供体肝细胞诱导受体移植物免疫耐受机制

2002落叶

肝脏经移植后不但自身能抵抗排斥反应，对同时移植的其他脏器也有广泛的抗免疫损伤作用，因此肝脏与其他器官联合移植的患者可减少抗排斥药物用量并使移植物更少出现排斥反应及得到更长期的存活，移植肝这种免疫关闭功能，称为肝诱导免疫耐受。

　　机体对移植物产生长期免疫耐受的主要机制有克隆清除、克隆无反应及抑制T淋巴细胞激活或诱导T淋巴细胞凋亡等三种方式，大量研究表明肝诱导免疫耐受的主要机制是克隆清除。移植肝可使渗入的淋巴细胞进入程序性凋亡从而清除同种反应细胞毒T细胞，这种清除作用是移植抗原特异性的［1］。因此，移植肝诱导免疫耐受的过程是：移植物抗原激活受者T细胞后，这些细胞进入肝脏门静脉及肝窦内，移植肝通过某种机制使这些细胞进入程序性凋亡。这一过程反复进行从而最终将这种T细胞清除，使机体处于对移植物的无反应状态。由于这种清除是移植抗原特异性的，因此对其他细胞毒T细胞前体并无影响。移植肝这种诱导移植物免疫耐受的现象发现较早，但由于肝细胞组成的复杂性，对其诱导机制及细胞学基础一直存在争议。早期认为主要与肝内过客细胞，其中主要是肝树突状细胞有关［2］。推测由于移植肝体积大，肝内大量树突状细胞与受者抗原特异性T细胞形成微嵌合状态，即微嵌合体，从而抑制抗原特异性T细胞活性，达到免疫耐受作用；也可通过与活化的CD8＋T细胞表面CTLA4蛋白形成的共刺激信号，使活化的CD8＋T淋巴细胞凋亡从而诱导免疫耐受。然而，这些推测目前已受到很大程度的质疑：首先，目前并无明确证据表明微嵌合状态在诱导免疫耐受中有确切作用。在很多情况下，即使移植受体已有明显微嵌合体形成，仍很容易发生移植物排斥［3］，说明这种现象并非是形成免疫耐受的依据；其二，应用树突状细胞生长因子刺激使树突状细胞大量再生时，不但不能促进肝诱导耐受产生，反而会引起移植物排斥反应［4］；其三，虽然使用共刺激信号阻滞剂CTLA4-Ig可以逆转移植物的急性排斥反应，说明树突状细胞表面B7与T淋巴细胞表面CTLA4蛋白形成的共刺激信号对移植物急性排斥有一定关系，但研究表明这种信号对活化T细胞凋亡并无肯定效果［5］；其四，新近发现供者肝内过客细胞向胸腺或淋巴结内迁移并非移植肝诱导免疫耐受所必需［6］。因此，移植肝内过客细胞，尤其是肝树突状细胞在肝诱导性免疫耐受诱导中的作用并不明确。

　　肝脏具有捕获和破坏活化T淋巴细胞的独特功能［6］。有两种可能的机制，一种是肝脏仅将循环中已开始进入凋亡的淋巴细胞分离出来，即肝脏仅是这些濒死淋巴细胞的聚集地，此为“坟墓”学说；另一种是淋巴细胞聚集于肝内仅是因为它们已被激活，在肝内滞留后这些激活的T细胞才发生表型改变，包括识别分子丢失；并表达B220信号，继之发生细胞凋亡，即肝脏是这些活化T细胞的杀伤地，此为“肝杀伤”学说。大量证据显示肝脏不仅能清除凋亡的CD8＋T淋巴细胞，对未进入凋亡但已激活的这类细胞也能杀伤，而且还能诱导这些细胞进入凋亡［7］，因此，有较多证据支持后一机制［6］，但事实上导致T淋巴细胞激活抗原的特性才是引致CD8＋T淋巴细胞滞留于肝脏与否的真正原因。研究发现将能特异性表达Kb抗原受体小鼠［小鼠Kb在人类即主要组织相容性抗原复合物I（MHCⅠ）］的CD8＋T淋巴细胞注射于肝细胞能特异表达Kb抗原的小鼠体内，这些CD8＋T淋巴细胞在注射后2 h即大量留滞于肝脏内，并不出现在血中及淋巴结中，但在淋巴结中被其他抗原激活的CD8＋T淋巴细胞则停留在淋巴结内2 d后才进入血液，因此，CD8＋T淋巴细胞激活后的肝内滞留主要是一种抗原特异性反应［8］。Bertolino等［9］应用纯化的H?2Kb肝细胞和CD8＋T细胞共同培养，发现肝细胞可在没有CD4＋辅助细胞及抗原递呈细胞表达的旁路共刺激信号情况下独立激活CD8＋T细胞。另外一项研究也进一步表明，被Kb抗原激活的骨髓细胞特异性地聚集于肝内［10］。以上大量资料均显示，肝细胞产生的MHCⅠ是引起CD8＋T淋巴细胞激活并驻留于肝脏的根本原因。人体血循环中有一半的MHCⅠ及全部的可溶性MHCⅠ（sMHCⅠ）都是在肝内由肝实质细胞合成。sMHCⅠ可诱导CD8＋同种反应细胞毒T细胞凋亡，经静脉注射sMHCⅠ可使移植物存活时间明显延长［11］。因此，移植肝细胞大量释放sMHCⅠ并由此导致CD8＋抗原特异性T细胞的肝内滞留、清除和耗竭，从而使移植肝及同时移植的其他脏器免受免疫性损伤，这是其诱导免疫耐受的主要机制。

