2020年器官移植免疫学实验研究进展

田倩川 吴昌鸿 徐亚男 赵勇

尽管2020年新型冠状病毒肺炎疫情对人类生活和全球诸多领域带来严重影响，生物医学科技工作者和医护人员投入大量时间精力进行抗疫攻关，但是在过去的一年，移植免疫学实验研究领域仍有许多重要科研突破和亮点。本文就2020年移植免疫学在免疫细胞亚群、免疫分子等方面的主要进展和研究成果进行简要归纳。需要特别指出的是，由于移植免疫学领域的范围广泛、学科交叉等特点，许多重要研究进展未能全部包括在此介绍中。

1 免疫细胞亚群在排斥反应中的作用及其在诱导移植免疫耐受中的新尝试

免疫耐受是机体对特定物质产生的特异性免疫不应答反应，区别于免疫抑制剂介导的非特异性免疫抑制状态（即对所有免疫原都表现出低反应性状态）。通过诱导建立受者对供者器官的免疫耐受被认为是能有效减少免疫抑制剂所致各种不良反应的最佳方案，也是移植免疫学研究的热点。不同的免疫细胞在移植排斥反应过程中发挥着各自不同的功能，也在免疫耐受的建立过程中扮演着不同的角色。

1.1 T 细胞

T细胞可以通过分泌直接或间接发挥杀伤作用的细胞因子参与移植器官的排斥反应和免疫耐受的建立，其介导的排斥反应是一个多因子共同发挥功能的复杂过程。Morris等[1]研究表明，抑制性受体FcγRⅡB与功能性配体纤维蛋白原样2（fibrinogen like 2，Fgl2）结合后，通过半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）-3/7介导的细胞凋亡信号通路，诱导CD44highCD62LlowEomeslow效应性CD8+T细胞凋亡，进而缓解小鼠皮肤移植物的排斥反应。研究发现，表达抑制性受体FcγRⅡB的CD8+T细胞的水平与移植物排斥反应强度呈负相关。过继FcγRⅡB剔除的CD8+T细胞导致受体对供体反应性记忆性T细胞增多，对二次反应增强，介导对阻断辅助分子诱导耐受具有抵抗性的排斥反应[2]。该研究揭示了一个针对移植物反应记忆性T细胞形成的T细胞内源调控机制，提示调控效应性CD8+T细胞凋亡相关的受体-配体相互作用具有应用于器官移植排斥反应治疗的潜力。

研究发现，在T细胞活化过程中，N-辛酰基多巴胺（N-octanoyl dopamine，NOD）处理使T细胞产生肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α和干扰素（interferon，IFN）-γ的能力明显降低，导致T细胞黏附能力减弱[3]。这个发现提示NOD在治疗移植受体中具有潜在的临床用途，但需要进一步的体内实验验证。Xie等[4]利用Balb/c皮肤预致敏的条件性敲除某个或某些基因[哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、信号转导和转录激活因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）3以及双敲除mTOR和STAT3]的C57BL/6小鼠为受体，然后将Balb/c小鼠心脏分别移植至皮肤未致敏和预致敏的小鼠中进行观察。结果表明，在皮肤未致敏的情况下，单敲除mTOR的受体小鼠获得了长期的移植心脏存活；在皮肤预致敏的情况下，mTOR和STAT3双敲除小鼠也实现了移植心脏的长期存活，并且存活时间长于mTOR单敲除小鼠。这表明mTOR和STAT3缺失消除了T细胞对移植心脏排斥反应的记忆性，这些发现有助于我们更好地了解T细胞对移植器官免疫记忆的分子机制。

Fisher等[5]在大鼠后肢移植模型中，局部给予经工程改造可持续释放转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β1、白细胞介素（interleukin，IL）-2和西罗莫司（雷帕霉素）的微粒，诱导调节性T细胞（regulatory T cell，Treg），可延长同种异体移植物的存活而无需进行长期的全身免疫抑制。这种Treg诱导系统不仅可降低移植物组织中炎症因子的表达，增强Treg相关细胞因子的表达，还可增加移植后肢引流淋巴结中的Treg，并减少炎症细胞辅助性T细胞（helper T cell，Th）1亚群。无独有偶，另一个研究组在这个模型中利用释放重组的CC趋化因子配体（CC chemokine ligand，CCL）22进行研究，在不影响常规T细胞增殖的前提下，CCL22的释放可特异性诱导Treg趋化迁移并增强其功能，进而延长同种异体移植物的存活时间，并诱导受体建立免疫耐受[6]。

在皮肤移植模型中，移植前预先给C57BL/6小鼠过继F1（B6×bm1）小鼠的脾细胞，促进F1小鼠皮肤移植物被永久接受，实现免疫耐受。研究者认为，此免疫耐受的建立与外周Foxp3+CD4+CD25+Treg的扩增和移植物Foxp3表达的增加有关[7]。

