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免疫耐受的诱导是器官移植免疫领域的重要组成部分和最高追求目标，它基于对移植抗原识别、提呈以及免疫系统的激活和应答等免疫学本质的认识。但是，在成功诱导免疫耐受之前，如何对器官移植受者实施个体化免疫耐受诱导，从而使免疫抑制剂和个体化治疗措施实现最优化的搭配，来达到预防和治疗排斥反应的效果最佳、不良反应最小的理想状态，仍然是移植工作者不断探索和仍未解决的难题。
个体化免疫耐受的诱导与调节性T细胞
作者：吕凌、倪绪浩
作者单位：南京医科大学第一附属医院肝胆中心
来源：《器官移植》 2020年1月 第11卷第1期
免疫耐受与免疫排斥是免疫失衡的两极表现，贯穿于器官移植免疫整个过程。在过去的40年里，随着免疫抑制剂的应用有效地预防了器官移植后急性排斥反应的发生，但也不可避免地带来了许多不良反应且难以有效预防慢性排斥反应。目前仍然缺乏有效评估个体内免疫状态和动态变化的指标，免疫抑制剂的剂量和时间选择仍停留在依靠临床经验的基础上。所以，阐明免疫系统复杂性和网络性对精确诱导个体化免疫耐受至关重要。
本文总结了诱导免疫耐受的新进展和可操作性免疫耐受实现途径，同时结合国际最新个体化免疫耐受诱导的报道及本中心的临床实验结果为未来个体化免疫耐受诱导的研究提供资料。
1 免疫耐受的由来及其意义
免疫耐受是机体接触某种抗原后产生的免疫无反应状态，或称为负免疫应答。在抗原刺激下，对抗原特异性应答的T细胞与B细胞不能被激活，不能产生特异性免疫效应细胞及特异性抗体，从而不能执行正免疫应答。免疫耐受是特异性的，只在特定状态对特定抗原无应答，这不同于免疫抑制或者免疫缺陷。
免疫耐受是可以获得的，而非遗传决定；它可以天然发生，也可由人工诱导，并且免疫耐受可以在一定条件下解除。免疫耐受主要分为两种：固有性免疫耐受（天然性免疫耐受）和适应性免疫耐受（获得性免疫耐受）。
1945年，Owen发现在异卵双生的2只小牛体内有2种血型红细胞共存，称之为血型细胞镶嵌现象。这种不同血型细胞，在彼此体内互不引起免疫反应，把这种现象称之为天然耐受。
1949年，Burnet从生物学角度提出了一种假说说明这个现象。他认为宿主淋巴细胞有识别“自己”与“非己”的能力。如在机体免疫功能成熟之前引入异物，可作为“自己”成分加以识别，故在成体后对该异物即不引起免疫反应。随后在1953年，Billingham和Medawar等在小鼠体内成功地进行了人工诱导耐受实验，给予Burnet学说以有力支持。
免疫耐受的诱导、维持和破坏影响着许多临床疾病的发生、发展和转归。在器官移植中，由于移植物中同种异型反应性T细胞识别宿主同种异型组织抗原会诱发针对受者的排斥反应，所以诱导受者发生免疫耐受对于移植物长期生存至关重要，这也迫使移植免疫的发展。
2 诱导免疫耐受的机制和可操作性免疫耐受的实现
在移植免疫领域，理解诱导免疫耐受的机制并将其应用于临床可操作性免疫耐受的实现迫在眉睫。
固有性免疫系统免疫耐受有两种机制：（1）缺乏识别自身抗原的受体；（2）某些细胞表面存在抑制性受体或抑制性结构。
适应性免疫耐受亦分为中枢耐受和外周耐受两种：（1）中枢耐受是指在中枢免疫器官（胸腺和骨髓）内，T、B细胞在发育尚未成熟前，能识别自身抗原的细胞克隆被清除或处于无反应性状态而形成的自身耐受，在免疫系统发育的最初阶段，B细胞和T细胞分别在骨髓和胸腺中被诱导产生免疫耐受性，这个阶段所涉及的针对自身抗原的抗原-受体识别的各种机制，被称为中枢免疫耐受机制。中枢免疫耐受的建立主要有“阳性选择”和“阴性选择”这两个过程。那些与自身抗原高亲和力结合的克隆被清除掉（阴性选择），而保留了能低亲和力识别自身抗原且能与自身主要组织相容性复合体（MHC）结合的细胞克隆（阳性选择）。但中枢耐受的过程并不能清除所有与自身抗原高亲和力结合的克隆, 这些自身反应性的细胞在胸腺外通过外周耐受的途径被抑制活化。（2）外周耐受是指在外周免疫器官，成熟的T、B细胞遇到自身或外源性抗原形成的耐受。目前认为介导外周耐受的主要机制包括克隆失活、克隆缺失、T细胞耗竭、调节性T细胞（Treg）、细胞因子介导的抑制、免疫平衡等方面。而外周耐受的具体维持是通过多种因素实现的，包括Treg、抗原提呈细胞（APC）、免疫网络的参与等，不同机制发挥作用的程度受具体的微环境影响。
