共刺激分子CD28/B7家族在抑制肝脏移植排斥反应中的研究现状及展望

　　作者：纪志鹏 徐克森　　[作者简介]纪志鹏(1977.9-)，男，山西大同市人，硕士研究生，研究方向：肝胆外科、肝脏移植。Tel:13065011391 Email:doctorjzp@126.com　　山东大学 齐鲁医院普外科肝胆血管外科研究所 (山东 济南250012)

　　【关键词】共刺激分子?肝移植?免疫

　　1 简介

　　共刺激分子B7CD28家族在T细胞的激活、形成免疫耐受有着重要的作用，他们不仅可提供激活T细胞的正性信号来刺激T细胞分泌细胞因子、促进T细胞分化，而且还可以提供限制、终止和/或减弱T细胞反应的负性信号[1、2]。人们研究利用B7CD28家族的这一性质来对某些疾病进行治疗，例如：通过促进免疫反应来治疗病毒感染和肿瘤;通过抑制免疫反应来防治器官移植排斥反应和自身免疫疾病。在B7CD28家族中，研究最深入的是B71和B72。他们具有两个受体：具有激活T细胞功能的CD28分子和具有抑制T细胞功能的细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyteassociated antigen 4,CTLA4)[1、2]。最近，许多新的B7家族成员已经被证实(表1)。B7HI[4、5]和B7DC[6、7]是另外一对共刺激分子，他们的受体为PD1(Programmed Death1 PD1)[5~7]和另一个尚未明确的受体[8]。B7H2(也被称为GL50、B7h、B7RP1和LICOS[1、2、9])已被证实为CD28家族成员ICOS(inducible Tcell costimulator)的配体[10]。B7H3[11]是一个新近才被证实的B7家族成员，它的受体还尚未被证实。B7H4(也被称为B7S和B7x)[12~14]，是抑制性共刺激分子BTLA(B and T lymphocyte attenuator)[15]的配体。

　　表1 B7家族成员(略)[3]

　　停止细胞周期排斥反应是影响肝脏移植效果的重要方面，术后免疫抑制剂的长期乃至终生应用给受体带来了十分不利的影响。移植免疫的最终目标是诱导抗原特异性耐受，即抑制特异性移植物免疫反应而保留对炎症和肿瘤抗原的免疫反应。阻断传统CD28/B7和CD40/CD40L共刺激通路在调节T细胞活化和移植免疫耐受中的作用已得到了充分证明[16]。

　　本文将就CD28/B7家族的生物学功能及其在抑制肝脏移植排斥反应的应用现状及展望做一综述。

　　2 经典的B7CD28通路

　　2.1 B71和B72　B71(CD80)和B72(CD86)表达于各种APCs表面，但是他们具有不同的表达动力学。B72是持续的低水平表达，并且可以迅速上调;B71为诱导表达，表达晚于B72。B71和B72均包含IgV样区和IgC2样区，两种蛋白有25%的同源性。B71和B72分子通过IgV样区与CD28和CTLA4结合，B71和B72与位于幼稚T细胞的CD28受体结合，通过TCR为T细胞的激活提供潜在的共刺激信号,这一过程将诱导IL2的转录，以及CD25的表达并且使T细胞进入细胞周期。而B71和B72与CTLA4结合对T细胞介导的免疫反应提供负性信号，这一信号将会抑制IL2的合成、抑制T细胞进入细胞周期、甚至终止T细胞的反应。运用抗B7 1、抗B72单克隆抗体对抑制T细胞活化、预防急性排斥反应和延长移植物存活均有一定的作用[17]。

　　2.2 CTLA4 Dariavach等人从人的总DNA中克隆出了人的CTLA4基因[18]。研究发现，CTLA4与CD28分子在基因结构、染色体定位、序列的同源性及基因表达十分相近，二者在他们的铰链区有共同的高度保守序列MYPPY。虽然两种分子在基因特征上有高度相似性，但在蛋白表达及功能上却是明显的不同：CD28可以表达于各类T细胞表面，而CTLA4主要表达于活化的CD8+T细胞表面，在静息的T细胞中弱表达[19]，而在非T淋巴细胞，如NK细胞、巨噬细胞中少有表达。

　　CTLA4的配体为B7，CTLA4与B7的亲和力是CD28的20倍。大量实验表明，在体内或体外，用抗CTLA4单抗来阻断CTLA4与B7结合可使T细胞的活化与增殖能力明显增强：而增强CTLA4与B7结合，可使T细胞的增殖、反应能力明显减弱，说明CTLA4对T细胞反应具有负调节作用[20]。