阻断辅助分子诱导移植免疫耐受是有希望的策略之一，但是仅仅应用细胞毒T淋巴细胞相关抗原（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen，CTLA）4- 免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）仍伴有高频率的排斥反应，因此寻找联合应用很有必要。近期，Iglesias等[8]研究发现，Janus激酶（Janus kinase，JAK）/ STAT抑 制 剂 托 法 替 尼（tofacitinib） 与CTLA4-Ig联合应用可以降低树突状细胞（dendritic cell，DC）的炎症因子产生核辅助分子的表达，诱导免疫耐受性DC表型，抑制T细胞活化，减少移植物效应性T细胞浸润而增加Treg浸润，从而更有效诱导移植免疫耐受。Kawai等[9]的研究结果表明，IL-33扩增的Treg向移植物迁移的能力增强，并且在体内具有更加强大的免疫抑制作用和诱导移植免疫耐受的潜能。该研究提示IL-33可能是有希望辅助Treg治疗的细胞因子。

应用主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC） Ⅰ b分 子 Qa-1突变[人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）-E的同源分子]的受体小鼠进行CTLA4-Ig诱导心脏移植免疫耐受实验，从而缺失Qa-1与CD8+Treg 的T细胞受体（T cell receptor，TCR）作用[10]。结果发现，CTLA4-Ig不能有效诱导Qa-1突变小鼠发生心脏移植免疫耐受，该小鼠表现出强烈的抗体介导的排斥反应。该现象可能是由于Qa-1突变降低Qa-1限制的CD8+Treg对Th的抑制作用所致。该研究表明Qa-1/HLA-E依赖的免疫调节信号通路在移植免疫耐受中的重要作用，也为降低移植排斥反应提供新思路。

受者体内供者特异性抗体（donor specific antibody，DSA）可以触发补体系统形成补体膜攻击复合物（membrane attack complex， MAC），该复合物附着于移植物血管内皮从而增强CD8+T细胞介导的急性排斥反应。人体内皮细胞内吞MAC并转移至具有Rab5蛋白的内体（一种膜包裹的囊泡结构）中，活化核因子（nuclear factor，NF）-κB通路，诱导产生IL-1β，从而招募和激活抗供者记忆性CD4+T细胞，排斥移植物。Xie等[11]近日研究表明，IFN-γ培养人内皮细胞使其细胞核中表达IL-15/IL-15受体（receptor，R）α复合物，而MAC诱导的IL-1β刺激IL-15/IL-15Rα复合物在内皮细胞表面表达，增加抗供者CD8+T细胞的活化和成熟，介导排斥反应。此过程将DSA与细胞介导的排斥反应联系在一起。

1.2 B细胞

B细胞及其抗体在器官移植排斥反应中的作用备受关注。2020年几篇关于B细胞亚群及靶向浆细胞治疗策略在器官移植中应用的综述在《American Journal of Transplantation》和《Transplantation》等杂志发表[12-15]。Marino等[16]发现B细胞耗竭增强了CD8+T细胞的记忆性和同种异体反应性，但抑制了CD4+记忆性T细胞的同种异体反应性。同样，研究人员在肾移植相关的研究中发现，使用抗B细胞激活因子（B cell activating factor，BAFF）单克隆抗体，可减少肾移植物内B细胞浸润，抑制B细胞的成熟和分化，从而阻碍了肾脏内三级淋巴器官的形成[17]。这个发现有益于肾移植预后，也为抗BAFF单克隆抗体作为肾移植免疫抑制剂提供依据。

调节性B细胞（regulatory B cell，Breg）抗原识别在移植免疫耐受诱导的作用有待阐明。Kimura等[18]应用特异表达B细胞受体（B cell receptor，BCR）的Breg过继实验和心脏或胰岛移植小鼠模型研究发现，Breg诱导移植免疫耐受依赖于B细胞的抗原识别，并由TGF-β介导。该研究有助于改善Breg诱导移植免疫耐受的方案。Dangi等[19]在预致敏的受体小鼠胰岛移植模型中，应用供体凋亡细胞、抗CD40L抗体和雷帕霉素联合处理后进行移植，结果发现移植物存活时间延长，剔除B细胞后移植物长期存活，提示移植物中浸润的B细胞可能作为抗原提呈细胞发挥作用。Khiew等[20]研究发现，抗CD154抗体与供者脾细胞联合应用可有效诱导小鼠心脏移植免疫耐受，从而使移植物长期存活且无DSA产生。进一步研究表明，上述这种处理能快速而有效地诱导B细胞免疫耐受，耐受的同种异体反应性B细胞不能发育分化为产生DSA的B细胞，并且以抗原特异性的方式抑制其他幼稚 B细胞发育分化为产生DSA的B细胞。需要指出的是，该B细胞免疫耐受依赖于心脏移植物，因为仅仅给予抗CD154抗体与供体脾细胞不足以诱导Breg的产生。研究者在CTLA-4Ig诱导心脏移植免疫耐受小鼠模型中亦可检测到此群Breg的存在，提示CTLA-4Ig可以诱导B细胞免疫耐受。因此，B细胞在移植免疫耐受中的作用值得重视[13,21]。

