樹突狀細(xì)胞與移植免疫耐受

樹突狀細(xì)胞與移植免疫耐受【摘要】樹突狀細(xì)胞在機(jī)體外周與中樞免疫耐受維持中發(fā)揮重要作用，其以多種機(jī)制參與自身免疫耐受的形成，且具有極強(qiáng)可塑性，因此成為近年來移植免疫耐受領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文概述了DC的分型及作用、DC誘導(dǎo)免疫的間接通路、F1t3L和凋亡細(xì)胞的作用、基因工作修飾DC及免疫抑制劑。

【關(guān)鍵詞】樹突狀細(xì)胞；移植免疫；移植耐受

DendriticCellsandTransplantationImmuneTolerance——Review

AbstractDendriticcells(DC)playanimportantrolesinthemaintenanceofcentralimmunetoleranceandperipheralimmunetolerance.DCcanbeinvolvdintormationofautoimmunetolerancemanymechanismsanddemonstratestrongplasticity，sothatDCbecomehotissueintheresearchoftransplantationtolerancerecently.InthisarticletheDCtypinganditsrole，theindirectpathwayofDC-inducingimmunetolerance，theF1t3Landapoptoticcellrole，themodifiedDCbygenetisengineeringandtheimmuneinhibitorsweresummarized.

Keywordsdendriticcell;transplantationimmune;transplantationtolerance

近年來，隨著細(xì)胞或器官移植廣泛開展和移植免疫深入研究，了解到樹突狀細(xì)胞在移植排斥及移植耐受中發(fā)揮雙向調(diào)節(jié)作用：一方面，DC作為專職抗原呈遞細(xì)胞觸發(fā)和調(diào)節(jié)固有性及獲得性免疫反應(yīng)，啟動免疫應(yīng)答，介導(dǎo)免疫排斥；另一方面，DC通過多種機(jī)制誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞無能，且在免疫耐受中展示出極強(qiáng)的可塑性。本文就目前DC參與移植耐受的作用機(jī)制作一綜述。

DC的分型及作用

未成熟DC

人體內(nèi)DC具有成熟和未成熟兩種功能狀態(tài)。正常情況下，多數(shù)DC處于未成熟狀態(tài)。DC成熟受多種因素影響，IL-10、TGF-β等可抑制其成熟。未成熟DC可分泌IL-10，IL-10誘導(dǎo)無能T細(xì)胞產(chǎn)生、抑制T細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞反應(yīng)和通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞下調(diào)DC表面共刺激分子表達(dá)、抑制IL-12合成。微生物細(xì)胞成分如細(xì)菌脂多糖、集落刺激因子和細(xì)胞因子等均能促使DC成熟。

成熟DC是早期免疫應(yīng)答強(qiáng)有力的抗原呈遞細(xì)胞，它活化初始和記憶T細(xì)胞，啟動免疫應(yīng)答。器官移植后作為“過客”白細(xì)胞，供體DC從移植器官中游走至受者的次級淋巴器官內(nèi)，呈遞抗原特異性MHC分子，激活受者T細(xì)胞，啟動免疫應(yīng)答，觸發(fā)排斥反應(yīng)，此過程為直接異體識別途徑；另外，受者DC或DC祖細(xì)胞參與移植后初始炎癥反應(yīng)，浸潤到移植器官內(nèi)，凋亡或壞死細(xì)胞崩解碎片，經(jīng)加工處理并結(jié)合自身MHC分子，最終把限制性供體MHC分子及自身MHC分子復(fù)合肽呈遞給受者T細(xì)胞，觸發(fā)排斥反應(yīng)，此過程為間接異體識別途徑［1］。一般認(rèn)為直接異體識別途徑參與急性排斥反應(yīng)，而間接異體識別途徑則與慢性排斥有關(guān)。最近研究認(rèn)為識別的途徑取決于植入器官類型、實(shí)驗?zāi)Ｐ?、排斥時相等［1，2］。

