肾移植术后免疫耐受研究进展

牛和平，王华彬，满江位，杨立（兰州大学第二医院泌尿外科，甘肃 兰州 730030）

肾移植是终末期肾脏疾病最有效的治疗方式，虽然免疫抑制药物的应用显著提高了移植肾的短期存活率，但是慢性排斥反应的发生发展，其长期存活率仍较低。此外，患者长期服用免疫抑制药物不仅增加了罹患感染性疾病、恶性肿瘤及骨髓抑制的风险［1］，还加重了患者的经济负担。免疫耐受是指在机体内免疫系统对某种特定的抗原无免疫反应性，其不仅能够提升移植物的存活周期，大大降低甚至避免免疫抑制药物的使用，同时受者也具有正常的抵抗外界病原微生物入侵的能力［2］。国内外很多学者致力于移植免疫耐受发生机制和诱导移植肾免疫耐受等方面的研究，现予以综述。

1 移植免疫耐受及其机制

免疫耐受的定义取决于讨论它的背景。移植免疫耐受是指给予受体短期免疫抑制治疗，停用免疫抑制药物后患者又能够达到正常的免疫耐受状态［3］，这一观点由Burnet 在其研究工作中提出［4］。免疫耐受包括中枢耐受及外周耐受，前者可通过嵌合体形成、克隆清除及受体编辑建立，后者则通过以下几种机制而获得。

1.1 克隆清除：克隆清除还可以在外周发挥作用，当自身淋巴细胞和自身抗原遭遇后，在抗原的不断刺激作用下T 细胞被激活活化，后者可以上调Fas及其配体FasL 的表达，Fas 结合FasL 后将进一步激活细胞凋亡通路［5］。同时当机体内自身抗原水平较高时会导致B 细胞受体交联，然而T 细胞却无法发挥辅助信号的作用，从而导致B 细胞凋亡。

1.2 克隆失能：机体的T、B 淋巴细胞通常以克隆失能的状态存在。T 细胞失能可能是由未成熟的树突状细胞提呈自身抗原而导致。TCR 识别MHC-多肽复合物能够产生第一信号，然而未成熟的DC 共刺激分子表达水平低下，无法提供第二信号致使T 细胞不能激活活化，从而被诱导进入失能状态。失能的细胞容易凋亡而被清除。B 细胞针对胸腺依赖性抗原的应答需要T 细胞的辅助，如果T 细胞处于克隆失能状态，B 细胞亦无法被激活活化，从而对抗原刺激无免疫反应性［6］。

1.3 免疫调节细胞的作用：多种免疫调节细胞在机体免疫耐受的建立过程中起着重要作用。① 调节性T 细胞（regulatory T cell，Treg）：包含胸腺细胞产生的nTreg 和外周产生的iTreg［7］。Treg 通过产生抗炎细胞因子、诱导细胞凋亡、破坏代谢途径以及与树突状细胞相互作用等多种机制促进移植免疫耐受。② 调节性B 细胞（regulatory B cell，Breg）：Breg 既能够通过配体-受体的相互作用直接抑制免疫系统，又能通过分泌免疫抑制性细胞因子，尤其是IL-10，从而间接抑制免疫系统［8］。除此之外，近年来还发现其他几种类型的免疫调节细胞，如调节性树突状细胞、髓源性抑制细胞（myeloid derived suppressor cell，MDSC）等，它们也可能在外周免疫耐受的建立和维持中起到一定作用。

1.4 免疫豁免效应：机体内一些部位比较特殊，将同种异体组织移植到这些部位，一般不会发生排斥反应，移植物存活周期也较长，这些特殊部位被称为免疫豁免部位［9］。免疫豁免效应的形成因素包括：① 生理屏障的存在致使隔离部位的细胞无法进入淋巴及血液循环，机体免疫细胞也不能进入隔离部位；② 免疫偏离作用下促进了Th2 型反应；③ 隔离部位的细胞通过表达Fas 配体，致使Fas+淋巴细胞凋亡；④ 通过产生各种细胞因子抑制免疫应答。

2 移植免疫耐受的诱导

由于免疫耐受可以大大减少甚至避免免疫抑制剂的使用，并且降低机会性感染的风险，所以诱导对移植肾的特异性耐受势在必行，国内外许多学者致力于这方面的研究，现将移植免疫耐受的诱导方法综述如下。