　　随着CTLA4对T细胞负性调节作用的发现，CTLA4Ig在移植排斥反应的防治中发挥着重要作用。CTLA4Ig是由CTLA4与免疫球蛋白重链形成的融合蛋白，它竞争性抑制CD28与B7的结合来阻断信号传递，抑制T细胞活化，达到抑制排斥反应及诱导免疫耐受的作用。Shaked等将携带有CTLA4Ig功能基因的复制缺陷型腺病毒转染ACI大鼠肝脏，并将其移植于Lewis大鼠，发现移植肝脏存活时间明显延长，且无明显副作用发生。Olthoff等用含有小鼠源性CTLA4Ig基因的重组腺病毒灌注冷藏保存的大鼠肝脏，在冷缺血期间体外转染1h，移植肝脏及受者血液中均有CTLA4Ig分子表达，受体长期存活。Bartlett对Lewis大鼠进行原位异种肝脏移植，对照组在术后6d由于急性排斥全部死亡，而CTLA4Ig治疗组存活时间延长。

　　2.3 CD28 广泛表达于T细胞。CD28与APC上的B7结合后，为T细胞提供共刺激信号。它们的结合对初次免疫应答的诱导是必需的，主要涉及DCs与T细胞相互作用的起始阶段，该信号修饰和补充TCR信号，并将多种信号整合后，起着信号传递、增强或放大免疫应答的作用。针对CD28的这一特点，用抗CD28单克隆抗体可特异地阻断CD28/B7通路，延长移植物的存活时间。

　　3 B7H1/B7DC/PD1通路

　　B7H1基因是由Dong等从胎盘cDNA文库克隆而发现的[4]，B7H1的受体PD1还结合着另外一个配体B7DC[5~7]。但他们的蛋白表达形式却不同。B7H1蛋白可以在多种组织和细胞中被诱导表达，例如：抗原呈递细胞、B细胞、T细胞、上皮细胞、肌肉细胞、原生质、内皮细胞甚至肿瘤细胞;B7DC却仅在树突细胞和单核细胞中表达。B7H1和B7DC的表达可由于细胞激活或IFNγ的分泌而上调[1、2、4、6、21、22]。

　　B7H1被证实为一种可增加T细胞扩增和IL10分泌的共刺激分子[4]。B7H1可强烈的上调IL10的分泌，相对温和的上调IFNγ的GSCSF分泌，但它几乎对IL2和IL4的分泌不产生影响[4、21]。在体外，B7DC具有相似的功能[6]，对T细胞的扩增和IL2、IFNγ的分泌与B71/7B72起潜在的协同作用。B7DC缺乏的小鼠的树突细胞失去了其激活T细胞的能力，然而B7H1和B7DC的受体PD1却被认为是一种抑制性的受体。

　　很多研究表明B7H1和B7DC具有对T细胞的抑制作用[5、7]。表达B7H1和B7DC的T细胞抑制TCR介导的T细胞扩增和细胞因子(IL2、IL4、IFNγ或IL10)分泌，并且可以导致细胞周期停止。以上论断看起来很矛盾，然而这提示T细胞表面存在着一种PD1以外的受体。

　　B7H1/B7DC/PD1通路的发现提示了一种新的诱导免疫耐受的靶点。联用B7H1Ig和antiCD40L治疗，可使小鼠胰岛移植物长期存活，但分别使用这些试剂不能阻止胰岛移植排斥反应[23]。在MHC完全错配的移植中，将B7H1Ig用于CD28/受体或联合使用免疫抑制剂均明显延长了心脏移植物的存活，在一些病例中还诱导出永久性耐受，表明此过程减少了IFNγ和IFNγ诱导趋化因子在移植物内的表达。目前尚未有B7H1/B7CD/PD1运用于肝移植的文献报道。

　　4 B7H2/ICOS通路

　　ICOS是在1999年由德国学者Hutloff等在人外周血活化T细胞上发现的新共刺激分子[24]，根据ICOS的结构、T细胞限制性表达及功能，将其归属为CD28家族，ICOS表达于激活的T细胞。ICOS与CD28(CTLA4)有24%(17%)的序列完全相同;有39%(39%)的序列相似。研究发现，ICOS可以协同CD28共刺激分子上调T细胞CD40L的表达，调节CD40途径的效应功能。ICOS的配体(B7H2)属于B7家族，它有多种命名，包括B7h、ICOSL、B7相关蛋白(B7RP1)。B7H2表达于B细胞、单核细胞和树突细胞，B7H2的表达可被B细胞、单核细胞上调，又可被TNFα或LPS下调。B7H2还可以表达于非专职抗原呈递细胞，比如，纤维原细胞、内皮细胞、肾小管上皮细胞、胚胎干细胞[1、2]。B7H2的表达形式表明B7H2参与T细胞效应阶段的调节，而不是通过树突细胞发挥功能的T细胞初始活化。

