同种异体复合组织移植嵌合体诱导免疫耐受的研究进展

同种异体复合组织移植(Compositetissueallotransplanta-lion,CTA)是指皮肤、皮下组织、骨、肌肉、神经、血管等组织中的两种或两种以上组织结构的异体移植~与单一器官移植拉口肾、心、肝、肺等内脏器官)不同，复含组织的各种成分的免疫学性质各不相同，其中皮肤是抗原性最强的免疫器官1。因此，同种异体复合组织移植的成功在医学领域史具有挑战性，如何克服移植术后的急、慢性排斥反应，成为决定移植是否成功的关键目前临床上主要从如下几方一面入于:免疫抑制剂联合应用，局部用药和诱导免疫耐受而对复合组织移植物的免疫耐受诱导可能是解决排斥问题的最好途径之一免疫耐受诱导目前主要通过二种途径:主要组织相容性复合物配型、嵌合体诱导和单克隆抗体诱导笔者就嵌合体在诱导免疫耐受方面做一综述。1嵌合的概念1945年Owen第一次描述厂嵌合现象，他首次观察到胎盘循环相通的异卵双生小牛出生后每一孪生个体均含有双力一不同血型的血细胞而不互相排斥，成为天然的造血干细胞嵌合体随后Mai。与Prehn-'对清髓受体进行骨髓移植实现r对异体皮肤的耐受这些早期研究为通过造血干细胞移植来实现免疫耐受的诱导提供了基础1992年Starzl等在一些肝、肾移植长期存活患者的皮肤、淋巴结、胸腺等组织中发现存在供体来源的遗传物质和供体来源的白细胞，取这些受体淋巴细胞与相应供体淋巴细胞在体外进行混合淋巴细胞培养，结果均无反应，提小这些肾移植患者已对供肾者组织抗原产生耐受，由此提出了嵌合的概念，他认为嵌合是指受体在接受同种异体移植物后，其体内存在着供体细胞，而在移植物内存在着受体细胞，这种供体受体细胞相互移行、相互存在的现象称为嵌合现象。2嵌合体的分类随着人们对嵌合现象的研究不断深人，目前临床将嵌合体大致分为如下几种类型:(1!微嵌合(mimmchirnerism指供体细胞在受体器官中少量存在(每lx10'个宿主细胞有一个异休细胞或更少)，这一现象是过客日细胞(不成熟的树突状细抱)移人宿王脏器或淋巴组织的结果(2)巨嵌合(macrochirnerism卜，般是指对宿主进行预处理，如骨髓移植而发生的嵌合现象巨嵌合还可分为两种亚型:①全眠合(fulldonorchirnerism).指受体造血系统在预处理时被完全清除，供者的造血系统在受者体内全新重建。②混合嵌合(miredchimerism)，指在预处理时供者造血系统未被完全清除，供者造血系统和受体造血系统在受体体内共同存在。3嵌合体建立的机制和方法嵌合体建立机制包括中枢耐受、外周耐受和NK细胞同种反应性发育中的T与抗原肤-IVTHCI或II复合物高亲和力结合者，亦或是B淋巴细胞能与自身抗原结合者，不仅不能活化，反而导致该细胞的凋亡，表现为中枢免疫细胞克隆删除，即中枢耐受。它是造血干细胞嵌合体诱导供体特异性免疫耐受的主要机制，首先，受体外周血中抗供体抗原的成熟T,B细胞须先经过预处理才能接受植人的供体造血干细胞;其次，供、受体十细胞形成嵌合体分化成不同谱系的造血细胞，且供体干细胞能定居在受体胸腺内，分化为T细胞和介导克隆清除的树突状细胞;最后，经胸腺或骨髓经阴性选择，能识别自身和供体反应性T,B细胞停止发育并死亡，即自身反应性和供体反应性淋巴细胞均被克隆清除6。在过去的数年里，对于中枢耐受生理机制的了解已经取得了很大的进步。中枢耐受不仅包括克隆删除的隐性耐受还可通过调节性T细胞主导中枢耐受近期有学者发现，胸腺髓质内皮细胞(mTECs)不仅通过“混淆”表达直接提呈组织特异性抗原，同时还能够将这些抗原转移给胸腺树突状细胞。因此通过胸腺髓质内皮细胞调节中枢删除和调节性.T细胞在诱导自我耐受中起关键作用。当受体未经任何预处理而进行异体骨髓移植时，并不是人们所预期的特异性免疫耐受形成，而是迅速出现排斥反应。因此在诱导耐受前，需要对受体骨髓预处理，即清髓或者非清髓。目前进行嵌合体的建立包括清髓性造血干细胞移植(Myeloablativestemcelltransplantation,MST)和非清髓性造血干细胞移植(Nonmveloablativestemcelltransplantation,NST)。