1.3 单核细胞和巨噬细胞

关于供体巨噬细胞在移植物排斥反应中的作用相关综述在《American Journal of Transplantation》杂志发表[22]。供肺组织中的内毒素与肺移植术后中性粒细胞浸润和移植物失功相关，进一步研究发现供肺组织中定居的巨噬细胞在此过程中发挥重要作用[23]。固定化血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在一定剪切应力作用下，以高特异性捕获血液循环单核细胞。贴壁单核细胞分化为内皮细胞和巨噬细胞的混合表型，并进一步分化为成熟的内皮细胞。在体内，血管管腔上新招募的细胞表达单核细胞标志物，随后它们共同表达单核细胞和内皮细胞特异性蛋白并维持移植血管的通畅性。这表明循环单核细胞可以直接促进移植血管的内皮化[24]。研究者发现，在器官移植中巨噬细胞除了发挥其调控炎症因子、提呈抗原等天然免疫细胞的作用，还显示出适应性免疫细胞的记忆性和特异性。2020年，笔者团队研究证明同种异基因细胞致敏后的巨噬细胞获得了长期记忆功能，并特异性介导同种异体移植排斥反应[25]。另一项来自美国的研究报道，单核细胞和巨噬细胞能够获得MHC Ⅰ抗原特有的记忆，并识别成对的免疫球蛋白样受体-A（paired Ig-like receptor A，PIR-A）作为记忆应答所必需的MHC Ⅰ受体，敲除受体中的PIR-A或阻止PIR-A与供体MHC Ⅰ分子的结合，会阻止巨噬细胞的记忆性并减弱肾脏和心脏同种异体移植排斥反应[26]。这项研究提示巨噬细胞的记忆性及其作为效应细胞在排斥反应中的重要性值得关注。

1.4 树突状细胞

DC在移植免疫中发挥了重要的免疫调控作用，其参与免疫调控的机制一直是研究的热点。Hughes等[27]证明受体DC与供体MHC-肽复合物的交叉修饰是将供体抗原提呈给移植物中的受体效应性T细胞的主要途径。如果供体和受体共享一个或多个MHC基因座，则“cross-dressed”的DC可能会间接激活同种异体效应性T细胞，该T细胞识别与自身MHC分子结合的同种肽。换句话说，一旦转移到受体DC，供体和受体共有的MHC分子可以有效地将内源性全肽提呈，并间接激活宿主的效应性T细胞。这构成了一种快速的机制，通过绕过宿主DC捕获抗原和处理抗原来扩大间接同种免疫应答。此外，研究者发现在体外沉默了m6A甲基化酶METTL3的DC具有较低的MHCⅡ、共刺激分子（CD80、CD86）和DC相关细胞因子（IFN-γ、IL-12）表达水平，并且具有较弱的促进T细胞增殖的能力，最终在体内延长了同种异体移植物的存活时间[28]。进一步研究发现，m6A甲基化酶METTL3的敲低也减弱了成熟DC衍生的外泌体诱导排斥反应[28]。因此使用METTL3敲除的DC可能是一种有望减轻同种异体心脏移植排斥反应的有临床应用价值的方法。此外，研究者发现移植肾的耐受性受控于浆细胞样DC（plasmacytoid DC，pDC）的数量或功能的差异。pDC可通过MEK/ERK、GSK-3β和NF-κB信号通路的激活诱导Foxp3+Treg生成，并且这种诱导能力具有品系依赖性[29]。研究者对同种异体肾移植诱导的同种异体心脏移植耐受性进行研究并建立小鼠模型，发现C57BL/6小鼠接受DBA/2J小鼠肾脏移植物诱导免疫耐受以后，能够长期接受DBA/2J小鼠心脏移植物，但会排斥无关第3者心脏[29]。进一步研究发现，肾脏移植物通过Foxp3+细胞诱导供体特异性的心脏移植耐受，并且该耐受不依赖于胸腺和肾脏移植物的持续存在[29]。该研究结果提示，临床上多器官衰竭患者的器官移植手术顺序的调整对诱导免疫耐受具有重要意义。