　　体外试验表明：ICOS与B7H2结合后，通过TCR导致细胞扩增，并且诱导包括IL4、IL5、TNFα和INFγ在内的Th1和Th2细胞因子分泌[10]。对大鼠肝脏移植模型研究显示：移植物炎性浸润细胞的细胞毒活性与T细胞上的ICOS表达增多有关，抗ICOS抗体能减少移植物炎性浸润细胞表达ICOS，抑制CD4+和CD8+细胞的活化和增生，明显延长移植物的存活时间;应用抗ICOS抗体和FK506联合治疗可诱导大鼠肝移植耐受[25]。还有试验显示：CD28/B7途径的阻断可以防止急性排斥反应，但不能阻断慢性排斥反应;抗ICOS抗体和环孢霉素A的联合应用可以防止慢性排斥反应，使移植物长期存活。这表明了ICOS在慢性移植排斥反应中起着重要作用[26]。

　　5 B7H3通路

　　B7H3是由Chapoval等从人类树突状细胞来源的cDNA文库克隆而发现的。Northern杂交结果显示：人类和鼠的B7H3不仅在淋巴组织转录，而且在非淋巴组织以及某些人类肿瘤细胞也发现B7H3的转录，但是在人类外周血白细胞并没有发现B7H3 mRNA。B7H3可以被GMCSF诱导在单核细胞表达，也可以被INFγ诱导在树突细胞表达。

　　Wang等在小鼠的心脏移植模型中发现，B7H3可以促进急性和慢性移植排斥反应的发生[27]。因此，B7H3最初被视为一种促进人类T细胞扩增和选择性诱导INFγ的分泌的共刺激分子。但也有实验表明B7H3可抑制T细胞的扩增和细胞因子分泌[28]。B7H3的受体在活化的T细胞表面可被诱导表达，且受体具特异性，不同于CTLA4，ICOS和PD1。B7H3为新近发现的共刺激分子，尚未见到有关它应用于抗器官移植排斥反应的报道。

　　6 B7H4通路

　　B7H4(也称为B7S1和B7x)是最近才加入B7家族的一个成员[12~14]。它的胞外部分与其它B7家族成员具有25%的氨基酸同源性。B7H4 mRNA可表达于淋巴和非淋巴组织，但是运用免疫组化发现在健康人个体的器官并未发现B7H4 mRNA的表达[12]。B7H4可以在活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突细胞诱导表达[12、13]。

　　人类和鼠的BTLA具有48%的同源性。尽管BTLA和其他的B7家族成员仅具有9%~13%的同源性，但却和CTLA4和PD1具有相似结构。BTLA为一种抑制性的受体，BTLA mRNA大量表达于脾脏和淋巴结，但在胸腺、肝脏、肾脏、肺、心脏、脑和肌肉却不表达。在脾脏中，BTLA仅表达于脾脏B细胞，而不表达于幼稚的T细胞。在T细胞的激活阶段，BTLA被诱导表达，在极化的Th1细胞可以持续高表达。目前尚未有BTLA/B7H4在移植免疫中的作用的报道，但是它必将会成为一个新的诱导免疫耐受的靶点。

　　7 展望

　　共刺激分子的发现为抑制器官移植排斥反应提供了一条崭新的治疗策略，通过选择性的抑制或者激活某一乃至某些共刺激分子，抑制T细胞的活化、增殖，从而达到选择性的抑制免疫病理反应。因此，充分认识共刺激分子的组成、结构、表达及功能具有重要的意义。在已经发现的共刺激分子中，有些不仅在动物实验中证实有抑制排斥反应发生的作用，而且正在向临床应用过渡。例如CTLA4Ig，是一种极有应用前景的免疫抑制剂，但在它真正应用于临床之前，尚有一些还待解决的问题：如治疗持续的时间、用药剂量、用药时机以及联合用药等。另外，对一些新近发现的共刺激分子的研究尚处于起步阶段，如B7H3、B7H4。

　　参 考　文　献

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