第21章移植免疫

第二十一章移植免疫概述基本概念

⑴移植(transplantation)

指應(yīng)用自體或異體的正常細(xì)胞、組織或器官，置換病變或喪失功能的細(xì)胞、組織或器官，以維持或重建機(jī)體生理功能的一類治療方法；包括細(xì)胞移植(如干細(xì)胞移植)、組織移植(如植皮)及器官移植(如腎移植)。概述基本概念

⑵移植排斥反應(yīng)移植后,受者免疫系統(tǒng)識(shí)別移植抗原后產(chǎn)生IR，進(jìn)而破壞移植物的過(guò)程;或者供者移植物中免疫細(xì)胞針對(duì)受者組織抗原IR,導(dǎo)致受者組織損傷。前者稱為宿主抗移植物反應(yīng)(HVGR)，后者稱為移植物抗宿主反應(yīng)(GVHR)。⑶

移植物(graft)：⑷

供者(donor):被移植的細(xì)胞、組織或器官提供移植物的個(gè)體⑸受者(recipient):接受移植物的個(gè)體。移植的類型*據(jù)移植物的來(lái)源及遺傳背景不同，分為4類：1、自體移植：移植物取自受者自身（不排斥）如：面部燒傷病人：大腿皮膚移植到面部2、同系移植：指遺傳基因完全相同或基本近似個(gè)體間的移植,一般不會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng)如：同卵孿生子（遺傳結(jié)構(gòu)相同）近交系動(dòng)物（遺傳結(jié)構(gòu)近似）3、同種移植：同種異體移植同種內(nèi)遺傳基因不同的個(gè)體間的移植臨床移植大多屬此類型常出現(xiàn)排斥反應(yīng)：

強(qiáng)弱取決于供受者遺傳背景的差異程度。4、異種移植：不同種屬個(gè)體間的移植豬的組織器官

人的移植器官來(lái)源易得，但產(chǎn)生嚴(yán)重的排斥反應(yīng)*本章重點(diǎn)介紹同種異體移植移植的4種類型㈠主要組織相容性抗原(MHC抗原)

引起迅速?gòu)?qiáng)烈排斥反應(yīng)的移植抗原,如人類HLA-Ⅰ類和Ⅱ類Ag

一、介導(dǎo)同種移植排斥反應(yīng)抗原移植抗原或組織相容性抗原,包括:第一節(jié)同種異體器官移植排斥的機(jī)制㈡次要組織相容性抗原(mH抗原)：表達(dá)組織細(xì)胞表面，由某些多態(tài)性基因編碼，可被MHC分子提呈。HLA完全相同的供、受者間的移植排斥反應(yīng)（尤其是GVHR）主要由mH抗原所致。包括：（1）與性別相關(guān)的mH抗原：精子、表皮細(xì)胞及腦細(xì)胞表面Ag。（2）由常染色體編碼的mH抗原：HA1-HA5，各類mH的組織分布不同，某些可表達(dá)于所有組織細(xì)胞，有的僅表達(dá)于造血細(xì)胞和白血病細(xì)胞。㈢其他參與排斥反應(yīng)的抗原1.紅細(xì)胞血型抗原：

*ABO血型：不僅存在于紅細(xì)胞表面，也廣泛存在于除中樞神經(jīng)系統(tǒng)外的各種組織細(xì)胞表面，并可分布于體液及分泌液中。*供者與受者ABO血型不配合

受者血清中天然血型抗體與移植物血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的血型抗原結(jié)合

激活補(bǔ)體

II型超敏反應(yīng)

血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷和血管內(nèi)凝血（超急性排斥反應(yīng)）2.組織特異性抗原：指表達(dá)于某一器官、組織或細(xì)胞表面的抗原，如血管內(nèi)皮細(xì)胞抗原和皮膚抗原等。*不同組織器官的組織特異性抗原的免疫原性不同，移植后發(fā)生排斥反應(yīng)的強(qiáng)度亦各異。如皮膚、腎、肝臟依次減弱。二、T細(xì)胞識(shí)別同種異體抗原的機(jī)制

同種異體移植排斥反應(yīng)的關(guān)鍵性效應(yīng)細(xì)胞主要是同種反應(yīng)性T細(xì)胞，其對(duì)同種異型移植抗原（MHC分子）的識(shí)別可通過(guò)兩種機(jī)制：