1.5 嗜中性粒细胞

嗜中性粒细胞具有功能异质性，可以参与多种疾病，发挥复杂的免疫调节作用。Tecchio等[30]对嗜中性粒细胞在骨髓移植中的作用进行了较好的综述。Wong等[31]研究发现，在Balb/c小鼠皮肤移植给C57BL/6小鼠的实验模型中，应用重组人血管性血友病因子裂解酶（recombinant human a disintegrin and metalloproteinase with a thrombospondin type 1 motif member 13，rhADAMTS13）处理受体可以明显延长皮肤移植物的存活时间，该作用可能是通过rhADAMTS13抑制移植物中嗜中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular trap，NET）的产生。此研究提示嗜中性粒细胞在排斥反应中的作用，也为应用rhADAMTS13和抗NET的应用提供了实验依据[32]。在缺血-再灌注损伤（ischemic-reperfusion injury，IRI）和肺移植模型中，线粒体DNA通过Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）9启动NET的形成[33]。

天然免疫细胞通过抗原提呈，共刺激因子和细胞因子产生、触发并驱动随后的细胞和体液适应性免疫反应。因此，我们可以合理地假设，引发疾病的不同类型Th最初是由相同类型的细胞微环境（相同极化的先天性免疫细胞，如DC、巨噬细胞、嗜中性粒细胞、自然杀伤细胞、先天性淋巴细胞等）驱动[34]。例如，Th1型免疫应答由1型先天性免疫应答协同驱动，而Th2型免疫应答始终由1型先天性炎症反应驱动。因此，检测先天性免疫细胞的极化趋势，可以预测个体在早期可能患有的免疫性疾病类型。先天性免疫细胞分化的恢复或重新平衡可能对免疫性疾病和排斥反应具有预防和治疗意义，嗜中性粒细胞中新近鉴定出的N（IL-23）和N（IL-33）亚群可能是为此目的的靶细胞类型之一[34]。这些细胞亚群在器官移植排斥反应和免疫耐受中的作用值得关注。

此外，训练免疫是最近发现的一种天然免疫系统的功能程序，其特点是巨噬细胞的非永久性表观遗传和代谢重编程。由于经过训练的巨噬细胞上调共刺激分子（信号2）并产生促炎因子（信号3），这些信号可以促进移植物反应性免疫反应和器官移植排斥反应。Ochando等[35]总结了训练免疫在器官移植中的作用及诱导巨噬细胞训练免疫的途径与排斥反应的相关性。

1.6 髓系抑制性细胞

Shao等[36]于2020年对髓系抑制性细胞（myeloidderived suppressor cell，MDSC）在排斥反应和免疫耐受中的作用进行了综述并在《Transplantation》杂志发表。体外诱导MDSC后过继到体内检验其功能是MDSC研究的主要方法[37]，研究者也一直在尝试寻找高效的诱导方法。研究发现同种异基因移植导致MDSC累积，且这些MDSC能浸润到移植物中[38]。同时，与移植和肿瘤来源的MDSC相比，粒细胞集落刺激因子诱导的MDSC能更好地缓解小鼠同种异基因心脏移植排斥反应。这3种MDSC与抗CD154抗体联合使用后移植物存活时间大大延长[38]。进一步研究发现，在无免疫抑制剂处理的C57BL/6心脏移植至Balb/c受体的移植模型中，MDSC扩增了1.7～4.6倍。过继体外诱导的MDSC明显延长心脏移植物的存活时间，而与抗CD154抗体联合应用具有协同作用[38]。

研究报道，用单克隆抗体阻断SIRPα或CD47会导致MDSC的表型改变，MHCⅡ、CD86的表达增加，巨噬细胞招募性趋化因子[如单核细胞趋化蛋白（monocyte chemoattractant protein，MCP-1）]的分泌增加，进而引起移植物功能障碍和排斥反应。可见，SIRPα-CD47有助于MDSC诱导移植免疫耐受[39]。在角膜移植模型中，过继体外诱导的MDSC可通过诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）依赖的信号通路抑制血管的形成和排斥反应[40]。此MDSC过表达抗血管形成因子凝血酶敏感蛋白1而低表达VEGF-A和VEGF-C[40]。Cai等[41]报道，供体来源性MDSC可以在心脏移植模型中诱导受体MDSC的产生，从而诱导移植免疫耐受。目前，MDSC的研究主要是在动物模型中进行的，较少涉及人体器官移植。一项临床研究评估了38例肾移植受者在不同时间点的不同MDSC亚型的表型和功能。在肾移植术后6个月和12个月，单核MDSC升高，而多形核MDSC和早期MDSC的比例不变。且应用雷帕霉素的受者对单核细胞MDSC的抑制作用减弱，可能是由于吲哚胺2，3-双加氧酶（indoleamine-2,3-dioxygenase，IDO）表达受阻造成的[42]。该研究提示雷帕霉素可能通过影响单核MDSC的功能而阻止移植免疫耐受的建立。

