熊良興,高良輝
(1.海南醫(yī)學(xué)院,海南 ???71199;2.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院,海南 ???70100)
隨著我國(guó)各類器官移植的陸續(xù)開展,移植技術(shù)的不斷完善,同種異體器官移植已成功為許多器官功能衰竭患者帶來(lái)了生的希望。但目前供體器官的短缺、急慢性排斥反應(yīng)和免疫抑制劑的副作用是限制器官移植發(fā)展的主要問(wèn)題。自2015 年1 月1 日我國(guó)全面停止使用死刑犯器官進(jìn)行移植,此后,社區(qū)器官捐贈(zèng)已成為中國(guó)唯一合法的器官移植來(lái)源[1,2]。隨著社會(huì)捐贈(zèng)體系的逐步構(gòu)建和開展親體捐獻(xiàn)供器官的移植技術(shù)的發(fā)展,供體器官短缺問(wèn)題也進(jìn)一步的得到了緩解。然而器官移植面臨的最大問(wèn)題是,移植后如何讓受者的免疫系統(tǒng)對(duì)移植器官特異性無(wú)應(yīng)答,這是移植工作者的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。免疫抑制療法對(duì)急性移植排斥反應(yīng)雖有明顯效果,但對(duì)慢性排斥反應(yīng)和血管病變的發(fā)生基本無(wú)效,而且長(zhǎng)期使用免疫抑制藥物具有明顯的副作用;因此,誘導(dǎo)受者產(chǎn)生針對(duì)移植物的免疫耐受是克服器官移植排斥反應(yīng)的理想策略[3]。目前研究較多的誘導(dǎo)同種異體移植耐受策略有誘導(dǎo)同種異基因嵌合體、阻斷效應(yīng)細(xì)胞活化的共刺激信號(hào)途徑、供者特異性抗原輸入誘導(dǎo)移植耐受、調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞抑制效應(yīng)細(xì)胞的免疫應(yīng)答、誘生耐受性DC 等[4]。近年來(lái),許多研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中sCD83 能夠延長(zhǎng)移植受體的存活時(shí)間,誘導(dǎo)受體對(duì)供體器官的特異性免疫耐受,本文就近年來(lái)sCD83 誘導(dǎo)移植器官產(chǎn)生免疫耐受的研究進(jìn)展做一綜述。
sCD83 是CD83 的可溶性形式,CD83 是成熟的樹突細(xì)胞(DC)最具特征的細(xì)胞表面標(biāo)志物之一,但DC 并不是表達(dá)CD83 的唯一細(xì)胞。CD83 還在活化的T 細(xì)胞、B 細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、粒細(xì)胞前體細(xì)胞和胸腺上皮細(xì)胞以及調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的亞群中表達(dá)[5]。高度糖基化的人CD83 蛋白的分子量約為45 kDa,屬于免疫球蛋白(lg)超家族[6]。它是由胞外區(qū)Ig 樣的結(jié)構(gòu)域、細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域和一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域組成,在蛋白質(zhì)水平上,有兩種不同的CD83 蛋白亞型,即膜結(jié)合型(mCD83)和可溶形式(sCD83),CD83 主 要 表 達(dá) 于DC 表 面,膜 結(jié) 合 型CD83(mCD83)一 直 作 為 成 熟DC 的 重 要 標(biāo) 志[7]??扇苄訡D83 的來(lái)源可能有兩種,一種是通過(guò)蛋白水解膜結(jié)合CD83 同工型產(chǎn)生,另一種是CD83 的不同mRNA 轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)生。前者的產(chǎn)生,Sénéchal 等[8]觀察到巨細(xì)胞病毒(HCMV)感染DC會(huì)顯著降低DC 對(duì)T 細(xì)胞的刺激能力,證實(shí)了這種結(jié)果是由mCD83 的裂解產(chǎn)生sCD83 后導(dǎo)致的。后者的產(chǎn)生,Dudziak 等[9]發(fā)現(xiàn)在未刺激的外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)中鑒定出CD83 的4 個(gè)不同轉(zhuǎn)錄本。其中最長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄體CD83-TM 編碼了跨膜CD83,而所有較小的轉(zhuǎn)錄本(CD83-a,-b 和-c)則可能編碼可溶形式的CD83。但是,他們還發(fā)現(xiàn)在未成熟的DC中,在mRNA 水 平 檢 測(cè) 到CD83-TM、CD83-a 和CD83-b 的變體,當(dāng)誘導(dǎo)成熟后,CD83-TM 略有增強(qiáng),而CD83-b 被下調(diào),CD83-a 的表達(dá)沒(méi)有改變,CD83-c 沒(méi)有檢測(cè)到。因此sCD83 的產(chǎn)生有可能是上述兩種方式共同作用,也可能是以膜結(jié)合型水解脫落為主要方式。