直接識(shí)別間接識(shí)別受者T細(xì)胞-TCR(一)直接識(shí)別機(jī)制受者T細(xì)胞TCR直接識(shí)別供者APC表面外來(lái)抗原-

供者M(jìn)HC分子或供者自身肽-供者M(jìn)HC分子復(fù)合物（pMHC），也可識(shí)別供者完整的同種異型MHC分子天然結(jié)構(gòu)。直接識(shí)別外來(lái)/供者自身肽—pMHC(供者的）

*供者APC主要是移植物中殘留過(guò)客白細(xì)胞，如DC和Mφ等APC。供者APC

受者T細(xì)胞外來(lái)肽/供者自身肽Th1/CTL直接識(shí)別的特點(diǎn)：*速度快、強(qiáng)度大，在早期急性排斥反應(yīng)中起主要作用

(二)間接識(shí)別機(jī)制受者T細(xì)胞識(shí)別經(jīng)過(guò)受者APC加工處理的供者M(jìn)HCII分子來(lái)源的抗原肽-受者M(jìn)HC分子的復(fù)合物供者M(jìn)HC分子經(jīng)受者APC加工處理供者M(jìn)HC分子來(lái)源的Ag肽受者APC上的MHC分子識(shí)別受者T細(xì)胞的TCR復(fù)合物Th2間接識(shí)別的特點(diǎn)*間接途徑有賴于受者的APC對(duì)同種異型抗原進(jìn)行加工、處理，引起急性中晚期、慢性排斥反應(yīng)。同種異型抗原的直接識(shí)別和間接識(shí)別直接和間接識(shí)別同種異型MHC抗原的比較

直接識(shí)別間接識(shí)別被識(shí)別分子的未經(jīng)加工的同種異型經(jīng)加工的同種異型形式MHC分子-肽復(fù)合物MHC抗原抗原提呈細(xì)胞供者APC受者APC被激活的T細(xì)胞CD4+Th1、CD8+CTLCD4+Th為主排斥反應(yīng)強(qiáng)度非常強(qiáng)烈較弱

參與排斥反應(yīng)急性排斥反應(yīng)（早期）急性排斥反應(yīng)（中、晚期）的類型慢性排斥反應(yīng)對(duì)環(huán)孢素的敏敏感不敏感感性三、移植排斥反應(yīng)的效應(yīng)機(jī)制㈠針對(duì)移植物的細(xì)胞免疫應(yīng)答效應(yīng)

T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答關(guān)鍵作用

證實(shí)T細(xì)胞是介導(dǎo)移植排斥反應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)在急性排斥反應(yīng)中，Th1細(xì)胞是主要效應(yīng)細(xì)胞

Th1細(xì)胞的作用機(jī)制：

Th1細(xì)胞經(jīng)直接/間接途徑識(shí)別移植抗原被激活→釋放MCP-1、IFN-γ、IL-2等CKs→單個(gè)核細(xì)胞（主要是Th1細(xì)胞和Mφ）浸潤(rùn)并激活Mφ并使之釋放炎性CKs（如IL-1、TNF-α等）→遲發(fā)型超敏反應(yīng)性炎癥→移植物被排斥急性腎移植排斥反應(yīng)發(fā)生機(jī)制示意圖Th1MΦMΦCTLMΦMΦTh1Th1Th1Th1Th1㈡針對(duì)移植物的體液免疫應(yīng)答效應(yīng)抗原特異性Th2細(xì)胞→輔助B細(xì)胞產(chǎn)生針對(duì)同種異型移植抗原的特異性抗體*→與移植細(xì)胞膜抗原結(jié)合，形成免疫復(fù)合物

→激活補(bǔ)體

→介導(dǎo)溶細(xì)胞效應(yīng)

*

→吞噬細(xì)胞表面FcR與C3bR→調(diào)理吞噬

*→

ADCC效應(yīng)→殺傷移植細(xì)胞㈢參與移植排斥反應(yīng)的非特異性效應(yīng)機(jī)制①外科手術(shù)造成的機(jī)械損傷；②移植物被摘取并植入受者體內(nèi)的過(guò)程中經(jīng)歷缺血和缺氧，可導(dǎo)致組織損傷；③移植物植入并恢復(fù)血循環(huán)經(jīng)歷缺血-再灌注，通過(guò)產(chǎn)生大量氧自由基而損傷組織細(xì)胞。固有IR導(dǎo)致炎癥反應(yīng)第2節(jié)移植排斥反應(yīng)的類型一、宿主抗移植物反應(yīng)(hostversusgraftreaction,HVGR)1.超急性排斥反應(yīng)2.急性排斥反應(yīng)

