡而被克隆清除。因此,在机体发育阶段,T细胞和B细胞经由克隆清除的方式诱导中枢免疫耐受的发生,可显著地减少出生后自身免疫疾病的发生率。而马雪涵等研究也发现小鼠的移植耐受程度与小鼠体内的同种异体反应性T细胞的克隆清除有关。2.克隆无能克隆无能主要指T细胞的功能性无反应或不伴细胞死亡的失活状态。由于一些外周器官表达的组织特异性抗原不在胸腺内表达,对于这些自身组织特异性抗原应答的T细胞和B细胞克隆在中枢发育时没有被清除,而是发育成熟后运输至外周,但处于克隆无能状态。在这个过程中,T细胞受到高、低剂量抗原刺激或缺乏共刺激信号后,均可导致T细胞无能,而无能的T细胞对再次出现的抗原刺激表现出低反应性,故可以通过阻断第二信号来诱导免疫耐受。目前用于诱导免疫耐受的方法有很多种,共刺激途径的阻断是目前移植免疫领域最活跃的领域之一,其中最具代表性的是抗原提呈细胞(APC)上表达的CD28-B7和CD40-CD40L(gp39,CD154)途径。有研究表明,细胞毒T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白(CTLA4-Ig)是通过阻断T细胞激活共刺激通路中的CD28-B7途径,而抑制T细胞的激活,实现移植物免疫耐受;而CTLA4-Ig也可以通过上调Treg、下调辅助性T(Thelper,Th)17细胞的机制,减轻B6.MRL-Faslpr/J狼疮鼠的狼疮样病征。（二）外周免疫耐受的机制在外周,诱导T、B细胞发生免疫耐受的抗原,分为自身抗原和非自身抗原,通过包括克隆清除、克隆无能及不活化等在内的耐受机制,导致诱导产生的T、B细胞不能执行免疫应答。由于其耐受形成机制不尽相同,这里重点叙述天然CD4+CD25+Foxp3+Treg介导外周免疫耐受的机制。天然CD4+CD25+Foxp3+Treg是一类功能和表型独特的免疫Treg,属于免疫抑制表型,主要通过4种方式经细胞间的直接接触抑制CD4+和CD8+T细胞的免疫应答:(1)通过抑制性细胞因子介导外周耐受天然CD4+CD25+Foxp3+Treg,可以分泌白细胞介素(IL)-10、IL-35、转化生长因子(TGF)-β等抑制性细胞因子导致细胞失活,起到负调节作用,从而维持免疫耐受。研究表明,IL-10是天然CD4+CD25+Foxp3+Treg发挥免疫抑制功能所必须的细胞因子,不但能够影响CD4+T细胞的功能,同时也具有调理免疫刺激的作用。许多研究得出,IL-10不但能抑制自身免疫性疾病和移植物抗宿主病的发生,而且能促进肿瘤的发展。IL-35是近年来发现的由EBI-3(编码IL-27β)和IL-12α(编码IL-12α/p35)构成的异源二聚体,特异性表达与小鼠的Foxp3+Treg,并且随着Treg的活化,其表达水平显著升高。Collison等研究发现,敲除Treg中上述的2个基因,Treg活性会急剧下降;反之,若使未致敏的T细胞异位表达IL-35,其将具有免疫调节的功能。TGF-β不但能调节可诱导型CD4+Foxp3+Treg(iTreg)的发育,又能直接抑制效应T细胞的活性。如Treg分泌的TGF-β可以抑制变态反应。不仅如此,TGF-β还是Treg产生的重要细胞因子之一。大量的研究显示,Treg在支气管哮喘的发生和发展过程中,也发挥着非常重要的作用。(2)通过细胞毒作用介导外周耐受。该细胞能够通过分泌颗粒酶介导细胞毒效应的除了自然杀伤(naturalkiller,NK)细胞和细胞毒T淋巴细胞(CTL)外,且活化的人Treg也可通过颗粒酶B和穿孔素依赖途径杀伤靶细胞。(3)通过打破微环境中介导的外周耐受Treg高表达CD25,即IL-2受体α(IL-2R),主要是通过与微环境中的IL-2结合从而介导靶细胞凋亡。(4)通过表达GRAIL(Generelatedtoanergyinlymphocyte)介导外周耐受。GRAIL是第一个被发现的与T细胞无能有关的E3泛素连接酶,机体在对相应的抗原产生耐受之后,可被诱导产生具有抗原特异性的CD25+Foxp3+Treg,而GRAIL的表达则与CD25+Foxp3+Treg的抗原特异性有关,可有效地把这类细胞转变成调节型表型。二、免疫抑制剂在诱导器官移植免疫耐受中的应用自开展器官移植40年来,防治移植排斥反应最为有效的措施就是术后给予免疫移植药物抑制免疫排斥反应,从而提高移植的生存率。根据不同的移植患者采用个体化的药物治疗方案,以便在产生疗效和出现不良事件之间寻找最佳平衡点,是使用免疫抑制剂治疗患者的目标。但由于患者对药物反应性的个体差异以及其体内药物代谢动力学的复杂性,使得这一目标不易实现。近几年新开发的免疫抑制剂FTY720,其作用机制独特、免疫移植效果强大,但国内目前还未在临床上应用该药;而目前国内外研究的趋势是应用基因转移技术,主要机制是利用天然免疫系统及自身的免疫抑制分子控制免疫反应,待基因转入后,移植器官内产生的游离目标蛋白或直接通过静脉注射目标蛋白,能够使局部产生免疫抑制效应,从而发挥诱导免疫耐受的作用,但该技术能否在临床上成功应用,还有待进一步的实践和证实。当前,大多数移植中心移植术后多采用免疫抑制剂加激素为基础的抗排斥治疗方案,同时严格监测免疫抑制药物浓度,并根据血药浓度调整免疫抑制剂的剂量,尽可能的减少长期维持免疫抑制治疗,使得免疫抑制方案中如他克莫司、皮质醇等各类药物剂量最小化,减少免疫抑制剂的长期使用所带来的并发症。目前临床应用的免疫抑制剂基本上可以分为5大类:(1)钙神经蛋白抑制剂(CNI)如他克莫司等;(2)抗代谢药物,常用的有吗替麦考酚酯(MMF)、硫唑嘌呤等;(3)肾上腺皮质激素(激素)如泼尼松、甲泼尼龙等;(4)抗淋巴细胞抗体,如抗胸腺细胞球蛋白,抗淋巴细胞球蛋白,抗CD3、CD44、CD8单抗等;(5)哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂,如西罗莫司(雷帕霉素)。目前对于诱导期的免疫抑制,最常用的方案是CNI+激素+抗代谢药物联合治疗;而维持期的免疫抑制,通常采用的是尝试减少药物的剂量和种类,最大限度地减少免疫抑制剂,一般情况下,除了一些特殊情况(如完全撤除免疫抑制剂或服药依从性差的受者),很少引起急性排斥反应。三、结语器官移植的免疫耐受机制是复杂的。有研究表明,部分移植器官在停用免疫移植药物后仍能继续存活,是因为移植受者体内存在着造血嵌合体,并发现Treg在移植器官中显示出潜在的优势。尽管同种异体器官移植免疫耐受实验模型已经建立并在动物试验和临床上取得了较大的进步,但免疫耐受的深层机制仍需要更进一步探讨,以提高移植器官的临床耐受性。当