　　经供者肝细胞激活的受者CD8＋T在增殖后自行进入凋亡而不总是需要进入受者肝内才开始这一过程。Bertolino等［9］发现，被肝细胞激活的同种反应性CD8＋T淋巴细胞虽然也有增殖能力并具有一定细胞毒性，但与其他抗原递呈细胞激活的CD8＋T细胞不同的是它们在激活后很快便开始大量死亡，这些死亡的CD8＋T淋巴细胞表型为B220+CD8low TCRlow，同由其他原因导致凋亡的CD8＋T表型一致。即只要CD8＋ T淋巴细胞被肝细胞表达的sMHCⅠ激活，便开始进入凋亡状态而不管是否进入肝内，其在肝内的滞留可能只是进一步加速了其凋亡和清除。

　　除sMHCⅠ可诱导这些细胞CD8＋T细胞激活并进入凋亡外，目前尚发现肝细胞可产生另外一种引起受者T细胞凋亡的蛋白质。Ikeda［12］在小鼠肝细胞培养上清液中发现一种能抑制抗原激活T细胞及淋巴瘤T细胞增殖并引起其凋亡的蛋白质，它完全不同于sMHCⅠ，其相对分子质量为68 000～70 000，对胰酶、热(>70℃)及酸(      新近已有应用供体肝细胞的这些特性对未行肝脏和其他脏器联合移植的受体诱导免疫耐受的报道。Geissler等［13］将供体的MHC I基因转染入受者肝细胞内，发现受者细胞毒T细胞活力下降，移植物存活期明显延长。由于这种基因转染在临床上受到一定限制，Yoo?Ott等［14］在给大鼠进行心脏移植的同时将供体肝细胞注射于受体门静脉内，在术后未使用任何免疫抑制剂的情况下，移植心脏急性排斥反应发生率明显较未注射动物低，若术后合并使用一剂环孢素A即能使移植心脏完全免于急性排斥，在未使用任何抗排斥药物情况下观察100 d未见发生慢性排斥反应。以上研究充分说明在器官移植的同时，门静脉内注射供体肝细胞可使机体对移植器官产生持久而强烈的免疫耐受，但尚未见肾移植同时门静脉注射供体肝细胞诱导移植肾免疫耐受的研究。由于异体肝细胞注射入受者门静脉后主要分布于肝窦内，术后7 d即可成团生长，10 d即增殖5～10倍并持续至第28天［15］，因此，异体肝细胞在体内存活、增殖的较长时间能保证肝细胞持续表达MHCⅠ。此方面的进一步研究应能对器官移植术后移植物免疫耐受诱导开辟新途径。另外，Yoo?Ott等［14］研究发现，肝细胞自门静脉注入100 d后肝内即未再有成活移植肝细胞，说明门静脉内注射的肝细胞仅能在体内存活有限时间，并不会因肝细胞生长给受者带来危害。

　　在成年动物中诱导抗原特异性免疫耐受的方法较多，如可应用单克隆抗体阻断T细胞表面分子，也可经口、鼻甚至经眼应用抗原性物质来诱导免疫耐受，最近还有一组在非人灵长类动物中应用人源化抗CD145单克隆抗体诱导免疫耐受的资料。然而，临床前期研究资料显示应用抗体诱导免疫耐受的方法效果并不确实。移植肝细胞的上述特性使我们有了全新的免疫耐受诱导方式，值得进一步研究。