2.1 阻断共刺激信号：共刺激是淋巴细胞激活第二信号的来源，共刺激通常由参与适应性免疫的免疫细胞（T 细胞/B 细胞间或抗原提呈细胞/ T 细胞间）表面共刺激分子及其受体相互作用而产生［10］。共刺激信号具有双向调节作用，其调节作用也决定了免疫应答的最终结果。缺乏正性刺激信号导致T 细胞失能，抑制性信号的增强则会降低甚至完全终止T 细胞免疫应答。CD28 ∶B7（CD80/CD86）和CD154（CD40L）∶CD40 是研究证实的两条正性通路［11］。此外，TIM-1 是由活化的T 细胞表达的共刺激分子，学者发现TIM-4/TIM-1 共信号通路在细胞生长发育、激活和分化中起着重要作用，调控该通路对于克服移植物排斥反应和诱导移植免疫耐受具有重要意义［12］。Li 等［13］通过运用抗TIM-1 抗体阻断受体TIM-1 分子可促进胰岛移植物耐受，其机制可能与抗TIM-1 抗体治疗诱导产生的IL-10 +TIM-1 + Bregs进一步促进了Th2分化和Foxp3 + Tregs的产生有关。近年来研究表明TNF/TNFR 共信号通路具有双重作用：TNFα 与TNFR1 相互作用介导促炎作用和细胞死亡，而与TNFR2 相互作用可介导抗炎作用和细胞存活，其可促进CD4+和CD8+T 细胞的克隆扩增、分化，并在T 细胞介导的适应性免疫中发挥关键作用［14］。

2.2 嵌合体的形成：器官移植术后一段时间内，移植物内出现受体细胞，受体内发现供体细胞的现象称为嵌合现象［15］。Lowsky 等［16］在人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）完全匹配的患者身上进行了肾-骨髓联合移植，大多数HLA 完全匹配的患者通过形成混合嵌合体成功诱导建立了免疫耐受。Takeuchi 等［17］发现稳定的混合嵌合体诱导了HLA 相合小鼠对同种异体皮肤移植物的耐受性，并通过相关临床研究证实环磷酰胺联合供体骨髓移植可以避免长期服用免疫抑制剂，降低移植物抗宿主病的发生。近些年来，间充质干细胞的免疫调节功能引起了国内外学者的广泛关注。已有学者［18］在大鼠原位肝移植模型中运用脂肪组织来源的间充质干细胞诱导免疫耐受，但是其移植物存活时间较短。最近的研究表明间充质干细胞分泌的外泌体通过运输LncRNA DANCR 诱导对小鼠肾移植模型的免疫耐受性［19］。此外，Liang 等［20］发现成熟的胸腺髓质上皮细胞 （medullary thymic epithelial cell stem cells，mTECs） 的分化对于诱导中枢免疫耐受至关重要，但是目前人类胸腺移植仅用于由先天性胸腺缺失引起的原发性免疫缺陷的儿科患者中，尚未尝试将供体胸腺与实体器官联合移植以诱导免疫耐受，不过可以将此作为一种诱导移植免疫耐受的潜在方案［3］。

2.3 细胞疗法在诱导移植免疫耐受中的作用：免疫细胞亚群在移植免疫耐受的建立和维持过程中发挥重要作用。① Treg 由胸腺产生后输出至外周，主要通过抑制自身反应性T 细胞的活化和增殖，从而产生自身耐受和移植耐受［21］。过继输入Treg 细胞是近年来研究最广泛的一种能够诱导免疫耐受的细胞治疗方法［22］。然而，尽管一些过继性Treg 治疗的初步临床试验已相继证明了其在移植免疫耐受诱导中的安全性和有效性，但大多数基于Treg 的造血干细胞和实体器官临床试验仍处于起步阶段［23］。此外IL-2 对于Treg 的生成、存活、稳定性和功能至关重要［24］，Ortho IL-2 技术可能为基于 Treg 的器官移植耐受治疗开辟新的前景［25］。② Breg：研究表明Breg在移植免疫中的作用不仅仅是有害的。Kimura 等［26］发现Breg 在TGF-β 的介导下，需要抗原识别才能有效诱导同种异体移植物耐受。已有研究发现在胰岛和心脏移植的实验模型中，用抗CD45RB 和抗TIM1 抗体联合治疗可以在体内诱导依赖于调节性B 细胞的同种异体移植物耐受性［27］。③ 树突状细胞（dendriti ccell，DC）：具有免疫调节功能的树突状细胞称为调节性树突状细胞 （DCreg）［28］。Xia等［29］发现骨髓来源的耐受性树突状细胞能够诱导大鼠和小鼠MHC 不匹配的移植肾免疫耐受，而未成熟的DC 和基因修饰的耐受性树突状细胞对小鼠移植肾的免疫耐受诱导作用并不突出。树突状细胞作为移植免疫的发起者和调节者，通过原位靶向或离体输注DCreg 可以作为一种防止排斥反应和促进供体特异性耐受性的新兴方法［30］。④ 髓系抑制性细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）：MDSC 是骨髓来源的一群异质性细胞，是树突状细胞、巨噬细胞和（或）粒细胞的前体，具有显著抑制免疫细胞应答的能力。研究表明，MDSC 通过抗CD28、联合Tregs、与T 细胞间的相互作用等几种方式延长移植物存活周期，其在减少同种异体移植排斥反应和改善患者预后方面潜力巨大［31］。Jensen 等［32］在小鼠心脏移植模型中，联合应用MDSC 通过形成混合嵌合体成功诱导了免疫耐受，并显著提高了移植物的存活率。