sCD83 的功能研究最早開始于Lechmann 等[10]的報(bào)道,研究證實(shí)了sCD83 能夠干擾DC 的成熟,從而影響到DC 介導(dǎo)的T 細(xì)胞增殖。因此sCD83 表現(xiàn)出了免疫抑制效應(yīng),這與mCD83 的免疫效應(yīng)相反。后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)sCD83 可以改變DC 細(xì)胞骨架重排[11]。有關(guān)sCD83 的免疫抑制特性研究越來(lái)越多,巨細(xì)胞病毒感染成熟DC 后釋放免疫抑制性sCD83分子,代表新的病毒免疫逃逸機(jī)制[8]。運(yùn)用sCD83的免疫抑制作用在治療自身免疫性疾病中發(fā)揮了良好的效果[12-16]。sCD83 的配體及其如何發(fā)揮其免疫抑制功能的機(jī)制正在被不斷的探索。最近,Hor‐vatinovich 等[17]研 究 表 明,sCD83 通 過(guò) 結(jié) 合TLR4/MD-2 傳遞的早期信號(hào),從而導(dǎo)致抗炎性介質(zhì)PGE2、IL-10 的分泌,阻斷了T 細(xì)胞活化的能力,并有助于抑制IL-2、IL-5、IL-13 和IFN-γ 分泌。提示sCD83 的免疫抑制作用可能依賴于與APC 的初始相互作用,改變?cè)缙诩?xì)胞因子信號(hào)途徑并導(dǎo)致T 細(xì)胞無(wú)應(yīng)答。sCD83 的免疫抑制作用在被發(fā)現(xiàn)的同時(shí),也被許多移植領(lǐng)域?qū)W者所關(guān)注,近年來(lái),有關(guān)sCD83 運(yùn)用在器官移植中的研究較多。
可溶性CD83 在對(duì)小鼠的同種異體皮膚移植模型中,sCD83(500 μg/kg)在移植前1 d 和移植后第1天和第3 天通過(guò)尾靜脈注射給受體小鼠后發(fā)現(xiàn),sCD83 治療顯著延遲皮膚同種異體移植排斥反應(yīng)。但有趣的是,可溶性CD83 的免疫抑制作用在皮膚同種異體移植模型中的效力低于在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎模型中觀察到的效果??紤]可能是由于這些疾病之間的性質(zhì)不同,自身免疫性腦脊髓炎是一種慢性炎癥性疾病,研究表明sCD83 注入患有實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)的小鼠中,可以顯著抑制其所致的癱瘓和減少白細(xì)胞過(guò)濾進(jìn)入大腦和脊髓中[12]。而皮膚同種異體移植物排斥是嚴(yán)格的炎癥過(guò)程,在可溶性CD83 延遲皮膚同種異體移植物排斥的分子機(jī)制仍有待闡明,該實(shí)驗(yàn)研究?jī)H證實(shí)了皮膚同種異體移植物存活延長(zhǎng)與可溶性CD83 抑 制 的T 細(xì) 胞 增 殖 和 減 少 的IFN-γ 和IL-2 表達(dá)相關(guān)[18]。因此,測(cè)試更高劑量和更長(zhǎng)時(shí)間施用可溶性CD83 是否會(huì)阻止皮膚同種異體移植物排斥將是有意義的?;蛘哂每扇苄訡D83 和抗排斥藥物如環(huán)孢菌素A 的組合治療是否可以更顯著延長(zhǎng)皮膚同種異體移植物的存活需要實(shí)驗(yàn)研究的證實(shí)。
哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制劑在心臟移植中的使用顯著增加,雷帕霉素抑制劑通過(guò)與細(xì)胞質(zhì)FK506 結(jié)合蛋白12 結(jié)合而發(fā)揮免疫抑制活性,這破壞了多個(gè)細(xì)胞內(nèi)過(guò)程,包括CD-28 介導(dǎo)的T 細(xì)胞活化,通過(guò)停止某些RNA 的翻譯在G1-S期停止細(xì)胞周期,以及抑制負(fù)責(zé)包括IL-2 在內(nèi)的多種細(xì)胞因子的晚期基因轉(zhuǎn)錄的激酶[19]。心臟移植受者的心內(nèi)膜心肌活檢樣本中提示雷帕霉素靶蛋白抑制劑具有抗纖維化作用[20]。Luke 等[21]研究發(fā)現(xiàn),抗CD45RB 單克隆抗體(a-CD45)通過(guò)改變調(diào)節(jié)性CD45RbloT 和效應(yīng)CD45RBhi T 細(xì)胞之間平衡來(lái)提高心臟移植物的存活率。但這兩種藥物均未被證實(shí)足以誘導(dǎo)完全主要組織相容性復(fù)合物錯(cuò)配的小鼠心臟同種異體移植模型中的耐受性。Ge等[22]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由Rapa + a-CD45 組成的聯(lián)合治療可以不同程度地延長(zhǎng)小鼠心臟移植物的存活率。而所有涉及sCD83 的治療組都能夠增強(qiáng)Rapa 或a-CD45 對(duì)心臟移植物的免疫抑制作用,這兩種藥物在沒(méi)有sCD83 的情況下只能部分抑制移植物抗體沉積,抗供體和總IgG 水平,以及產(chǎn)生抗體的細(xì)胞數(shù)。而所涉及sCD83 的治療組中可以發(fā)現(xiàn)sCD83能夠下調(diào)DC 表面MHC Ⅱ類和共刺激分子,抑制了DC 成熟和同種異體刺激能力,并減弱DC-T 細(xì)胞突觸形成,以及抑制了抗供體抗體反應(yīng)。而由sCD83+Rapa+a-CD45 組成的三聯(lián)療法,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果驚人,該療法阻止了細(xì)胞介導(dǎo)的排斥反應(yīng)和抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)超過(guò)100 d。生存期超過(guò)100 d 可認(rèn)為在長(zhǎng)期存活的受者中達(dá)到了供體移植物的特異性耐受,三聯(lián)療法的成功伴隨著致耐受性DC 的增強(qiáng),過(guò)繼轉(zhuǎn)移耐受性DC 給異基因心臟移植物的受體可以使其產(chǎn)生抗原特異性的保護(hù)作用。
目前的免疫抑制療法不能預(yù)防晚期腎移植的腎小管萎縮和間質(zhì)纖維化,這是腎移植慢性排斥反應(yīng)發(fā)生的主要組織病理學(xué)表現(xiàn),因此現(xiàn)在更需要的是針對(duì)免疫系統(tǒng)誘導(dǎo)供體抗原特異性的免疫耐受。研究發(fā)現(xiàn)sCD83 能夠抑制TLR 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞活化,并且sCD83 能夠在同種異體腎移植后的早期(術(shù)后14 d)和晚期(術(shù)后140 d)顯著抑制移植物抗體沉積和循環(huán)抗供體抗體水平,sCD83 治療組與未治療組相比顯著減少了腎小管萎縮和間質(zhì)纖維化[23]。sCD83 在治療腎同種異體移植的小鼠模型中檢測(cè)到可忽略的抗供體抗體,同時(shí)降低了脾DC表面主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ類、CD40、CD80 和細(xì)胞內(nèi)IL-12 的水平,導(dǎo)致了耐受性DC 的產(chǎn)生,誘導(dǎo)了腎的同種異體腎移植耐受。同時(shí)發(fā)現(xiàn)用已知的吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)拮抗劑1-甲基色氨酸(1-MT)阻止了sCD83 的免疫抑制作用,消除了sCD83 誘導(dǎo)的移植物耐受性并導(dǎo)致急性腎移植物排斥,由此可以說(shuō)明IDO 參與了sCD83 誘導(dǎo)腎同種異體移植物耐受的過(guò)程[24]。sCD83 能夠減弱非特異性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答,最終誘導(dǎo)了早期腎移植的免疫耐受和防止了晚期對(duì)移植的腎組織的慢性損害。在sCD83 治療期間和之后完全沒(méi)有毒性并發(fā)癥。