2 免疫分子在排斥反应中的作用及其在诱导移植免疫耐受中的新尝试

从分子（核酸和蛋白质）水平诱导免疫耐受也是2020年一项研究热点。随着基因编辑（如CRISPRCas9）技术的日趋完善及其脱靶效应和成本的降低，构建基因敲除鼠越来越高效。同时，单细胞测序、大数据分析等技术的飞速进步，加速了我们对移植免疫耐受和排斥反应的分子机制的理解和操控技术研发，新型抑制剂或激动剂的研发也为诱导移植免疫耐受提供了更多的选择。

2.1 DNA

最近研究表明，线粒体DNA也参与排斥反应。老年供体器官仍然具有开发的潜力，可以缓解供器官短缺，但也可加重排斥反应，可能与年龄特异性炎症反应和免疫原性增加有关。Iske等[43]研究发现衰老细胞释放的细胞游离线粒体DNA（cell-free mitochondrial DNA，cf-mt-DNA）随着衰老而积累并增强免疫原性。IRI诱导cf-mt-DNA系统性增加，促进DC介导的年龄特异性炎症反应。临床上老年心脏死亡器官捐献供者的cf-mt-DNA水平升高，分离的cf-mt-DNA能够激活人类DC[43]。在实验模型中，用抗衰老药治疗老年供体动物可清除衰老细胞并减少cf-mt-DNA的释放，从而抑制年龄特异性免疫反应，延长老年心脏同种异体移植物的存活时间[43]。积累的cf-mt-DNA是炎症衰老的关键因素和排斥反应增强的原因之一，用抗衰老药治疗可能是一种用以改善老年供体器官移植结局的潜在方法。

2.2 小干扰RNA和长链非编码RNA

2020年在《American Journal of Transplantation》杂志发表的一篇综述，系统地介绍了RNA干扰的发现、作用原理、限制因素及RNA干扰技术策略在器官移植（如肝、肾、肺、心脏移植）中的应用[44]。IRI仍然是心脏移植失败的主要原因。环状RNA（circular RNA，circRNA）在基因调控和疾病发生中发挥重要作用。Su等[45]利用体内小鼠心脏移植模型和体外心肌细胞培养模型，证明circRNA Foxo3（circFoxo3）在IRI的心脏和心肌细胞中的表达显著上调。通过小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）敲低circFoxo3，在体外可减少细胞凋亡或死亡、线粒体损伤和凋亡或死亡相关基因的表达，在体内可保护心脏移植物免受IRI。进一步研究发现，circFoxo3与Foxo3蛋白相互作用，抑制Foxo3的磷酸化，并间接影响微小核糖核酸（microRNA，miRNA，miR）-433和miR-136的表达。本研究提示circRNA是一种新型的分子调控因子，是预防心脏移植物IRI的潜在靶点。

CD134是一种在T细胞表面特异性表达的膜分子，是TNF受体（TNF receptor，TNFR）超家族的成员。据报道，通过miR-744阻断CD134L-CD134的相互作用可降低移植心脏中活化T细胞的比例，并防止效应性T细胞介导的排斥反应。miR-744激动剂可显著延长小鼠移植心脏的存活时间并减轻其排斥反应[46]。此外，研究发现在没有外源性免疫抑制剂的情况下，miR-142缺失会促进小鼠同种异体移植心脏无限期存活。从机制上讲，miR-142直接靶向TGF-β受体1来抑制Treg，因此在miR-142缺失的情况下Treg对TGF-β的敏感性增加，并通过增强外周Treg的反应提高移植免疫耐受性[47]。Zhang等[48]报道，miR-199a拮抗剂联合缺氧预处理MSC（H-MSC）不仅能显著降低肝移植术后丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）和天冬氨酸转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）水平，而且能抑制炎症反应，改善肝细胞凋亡水平。而miR-199a激动剂降低了H-MSC输注的保护作用。进一步研究发现，用VEGF中和抗体治疗可消除miR-199a抑制引起的肝脏保护作用。miR-199a拮抗剂可通过激活缺氧诱导因子1α-VEGF轴增强H-MSC输注的保护作用。