2.4 重组促红细胞生成素在诱导移植免疫耐受中的尝试：促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）是一种人体内源性糖蛋白激素，可以促进红细胞的生成。Purroy 等［33］证实成人肾脏生成的EPO 可以自发对移植肾耐受性进行免疫调节，其可以诱导抗原呈递细胞分泌活性TGF-β，进而将为成熟CD4+T 细胞转化为功能性Foxp3+Treg。有学者在MHC 完全错配的心脏移植模型中，使用高剂量的促红细胞生成素联合抗CD8 单克隆抗体成功诱导移植物免疫耐受，这些发现为进一步研究重组促红细胞生成素对移植物存活时间的影响奠定了基础［34］。

3 免疫耐受在肾移植中的应用

目前，为了减轻肾移植术后的急慢性排斥反应，患者仍需规律服用免疫抑制剂，临床中最常使用的是T 细胞介导的免疫抑制剂以及糖皮质激素等［35］。免疫抑制剂虽然在一定程度上可以抑制移植排斥反应，但并不能避免排斥反应的发生，而且长期服用会产生毒不良反应，而诱导移植肾免疫耐受是解决肾移植术后排斥反应的最理想方法。近些年来，关于肾移植及其免疫耐受的研究有以下进展：① 肾移植从HLA 匹配向HLA 不匹配拓展［36］。许多患者因体内存在由HLA 抗原致敏产生的特异性抗体从而延长等待时间甚至失去肾移植机会。研究发现通过静脉滴注免疫球蛋白脱敏治疗使HLA 不匹配肾移植成为可能，从此HLA 不匹配肾移植受到了移植医生的广泛关注。目前，静注免疫球蛋白是HLA 抗体脱敏的主要方法，其联合抗B 细胞脱敏疗法在肾移植临床中疗效显著［37］。Koo 等［38］通过比较韩国接受HLA 不匹配的活体供肾移植（LDKT）和HLA 匹配的尸体供肾移植（DDKT）结果，发现HLA 不匹配的LDKT 组患者生存率显著提高，表明HLA 不匹配的活体供肾移植可作为肾衰竭致敏患者的一种良好选择。② 肾移植从供受者ABO血型相容向ABO 血型不相容转变［39］。近年来，肾源极度短缺，为了扩大供体库，学者们用ABO 不相容的供体进行了一系列研究。Massie 等［40］比较了ABO 血型不相容的LDKT 与ABO 血型相容的LDKT或DDKT 患者之间的生存差异，结果显示与接受ABO 血型相容的LDKT 或DDKT 组相比，ABO 血型不相容LDKT 组患者的5 年和10 年累计生存率更高，表明其具有长期的生存益处。③ 肾移植免疫耐受机制的研究热点从T 细胞向B 细胞转变。近年来，大量研究致力于寻找肾移植免疫耐受受者共有的转录和细胞模式以探索移植免疫耐受的发生机制。有学者认为调节性T 细胞本身不能诱导免疫耐受，其仅是肾移植免疫耐受的一种细胞模式标记物［41］。B细胞是介导体液免疫反应的关键细胞，在慢性排斥反应的发生发展中发挥重要作用。最新研究显示，B 细胞可能是启动肾移植免疫耐受的主要机制［42-43］。④ 移植免疫耐受的诱导从实验室研究向临床应用转化。诱导肾移植免疫耐受的方式大部分仍处于动物实验或临床试验阶段，近年来已由基础研究转向肾移植临床应用。各移植中心通过肾移植联合骨髓移植、造血干细胞移植等方法诱导形成了稳定的嵌合体，并能够有效诱导HLA 不匹配肾移植长期免疫耐受，这对肾移植临床免疫耐受的开展具有重要的指导意义。

4 小结与展望

移植免疫耐受在避免免疫抑制剂的使用、减轻排斥反应和改善患者预后等方面具有广阔的前景。因此，移植医生一直致力于移植免疫耐受发生机制和诱导移植肾免疫耐受等方面的研究，以期能够在肾移植临床推广应用。近年来，肾移植免疫耐受在许多基础研究和临床试验中取得了一些成果，但距离临床转化应用仍有很长一段路要走。今后肾移植免疫耐受研究领域还需在以下3 个方面努力：① 重视多学科与跨学科合作，将新型材料（如生物工程改造的外泌体）、人工智能和大数据分析等技术运用到肾移植基础研究中；② 筛选肾移植免疫耐受特异性的生物标记物，建立个体化的肾移植免疫动态监测体系；③ 积极开展移植肾免疫耐受的临床前研究和临床试验。