未成熟DC具有截然不同的生物學(xué)特性，低水平表達(dá)MHC、CD40、CD80、CD86、B7等共刺激分子和黏附分子，具有極強(qiáng)的抗原攝取、加工處理能力，而激發(fā)免疫應(yīng)答能力卻較弱，未成熟DC可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞耐受及Treg細(xì)胞產(chǎn)生。

體外實(shí)驗表明：未成熟DC與CD4+CD25+CD45RO+Treg細(xì)胞接觸后可上調(diào)其表面抑制性分子ILT3、ILT4表達(dá)，從而獲得調(diào)節(jié)活性，抑制異體反應(yīng)性CD4+T細(xì)胞增殖或使之轉(zhuǎn)化為Treg細(xì)胞，發(fā)揮免疫抑制功能［3］。移植后耐受受者中的調(diào)節(jié)DC可促使源于初始T細(xì)胞中CD4+CD25+Treg細(xì)胞擴(kuò)增，而這些Treg細(xì)胞可誘導(dǎo)造血祖細(xì)胞向調(diào)節(jié)DC方向分化并降低DC表面共刺激分子CD80、CD86及MHC-II類分子表達(dá)，維持DC于未成熟狀態(tài)［4］。調(diào)節(jié)DC再誘導(dǎo)Treg細(xì)胞，如此反復(fù)互相激發(fā)形成反饋環(huán)路，阻礙移植物排斥。

漿細(xì)胞樣DC

人DC也可根據(jù)其分化來源分為髓樣DC和pDC。pDC主要存在于血液循環(huán)及次級淋巴組織非抗原進(jìn)入T細(xì)胞區(qū)，它受CD40L激活后可促使CD8+T細(xì)胞分泌IL-10從而抑制Th1型細(xì)胞應(yīng)答。Kuwana等［5］報道，從人外周血分離出的新鮮未成熟pDC可誘導(dǎo)抗原特異性CD4+T細(xì)胞無能，這與T細(xì)胞不能上調(diào)CD40L表達(dá)及分泌IL-2有關(guān)。未成熟pDC上的抑制性Ig樣轉(zhuǎn)錄受體ILT3、ILT4亦參與此種無應(yīng)答［6］，而可溶性IL-10、INF-α、TGF-β與此無關(guān)。體外初始CD8+T細(xì)胞與異體CD40L活化的成熟pDCs共培養(yǎng)易向高分泌IL-10CD8+Treg細(xì)胞分化，并通過其分泌的IL-10抑制CD8+效應(yīng)T細(xì)胞旁路增殖［7］。移植患者血循環(huán)內(nèi)CD8+CD28-細(xì)胞抑制抗原特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答，阻斷CD40-CD40L活化信號介導(dǎo)的DC成熟，上調(diào)供體未成熟pDC上的ILT3、ILT4表達(dá)［3］，這是獨(dú)特的Treg細(xì)胞經(jīng)G-CSF動員的供體pDC進(jìn)入受者，并在其有效俘獲異體抗原后分化為成熟pDC，并通過誘導(dǎo)CD8+Treg細(xì)胞、Th2型免疫應(yīng)答抑制供體Th1、CTL，使其無能，從而減輕GVHD程度［8］。以上表明機(jī)體接觸異體抗原后其血循環(huán)中pDC可抑制Th1型細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，這使pDC在移植物排斥、GVHD等Th1型疾病中發(fā)揮重要作用。

間接通路

DC通過直接、間接通路呈遞異體抗原啟動免疫應(yīng)答。但I(xiàn)naba等［9］認(rèn)為，移植后供體DC可把其表面部分供體型MHC分子轉(zhuǎn)給受者DC，在受者DC上形成供體MHC分子與自身MHC分子結(jié)合的復(fù)合物而干擾間接識別途徑，誘導(dǎo)免疫耐受。受者DC負(fù)載供體抗原肽后無論是直接進(jìn)入血液循環(huán)，還是進(jìn)入胸腺均可顯著延長移植物植活時間。DC通過靜脈進(jìn)入受者后在外周可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞產(chǎn)生，這些T細(xì)胞再遷移至胸腺獲得中樞耐受［10］，另外供體DC進(jìn)入胸腺后與受者DC起清除CD4+CD8+胸腺T細(xì)胞及高親和力結(jié)合自身MHC分子復(fù)合物的循環(huán)T細(xì)胞克隆。