　　目前需要解决的主要问题有三个：①不同移植脏器需要注射的肝细胞的数量。对大鼠移植心脏诱导免疫耐受需2×107个肝细胞［14］，而对移植肾脏需肝细胞数目，以及使用过多对诱导是否有其他影响则未见报道。②在诱导过程中是否需抗排斥药物的辅助，有报道提示心脏移植术后使用一剂环孢素A即能诱导长期免疫耐受，在肾移植受者是否需要？目前大量报道提示新药普乐可复较环孢素A有更强抗排斥能力，是否应用普乐可复会更有效诱导？③既然移植肝细胞诱导免疫耐受主要是通过移植肝细胞大量释放sMHC，并由此导致活化的CD8＋抗原特异性T细胞的清除和耗竭而产生，那么，器官移植术后的抗排斥药物应用时间就必须较目前通用的抗排斥药应用时间后推，以便受者T细胞能被移植脏器充分活化。过早应用可能会造成T细胞活化减少从而阻碍其被肝细胞清除，而过晚应用又会引发急性排斥反应，因此界定推后的时间对减少移植器官排斥及促进免疫耐受诱导产生至关重要。

2002落叶

参考文献

　　1、Qian S，  Lu L， Fu F， et al. Apoptosis within spontaneously accepted mouse liver allografts： evidence for deletion of cytotoxic T cells and implications for tolerance induction. J Immunol，1997，158∶4654?4661.

　　2、Thomsn AW， Lu L， Murase N， et al. Microchimerism， dendritic cell progenitors and transplantation tolerance. Stem Cells，1995，13∶622?639.

　　3、Norris S， Lawler M， McCann S， et al. Donor type microchimerism is an infrequent event following liver transplantation and is not associated with graft acceptance. Hepatology，1997，26∶848?850.

　　4、Fu F， Li W， Lu L， et al. Treatment with CTA4?Ig inhibits rejection of liver allografts from Fit3?ligand?treated donors. Transplant Proc，1999，31∶453.

　　5、Boehme SA， Zheng L， Lenardo MJ. Analysis of the CD4 coreceptor and activation?induced costimulatory molecules in antigen?mediated mature T lymphocyte death. J Immunol，1995，1555∶1703?1712.

　　6、Huang L， Soldevila G， Leeker M， et al. The liver eliminates T cells undergoing antigen?triggered apoptosis in vivo. Immunity，1994，1∶741?749.

　　7、Park S， Murray D， John B， et al. Biology and significance of T?cell apoptosis in the liver. Immunol Cell Biol ，2002，80∶74?83.

　　8、Bertolino P， Bowen DG， Mc Caughan GW， et al. Antigen?specific primary activation of CD8+ T cells within the liver. J Immunol， 2001，166∶ 5430 ?5438.

　　9、Bertolino P， Tresco?Biemont MC， Rabourdin?Combe C. Hepatocytes induce functional activation of na?ve CD8+T lymphocytes but fail to promote survival. Eur J Immunol，1998，28∶221?236.

　　10、Bertolino P， Heath WR， Hardy CL， et al. Peripheral deletion of autoreactive CD8+T cells in transgenic mice expressing H?2kb in the liver. Eur  Immunol， 1995，25∶1932?42.

　　11、Hansen B， Janssen E， Machleidt T， et al. Purified truncated recombinant HLA?B7 molecules abrogate cell function in alloreactive cytotoxic T lymphocytes by apoptosis induction. Transplantation，1998，66∶1818?1822.

　　12、Ikeda M， Yoshikawa H， Liu J， et al. Apoptosis?inducing protein derived from hepatocyte selectively induces apoptosis in lymphocytes. Immunology， 2003，108∶116?122.

　　13、Geissler EK， Krozun WJ， Graeb C. Secreted donor?MHC class I antigen prolong liver allograft survival and inhibits recipient anti?donor cytotoxic T lymphocyte responses. Transplantation，1997，64∶782?786.

　　14、Yoo?Ott K， Schiller H， Fandrich F， et al. Co?transplantation of donor?derived hepatocytes induces long?term tolerance to cardiac allografts in a rat model. Transplantation，2000，69∶2538?2546.

　　15、Yazigi NA， Carrick TL， Bucuvalas JC， et al. Expansion of transplanted hepatocytes during liver regeneration. Transplantation， 1997，64∶ 816?820.

　　《肝脏》版权