脐血造血干细胞移植的相关免疫分析
作者：彭新国 陈佳荣 李占全
【关键词】 细胞
【关键词】 脐血干细胞；移植；免疫治疗
脐血造血干细胞移植融化疗与免疫治疗于一体，作为血液恶性疾病的治疗手段已获公认，其重要原因就是脐血造血干细胞移植比其他造血干细胞移植具有诸多优点：来源丰富、取材简单；对供、受者HLA相符的要求相对较低；不易受病毒及残留肿瘤细胞的污染；CD3、CD4相对不成熟，GVHD发生率低；NK细胞、LAK细胞较多，GVL发生率低；增殖、自我增殖能力强；骨髓基质细胞多，给造血干细胞提供生长的微环境等。造血干细胞移植的临床快速发展丰富了移植免疫理论，移植免疫的进展亦促进了造血干细胞移植的临床实践。脐血造血干细胞移植亦存在诸多免疫方面的问题，如GVHD、GVL、免疫耐受等发生率虽较低但均有其免疫的机制。为更好地理解、认识及进一步解决这些问题，本文将从相关免疫学的角度对这些现象作一综述。
1 T细胞抗原识别和激活的分子基础
脐血造血干细胞移植时，由于受者在移植前接受了预处理的超大剂量放/化疗，受者免疫受到抑制，因此，更多的情况是发生供者对受者的免疫反应，供者的T细胞被激活。T细胞可通过特异性和非特异性抗原两条途径被激活。在移植免疫中起重要作用的是抗原特异性激活。抗原特异性激活需要T细胞与“专业化”的抗原递呈细胞（APC）反应。APC在不同条件下由不同细胞组成，主要包括树突状细胞、巨噬细胞、激活的B细胞、单核细胞等。T细胞的激活可人为地分为三个阶段：第一阶段为粘附：APC与T细胞通过细胞表面粘附分子及其配体在外周血与淋巴细胞随机接触发生反应。细胞表面粘附分子包括LFA3及其配体CD2、ICAM1、LFAⅠ等。第二阶段为识别：在粘附的基础上，若APC可呈递足够量的特异性抗原多肽给T细胞，则T细胞可通过T细胞受体对抗原进行识别。T细胞受体抗原的识别受MHC限制性，内源性抗原肽通过MHCⅠ类分子提呈给CD8+的TCR，外源性抗原肽通过MHCⅡ类分子提呈给CD4+的TCR。第三阶段为T细胞的激活：TCR与抗原肽的结合使T细胞具备被其它信号激活进而分化、增殖和分泌细胞因子的能力；但若缺乏其它信号的刺激，则不能被激活或发生增殖和分泌细胞因子。TCR与抗原的结合是T细胞激活的第一信号，第一信号具有抗原特异性和MHC限制性；第二信号则是非特异性的：CD28仅局限表达于T淋巴细胞和浆细胞，但直到80年代末期、90年代初期才确定了CD28在APC表面的配体B71（CD80）、B72（CD86）。越来越多的资料显示，B71和B72途径可能传递不同的共刺激信号。也有证据显示B7家族中可能尚有其它组成成份。这些分子的发现无疑会对B7/CD28共刺激信号乃至免疫激活的理论发生冲击。因此，T细胞通过粘附分子与APC接触，进而识别APC呈递的抗原多肽。通过B7/CD28等多个黏附分子对传递第二信号，进而T细胞被激活发生增殖、分泌不同的细胞因子。T细胞激活后表面表达另一分子――CTLA4，结构与CD28类似，但与B7分子结合后发挥的作用与其相反，在共刺激信号中发挥重要的负调节作用，抑制T细胞过度增殖。因而通过调控粘附分子、第二信号系统，可以改变免疫反应；若阻断粘附分子或TCR与抗原的接触，则T细胞发生抗原识别的最终结果是免疫抑制；这些细胞再次遇上特异性抗原，仍会发生免疫反应；但若调控发生在B7/CD28阶段，则结果完全不同，这些细胞由于已与特异性抗原肽发生接触，此时阻断第二信号B7/CD28，则细胞进入一长久的特异性免疫无反应状态，即使再次遇上此抗原，仍无法发生免疫应答反应［１～３］。
