樹突狀細(xì)胞與移植免疫耐受

1、樹突狀細(xì)胞與移植免疫耐受【摘要】 樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DC）在機(jī)體外周與中樞免疫耐受維持中發(fā)揮重要作用，其以多種機(jī)制參與自身免疫耐受的形成，且具有極強(qiáng)可塑性，因此成為近年來(lái)移植免疫耐受領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文概述了DC的分型及作用、DC誘導(dǎo)免疫的間接通路、F1t3L和凋亡細(xì)胞的作用、基因工作修飾DC及免疫抑制劑?！娟P(guān)鍵詞】 樹突狀細(xì)胞；移植免疫；移植耐受 Dendritic Cells and Transplantation Immune Tolerance ?Review AbstractDendritic cells (DC) play an important rol

2、es in the maintenance of central immune tolerance and peripheral immune tolerance. DC can be involvd in tormation of autoimmune tolerance by many mechanisms and demonstrate strong plasticity，so that DC become hot issue in the research of transplantation tolerance recently. In this article the DC typ

3、ing and its role，the indirect pathway of DC-inducing immune tolerance，the F1t3L and apoptotic cell role，the modified DC by genetis engineering and the immune inhibitors were summarized. Key wordsdendritic cell; transplantation immune; transplantation tolerance近年來(lái)，隨著細(xì)胞或器官移植廣泛開展和移植免疫深入研究，了解到樹突狀細(xì)胞（dend

4、ric cells，DC）在移植排斥及移植耐受中發(fā)揮雙向調(diào)節(jié)作用：一方面，DC作為專職抗原呈遞細(xì)胞觸發(fā)和調(diào)節(jié)固有性及獲得性免疫反應(yīng)，啟動(dòng)免疫應(yīng)答，介導(dǎo)免疫排斥；另一方面，DC通過(guò)多種機(jī)制誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞無(wú)能，且在免疫耐受中展示出極強(qiáng)的可塑性。本文就目前DC參與移植耐受的作用機(jī)制作一綜述。 DC的分型及作用 未成熟DC 人體內(nèi)DC具有成熟和未成熟兩種功能狀態(tài)。正常情況下，多數(shù)DC處于未成熟狀態(tài)。DC成熟受多種因素影響，IL-10、TGF-等可抑制其成熟。未成熟DC可分泌IL-10，IL-10誘導(dǎo)無(wú)能T細(xì)胞產(chǎn)生、抑制T細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞反應(yīng)和通過(guò)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T

5、cell，Treg）下調(diào)DC表面共刺激分子表達(dá)、抑制IL-12合成。微生物細(xì)胞成分如細(xì)菌脂多糖、集落刺激因子（如GM-CSF）和細(xì)胞因子（如IL-4、IL-12）等均能促使DC成熟。成熟DC是早期免疫應(yīng)答強(qiáng)有力的抗原呈遞細(xì)胞，它活化初始和記憶T細(xì)胞，啟動(dòng)免疫應(yīng)答。器官移植后作為“過(guò)客”白細(xì)胞，供體DC從移植器官中游走至受者的次級(jí)淋巴器官內(nèi)，呈遞抗原特異性MHC分子，激活受者T細(xì)胞，啟動(dòng)免疫應(yīng)答，觸發(fā)排斥反應(yīng)，此過(guò)程為直接異體識(shí)別途徑；另外，受者DC或DC祖細(xì)胞參與移植后初始炎癥反應(yīng)，浸潤(rùn)到移植器官內(nèi)，凋亡或壞死細(xì)胞崩解碎片，經(jīng)加工處理并結(jié)合自身MHC分子，最終把限制性供體MHC分子及自身MHC

6、分子復(fù)合肽呈遞給受者T細(xì)胞，觸發(fā)排斥反應(yīng)，此過(guò)程為間接異體識(shí)別途徑1。一般認(rèn)為直接異體識(shí)別途徑參與急性排斥反應(yīng)，而間接異體識(shí)別途徑則與慢性排斥有關(guān)。最近研究認(rèn)為識(shí)別的途徑取決于植入器官類型、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、排斥時(shí)相（慢性、急性）等1，2。未成熟DC具有截然不同的生物學(xué)特性，低水平表達(dá)MHC、CD40、CD80、CD86、B7等共刺激分子和黏附分子，具有極強(qiáng)的抗原攝取、加工處理能力，而激發(fā)免疫應(yīng)答能力卻較弱，未成熟DC可誘導(dǎo)抗原特異性 T 細(xì)胞耐受及 Treg 細(xì)胞產(chǎn)生。 體外實(shí)驗(yàn)表明：未成熟DC與 CD4 CD25 CD45RO Treg 細(xì)胞接觸后可上調(diào)其表面抑制性分子ILT3、ILT4表達(dá)，從而