有研究表明，长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）可作为T细胞介导的急性排斥反应的生物标志物。与具有稳定肾功能的受者相比，发生急性排斥反应和微血管损伤受者的血液中LNCEPHA6（一种lncRNA）水平较高，该lncRNA具有作为急性排斥反应标志物的潜在价值[49]。Li等[50]报道，肺移植术后原发性移植物功能障碍（primary graft dysfunction，PGD）患者支气管肺泡灌洗液中miR-21水平降低，lncRNA X非活性特异性转录物（X-inactive specific transcript，XIST） 和 IL-12A 升高。XIST以miR-21依赖的方式上调IL-12A的表达。XIST沉默通过上调miR-21而下调IL-12A促进多形核白细胞（polymorphonuclear neutrophil， PMN）凋亡，抑制中性粒细胞NET的形成[50]。研究表明lncRNAXIST通过结合miR-21上调IL-12A，提示抑制XIST和NET可能有利于PGD的治疗。

2.3 细胞因子

众所周知，细胞因子在器官移植过程中调节机体免疫应答、维持免疫稳态。炎症因子在炎症损伤中促进炎症激活，而抑炎因子对移植物具有保护作用。研究者通过抑制或阻断炎症因子的信号，或者增加抑炎因子以及细胞因子与药物联合等手段，延长移植物的存活时间。

IL-1/IL-1R是经典的炎症信号通路，使用IL-1R拮抗剂anakinra阻断IL-1R的信号通路，可减少巨细胞病毒（cytomegalovirus，CMV）感染的供体心脏中CMV的病毒载量，减轻心脏移植受体的IRI[51]，为提高来自CMV感染供体心脏移植物的存活率提供一种新的治疗方法。

IL-7是T细胞生成和存活的重要细胞因子。在小鼠移植模型中，阻断IL-7信号通路可通过抑制T细胞内稳态和加强免疫调节，促进移植物长期存活或诱导免疫耐受。Mai等[52]评估了CD127单抗联合低剂量他克莫司或抗胸腺细胞球蛋白在狒狒同种异体肾移植模型中的作用。研究发现，与单用小剂量他克莫司或抗胸腺细胞球蛋白相比，在治疗方案中加入抗CD127单抗并不能延长移植物的存活时间。给予抗CD127单抗导致在随访期间CD127受体被完全占据。然而，所有接受治疗的动物在肾移植术后1～2周内都发生了移植物丢失[52]。与啮齿动物不同，在非人灵长类动物中，抗CD127单抗治疗没有减少T细胞及其亚群的数量，也未能有效抑制消耗后的T细胞增殖和稳态，表明IL-7不是灵长类动物T细胞稳态的限制因子[52]。

IL-21是一种具有多效作用的细胞因子，可在移植术后维持机体免疫稳态。在肾移植受者血清中，未发生排斥反应的肾移植受者其IL-21水平高于发生T细胞介导的排斥反应和抗体介导的排斥反应受者，并且IL-21与损伤标志物肌酐的水平呈负相关[53]。然而，在小鼠肾移植模型中，尾静脉过继外源性IL-21反而加速了急性排斥反应。进一步分析表明，IL-21治疗后脾脏中IL-21水平升高诱导了CD4+T细胞和CD19+B细胞增殖，从而加速急性排斥反应[53]。在人源化皮肤移植模型中，使用IL-21受体拮抗剂阻断IL-21的信号传导后，可减轻同种异体皮肤移植排斥反应[54]。

目前，对于移植物局部内源性保护性调节因子的了解仍甚少。Li等[55]发现同种异基因心脏移植物基质细胞分泌的警报素IL-33可以直接负向调控移植物早期浸润的巨噬细胞炎症反应，抑制慢性排斥反应。IL-33主要通过调控巨噬细胞代谢特征使其向组织修复和调节功能偏移[55]。因此，IL-33可能是一个限制局部炎症反应和慢性排斥反应的重要分子。

BAFF与DSA及肾移植不良预后相关。在大鼠肾移植模型中，抗BAFF治疗可降低移植物和脾脏中B细胞的数量，生发中心面积减小，浆母细胞或浆细胞数量减少，某些IgG亚型的DSA减少[56]。抗BAFF治疗组大鼠IL-6、共刺激分子CD40和诱导型T细胞共刺激配体的信使RNA表达显著降低，提示抗BAFF治疗可在多个水平上影响受体的体液反应[56]。