3.慢性排斥反應(yīng)二、移植物抗宿主反應(yīng)(graftversushostreaction,GVHR)1.超急性排斥反應(yīng)（hyperacuterejection）

*損傷機(jī)理：體液免疫為主*

發(fā)生時(shí)間：移植物血液循環(huán)恢復(fù)后數(shù)分鐘~24小時(shí)內(nèi)

*原因：受者體內(nèi)預(yù)存抗供者同種異型抗原(如HLA、ABO、血小板、血管內(nèi)皮細(xì)胞抗原等)的抗體（多為IgM）,見于移植前多次輸血、多次妊娠、長(zhǎng)期血透或再次移植

*病理學(xué)：毛細(xì)血管內(nèi)大量中粒聚集，小動(dòng)脈血栓形成，繼之出現(xiàn)缺血、變性、壞死。超急性排斥反應(yīng)2、急性排斥反應(yīng)：最常見

發(fā)生時(shí)間：移植后數(shù)天~2周（多為移植后一個(gè)月內(nèi)）原因：供-受者HLA抗原不合*病理學(xué)：移植物組織有大量巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。主要表現(xiàn)為急性血管炎和急性間質(zhì)炎。*腎移植受者表現(xiàn)為移植區(qū)脹痛，少尿或無(wú)尿，血中尿素氮↑，補(bǔ)體水平↓，血小板減少。損傷機(jī)制：細(xì)胞免疫應(yīng)答起主要作用:①CD4+Th1細(xì)胞介導(dǎo)遲發(fā)型超敏反應(yīng)→組織損傷（主要損傷機(jī)制）；②CD8+CTL直接殺傷；③Th1細(xì)胞釋放CKs激活的MΦ和NK細(xì)胞急性排斥反應(yīng)（acuterejection）3、慢性排斥反應(yīng)（chronicrejection）

發(fā)生時(shí)間：移植后數(shù)周~數(shù)月，甚至數(shù)年原因：尚未完全清楚損傷機(jī)理：（1）免疫學(xué)機(jī)制:以血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷引發(fā)血管慢性排斥為主：①CD4+Th1細(xì)胞介導(dǎo)遲發(fā)型超敏反應(yīng)為主要損傷機(jī)制；②急性排斥反應(yīng)反復(fù)發(fā)作移植物血管內(nèi)皮細(xì)胞持續(xù)性輕微損傷并不斷分泌多種生長(zhǎng)因子血管內(nèi)膜平滑肌細(xì)胞增生→血管壁增厚→組織器官退行性變。（2）非免疫學(xué)機(jī)制：如術(shù)后早期缺血-再灌注障礙;移植器官去神經(jīng)支配和血管損傷;免疫抑制藥物的毒性作用；受者并發(fā)高脂血癥、高血壓、和慢性MCV感染等。慢性排斥反應(yīng)二、移植物抗宿主反應(yīng)（GVHR）免疫功能嚴(yán)重低下的受體接受含有大量免疫細(xì)胞的異體移植物（如骨髓）后，移植物中的免疫細(xì)胞可被受者的組織相容性抗原激活，產(chǎn)生針對(duì)受者組織器官的免疫應(yīng)答，導(dǎo)致受者組織損傷，即移植物抗宿主反應(yīng)(graftversushostreaction,GVHR)。（一）發(fā)生條件⑴供受者HLA型別不符⑵移植物中含足量的免疫細(xì)胞，尤其是T細(xì)胞

⑶受者處于免疫無(wú)能或免疫功能極度低下的狀態(tài)*GVHR主要見于骨髓移植后，也可胸腺、脾移植或新生兒接受大量輸血

主要效應(yīng)細(xì)胞：骨髓移植物中成熟T細(xì)胞。供者CD4+Th1細(xì)胞識(shí)別宿主組織相容性抗原

活化、增殖、分化，產(chǎn)生IL-2、IFN-γ、TNF-α等激活CTL、Mφ、NK直接或間接殺傷宿主靶細(xì)胞（二）分類1.急性移植物抗宿主病（GVHD）→皮膚、肝臟、腸道等上皮細(xì)胞損傷→皮疹、黃疸、腹瀉等，甚至皮膚和腸黏膜脫落，導(dǎo)致死亡2.慢性GVHD→皮膚病、腸道黏膜剝落及一個(gè)或多個(gè)器官纖維化和萎縮→器官功能喪失GVHR的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)Graftversushostdisease

