细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用进展

大光

细胞因子是一类能在细胞间传递信息，具有免疫调节和效应功能的低相对分子质量蛋白质或小分子多肽，是由活化的免疫细胞及某些基质细胞表达并分泌的活性物质，其主要生物学功能是介导和调节免疫应答及炎症反应。其中，与肾移植免疫排斥反应发生密切相关的细胞因子有IL-10（白介素-10）/TNF-α（肿瘤坏死因子-α）、IL-33、IL-34、IL-6等。在这些细胞因子中，有些能够增强免疫应答，促进排斥反应发生；有些则能够抑制免疫细胞活化和增殖，维持免疫耐受。因此，这些细胞因子有望成为肾移植术后免疫监测的潜在生物标志物。

细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用进展
作者：鄢长斌1，王建宁2
作者单位：1.山东第二医科大学临床医学院；2.山东第一医科大学第一附属医院泌尿外科

　　肾移植是目前终末期肾脏病最有效的治疗方案，能够显著提高患者生活质量。但排斥反应是肾移植术后面临的最大挑战，也是导致移植肾失功的重要原因。因此，肾移植术后要常规服用免疫抑制剂，以防止排斥反应的发生。近年来，随着移植免疫研究不断深入和新型强效免疫抑制剂广泛应用，肾移植术后排斥反应的发生逐渐减少。目前，临床评估移植肾功能的方法主要依靠血肌酐检测和移植肾穿刺活检，但这两种方法都存在一定的不足之处。如血肌酐水平只有在肾功能受损严重时才会明显升高，并且其水平易受许多因素影响，不能准确反映肾功能损害程度，使其无法区分不同类型的排斥反应；移植肾穿刺活检是临床确诊移植肾发生排斥反应的金标准，但因具有创伤性，限制了其多次和长期应用。因此，有必要寻找一些生物标志物，以便更加准确地识别肾移植术后排斥反应并指导临床治疗。
　　细胞因子是一类能在细胞间传递信息，具有免疫调节和效应功能的低相对分子质量蛋白质或小分子多肽，是由活化的免疫细胞及某些基质细胞表达并分泌的活性物质，其主要生物学功能是介导和调节免疫应答及炎症反应。已有研究证实，细胞因子在肾移植术后免疫监测方面具有潜在应用价值。本文结合文献就细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用进展作一综述。

1　肾移植术后免疫监测的临床意义
　　近年来，随着肾移植技术进步和免疫抑制剂快速发展，移植肾的短期存活已得到显著改善，但远期存活仍是临床面临的难题之一，而排斥反应是影响移植肾远期存活的重要因素。固有免疫和适应性免疫是影响移植肾排斥反应的关键，固有免疫细胞和适应性免疫细胞是固有免疫和适应性免疫的核心，如T细胞、B细胞、巨噬细胞等。肾移植术后，患者体内的T细胞、B细胞等免疫细胞会识别供肾作为外来物质，激活免疫应答，包括细胞介导的免疫排斥反应和体液介导的免疫排斥反应。免疫系统激活会引起炎症反应，导致肾小动脉炎和组织水肿。而长期的免疫排斥会导致移植肾慢性失功和纤维化。目前，临床评估移植肾功能常规的免疫监测手段主要依赖于血肌酐检测和移植肾穿刺活检。但血肌酐检测不能及时准确地反映排斥反应状态，而移植肾穿刺活检则具有创伤性，不适合长期使用。因此，临床亟需寻找一些操作简单且足够准确的免疫监测标志物，以便准确地识别肾移植术后排斥反应并指导临床治疗。