7、獲得調(diào)節(jié)活性，抑制異體反應(yīng)性CD4 T細(xì)胞增殖或使之轉(zhuǎn)化為Treg細(xì)胞，發(fā)揮免疫抑制功能3。移植后耐受受者中的調(diào)節(jié)DC可促使源于初始T細(xì)胞中CD4 CD25 Treg細(xì)胞擴(kuò)增，而這些Treg細(xì)胞可誘導(dǎo)造血祖細(xì)胞向調(diào)節(jié)DC方向分化并降低DC表面共刺激分子CD80、CD86及MHC-II類分子表達(dá)，維持DC于未成熟狀態(tài)4。調(diào)節(jié)DC再誘導(dǎo)Treg細(xì)胞，如此反復(fù)互相激發(fā)形成反饋環(huán)路，阻礙移植物排斥。漿細(xì)胞樣DC（plasmacytoid DC，pDC） 人DC也可根據(jù)其分化來(lái)源分為髓樣DC和pDC。pDC主要存在于血液循環(huán)及次級(jí)淋巴組織非抗原進(jìn)入T細(xì)胞區(qū)，它受CD40L激活后可促使CD8 T細(xì)胞分泌I

8、L-10從而抑制Th1型細(xì)胞應(yīng)答。Kuwana等5報(bào)道，從人外周血分離出的新鮮未成熟pDC可誘導(dǎo)抗原特異性CD4 T細(xì)胞無(wú)能，這與T細(xì)胞不能上調(diào)CD40L表達(dá)及分泌IL-2有關(guān)。未成熟pDC上的抑制性Ig樣轉(zhuǎn)錄受體ILT3、ILT4亦參與此種無(wú)應(yīng)答6，而可溶性IL-10、INF-、TGF-與此無(wú)關(guān)。體外初始CD8 T細(xì)胞與異體CD40L活化的成熟pDCs共培養(yǎng)易向高分泌IL-10 CD8 Treg細(xì)胞分化，并通過(guò)其分泌的IL-10抑制CD8 效應(yīng)T細(xì)胞旁路增殖7。移植患者血循環(huán)內(nèi)CD8 CD28-細(xì)胞（一類獨(dú)特Treg細(xì)胞）抑制抗原特異性CD4 T細(xì)胞應(yīng)答，阻斷CD40-CD40L活化信號(hào)介導(dǎo)

9、的DC成熟，上調(diào)供體未成熟pDC上的ILT3、ILT4表達(dá)3，這是獨(dú)特的Treg細(xì)胞經(jīng)G-CSF動(dòng)員的供體pDC進(jìn)入受者，并在其有效俘獲異體抗原后分化為成熟pDC，并通過(guò)誘導(dǎo)CD8 Treg細(xì)胞、Th2型免疫應(yīng)答抑制供體Th1、CTL，使其無(wú)能，從而減輕GVHD程度8。以上表明機(jī)體接觸異體抗原后其血循環(huán)中pDC可抑制Th1型細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，這使pDC在移植物排斥、GVHD等Th1型疾病中發(fā)揮重要作用。 間接通路 DC通過(guò)直接、間接通路呈遞異體抗原啟動(dòng)免疫應(yīng)答。但I(xiàn)naba 等9認(rèn)為，移植后供體DC可把其表面部分供體型MHC分子轉(zhuǎn)給受者DC，在受者DC上形成供體MHC分子與自身MHC分子結(jié)合

10、的復(fù)合物而干擾間接識(shí)別途徑，誘導(dǎo)免疫耐受。受者DC負(fù)載供體抗原肽（MHC-I類分子或凋亡細(xì)胞）后無(wú)論是直接進(jìn)入血液循環(huán)，還是進(jìn)入胸腺均可顯著延長(zhǎng)移植物植活時(shí)間。DC通過(guò)靜脈進(jìn)入受者后在外周可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞產(chǎn)生，這些T細(xì)胞再遷移至胸腺獲得中樞耐受10，另外供體DC進(jìn)入胸腺后與受者DC起清除CD4 CD8 胸腺T細(xì)胞及高親和力結(jié)合自身MHC分子復(fù)合物的循環(huán)T細(xì)胞克隆。 F1t3L 細(xì)胞因子F1t3L在體內(nèi)能潛在誘導(dǎo)造血祖細(xì)胞和DC增殖。在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，預(yù)先建立一供體鼠，使受者鼠在不使用任何免疫抑制劑下能夠耐受MHC不相合供體肝而不表現(xiàn)排斥反應(yīng)。如先對(duì)供體鼠予Flt3L處理后，再移植異體肝給受者

