移植免疫中山大學(xué)免疫學(xué)

移植免疫中山大學(xué)免疫學(xué)第1頁/共77頁本章內(nèi)容移植免疫學(xué)的發(fā)展移植免疫相關(guān)概念同種異體移植排斥的機制同種異型移植排斥的類型同種異型移植排斥反應(yīng)的防治移植相關(guān)的免疫學(xué)問題第2頁/共77頁移植：在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用自體或異體的正常細(xì)胞、組織或器官置換病變的或功能缺損的細(xì)胞、組織或器官，以維持和重建機體的生理功能，這種治療方法稱為移植。移植排斥反應(yīng)：移植手術(shù)后，移植物或受者體內(nèi)的免疫細(xì)胞受刺激后而發(fā)生免疫應(yīng)答反應(yīng)。第3頁/共77頁器官與組織移植第4頁/共77頁移植免疫學(xué)的發(fā)展史1596年，意大利外科醫(yī)生成功進(jìn)行最早一次成功的自體組織移植.19世紀(jì)初，嘗試異體皮膚移植,但因排斥而失敗。1940年，Medewar證實了同種異體移植排斥是一種免疫現(xiàn)象.1954年，美國醫(yī)生Murray在單卵雙生姐妹間進(jìn)行腎移植獲得成功。1962年，應(yīng)用HLA分型技術(shù)選擇合適的供體，第一次用無親緣關(guān)系的供體腎進(jìn)行異體移植，獲得成功。第5頁/共77頁器官移植的現(xiàn)狀與發(fā)展

1963、美國哈迪進(jìn)行首例肺移植。1980年以后肺移植有突破性成功。

1966、美國凱利醫(yī)生進(jìn)行首例胰腺移植

1967、南非南開普頓大學(xué)醫(yī)院巴那德醫(yī)生實行首例心臟移植手術(shù)

1971、美國唐納托馬斯率先成功進(jìn)行骨髓移植

1987、美國醫(yī)學(xué)家成功的同時移植心臟和胰腺兩個器官1963、美國托馬斯斯塔澤爾進(jìn)行首例肝移植第6頁/共77頁世界上第一個成功地實施人心臟移植手術(shù)的

南非開普敦大學(xué)教授巴納德

第7頁/共77頁我國器官移植起步較晚但發(fā)展較快20世紀(jì)70年代至今涉及到28種以上的器官移植，是器官移植技術(shù)在器官應(yīng)用種類上最廣泛的國家之一。器官移植已成為治療多種終末期疾病的有效手段。第8頁/共77頁移植免疫相關(guān)概念根據(jù)移植物形態(tài)結(jié)構(gòu)分：器官移植、組織移植、細(xì)胞移植、基因移植根據(jù)移植供、受者間的遺傳背景差異分：自體移植（autotransplantation）同系移植（isotransplantation）同種異體移植（allotransplantation）異種移植（xenotransplantation）第9頁/共77頁第10頁/共77頁移植免疫相關(guān)概念移植物(graft):被移植的部分供者（donor）：提供移植物的個體受者(recipient):接受移植物的個體第11頁/共77頁移植免疫不同個體間移植常引起受者對移植物的免疫排斥應(yīng)答，這種免疫現(xiàn)象稱為移植免疫移植免疫學(xué)是研究排斥反應(yīng)發(fā)生的機制，如何防治排斥反應(yīng)的發(fā)生以維持移植物的正常功能和長期存活的學(xué)科。第12頁/共77頁