可操作性免疫耐受是指在不使用免疫抑制剂的情况下，至少1年以上未发生移植物排斥反应，获得移植器官长期存活的现象。在早年对于可操作性免疫耐受的认识主要来源于依从性不良的受者自行停用免疫抑制剂，具有盲目性和不可实施性。然而，近年来随着对可操作性免疫耐受发生机制的不断深入研究发现其与Treg、B细胞和天然免疫细胞密切相关，从而通过主动干预来实现其发生。但是由于每个个体的遗传背景和免疫状态的不同，导致需要以个体的免疫动态变化来制定临床可操作性免疫耐受的诱导方案。
3 诱导个体化免疫耐受目前的研究进展
在过去的几十年里，世界各国的科学家在应用传统的免疫抑制剂后实施了许多诱导可操作性免疫耐受方案，例如建立混合嵌合体，或使用树突状细胞、调节剂、新型免疫抑制剂、间充质干细胞、Treg诱导移植后受者的免疫耐受，但这些尝试并没有根据受者的免疫状况制定相应的治疗计划。应当选择免疫耐受诱导策略来预防排斥反应或不良反应，并根据个体的免疫状况以达到最佳效果和理想状态。
目前，很多中心都在尝试以各种方案实现临床器官移植免疫耐受，但真正能使受者完全停药，达到临床可控免疫耐受的并不多。
1997年Starzl和他的同事们第1次发现并报道肝移植术后持续的、稳定的免疫耐受，他们发现了11例肝移植受者因不遵守医嘱或移植后淋巴组织增生性疾病（PTLD）而停药，最后完全停用免疫抑制剂达6个月至13年。Starzl团队以此现象为基础，尝试对95例肝移植受者（平均移植后时间为8.4年）诱导完全停药。18例受者在经过平均6.6个月的停药时间后可以完全停药，停药后平均随访时间长达34.5个月。在数据收集之时还有37例受者处于不间断的停药过程中，其中大部分完全停药的受者均较年轻。遗憾的是，到目前为止该作者没有再发表文章报道受者停药后的长期结果和预后。
Girlanda等2005年对18例10年前曾因免疫抑制剂不良反应而被迫停药的肝移植受者进行随访。其中曾经有5例受者成功停药并维持了很好的移植物功能（28%），但10年后仅有2例受者还维持免疫耐受状态，其他3例受者分别发生了迟发的急性排斥反应、慢性排斥反应和终末期肾功能衰竭。他们的经验提示，在某些条件下，已经建立的免疫耐受也可以被打破而无法保证免疫耐受的长久。
Ichikawa等在2016年报道了63例活体供肝肝移植儿童免疫耐受诱导的临床试验，移植后随访时间超过2年。这些儿童受者都是因为药物导致的致命并发症比如败血症、淋巴瘤而停药。63例受者中有24例（38%）成功停药达23.5个月。该研究中移植受者接受肝移植的平均年龄为1.1岁，而且成功诱导的免疫耐受比例达38%，这提示年轻受者在诱导免疫耐受上可能更具优势。
意大利罗马的移植中心报道了34例患有活动性丙型病毒肝炎（丙肝）的肝移植受者，因担心免疫抑制剂的使用会加速丙肝的发展，研究者开始主动让受者逐渐停止应用免疫抑制剂以期改善预后，最后8/34（27%）的受者成功的停用了免疫抑制剂，并且增强了受者机体对丙型肝炎病毒的识别能力。
Gras等曾在儿童肝移植术后的早期免疫监测的研究中发现，1例儿童受者因为PTLD而被迫完全停药长达4.75年之久。
韩国某移植中心最近发表文章报道了在105例儿童肝移植受者中，有4例受者不遵医嘱服药，另1例是因患有致命的PTLD，最后5例受者完全停药并维持正常移植物功能，停药后平均随访时间为32个月。
除了肝移植以外，肾移植受者也有自发免疫耐受的临床报道，但是与肝移植相比，例数明显减少。而且停药后肾移植的急性排斥反应，并不像肝移植那样容易纠正，因此在免疫耐受机制完全清楚前，并不建议在临床上主动开展大规模的肾移植受者免疫耐受诱导试验。尽管目前肾移植诱导完全停药不现实，但临床上有研究证实了阿仑单抗（Campath-1H）联合他克莫司的单一疗法能使肾移植受者实现免疫抑制剂量的最小化，这种疗法在移植受者生存率、急性排斥反应发生率的控制上能达到甚至优于传统3倍剂量的免疫抑制剂。
4 调节性T细胞与免疫耐受和本中心研究结果
Treg是体内主要抑制性T细胞亚群，其可以通过细胞接触依赖机制和抑制性细胞因子等方式主动抑制自身免疫T细胞的活化，从而与外周免疫耐受的诱导和维持密切相关。因此，在过去的几十年里，来自全球的多项基础和临床研究报道了Treg的生物学特性和在移植排斥反应、自身免疫性疾病中的应用。下文将概括最新Treg在实质性器官移植中的应用和本中心最新基础和临床研究成果。
目前，来自全球的关于Treg在实质性器官移植中应用的报道并不多见。