1.紅細(xì)胞/血型檢查

2.受者預(yù)存細(xì)胞毒性抗體的測(cè)定

3.HLA分型

腎移植:HLA重要性DR>B>A骨髓移植:要求特別高,否則GVHR特別強(qiáng)烈

4.交叉配型：骨髓移植尤為重要

5.mH抗原分型：應(yīng)盡可能選擇同性別的供者一、供者的選擇第3節(jié)移植排斥反應(yīng)的防治原則二、移植物和受者的預(yù)處理1.移植物預(yù)處理實(shí)質(zhì)臟器：清除過(guò)路細(xì)胞，以防HVGD

骨髓移植：去除T細(xì)胞，以防GVHD2.受者預(yù)處理實(shí)質(zhì)臟器：術(shù)前輸注供者特異性血小板；去除受者天然血型抗體；切脾*南華大學(xué)附屬二醫(yī)院新近在國(guó)內(nèi)首次成功進(jìn)行了ABO血型不合的腎移植RemovalofTcellsfrommarrowgraft

MagnetMagneticantibodies三、免疫抑制療法

(顯著提高移植物的短期存活率)同種異體移植排斥反應(yīng)的本質(zhì)主要是受者T細(xì)胞針對(duì)移植物HLA抗原的特異性免疫應(yīng)答，故免疫抑制藥物的作用主要是通過(guò)抑制受者的免疫應(yīng)答而提高或延長(zhǎng)移植物的存活率。防治移植排斥的常用藥物及其作用機(jī)制藥物作用機(jī)制CsA和FK506硫唑嘌呤麥考酚酸酯雷帕霉素皮質(zhì)類固醇抗CD3抗體抗IL-2R抗體CTLA4-Ig抗CD40配體抗體抑制轉(zhuǎn)錄因子NFAT活化，阻斷T細(xì)胞合成IL-2等CKs抑制淋巴細(xì)胞前體增殖抑制淋巴細(xì)胞內(nèi)鳥苷合成，阻斷淋巴細(xì)胞增殖干擾IL-2信息傳遞，阻斷淋巴細(xì)胞增殖抑制巨噬細(xì)胞合成細(xì)胞因子發(fā)揮抗炎效應(yīng)與T細(xì)胞CD3分子結(jié)合，誘發(fā)吞噬或補(bǔ)體介導(dǎo)的溶細(xì)胞作用，清除T細(xì)胞阻斷IL-2與其受體結(jié)合，抑制T細(xì)胞增殖阻斷APC表面B7分子與T細(xì)胞表面CD28分子結(jié)合，抑制T細(xì)胞活化阻斷CD40L與巨噬細(xì)胞表面CD40結(jié)合，抑制巨噬細(xì)胞活化中草藥類免疫抑制劑：如雷公藤、冬蟲夏草等具有明顯的免疫調(diào)節(jié)作用和免疫抑制作用*其他免疫抑制方法:脾切除放射照射移植物或受者淋巴結(jié)，血漿置換和淋巴細(xì)胞置換等㈣移植后的免疫監(jiān)測(cè)：有助于及時(shí)及采取相應(yīng)的防治措施。常用檢測(cè)指標(biāo)包括：淋巴細(xì)胞亞群百分比和功能檢測(cè)；免疫分子（細(xì)胞因子、抗體、補(bǔ)體、可溶性HLA分子、黏附分子、細(xì)胞因子受體表達(dá)水平等。第四節(jié)器官移植相關(guān)的免疫學(xué)問(wèn)題㈠誘導(dǎo)同種移植耐受1.封閉同種反應(yīng)TCR：利用人工合成供者M(jìn)HC分子的模擬肽或分離供者的可溶性MHC分子，封閉受者同種反應(yīng)性T細(xì)胞的TCR而抑制其活化2.阻斷共刺激信號(hào)：應(yīng)用黏附分子抗體或可溶性配體封閉相應(yīng)黏附分子，阻斷受者同種反應(yīng)性T細(xì)胞的共刺激信號(hào)而誘導(dǎo)移植耐受。