大多數(shù)臨床研究表明,不可逆排斥是角膜移植失敗的最重要原因[25]。使用皮質(zhì)類固醇是抑制驅(qū)動(dòng)角膜移植失敗免疫反應(yīng)的金標(biāo)準(zhǔn),而其他藥物,如環(huán)孢素A,未顯示移植物存活率顯著改善,缺乏良好的角膜穿透[26]。局部或全身使用這些免疫抑制劑會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用,包括白內(nèi)障、青光眼、結(jié)膜壞死和傷口愈合受損。角膜同種異體移植排斥在組織學(xué)上表現(xiàn)為大量的CD4+T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),此外,樹突細(xì)胞(DC)存在于整個(gè)前基質(zhì)中[27]。盡管角膜同種異體移植的早期結(jié)果通常非常好(手術(shù)后1 年存活率為90%),但15 年后角膜同種異體移植物的存活率僅為55%。如果受體角膜因化學(xué)或熱灼傷,皰疹病毒感染或移植排斥而發(fā)炎,則情況更為嚴(yán)重,在這種情況下,1 年生存率降低到50%以下[28]。因此,考慮到目前治療方法在預(yù)防角膜移植排斥方面的局限性,以及sCD83 的具有持久致耐受性的作用。進(jìn)而有研究發(fā)現(xiàn),sCD83 通過(guò)全身和局部應(yīng)用以滴眼劑的形式抑制角膜移植物排斥,并且誘導(dǎo)了角膜移植物的免疫耐受。sCD83 通過(guò)增加TGF-β 誘 導(dǎo)DC 中 的IDO 長(zhǎng) 期 表 達(dá)[29]。研 究 還發(fā)現(xiàn)IDO 可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Treg)的擴(kuò)增,而使用1-MT 可以抑制sCD83 誘導(dǎo)的免疫耐受,說(shuō)明IDO 在sCD83 誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制中起到了關(guān)鍵作用。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)sCD83 能誘導(dǎo)DC 中顯著的IDO 啟動(dòng)子活性。而該效果與使用重組TGF-β 所產(chǎn)生的效果相當(dāng),并且可以通過(guò)添加中和TGF-β 的抗體來(lái)阻斷,提示TGF-β 誘導(dǎo)了IDO 的表達(dá)。另外調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的擴(kuò)增使其能與局部受限的免疫抑制環(huán)境相結(jié)合,誘導(dǎo)持久的角膜同種異體移植耐受。
sCD83 在皮膚移植中通過(guò)抑制T 細(xì)胞增殖和減少IFN-γ 和IL-2 的分泌,從而延遲了異體皮膚的排斥反應(yīng);在心臟移植物中sCD83 誘導(dǎo)了耐受性DC 的產(chǎn)生,通過(guò)聯(lián)合使用免疫抑制劑誘導(dǎo)了供體心臟移植物的特異性耐受;而在腎臟移植中sCD83不僅誘導(dǎo)了耐受性DC 的產(chǎn)生,同時(shí)降低了抗供體抗體的水平,抑制了腎移植物的急慢性排斥反應(yīng),誘導(dǎo)了供體腎的耐受,還發(fā)現(xiàn)IDO 參與了sCD83 的誘導(dǎo)耐受的過(guò)程;在角膜移植中sCD83 誘導(dǎo)了IDO介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié),增加了Treg 細(xì)胞的擴(kuò)增,同時(shí)發(fā)現(xiàn)sCD83 通 過(guò)TGF-β 誘 導(dǎo)DC 中 的IDO 長(zhǎng) 期 表 達(dá),sCD83 誘導(dǎo)了角膜移植受體的局部耐受,延長(zhǎng)了角膜生存時(shí)間。通過(guò)sCD83 在上述器官移植中運(yùn)用得出的結(jié)果,可以推測(cè)sCD83 誘導(dǎo)移植器官在受體中產(chǎn)生耐受性的機(jī)制可能是sCD83 通過(guò)改變細(xì)胞因子TGF-β、IFN-γ、IL-2 的變化,產(chǎn)生對(duì)DC 和T 細(xì)胞的作用,主要表現(xiàn)在影響DC 細(xì)胞的成熟產(chǎn)生耐受性DC 以及Treg 的增殖,而引起這一變化的通路可能與TGF-β 激活I(lǐng)DO 免疫抑制通路相關(guān)。
雖然sCD83 在臨床前動(dòng)物模型中的運(yùn)用表現(xiàn)出了顯著的免疫抑制性效果,但對(duì)于將動(dòng)物模型研究轉(zhuǎn)化為人類研究的過(guò)程仍然需要一段時(shí)間,因?yàn)閟CD83 對(duì)移植物免疫耐受的深層機(jī)制仍有待進(jìn)一步的研究,尋找sCD83 對(duì)移植器官發(fā)揮免疫耐受作用的確切配體,進(jìn)一步了解其作用的路徑,這些對(duì)于sCD83 的臨床轉(zhuǎn)化尤為重要。闡明sCD83 在移植中的作用及確切機(jī)制將會(huì)為后期免疫抑制劑的選擇、移植排斥反應(yīng)的改善提供十分有價(jià)值的參考,因此還需要更進(jìn)一步的研究來(lái)闡述它的生物學(xué)功能。
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2021年7期