Todo等在2016年报道了其中心使用Treg连续治疗了10例接受活体肝移植的终末期肝衰竭受者的临床数据。他们在肝移植期间收集受者的淋巴细胞和脾脏细胞，然后与X线照射后的供者细胞在CD80/CD86抗体刺激下培养2周。受者在移植术后第13日接受第1次输注，输注的Treg数量从0.43×10^6/kg到6.37×10^6/kg不等。然而，此临床试验因为2例受者发生急性细胞排斥反应被迫停止。但是，令人振奋的是其余接受治疗的受者在移植术后6个月后开始减量免疫抑制剂，18个月后完全停用免疫抑制剂。通过此项研究发现，即使输注的Treg中混杂有其他免疫细胞亚群和效应性免疫细胞，其诱导免疫耐受发生的功能也能够发挥。
为了进一步验证Treg治疗能够成为临床诱导免疫的新策略，2017年美国南加州大学体外扩增的CD4+CD25+CD127 low Treg（单次细胞数320×10^6个）治疗3例肾移植受者，在联合低剂量他克莫司治疗1年后，受者未发生排斥反应。为了进一步验证上述治疗策略的有效性，美国西北大学用相同细胞提取方法实施了1项1期临床爬坡实验并也发现Treg治疗是安全有效的。
随着早期Treg临床应用的成功，全球多个移植中心开始开展Treg在实质性器官移植中的应用。本中心也一直致力于Treg体外扩增和临床应用的研究。
本中心主要围绕Treg临床应用的两个核心问题展开基础研究：
（1）Treg数量少，探索Treg体外诱导和扩增技术，发现T细胞向Treg/辅助性T细胞（Th）17分化的不同下游信号途径。
（2）Treg稳定性差，发现西罗莫司（雷帕霉素）与全反式维甲酸（ATRA）能提高人Treg的稳定性；发现微小核糖核酸（miR）-146b-5p能通过TRAF6-STAT3信号提高Treg稳定性；发现Yes相关蛋白（YAP）通过TGF-β/SAMD2/3信号通路促进Foxp3表达。
在临床研究中，本中心在国际上较早将Treg应用于肝移植术后免疫耐受诱导的临床转化研究：2012年完成了国际Clinic Trail临床注册并筹建药品生产管理规范（GMP）场地并完成验收，2013年至2014年开始招募肝移植术后受者，于2014年12月实施全球第1例Treg预防慢性排斥反应的临床治疗，至今共实施Treg治疗17例，除2例受者退出外，其余受者均已进入全面免疫抑制剂减量阶段，治疗过程中未发现不良反应，研究结果在2015年与2017年欧洲器官移植大会作Full Oral报告，在2019年世界器官移植大会发言。
5 转化医学的三文鱼精神
“三文鱼精神”是研究人员和临床医师需要始终贯彻和坚持的精神。众所周知，每年的秋季都会有成千上万条三文鱼从太平洋逆流而上来到加拿大佛雷瑟河上游的亚当斯河段繁衍后代，并最终死去。而在这过程中，它们需要经历一次又一次的跳跃和撞击河床上的石头，它们坚持不懈的努力就是为了最后的繁衍生息。临床医师就像大海里的三文鱼，看上去风光，但是充满着极大地风险和挑战，但是要努力游到上游去争取对疾病未知的理论支撑。上游的三文鱼就像基础研究的科技工作者，每天重复着单调的实验，却拥有忍受孤独的品质，他们要争取游到上游，将他们的发现争取临床应用和转化。
6 小结
器官移植受者个体化免疫治疗，以达到“量体裁衣”的疗效是移植免疫领域追求的最终目标。然而如何评估个体间甚至个体内免疫状态存在差异和动态变化，如何建立有效评估器官移植受者免疫状态的指标体系，如何在停药后监测排斥反应的发生或者判断免疫耐受诱导的建立，仍为制定个体化免疫治疗方案的主要研究内容和研究方向。
参考文献 略
吕凌, 倪绪浩. 个体化免疫耐受的诱导与调节性T细胞[J]. 器官移植, 2020, 11(1): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1674-7445.2020.01.002
【链接】
临床可操作性耐受预测指标的研究现状
http://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=70347
肾移植免疫耐受诱导治疗-丁香客微访谈
http://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=31778
一个肝移植受者的免疫耐受试验
http://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=76005
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发表于 2021-4-11 10:57:02
发表于 2022-5-20 18:54:27