排斥反應(yīng)的機制

排斥反應(yīng)的本質(zhì)：T細(xì)胞介導(dǎo)的、針對移植抗原的免疫應(yīng)答

第13頁/共77頁引起同種異體移植排斥反應(yīng)的抗原主要組織相容性抗原：次要組織相容性抗原：與性別相關(guān)的mH抗原由常染色體編碼的mH抗原：HA-1～5其它參與排斥反應(yīng)的抗原：人類ABO血型抗原組織特異性抗原第14頁/共77頁同種異型抗原的識別機制直接識別（directrecognition）：受者T細(xì)胞識別移植物APC表面同種異型MHC分子。間接識別（indirectrecognition）：受者T細(xì)胞識別由受者APC加工處理、來源于供者的MHC分子肽。供、受者的APC均可遞呈抗原供受者T細(xì)胞識別。這類可特異性識別同種異型抗原的T細(xì)胞稱為同種異型反應(yīng)性T細(xì)胞（alloreactiveTcell）。第15頁/共77頁受第16頁/共77頁直接識別在同種異型移植中，可激活大量受者T細(xì)胞形成同種異型反應(yīng)性T細(xì)胞在急性排斥反應(yīng)早期發(fā)揮重要作用同種移植所特有的抗原遞呈與識別方式直接識別機制：（1）TCR識別MHC-肽復(fù)合物（2）TCR識別的交叉反應(yīng)性第17頁/共77頁同種異型MHC抗原屬一種“非己”抗原，也可如普通外來蛋白抗原一樣被遞呈?！苷逜PC進(jìn)入移植物—攝取脫落的同種異型的MHC分子—經(jīng)溶酶體途徑呈遞給受體CD4+T細(xì)胞—TDH、活化CTL和B細(xì)胞，導(dǎo)致免疫排斥在急性排斥反應(yīng)中、晚期以及慢性排斥中起重要作用間接識別第18頁/共77頁受第19頁/共77頁直接識別和間接識別的比較、CD4+Th第20頁/共77頁移植排斥反應(yīng)的效應(yīng)機制細(xì)胞免疫應(yīng)答①產(chǎn)生趨化因子→單核細(xì)胞浸潤→炎癥②釋放炎性因子→Ⅳ型超敏反應(yīng)③CD8+CTL直接殺傷體液免疫應(yīng)答：調(diào)理、粘附、ADCC等

第21頁/共77頁移植排斥反應(yīng)的效應(yīng)機制非特異性免疫應(yīng)答①機械損傷②手術(shù)中的缺血缺氧③缺血-再灌注損傷第22頁/共77頁同種異型移植排斥的類型及其效應(yīng)機制

同種異型移植排斥反應(yīng)包括：宿主抗移植物反應(yīng)（hostversusgraftreaction，HVGR）

移植物抗宿主反應(yīng)（graftversushostreaction，GVHR）

根據(jù)移植排斥反應(yīng)發(fā)生快慢分：超急性排斥反應(yīng)（hyperacuterejection）

急性排斥反應(yīng)（acuterejection）

慢性排斥反應(yīng)（chronicrejection）第23頁/共77頁超急性排斥反應(yīng)(hyperacuterejection)器官移植術(shù)后數(shù)分鐘至數(shù)小時內(nèi)發(fā)生的排斥反應(yīng)受者體內(nèi)存在天然（預(yù)存）Ab常見于：供、受者間ABO血型不相容受者血液中含有抗供者HLA抗體機制：①Ag-Ab結(jié)合激活補體系統(tǒng)②過敏毒素引起血管通透性增加，炎性細(xì)胞浸潤，導(dǎo)致出血、水腫和血栓形成，導(dǎo)致移植器官壞死第24頁/共77頁第25頁/共77頁第26頁/共77頁急性排斥反應(yīng)（acuterejection）最常見，使用免疫抑制劑可緩解多發(fā)生于移植術(shù)后數(shù)天至2周，三個月后強度逐漸減弱病理特征表現(xiàn)為實質(zhì)性細(xì)胞壞死并伴有淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤表現(xiàn)為急性血管炎和急性間質(zhì)炎第27頁/共77頁第28頁/共77頁第29頁/共77頁第30頁/共77頁急性排斥反應(yīng)（acuterejection)發(fā)生過程：過客APC直接識別間接識別同種異型反應(yīng)性CD4+T細(xì)胞Th1細(xì)胞移植排斥CD8+CTL第31頁/共77頁急性排斥反應(yīng)（acuterejection)組織損傷的效應(yīng)機制：CTL的直接殺傷作用：Th1細(xì)胞的致炎作用：產(chǎn)生IL-1、IFN-γ、TNF-α活化炎性細(xì)胞IV型超敏反應(yīng)體液免疫效應(yīng)：抗alloantigen抗體和抗血管內(nèi)皮表面分子的抗體+AgIC急性血管炎激活補體，損害血管第32頁/共77頁慢性排斥反應(yīng)(chronicrejection)發(fā)生于移植后數(shù)月、甚至數(shù)年是影響移植器官長期存活的主要障礙病變特征:組織結(jié)構(gòu)損傷、纖維增生和血管平滑肌細(xì)胞增生移植器官功能進(jìn)行性喪失第33頁/共77頁發(fā)生機制免疫學(xué)機制：①反復(fù)發(fā)作的急性排斥反應(yīng)①慢性遲發(fā)型超敏反應(yīng)非免疫學(xué)機制：①手術(shù)損傷②并發(fā)癥：感染、高血壓、高血脂③免疫抑制藥物毒副作用第34頁/共77頁第35頁/共77頁第36頁/共77頁第37頁/共77頁移植物抗宿主反應(yīng)移植物中的同種異型反應(yīng)性淋巴細(xì)胞，識別宿主同種異型抗原而發(fā)生的排斥反應(yīng)，為移植物抗宿主反應(yīng)(graftversushostreaction,GVHR)GVHR可損傷宿主組織和器官，引起移植物抗宿主病(GVHD)GVHD的臨床和病理特點是：皮膚、肝臟、腸道上皮細(xì)胞壞死急性難逆轉(zhuǎn)，可致命第38頁/共77頁移植物抗宿主反應(yīng)GVHR的發(fā)生條件：供、受者間HLA型別不合移植物中含足夠數(shù)量成熟的淋巴細(xì)胞宿主的免疫功能狀態(tài)低下GVHR主要見于骨髓移植后，是影響骨髓移植成功的首要因素，也可見于胸腺、小腸、脾臟和肝移植以及免疫缺陷個體接受大量輸血時第39頁/共77頁第40頁/共77頁GVHR發(fā)生機制：宿主mH