2.4 细胞膜分子

细胞膜分子在移植免疫过程中起着调节免疫细胞活化、控制免疫应答进程等作用。在小鼠胰岛移植模型中，通过盲肠静脉过继同种异体胰岛细胞至糖尿病小鼠的肝脏后，短期使用抗CD154 单抗（MR1）进行治疗，可将胰岛移植物存活时间延长至250 d以上[57]。同样，MR1短期疗法还可以适度缓解皮肤移植小鼠的排斥反应，这是由于耐受小鼠的Treg对效应性T细胞增殖具有更强的抑制作用[57]。应用局部释放嵌合链霉亲和素（chimeric streptavidin，SA）-程序性细胞死亡蛋白配体1（programmed cell death proteinligand 1，PD-L1）的微凝胶与雷帕霉素联合治疗可改善胰岛移植物的局部排斥反应，增加局部Treg和无能T细胞，从而使移植物长期存活[58]。该生物材料调控局部炎症微环境可避免全身免疫抑制带来的不良反应。此外，研究发现敲除CD26可减少移植物坏死并缓解移植排斥反应。皮肤移植后，敲除鼠中促炎因子IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-4和IL-13的分泌水平显著降低，而抑炎因子IL-10的水平升高，血清中的IL-17水平和小鼠外周血淋巴细胞中分泌IL-17的细胞比例均显著降低，IgG水平也显著降低，而Treg的比例则显著增加，其移植组织中的浸润巨噬细胞和T细胞较少[59]。人源化抗CD2单抗siplizumab已经用于骨髓移植预处理和骨髓-肾脏联合移植免疫耐受诱导方案中。在体外混合淋巴细胞反应（mixedlymphocyte reaction，MLR）体系中，siplizumab主要减少记忆性CD4+和CD8+T细胞，由于此群细胞较幼稚T细胞和静息Treg表达更高的CD2分子，从而富集CD45RA-Foxp3+Treg[60]。siplizumab对免疫细胞亚群的不同作用可能是其诱导移植免疫耐受的原因之一。

2.5 抑制剂

DNA依赖性蛋白激酶催化亚基DNA-PKcs是细胞和体液免疫反应的重要组成部分。DNA-PKcs抑制了 IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α 和 IFN-γ 的产生以及CD3+淋巴细胞向移植物中的浸润。此外，DNA-PKcs通过抑制p65亚基的表达进而抑制NF-κB信号通路，有助于缓解同种异体移植排斥反应[61]。在一项大鼠肾移植模型的研究中，氨基甲酸酯化的非造血型促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）衍生物——氨甲酰化EPO（carbamylated EPO，CEPO）通过激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase，PI3K/Akt）信号通路，调节免疫应答并促进同种异体肾移植物存活。在体外实验中，CEPO抑制DC的分化和功能，调节DC促炎因子和抑炎因子的产生，并激活先天性免疫细胞的EPO受体（EPO receptor，EPOR）信使RNA转录和蛋白质表达[62]。因此，CEPO可作为促进同种异体肾移植物存活的潜在药物。此外，研究发现CTLA4-Ig是一种融合蛋白，可阻断抗原提呈细胞与T细胞之间的CD28信号传导。有研究表明，CTLA4-Ig的抗排斥反应效果具有年龄特异性。CTLA4-Ig可减少年轻小鼠受体体内CD4+中央记忆性和效应记忆性T细胞，无限延长同种异体心脏移植物的存活时间；而老年小鼠中CD28+Treg表达水平较高，CTLA4-Ig的使用降低了Treg水平，导致老年受体排斥反应加剧[63]。

β-catenin是重要的辅助因子，可结合多个转录因子并调控纤维化的信号通路。有研究证明，β-catenin与转录因子TCF1结合可缓解移植肾的纤维化[64]。另一项研究将β-catenin过表达质粒转染到心脏细胞系HL-1细胞中发现，β-catenin的过表达可减弱Rho相关螺旋蛋白激酶（Rho-associated coiled-coil containing protein kinase，ROCK）1/ 磷酸酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）信号通路的激活，表明心脏移植诱发的IRI与β-catenin的下调以及ROCK1和PTEN表达上调密切相关[65]。

α-1抗胰蛋白酶（α-1 antitrypsin，AAT）在动物胰岛移植模型中具有保护作用。Gou等[66]在临床胰岛移植（通过门静脉注射胰岛细胞至患者肝内）模型中研究了AAT的保护机制。在移植术后60 d，接受胰岛移植和AAT治疗的受体中，68.9%达到正常血糖水平，而仅接受胰岛移植的受体为35.7%。与对照组相比，AAT治疗组小鼠血清炎症因子水平明显降低，肝脏中M1巨噬细胞减少。AAT在体外通过抑制STAT1磷酸化和iNOS产生抑制IFN-γ诱导的M1巨噬细胞活化或极化[66]。AAT抑制由细胞因子或死亡胰岛诱导的巨噬细胞活化，有助于胰岛移植物的存活[66]。