2 免疫耐受
宏观上讲，有三条途径可以达到免疫耐受。第一是克隆清除，第二是克隆失能，第三是免疫抑制。同其他大器官移植不同，异基因造血干细胞移植最终可不必使用免疫抑制剂而达到免疫耐受。虽然确切的免疫耐受机制尚未完全阐明，但临床和实验室资料支持上述三种机制并存。例如，慢性GVHD病人存在特异性对宿主起反应的`供者淋巴细胞，而无慢性GVHD的病人则无此类细胞。换言之，在无慢性GVHD的受者，针对宿主的淋巴细胞被克隆清除或克隆失能。同样，在动物试验中，有急性GVHD表现的动物体内可发现特异性对宿主抗原反应的T细胞克隆。而在无急性GVHD的动物则极难分离出上述T细胞克隆。当然，也有第三种机制参与免疫耐受机制及免疫抑制的证据：临床及动物试验发现有抗原特异性和抗原非特异性免疫抑制细胞的存在，免疫抑制药物对造血干细胞移植免疫耐受形成的重要性等均支持免疫抑制机制的参与。由于免疫耐受对造血干细胞移植的重要性，近年全世界科技工作者花费大量的财力、物力和人力对免疫耐受进行了研究，试图在免疫耐受机制和诱导免疫的方式上取得进展。
2.1 免疫抑制剂的进展
用于造血干细胞移植的免疫抑制药物主要是环孢素A。环孢素A的应用使移植的免疫合并症明显减轻，使移植疗效大为改进。近年来，大环内酯类抗生素FK506、MMF等新型免疫抑制剂的应用，有望进一步提高移植的安全性。尤其是FK506能使HLA不合的造血干细胞移植形成免疫耐受。上述药物可分别通过抑制某些细胞因子（尤其是IL2）的产生，阻断细胞因子与受体的结合，干扰细胞因子受体的表达等机制而发挥免疫抑制作用［４，５］。
2.2 特异性免疫耐受的诱导
迄今为止，仅在动物模型上获得成功。脐血移植属异基因造血干细胞移植，以下两方面的进展值得一提：①通过阻断共刺激信号即第二信号，诱导免疫耐受。如前所述，T细胞的激活需第一、二信号；CD28/B7在第二信号中发挥重要作用。应用阻断CD28/B7的制剂，可干扰T细胞的特异性激活，细胞进入免疫无能状态；CTLA4Ig或B7抗体可用来达到此目的。动物实验表明，必须完全阻断B7家族的信号传导，方能诱导MHC不合的免疫耐受；体内应用CTLA4Ig虽能明显降低MHC不合移植致死性GVHD发生率，但并不能完全消除致死性GVHD。体内体外联合阻断B7/CD28信号传导可能会获得更好的结果。②基因工程。供者T淋巴细胞是GVHD的关键细胞，体外去掉之无疑会减轻GVHD，但同时会使异体植入发生困难，尤其是HLA不合的异基因造血干细胞移植。由于认识到植活主要是T细胞的早期功能事件，而GVHD往往是植活以后发生。因此近年有学者试图用基因工程的方法诱导免疫耐受；体外将标记基因重组到供者T淋巴细胞上，后者与DHPG接触后即出现凋亡。结果既能保证植活的需要，而且一旦发生GVHD则可应用DHPG输注诱导T细胞凋亡，阻止GVHD的发生。③嵌合体形成免疫耐受。动物实验证实，用CD4单抗对受者进行的非清除性造血干细胞移植可形成供受者嵌合，若供受者形成嵌合体状态，则不易发生GVHD，其机制虽未获阐明，很可能是T细胞克隆被清除或有veto细胞的存在。最大的问题是如何设计一有效的非清除性方案使之能形成嵌合状态。临床应用非清除性造血干细胞移植在HLA相合的异基因移植获一定成功，但未能完全避免GVHD，提示人与动物实验仍有一定差异。此一方法能否跨越HLA不合的免疫屏障，尚有待进一步临床证实［６～１２］。