2　细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用价值
2.1　细胞因子在肾移植术后排斥反应中的作用机制
　　细胞因子是一类能在细胞间传递信息，具有免疫调节和效应功能的低相对分子质量蛋白质或小分子多肽，由各种免疫细胞（如T细胞、B细胞、巨噬细胞等）和某些非免疫细胞（如内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞等）经刺激后合成和分泌。细胞因子能够介导细胞间的相互作用，从而发挥多种生物学功能，如调节细胞生长、分化成熟和功能维持等。有研究报道，细胞因子在调节免疫应答中发挥至关重要的作用，还能参与炎症反应、促进伤口愈合以及影响肿瘤生长和消退等。肾移植术后，机体免疫系统会对移植肾进行识别，激活免疫应答，从而对移植肾发起攻击，引起排斥反应。部分细胞因子能够增强免疫应答，促进排斥反应发生；另一部分细胞因子则能够抑制免疫细胞活化和增殖，维持免疫耐受。因此，细胞因子有望成为预测肾移植术后免疫状态的潜在生物标志物。
2.2　细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用
2.2.1　低IL-10/TNF-α促进肾移植排斥反应发生
　　IL-10是一种具有强大抗炎作用的多效细胞因子，主要由活化的T细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞和B细胞分泌。有研究报道，IL-10表达增加能够增强调节性B细胞（Breg）活性，而Breg在改善自身免疫性疾病和预防器官移植排斥反应方面具有重要作用。Breg在免疫应答中的主要功能是发挥抗炎效应，其活性指数可作为预测免疫排斥反应的指标。
　　但单纯IL-10并不能明确发生了免疫排斥反应，通常需要参考IL-10/TNF-α。CHERUKURI等研究发现，人体中Breg活性可通过T1 B细胞中IL-10/TNF-α来确定。这一研究表明，IL-10/TNF-α与晚期排斥反应的发生呈正相关。在随后的研究中，有学者利用Logistic回归模型确定了IL-10/TNF-α具有对移植物排斥反应的强大预测能力，并通过一个独立的内部验证队列证实。随后还观察到，T细胞介导的排斥反应（TCMR）患者IL-10/TNF-α低于无TCMR患者。因此，CHERUKURI等推测T1 B细胞中IL-10/TNF-α可作为预测肾移植结局的生物标志物，并进一步指出，尽管T1 B细胞中IL-10/TNF-α能够预测亚临床T细胞介导的排斥反应和临床T细胞介导的排斥反应，但在不同程度TCMR患者中，这种变化并不明显。因此，IL-10/TNF-α缺乏根据排斥反应程度对患者进行分层的能力。另外，肾移植术后还可出现临界性排斥反应，有可能在后期会发展为晚期排斥反应。最近研究表明，T1 B细胞中IL-10/TNF-α可作为将早期临界性排斥反应患者风险分层为更有可能进展为急性排斥反应、移植肾损伤和移植肾失功的可靠指标。根据IL-10/TNF-α定义的低风险患者移植肾7年存活率甚至与无临界性排斥反应患者相当，而约55%高危患者7年后出现了移植肾失功。因此，可根据IL-10/TNF-α评估风险水平，制定个体化治疗策略，使临界性排斥反应患者减少持续的炎症反应、免受过度的免疫抑制，从而改善肾移植患者预后。因此，IL-10/TNF-α有可能成为一种预测肾移植免疫排斥反应的潜力生物标志物。
2.2.2　IL-33分泌增加抑制肾移植排斥反应发生
　　IL-33是IL-1家族的成员之一，主要由非免疫细胞表达，包括上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞。IL-33通过与多种免疫细胞表面的特异性受体ST2结合，介导多种免疫反应，并根据靶组织和疾病信号传导途径，发挥警报素或应激反应细胞因子的作用。有研究表明，IL-33/ST2信号通路是自身免疫性疾病和慢性阻塞性肺疾病的调节剂。当创伤、感染、过敏原刺激等引起组织损伤或坏死时，IL-33迅速从细胞中释放，并激活IL-33/ST2信号通路，促进巨噬细胞分化为M2型并重塑M2表型，从而发挥抗炎作用。
　　LI等在慢性排斥反应小鼠模型中发现，IL-33在抑制巨噬细胞向促炎表型分化方面发挥着至关重要的作用，能够预防慢性排斥反应的发生，并进一步用IL-33缺乏的心脏进行移植手术间接证实了这一结论。缺乏IL-33的移植心脏表现出了向慢性排斥反应相关的血管病变方面加速进展，并且促炎巨噬细胞浸润增加可导致小鼠的移植心脏纤维化快速进展。究其原因，IL-33通过代谢重编程，特别是通过增强氧化磷酸化和脂肪酸的摄取，来维持修复性巨噬细胞表型。因此，来自移植心脏的IL-33具有调节警报素的功能，能够限制慢性排斥反应的发生。虽然该研究的靶器官不是肾脏，但却可为肾移植排斥反应提供一定参考。
　　YU等研究发现，急性抗体介导的排斥反应（AAMR）、急性细胞介导的排斥反应（ACMR）、慢性抗体介导的排斥反应（CAMR）的肾移植受者血清和肾组织中的ST2、IL-33/ST2表达均显著高于健康对照者，AAMR、ACMR的肾移植受者均显著高于CAMR的肾移植受者，但AAMR与ACMR的肾移植受者比较差异无统计学意义；进一步在体外研究中证实，近端肾小管上皮细胞IL-33/ST2表达可在肾移植排斥反应中被强烈激活。由此推测，IL-33有可能作为预测肾移植急性排斥反应的生物标志物。