是控制移植排斥的最理想方法

*應(yīng)用結(jié)構(gòu)類似的人工合成肽段可阻斷第一信號(hào)的傳導(dǎo),抑制同種反應(yīng)性T細(xì)胞活化。CTLA-4-Ig融合蛋白和抗CD40L單抗阻斷共刺激通路3.供者特異性輸血(DST)DST誘導(dǎo)耐受的機(jī)制可能是：①促進(jìn)Th2活化，抑制Th1功能；②誘導(dǎo)受者產(chǎn)生抗供者組織抗原的特異性封閉抗體；③刺激機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)同種反應(yīng)性TCR獨(dú)特型表位的抗體；④異體淋巴細(xì)胞在宿主體內(nèi)產(chǎn)生類似GVHR的反應(yīng)，殺傷受者同種反應(yīng)性T細(xì)胞。4.過(guò)繼輸注Treg細(xì)胞：Treg誘導(dǎo)耐受機(jī)制是①抑制同種反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒作用；②直接或間接下調(diào)DC表達(dá)共刺激分子或黏附分子，抑制同種反應(yīng)性T細(xì)胞激活、增殖，并誘導(dǎo)其失能或凋亡5.過(guò)繼輸注或誘導(dǎo)未成熟DC：未成熟DC僅表達(dá)低水平共刺激分子和MHCⅡ類分子，導(dǎo)致特異性T細(xì)胞缺乏活化信號(hào)而失能或凋亡。

6.定向調(diào)控Th亞群分化

阻斷Th1細(xì)胞及其所分泌的細(xì)胞因子（如IL-2、IFN-γ）的效應(yīng)，或增強(qiáng)Th2細(xì)胞及其所分泌細(xì)胞因子（如IL-4、IL-10）效應(yīng)7.阻斷效應(yīng)細(xì)胞向移植物局部浸潤(rùn)阻斷PMN、單核-巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞浸潤(rùn)，可明顯延長(zhǎng)移植物存活期。㈡排斥反應(yīng)的特殊情況-免疫赦免區(qū)

機(jī)體接受同種或異種移植后不發(fā)生或僅發(fā)生輕微排斥反應(yīng)的部位。包括胸腺、角膜、眼前房、軟骨、腦、胎盤滋養(yǎng)層、內(nèi)分泌腺等。與血液/淋巴循環(huán)相對(duì)隔絕淋巴細(xì)胞和抗體不易進(jìn)入；某些組織免疫原性較弱；某些赦免區(qū)組織細(xì)胞高表達(dá)FasL，受者T細(xì)胞進(jìn)入該部位并被激活后，可高表達(dá)Fas

被凋亡

1.異種移植的意義：解決供者器官不足

2.理想動(dòng)物種屬：豬

3.存在的問(wèn)題：

①人體內(nèi)存在對(duì)遠(yuǎn)緣動(dòng)物細(xì)胞表面多糖分子（α-半乳糖）的天然抗體（多為IgM型）可引起超急性排斥反應(yīng);移植細(xì)胞表面補(bǔ)體（因供者DAF、MCP、CD59、CR1等補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子與受者不同）和凝血系統(tǒng)的激活起重要作用。

②異種移植排斥反應(yīng)對(duì)免疫抑制劑不敏感

③存在動(dòng)物微生物感染人類的危險(xiǎn)性

④異種移植的動(dòng)物模型有待建立和完善㈢異種移植的實(shí)驗(yàn)研究3.防治方法：①清除受者體內(nèi)的天然抗體；②清除供者移植物中的半乳糖抗原：如敲除豬的半乳糖轉(zhuǎn)移酶基因；③阻斷受者補(bǔ)體激活途徑：如應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)制備血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)人的CD59（與CD2結(jié)合，再結(jié)合C8、C9，抑制MAC的形成。）等補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的轉(zhuǎn)基因豬，用其器官作為供者器官。

㈣造血干細(xì)胞(HSC)移植HSC來(lái)源:骨髓、外周血、臍帶血供者要求：HLA型別必須與受者一致，否則易發(fā)生GVHD臨床應(yīng)用：治療血液系統(tǒng)疾?。ㄈ绨籽　⒘馨土觯┻z傳性血液病、某些經(jīng)放療或化療后惡性實(shí)體腫瘤、先天性免疫缺陷病和代謝失調(diào)等。（五）組織工程