11、鼠，小鼠則表現(xiàn)出急性排斥反應(yīng)11。在另一模型中，接受全身照射的實(shí)驗(yàn)小鼠在行T細(xì)胞清除、MHC不相合造血干細(xì)胞移植后再輸注Flt3L，小鼠則易發(fā)生致命GVHD12。由此可見(jiàn)，無(wú)論是器官移植還是造血干細(xì)胞移植，無(wú)論對(duì)供體還是受者，這些實(shí)驗(yàn)都表明Flt3L增加了宿主抗移植物、移植物抗宿主病發(fā)生率。近來(lái)有研究報(bào)道，預(yù)先以造血干細(xì)胞因子Flt3L擴(kuò)增供體脾區(qū)CD8 DC，然后將其經(jīng)靜脈輸注給受體鼠，發(fā)現(xiàn)心臟植活時(shí)間延長(zhǎng)，且此種效應(yīng)不依賴CD8 DC狀態(tài)（成熟、未成熟）及在靜脈輸注過(guò)程中是否發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換13。Yunusuv等14最近提出，如降低全身照射強(qiáng)度，F(xiàn)1t3L則有助于異基因骨髓的穩(wěn)定持久植入，且沒(méi)

12、有明顯GVHD表現(xiàn)。 Eto等15研究表明，對(duì)于接受環(huán)磷酰胺預(yù)處理、去T細(xì)胞性骨髓移植的受體鼠，在其骨髓造血尚未重建前，如輸注Flt3L動(dòng)員的供體造血干細(xì)胞（DC數(shù)量明顯擴(kuò)增），可誘導(dǎo)受體鼠對(duì)MHC錯(cuò)配的異體皮膚耐受。推測(cè)此種耐受與供體特異反應(yīng)性T細(xì)胞持續(xù)清除有關(guān)，確切機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。盡管目前評(píng)價(jià)Flt3L在移植中的作用為時(shí)尚早，但隨著對(duì)Flt3L的研究深入、這一潛在DC動(dòng)員劑必會(huì)有良好應(yīng)用前景。凋亡細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)表明，靜脈注射供體凋亡細(xì)胞可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞耐受。機(jī)制如下：未成熟DC高效吞噬凋亡細(xì)胞，處理并呈遞其抗原，而未引發(fā)炎癥反應(yīng)及自身狀態(tài)轉(zhuǎn)換；下調(diào)前炎癥因子IL-1、IL-1、IL-

13、6、TNF-及促Th1細(xì)胞因子IL-12P40的分泌，維持TGF-1于高水平。DC膜表面受體?整合蛋白（3、5）、血小板反應(yīng)蛋白 受體(CD36)、補(bǔ)體受體CR3(CD11b/CD18)、CR4(CD11C/CD18)通過(guò)與凋亡細(xì)胞表面相應(yīng)配體務(wù)小板反應(yīng)蛋白、乳脂肪球（milk fat globule）互相識(shí)別參與此過(guò)程介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)。凋亡細(xì)胞活化補(bǔ)體C3后能促使活化產(chǎn)物iC3b在其胞膜貯積，并借此與DC表面高表達(dá)的吞噬受體CD11b/CD18相互識(shí)別。在人未成熟DC內(nèi)化iC3b調(diào)理的凋亡細(xì)胞后，mRNA水平下調(diào)的IL-1、TNF-、IL-12P40等細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄分泌、降低MHC類分子及CD8