2.2.3　IL-34分泌减少促进肾移植排斥反应发生
　　IL-34是一种同源二聚体糖蛋白细胞因子，可与糖蛋白分泌的巨噬细胞集落刺激因子1(CSF-1）亚型相互作用，共同激活CSF-1受体，这种相互作用对于驻留在组织里的巨噬细胞稳态调节至关重要。IL-34可能是由表达叉头框蛋白P3（FOXP3）的CD4+和CD8+调节性T细胞（Treg）分泌。在大鼠心脏移植模型中，IL-34可诱导巨噬细胞向M2型分化，进而间接诱导CD4+和CD8+Treg发挥免疫耐受作用。NI等构建了小鼠肾移植后急性TCMR模型，发现在急性TCMR模型小鼠中IL-34表达显著降低，而IL-34过表达则会使急性TCMR模型小鼠移植肾的肾小管炎和动脉炎显著减轻，进而抑制了急性TCMR进展；进一步研究发现，IL-34过表达还可增加急性TCMR模型小鼠移植肾中Treg和M2型巨噬细胞表达。但目前IL-34对Treg和M2型巨噬细胞的具体作用机制尚不清楚，仍需进一步研究。由此可见，IL-34在肾移植急性TCMR中可能起到抑制作用。因此，IL-34有望成为一种预测肾移植排斥反应的生物标志物。
2.2.4　IL-6分泌增加促进肾移植排斥反应发生
　　IL-6是一种多功能细胞因子，在调节T细胞增殖和分化中起着至关重要的作用。IL-6是由活化的T细胞、B细胞、单核巨噬细胞等产生，并与炎症性和免疫性疾病的病理生理过程密切相关。IL-6还是T细胞的活化因子，在Treg/Th17细胞平衡中发挥重要调节作用。Treg作为免疫稳态和免疫耐受的关键守护者，通过多种机制来维持免疫平衡，包括细胞间直接通信、分泌抗炎症细胞因子以及抑制记忆T细胞生成等。Th17细胞负责产生细胞因子，包括IL-17、IL-21和IL-22等，这些细胞因子能够促进中性粒细胞增殖和招募，增强成纤维细胞和内皮细胞活性，并诱导记忆T细胞增殖。这些机制使得Th17细胞能够介导炎症性和免疫性疾病的发生。转化生长因子β(TGF-β）、转录因子RORγt和FOXP3对Treg和Th17细胞的分化至关重要。在正常情况下，TGF-β主要通过促进FOXP3与RORγt的结合来促进Treg分化，从而抑制RORγt的转录活性。然而，IL-6能够消除这种抑制作用，导致向Th17细胞的分化转变。因此，IL-6能够抑制Treg活性同时增强效应性T细胞活化，从而在肾移植免疫排斥反应中发挥关键作用。另外，IL-6是先天性免疫反应和适应性免疫反应中关键的促炎细胞因子，其与IL-6受体（IL-6R）结合可促进其生物学活性。IL-6R由IL-6Rα和糖蛋白130（gp130）组成。当IL-6与IL-6R结合会募集并诱导gp130同源二聚化，促进Janus激酶激活以及介导炎症反应的信号转导与转录激活因子（STAT）磷酸化，使得磷酸化的STAT蛋白二聚化，并转移至细胞核内，从而调控相关基因的表达。因此，IL-6与肾移植术后肾脏炎症反应有着密切联系，未来或许可作为一种监测肾移植免疫排斥反应的生物标志物。
2.2.5　其他细胞因子在肾移植免疫排斥反应中的作用
　　除了上述细胞因子外，还有其他几种细胞因子与肾移植免疫排斥反应的发生密切相关，如IL-2、IL-4、IL-15等。
　　IL-2在促进淋巴细胞生长、增殖和分化等方面发挥关键作用。IL-2能够优先诱导Treg，对于确保Treg存活、平衡和功能至关重要。在缺乏IL-2情况下，Treg会发生凋亡，从而引起自身免疫性疾病和其他病态的免疫状态。已有研究发现，刺激肾移植受者外周血淋巴细胞后，联合检测其分泌的IL-2和IL-6可预测移植肾急性排斥反应，但该研究对其具体机制并未深入研究。
　　IL-4在同种异体移植方面发挥重要作用。SONG等研究发现，使小鼠B细胞停止分泌IL-4后，其体内IL10+Breg和Th2极化减少，并能降低CD4+T细胞IL-4表达，能够加速同种异体胰腺移植小鼠排斥反应发生。因此，他们认为B细胞分泌的IL-4在体内驱动Th2反应，改善同种异体移植器官免疫排斥反应。
　　有研究报道，在肾移植排斥反应中IL-15表达显著。另一项研究发现，IL-15在接受NK细胞治疗的患者中对同种异体细胞排斥具有促进作用。这些研究结果表明，IL-15可能与肾移植免疫排斥反应的发生有着密切联系。

　　综上所述，肾移植是目前终末期肾脏病最有效的治疗方案，但排斥反应是肾移植术后面临的最大挑战，也是导致移植肾丧失功能的重要原因。细胞因子是由活化的免疫细胞及某些基质细胞表达并分泌的活性物质，与肾移植免疫排斥反应的发生密切相关，如IL-10/TNF-α、IL-33、IL-34、IL-6等。在这些细胞因子中，有些能够增强免疫应答，促进排斥反应发生；有些则能够抑制免疫细胞活化和增殖，维持免疫耐受。因此，这些细胞因子有望成为肾移植术后免疫监测的潜在生物标志物。未来随着医学技术不断进步和对免疫学机制研究不断深入，相信细胞因子在肾移植术后免疫监测中将发挥越来越重要的作用。
（参考文献　略）

本文仅供学习参考，完整准确内容请查阅原始文献：鄢长斌,王建宁.细胞因子在肾移植术后免疫监测中的应用进展[J].山东医药,2024,64(28):105-108.

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