清髓造血干细胞移植需要术前大剂量全身照射以实现对受体造血系统的完全破坏，然后再输注异基因骨髓细胞，在受体中重建造血系统。虽然可实现较稳定的免疫耐受，延长移植物存活时间。但此种方法同时也带来了多重风险，比如肿瘤和感染以及移植物抗宿主病(graft一rsus-hostdisease,GVHD)的发生率均有所增加。Pa等通过实验，在清髓性预处理方案中通过联合输注骨髓细胞和间充质细胞，成功建立了一套新的方法以建立稳定且高水平的嵌合模型，且实验结果并没有GVHD发生。非清髓性造血干细胞移植包括非清髓性预处理和移植前后的免疫治疗。预处理一般是非致死量的全身照射或者全淋巴照射加上免疫抑制剂如氟达拉滨、抗T淋巴细胞球蛋白、抗CD3单克隆抗体等，与MST相比，NST预处理更为安全并可降低GVHD的发生即使如此，骨髓移植后所带来的副反应，如大量自细胞急剧减少导致的致命感染等，让尤数患者转而选择免疫抑制剂这一传统且较为安全可靠的方法。近期Yu等13通过利用供体非成熟树突状细胞(im-DCs)在骨髓移植前诱导耐受，观察到用此种方法建立的嵌合体，移植物存活时间延长而且无需使用免疫抑制剂。因此如何去除嵌合体建立预处理过程中的毒性反应，获得对异体移植物长期且稳定的耐受，成为制约骨髓移植嵌合体诱导在临床推)、一应用的最大障碍。4嵌合体水平变化及意义嵌合体的形成是一个动态变化过程。由于嵌合体的动态变化与造血干细胞移植后患者病情的发展密切相关，因此定期监测嵌合体是评估患者预后和选择针对性治疗策略的重要依据。嵌合体分析在造血干细胞移植中具有重要意义:(1)提示移植物在受体体内的生长情况;(2)辅助判断过继治疗的时机和疗效;(3)确定与GVHD的关系:一二虽然诱导耐受的嵌合体水平一直是大家关注的焦点，然而以往的工作表明，在大鼠模型中起始阶段嵌合体水平主要与环抱素为基础的异体骨髓移植方式有关e。Lin等研究表明嵌合体水平与GVHD发生率呈正相关，但与调节T细胞水平呈负相关。在大鼠实验中，通过骨髓移植及射线照射的最佳嵌合体水平应该是骨髓移植28d后的20一50水平5调节性T(Treg)细胞在嵌合体诱导免疫耐受中的作用1995年Sakaguchi等首先发现，将CD4'CD25十T细胞去除后再转移至裸鼠体内，会引发多种白身免疫性疾病;当同时输人CD4十CD25十T细胞则可抑制疾病的发生。其后对CD4十CD25'T细胞的研究迅速发展，并常将CD4一CD25+T细胞称为调节性T细胞(regulatoryTcellTreg)。多数学者研究证实CD4'CD25十TT'eg在免疫移植免疫耐受诱导中起重要作用，因此它在抑制同种异体移植排斥反应，有广阔的应用前景19-z0。Golshaya。等;21-在小鼠移植模型证实，清除CD4'CD25"freg细胞后移植物将很快被排斥，而给予同系CD4'CD25一Treg能使移植物存活时间明显延长。通过过继性转移CD4十CD25一Treg可以转导移植免疫耐受。Wang等zz通过体外MLR证实，活化CD4'CD25}Treg能够发挥抗原特异性及iVIHC限制性的免疫抑制作用。调节性T细胞可以促进嵌合体的建立同时诱导对供体的特异性耐受，对以调节性T细胞为基础的治疗，则有希望成为防止对异体移植物排斥反应的非毒性方法。除此之外，最近的研究表明，联合输注供体骨髓和特异性调节'1'细胞可能成为诱导耐受的最有效地策略23有学者发现，移植供体T细胞而不是造血干细胞所形成的嵌合体可跨过MHC屏障而诱导耐受=a。与此同时，I}111}W等I26}还发现Treg}不仅在调控急、慢性排斥反应中起关键作用，同时它还可通过IL-10介导的抑制天然免疫系统来保护移植物免受缺血再灌注损伤因此，通过预处理构建混合嵌合体模型时，对调控T细胞干预可作为一种免疫抑制方案随着1998年法国Dubernard等.,成功实施了世界首例同种异体手移植和2005年世界首例同种异体面部移植(即“换脸术”)在法国里昂的成功实施,H同种异体复合组织移植中建立嵌合体诱导免疫耐受越来越被关注。因患者移植术后需终生免疫抑制治疗，无疑加重患者感染、肿瘤、代谢紊乱等副反应的发生，这已成为制约同种异体复合组织移植发展的瓶颈。