14、6表達(dá)，抑制CD40-CD40L活化DC成熟16，即通過(guò)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)換DC以未成熟狀態(tài)誘導(dǎo)免疫耐受。小鼠移植模型研究表明，靜脈注射的供體凋亡脾細(xì)胞易于在骨髓中植入，長(zhǎng)期誘導(dǎo)受體鼠于免疫耐受狀態(tài)17。 基因工程修飾DC 近來(lái)有應(yīng)用腺病毒或逆轉(zhuǎn)錄病毒為載體，將具有誘導(dǎo)耐受作用的免疫抑制分子靶基因轉(zhuǎn)染給供體DC并使其表達(dá)，以期能夠: 阻礙異體反應(yīng)性T細(xì)胞增殖如indoleamine 2，3-droxygenase (IDO)； 抑制DC表面共刺激分子表達(dá)并誘使抗原特異性T細(xì)胞向Th2方向分化（如IL-10）；誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞無(wú)能（如PD-L1）或克隆清除（如CD95L）。已不斷有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，單獨(dú)轉(zhuǎn)導(dǎo)

15、以上各靶基因即可降低移植物排斥機(jī)率，延長(zhǎng)器官植活時(shí)間。但單獨(dú)基因修飾DC尚不能穿越MHC屏障，誘導(dǎo)耐受。這與目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)尚未成熟及諸多因素參與免疫耐受有關(guān)。如何提高轉(zhuǎn)基因效率，如何確?；蛐揎椢闯墒霥C在靜脈輸注過(guò)程中不發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換？這些都是值得研究的問(wèn)題。轉(zhuǎn)基因中加入增強(qiáng)綠色熒光蛋白或多種免疫抑制靶基因IL-10、TGF-、CTL antigen-4 immunoglobulin fusion protection (CTLA4-Ig)并由逆轉(zhuǎn)錄病毒同時(shí)轉(zhuǎn)導(dǎo)給未成熟DC，可提高轉(zhuǎn)導(dǎo)效率，確保DC未成熟狀態(tài)18，19。實(shí)驗(yàn)中于移植前36小時(shí)靜脈輸注給受體鼠可使其腎植活時(shí)間顯著延長(zhǎng)。已證實(shí)腺病

16、毒可通過(guò)核因子-（NF-）誘導(dǎo)DC成熟而降低治療療效。但最近發(fā)現(xiàn)，NF-特異誘導(dǎo)物（ODNs）能持續(xù)阻斷DC成熟20，并顯著抑制各種刺激下（包括腺病毒）髓樣DC成熟，而免疫抑制基因表達(dá)并不受阻。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，將NF-ODN處理后以腺病毒為載體轉(zhuǎn)導(dǎo)CTLA-Ig的供體的髓樣DC，于心臟移植前靜脈輸注給受體，結(jié)果MHC完全錯(cuò)配的異體心臟植活時(shí)間明顯延長(zhǎng)21。 免疫抑制劑 免疫抑制劑是臨床抗排斥和治療移植物抗宿主病中最主要的藥物。這些免疫抑制劑在控制免疫反應(yīng)的同時(shí)，也在DC的成熟、分化、趨化及活化等環(huán)節(jié)上起作用而誘導(dǎo)移植免疫耐受。最常用的免疫抑制劑?鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑（如環(huán)孢菌素、西羅莫司等）、糖皮質(zhì)

17、激素可以抑制DC的成熟、分化、共刺激分子表達(dá)、IL-12分泌及NF-信號(hào)途徑的活化，而誘導(dǎo)免疫耐受，但糖皮質(zhì)激素對(duì)IL-10的分泌沒(méi)有影響，而鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑雖然對(duì)DC的分化沒(méi)有作用，但可以抑制DC的趨化，并且誘導(dǎo)IL-10的表達(dá)22。值得注意的是，鈣調(diào)神經(jīng)蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活也是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞生成所必需的，有人提出，為誘導(dǎo)有效免疫耐受，應(yīng)適當(dāng)減少鈣調(diào)神經(jīng)蛋白抑制劑的用量22。 結(jié)束語(yǔ) 同種免疫排斥仍是目前移植領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題。DC在移植免疫中扮演雙重角色：參與免疫排斥和誘導(dǎo)移植耐受。尤其是后者已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。但目前人們對(duì)DC的研究尚處于初步階段，有必要確切闡述DC參與移植耐受的多重機(jī)

18、制，以便為臨床學(xué)家解決移植排斥提供新思路。 【參考文獻(xiàn)】 1 Lechler R，Ng WF，Steinman RM. Dendritic cells in transplantation-friend or foe? Immunity，2001;14: 357-3682 Illigens BM，Yamada A，F(xiàn)edoseyeva，EV，et al. The relative contribution of direct and indirect antigen recognition pathways to the alloresponse and graft rejection dep

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