激活移植物中成熟T細(xì)胞

增殖分化效應(yīng)T細(xì)胞

血對宿主發(fā)動免疫攻擊第41頁/共77頁移植物抗宿主反應(yīng)急性GVHD主要引起皮膚、肝臟和腸道等多器官上皮細(xì)胞壞死臨床表現(xiàn):皮疹、黃疽、腹瀉等，嚴(yán)重者皮膚和腸黏膜剝落，導(dǎo)致死亡慢性GVHD引起一個或多個器官纖維化和萎縮，導(dǎo)致器官功能進(jìn)行性喪失為確保骨髓移植術(shù)成功，術(shù)前須進(jìn)行嚴(yán)格的HLA配型，或預(yù)先清除供者骨髓中成熟T細(xì)胞第42頁/共77頁GVHD第43頁/共77頁第44頁/共77頁第45頁/共77頁第46頁/共77頁同種異型移植排斥反應(yīng)的防治供者與受者間HLA盡可能相符，以降低移植物組織抗原的免疫原性使用免疫抑制劑，抑制受者的免疫應(yīng)答誘導(dǎo)受者對移植物的特異性免疫耐受。第47頁/共77頁選擇組織型別相配的供者ABO血型抗原配型HLA抗原配型HLA-DR（DQ）、HLA-B和HLA-A檢測預(yù)存抗體術(shù)前取受者血清與供者淋巴細(xì)胞進(jìn)行交叉細(xì)胞毒試驗交叉配型：混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)第48頁/共77頁對移植物進(jìn)行預(yù)處理移植術(shù)前宜充分清除移植物中的過客白細(xì)胞，以減輕排斥反應(yīng)在HLA基因型不完全相合的骨髓移植中，可預(yù)先清除骨髓移植物中成熟的T細(xì)胞，以預(yù)防GVHR發(fā)生術(shù)前給受著輸特異性血小板，血漿置換，脾切除，免疫抑制劑等第49頁/共77頁免疫抑制治療免疫抑制藥物：包括糖皮質(zhì)激素、環(huán)孢酶素A(CsA)、FK506和雷帕霉素、麥考酚酸酯CsA：應(yīng)用最為廣泛，毒性強，阻斷IL-2基因轉(zhuǎn)錄，從而抑制T細(xì)胞增殖其他抗免疫細(xì)胞表面抗原的McAb可用于抑制相應(yīng)免疫細(xì)胞活化及功能（如抗CD25、CD3、CD4、CD8、ICAM-1、VACM-1、LFA-1的McAb等）移植后的免疫檢測：淋巴細(xì)胞亞群，免疫分子水平第50頁/共77頁免疫抑制藥物的作用機制第51頁/共77頁誘導(dǎo)受者對移植物的免疫耐受移植耐受（transplatationtolerance）是指將供者器官、組織移植給受者后，在不使用免疫抑制藥物的情況下，受者免疫系統(tǒng)對同種異型移植物不產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，但對其他抗原的應(yīng)答保持正常誘導(dǎo)受者產(chǎn)生移植耐受的機制十分復(fù)雜，涉及免疫清除、免疫失能、免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)等第52頁/共77頁已開展的若干實驗方案封閉同種反應(yīng)性TCR阻斷共刺激通路供者特異性輸血過繼輸注Treg細(xì)胞過繼輸注或誘導(dǎo)未成熟DC定向調(diào)控Th1/Th2分化阻斷效應(yīng)細(xì)胞向移植物局部浸潤體外輸入活性擴增的MSCs細(xì)胞可以抑制GVHD第53頁/共77頁MSC輸注對移植物抗宿主?。℅VHD）的影響