F1t3L

細(xì)胞因子F1t3L在體內(nèi)能潛在誘導(dǎo)造血祖細(xì)胞和DC增殖。在實(shí)驗?zāi)Ｐ椭?，預(yù)先建立一供體鼠，使受者鼠在不使用任何免疫抑制劑下能夠耐受MHC不相合供體肝而不表現(xiàn)排斥反應(yīng)。如先對供體鼠予Flt3L處理后，再移植異體肝給受者鼠，小鼠則表現(xiàn)出急性排斥反應(yīng)［11］。在另一模型中，接受全身照射的實(shí)驗小鼠在行T細(xì)胞清除、MHC不相合造血干細(xì)胞移植后再輸注Flt3L，小鼠則易發(fā)生致命GVHD［12］。由此可見，無論是器官移植還是造血干細(xì)胞移植，無論對供體還是受者，這些實(shí)驗都表明Flt3L增加了宿主抗移植物、移植物抗宿主病發(fā)生率。

近來有研究報道，預(yù)先以造血干細(xì)胞因子Flt3L擴(kuò)增供體脾區(qū)CD8αα+DC，然后將其經(jīng)靜脈輸注給受體鼠，發(fā)現(xiàn)心臟植活時間延長，且此種效應(yīng)不依賴CD8αα+DC狀態(tài)及在靜脈輸注過程中是否發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換［13］。Yunusuv等［14］最近提出，如降低全身照射強(qiáng)度，F(xiàn)1t3L則有助于異基因骨髓的穩(wěn)定持久植入，且沒有明顯GVHD表現(xiàn)。

Eto等［15］研究表明，對于接受環(huán)磷酰胺預(yù)處理、去T細(xì)胞性骨髓移植的受體鼠，在其骨髓造血尚未重建前，如輸注Flt3L動員的供體造血干細(xì)胞，可誘導(dǎo)受體鼠對MHC錯配的異體皮膚耐受。推測此種耐受與供體特異反應(yīng)性T細(xì)胞持續(xù)清除有關(guān)，確切機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。盡管目前評價Flt3L在移植中的作用為時尚早，但隨著對Flt3L的研究深入、這一潛在DC動員劑必會有良好應(yīng)用前景。

凋亡細(xì)胞

實(shí)驗表明，靜脈注射供體凋亡細(xì)胞可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞耐受。機(jī)制①未成熟DC高效吞噬凋亡細(xì)胞，處理并呈遞其抗原，而未引發(fā)炎癥反應(yīng)及自身狀態(tài)轉(zhuǎn)換；②下調(diào)前炎癥因子IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α及促Th1細(xì)胞因子IL-12P40的分泌，維持TGF-β1于高水平。DC膜表面受體——整合蛋白、血小板反應(yīng)蛋白受體(CD36)、補(bǔ)體受體CR3(CD11b/CD18)、CR4(CD11C/CD18)通過與凋亡細(xì)胞表面相應(yīng)配體務(wù)小板反應(yīng)蛋白、乳脂肪球互相識別參與此過程介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)。凋亡細(xì)胞活化補(bǔ)體C3后能促使活化產(chǎn)物iC3b在其胞膜貯積，并借此與DC表面高表達(dá)的吞噬受體CD11b/CD18相互識別。在人未成熟DC內(nèi)化iC3b調(diào)理的凋亡細(xì)胞后，mRNA水平下調(diào)的IL-1α、TNF-α、IL-12P40等細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄分泌、降低MHCⅡ類分子及CD86表達(dá)，抑制CD40-CD40L活化DC成熟［16］，即通過細(xì)胞因子轉(zhuǎn)換DC以未成熟狀態(tài)誘導(dǎo)免疫耐受。小鼠移植模型研究表明，靜脈注射的供體凋亡脾細(xì)胞易于在骨髓中植入，長期誘導(dǎo)受體鼠于免疫耐受狀態(tài)［17］。