而诱导免疫耐受为解决此项矛盾开辟了新途径，通过造血嵌合免疫耐受，形成持久、稳定的特异免疫耐受，使其成为临床用于移植耐受的主要候选方法。因此，随着对免疫耐受机制的深人研究，免疫耐受能够诱导成功而无需应用免疫抑制剂，同种异体复合组织移植会有更加广阔的前景。参考文献 Büttemeyer R,Jones NF,Min Z. Rejection of the component tissues of limb allografts in rats immunosuppressed with FK-506 and cyclosporine[J].Plastic and Reconstructive Surgery,1996,(01):139-148,149-151.Owen RD. Immunogenetic consequences of vascular anastomoses between bovine twins[J].Science,1945,(2651):400-401.Main JM,Prehn RT. Successful skin homografts after the administration of high dosage X radiation and homologous bone marrow[J].J N atl Cancer Inst,1955,(04):1023-1029.Starzl TE,Demetris AJ,Murase N. Cell migration,chimerism,and graft acceptance[J].The Lancet,1992,(8809):1579-1582.Monaco AP. Prospects and strategies for clinical tolerance[J].Transplantation Proceedings,2004,(01):227-231.doi:10.1016/j.transproceed.2003.11.047.Sykes M,Szot GL,Swenson K. Separate regulation of peripheral hematopoietic and thymic engraftment[J].Experimental Hematology,1998,(06):457-465.Klein L,Hinterberger M,Wirnsberger G. Antigen presentation in the thymus for positive selection and central tolerance induction[J].Nature Reviews Immunology,2009,(12):833-844.Hinterberger M,Aichinger M,Prazeres da Costa O. Autonomous role of medullary thymic epithelial cells in central CD4(+)T cell tolerance[J].Nature Immunology,2010,(06):512-519.doi:10.1038/ni.1874.Nedjic J,Aichinger M,Emmerich J. Autophagy in thymic epithelium shapes the T-cell repertoire and is essential for tolerance[J].Nature,2008,(7211):396-400.doi:10.1038/nature07208.Pan H,Zhao K,Wang L. Mesenchymal stem cells enhance the induction of mixed chimerism and tolerance to rat hindlimb allografts after bone marrow transplantation[J].Journal of Surgical Research,2010,(02):315-324.