第54頁/共77頁24歲女性患者移植后發(fā)生廣泛性cGVHD，同時合并肺部真菌感染。常規(guī)抗感染及免疫抑制治療效果不佳，予以單用MSCs治療。病例2007年6月2007年7月2009年3月肺部GVHD合并真菌感染肺功能好轉(zhuǎn)第55頁/共77頁移植免疫學(xué)相關(guān)的領(lǐng)域異種移植:

(解決供體器官不足的問題):超急性排斥（存在多糖抗體）同樣存在急性排斥現(xiàn)行的免疫抑制方案無效組織工程生物材料和移植細(xì)胞種子細(xì)胞的選擇、免疫原性修飾、誘導(dǎo)免疫耐受第56頁/共77頁干細(xì)胞的應(yīng)用

細(xì)胞治療與組織工程的種子細(xì)胞第57頁/共77頁第58頁/共77頁第59頁/共77頁經(jīng)中山大學(xué)倫理道德委員會和廣東省衛(wèi)生廳批準(zhǔn)，2004年完成國際上首例臍帶血干細(xì)胞移植治療DMD的臨床應(yīng)用，目前患兒狀況良好，肌肉活檢已顯示有外源細(xì)胞植入。該項研究成果已引起國內(nèi)外的關(guān)注，它為一些致死性遺傳病的治療提供了新的治療方法。

晚期DMD患者照片

干細(xì)胞移植治療杜氏肌營養(yǎng)不良癥第60頁/共77頁胚胎干細(xì)胞（ES）的定向分化與移植應(yīng)用核轉(zhuǎn)移技術(shù)，人體體細(xì)胞核可被植入去核卵母細(xì)胞中，通過胚泡的發(fā)育階段，獲取內(nèi)細(xì)胞團，建成ES細(xì)胞系有多向分化潛能，能定向分化成各種細(xì)胞可得到來自病人的已分化細(xì)胞，通過移植進(jìn)行治療來自ES細(xì)胞系的活細(xì)胞和組織的細(xì)胞核來自患者自身則可以免受排斥。第61頁/共77頁胚胎干細(xì)胞（ES）第62頁/共77頁SpinalcordinjuryAmyotrophiclateralsclerosis(ALS)Alzheimer’sdisease

第63頁/共77頁BanonhumanembryonicstemcellresearchandtherapyBanonhumancloning第64頁/共77頁動物試驗美國得克薩斯大學(xué)研究人員在老鼠胚胎中發(fā)現(xiàn)了控制胚胎長出頭部的基因，他們將這些基因從老鼠胚胎中去除，并將處理后的1000多個老鼠胚胎植入老鼠子宮中，最后有4只“無頭老鼠”生了出來。由于沒有頭部和呼吸系統(tǒng)，這些“無頭老鼠”立即死去了。一些科學(xué)家認(rèn)為“無頭人”可以成為“人體零件工廠”。

第65頁/共77頁第66頁/共77頁新進(jìn)展美國生物學(xué)家愛德華·劉易斯為了弄清生物的體型結(jié)構(gòu)與基因之間的關(guān)系，從單個受精細(xì)胞開始，證實生物體要發(fā)展成為含有數(shù)以億計的特化細(xì)胞的軀體，從蠅、蛙到人的動物都擁有幾乎相同的一套基因這套基因是動物形態(tài)藍(lán)圖的設(shè)計師，它行使一個主控制功能去引導(dǎo)動物的生長發(fā)育過程。在胚胎生長過程中，每個細(xì)胞中的各種基因的開和關(guān)造成了細(xì)胞的特別功能。第67頁/共77頁異種移植的特殊免疫學(xué)問題人體內(nèi)存在針對動物細(xì)胞表面多糖分子的天然IgM抗