基因工程修飾DC

近來有應(yīng)用腺病毒或逆轉(zhuǎn)錄病毒為載體，將具有誘導(dǎo)耐受作用的免疫抑制分子靶基因轉(zhuǎn)染給供體DC并使其表達(dá)，以期能夠:①阻礙異體反應(yīng)性T細(xì)胞增殖［如indoleamine2，3-droxygenase(IDO)］；②抑制DC表面共刺激分子表達(dá)并誘使抗原特異性T細(xì)胞向Th2方向分化；③誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞無能或克隆清除。已不斷有實(shí)驗證實(shí)，單獨(dú)轉(zhuǎn)導(dǎo)以上各靶基因即可降低移植物排斥機(jī)率，延長器官植活時間。但單獨(dú)基因修飾DC尚不能穿越MHC屏障，誘導(dǎo)耐受。這與目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)尚未成熟及諸多因素參與免疫耐受有關(guān)。如何提高轉(zhuǎn)基因效率，如何確?；蛐揎椢闯墒霥C在靜脈輸注過程中不發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換？這些都是值得研究的問題。

轉(zhuǎn)基因中加入增強(qiáng)綠色熒光蛋白或多種免疫抑制靶基因［IL-10、TGF-β、CTLantigen-4immunoglobulinfusionprotection(CTLA4-Ig)］并由逆轉(zhuǎn)錄病毒同時轉(zhuǎn)導(dǎo)給未成熟DC，可提高轉(zhuǎn)導(dǎo)效率，確保DC未成熟狀態(tài)［18，19］。實(shí)驗中于移植前36小時靜脈輸注給受體鼠可使其腎植活時間顯著延長。已證實(shí)腺病毒可通過核因子-κβ誘導(dǎo)DC成熟而降低治療療效。但最近發(fā)現(xiàn)，NF-κβ特異誘導(dǎo)物能持續(xù)阻斷DC成熟［20］，并顯著抑制各種刺激下髓樣DC成熟，而免疫抑制基因表達(dá)并不受阻。動物實(shí)驗中，將NF-κβ-ODN處理后以腺病毒為載體轉(zhuǎn)導(dǎo)CTLA-Ig的供體的髓樣DC，于心臟移植前靜脈輸注給受體，結(jié)果MHC完全錯配的異體心臟植活時間明顯延長［21］。

免疫抑制劑

免疫抑制劑是臨床抗排斥和治療移植物抗宿主病中最主要的藥物。這些免疫抑制劑在控制免疫反應(yīng)的同時，也在DC的成熟、分化、趨化及活化等環(huán)節(jié)上起作用而誘導(dǎo)移植免疫耐受。最常用的免疫抑制劑——鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑、糖皮質(zhì)激素可以抑制DC的成熟、分化、共刺激分子表達(dá)、IL-12分泌及NF-κβ信號途徑的活化，而誘導(dǎo)免疫耐受，但糖皮質(zhì)激素對IL-10的分泌沒有影響，而鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑雖然對DC的分化沒有作用，但可以抑制DC的趨化，并且誘導(dǎo)IL-10的表達(dá)［22］。值得注意的是，鈣調(diào)神經(jīng)蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活也是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞生成所必需的，有人提出，為誘導(dǎo)有效免疫耐受，應(yīng)適當(dāng)減少鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑的用量［22］。

結(jié)束語

同種免疫排斥仍是目前移植領(lǐng)域中亟待解決的問題。DC在移植免疫中扮演雙重角色：參與免疫排斥和誘導(dǎo)移植耐受。尤其是后者已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。但目前人們對DC的研究尚處于初步階段，有必要確切闡述DC參與移植耐受的多重機(jī)制，以便為臨床學(xué)家解決移植排斥提供新思路。

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