2.6 激动剂

腺苷（adenosine，A）是先天性和后天性免疫的有效调节剂，并具有4种亚型A1受体（A1 receptor，A1R）、A2R、A3R、A4R。A1R激动剂的预先给药导致A1R脱敏，随后腺苷A2R表达上调。对小鼠预先使用A1R激动剂，可减轻其肌肉移植和正常皮肤移植中的细胞浸润和缺血性损伤，且不会对T细胞增殖产生影响。同时，脾细胞的双向混合淋巴细胞培养显示受体T细胞反应性降低[67]。另一项研究表明，在小鼠心脏移植模型中，抗氧化剂核因子E2相关因子 2（nuclear factor E 2-related factor 2，Nrf2）激动剂的使用，可恢复Nrf2敲除鼠超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）1 / 2活性，降低因NF-κB信号通路激活产生的促炎因子信使RNA水平和Caspase-3水平，明确了Nrf2抑制NF-κB活化的作用[68]。

2.7 新材料

目前人们尝试将生物工程改造的外泌体应用于免疫耐受诱导、RNA和小分子递送。使用生物工程方法设计的PD-L1/CTLA-4双靶向的细胞外泌体样纳米囊泡，可特异性结合T细胞和DC表面的程序性细胞死亡蛋白1（programmed cell death-1，PD-1）和CD80配体，增强PD-1/PD-L1和CTLA-4/CD80免疫抑制途径，从而减少T细胞的活化和增殖，降低CD8+T细胞的密度和细胞因子的产生，增加Treg数量，并延长了小鼠皮肤和心脏移植物的存活时间[69]。同样，一种全新的基于间充质干细胞的靶向DC-外泌体的RNA递送系统，可以特异性结合DC并以内吞方式进入细胞，在胞内将包含的嵌合体酶切为mTOR siRNA，进而抑制mTOR信号通路和免疫反应，实现快速诱导免疫耐受；同时，将外泌体进行聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）-聚乙烯亚胺（polyethylenimine，PEI）多聚体修饰后， 可以维持其长时间的稳定性[70]。

3 生物信息学分析

急性排斥反应的可靠生物标志物和潜在的分子机制仍有待确定。有研究表明，在小鼠的心脏移植模型中，miR-669b-3p负性调控发挥免疫抑制作用的IDO[71]。同样，miR-669b-3p可抑制CD4+T细胞凋亡，调节炎症因子TNF-α和IL-10的表达，并有助于炎症因子向Th2主导反应转变[72]。因此，miR-669b-3p可作为同种异体移植急性排斥反应的潜在生物标志物。有研究者通过对肾移植受者的血浆进行DNA测序，检测供者来源性细胞游离DNA（donor-derived cell-free DNA，dd-cfDNA）并进行量化，发现受者血浆中dd-cfDNA相对含量的增加与肾移植物损伤加剧有关，指出dd-cfDNA可作为肾移植物损伤的新型生物标志物[73]。

此外，研究者通过使用R包limma软件筛选发生排斥反应和稳定的肺移植物样品之间的差异表达基因（differentially expressed gene，DEG），并构建了蛋白质-蛋白质，miRNA-转录因子（transcription factor，TF）-DEG相互作用的分子网络。在发生排斥反应和稳定的肺移植物样品之间重点筛选出6个差异表达基因（PTPRC、IL-6、ITGAM、CD86、TLR8和 TYROBP），8个转录因子（STAT1、SPIB、NFKB1、SPI1、STAT5A、RUNX1、VENTX 和BATF）及 5个 miRNA（miR-335-5p、miR-26b-5p、miR-124-3p、miR-1-3p和miR-155-5p）[74]。同时，全面分析了肺移植中免疫细胞的浸润特性及调控机制，为肺移植排斥反应的调控网络提供了一个全面的视角[74]。这些基因可能为预测肺移植排斥反应的发生提供参考，值得进一步研究。

4 展 望

综上所述，2020年研究者从免疫细胞亚群和免疫分子方面进行了大量研究，并取得了一系列重要的理论和科学问题的突破。在近期，天然免疫细胞和免疫细胞新亚群在器官移植排斥反应和免疫耐受中的作用、调控器官移植排斥反应的重要分子网络的解析以及生物制剂和靶向药物的研发仍是移植免疫学的重要研究内容。未来我们的目标依旧是将基础研究应用于临床，在不使用免疫抑制剂的前提下长期诱导器官移植免疫耐受，提高器官移植受者的生活质量。为了实现这个目标，一方面我们要构建人源化的动物模型（例如人源化的免疫缺陷猪，人源化的大、小鼠）并优化动物移植模型（例如小鼠肾移植、小鼠心脏移植）使其技术难度降低并且更加普及；另一方面要推动新型技术手段在器官移植基础研究中的应用，如高通量测序技术、单细胞测序技术、活体成像技术、体内动态示踪技术等。最后，我们要重视跨学科与多学科合作，将3D打印、新型材料构建体外器官再造、纳米芯片靶向药物递送、人工智能及大数据分析等技术应用到器官移植基础研究中，为推动未来器官移植的精准诊治和个性化医疗时代做必要准备。