同种反应性记忆T细胞在急性排斥反应中的作用机制及其治疗策略探讨

摘要

免疫记忆是由记忆性T细胞介导的免疫反应，其是机体抵抗外源性病原体感染的有效手段，但在器官移植中却起着极为不利的作用。临床器官移植中受体内预存的同种反应性记忆T细胞对于供体移植器官的存活是一极大的威胁。临床实践及实验动物模型均证实：在介导排斥反应方面，同种反应性记忆T细胞远较幼稚初始T细胞强力，其反应速度、强度及敏感性均强于后者，由其介导的排斥反应由于其快速的特性，通常称之为急性加速性移植排斥反应。记忆细胞的这些特性与其自身的活化需求条件和独特的分子信号途径相关，因此常规的针对初始细胞活化和归巢性质的治疗措施对于记忆细胞而言，通常疗效欠佳。在移植研究领域中，如何有效地避免同种反应性记忆细胞的产生以及对抗其效应已成为当前亟需解决的问题。
　　 众所周知，大部分有关移植排斥机理的研究结果来自于移植动物模型，其中最常用的是小鼠移植模型，这是因为小鼠体积小，易于饲养繁殖，更重要的是小鼠至今已培育出多种纯种品系，其基因背景清晰，利于研究分析。现今记忆排斥反应研究动物模型主要采用记忆细胞过继性转移至免疫缺陷受体模型，其具有干扰小，易于制作等优点，但与致敏的临床移植病人相比仍有较大差距，缘于后者的同种反应性记忆T细胞是内源产生的，而前者该细胞是外源性转移的。总体而言，高等级野生动物包括人类其对移植耐受的抗性远较实验动物为强，即在试验动物模型上有效的方法，往往在野生动物身上疗效减弱甚至无效。因此在本实验中，通过皮肤-心脏序贯移植方式，我们在同一小鼠受体身上建立了再次移植模型，通过相关机理的研究，我们认为该再次移植模型更接近于临床实际情况，可作为一个更客观的工具以利于今后移植研究。
　　 共刺激通路的激活对于TCR下游信号的活化起着及其重要的‘开关’作用。至今已在初始T细胞上明确了2条经典的共刺激受体/配体对，即CD28/CD80;86和CD40L/CD40，在初始T细胞中阻断其中任何一条通路均可以有效地抑制其活化和增殖，两者均阻断可以产生协同作用，可在未致敏受体中诱导移植耐受。然而，以上这些措施在致敏受体中却无效，说明同种反应性记忆T细胞的活化并不依赖于经典的共刺激通路。研究表明，记忆性T细胞活化只需要诱生性共刺激通路，如OX40/OX40L、ICOS/ICOSL等。此外针对效应细胞的粘附分子的拮抗治疗，理论上也可以抑制记忆性T细胞的效应功能。
　　 钙调神经磷酸酶抑制剂(Calcineurin inhibitor)的成功开发和应用无疑是临床器官移植成功的基石，然而越来越多的证据表明，其对于预致敏受体效果欠佳。这其中牵涉到的问题就是同种反应性记忆T细胞对于该类药物的抵抗性。当前主流的免疫抑制剂的治疗靶点均是针对初始细胞活化以及归巢属性而设计的，而记忆细胞这些属性与前者不尽相同，因此其对于记忆细胞的效果仍需实验验证。
　　 本研究通过建立过继性记忆细胞转移移植模型，在心脏移植受体中分别应用共刺激阻断剂和当前主流免疫抑制剂，探讨其对记忆T细胞的作用及其机理。首先，我们在移植术后受体应用抗CD40L单克隆抗体、CTLA4免疫融合蛋白、抗LFA-1单克隆抗体及OX40L单克隆抗体四联共刺激阻断方案，从经典通路和记忆特异性替代通路两层面全方位阻断同种反应性T细胞的活化，从而抑制初始和记忆T细胞介导的急性排斥反应。实验结果证实了以上理论，接受记忆T细胞的受体其供体心脏存活时间均大于100天，且移植物内IL-10 mRNA水平明显增高，提示部分耐受状态形成。但在接下来再次移植模型的试验中，我们发现该四联方案疗效欠佳，供体心脏存活时间未能明显延长，说明再次移植受体体内拥有的记忆T细胞无论从质量和数量上均远强于过继性转移模型，而且不同类群的记忆T细胞之间可能也存在协同作用。接着，我们采用雷帕霉素(rapamycin)和他克莫司(tacrolimus or FK-506)单剂方案，观察其对记忆T细胞的作用，实验结果证实两种当前临床主流免疫抑制剂单独应用均不能有效抑制同种反应性记忆T细胞的激活，从而不能阻止急性排斥反应的发生，供心存活时间不能有效延长。
　　 通过上述研究证实了同种反应性记忆T细胞的替代共刺激激活途径的存在，记忆T细胞的激活不依赖于经典通路，但仍需要替代通路的辅助刺激，阻断这些通路无疑可以有效减弱甚至完全阻断记忆T细胞的活化，从而抑制急性排斥反应甚至诱导出供体特异性耐受状态。此外，研究证实同种反应性记忆T细胞对于当前的主流免疫抑制剂欠敏感，提示临床上此类患者移植术后急性排斥机率加大且更难于治疗，供体器官长期存活预后不佳。联合常规免疫抑制剂以及记忆特异性共刺激通路阻断剂可能是一个更为有效的治疗策略，这也是我们今后下一步的探索方向。

目录

文摘

论文说明：英文缩写词表

声明

综述：免疫记忆介导移植排斥研究进展

1.同种反应性记忆性T细胞的形成和维持

2.记忆性T细胞的特性

3.记忆性T细胞与移植排斥的关系

4.抑制记忆性T细胞介导的排斥

5.结语

参考文献

论文一: The recall alloresponse in retransplantation is more intensive than that in memory-transfer setting

Abstract

1. Introduction

2. Materials and Methods

3. Results

4. Discussion

References

论文二: Combined Costimulation Blockade Inhibits Accelerated Rejection Mediated by Alloantigen-primed Memory T Cells in Mice

Abstract

INTRODUCTION

MATERIALS AND METHODS

RESULTS

DISCUSSION

ACKNOWLEDGEMENTS

REFERENCES

论文三: Rapamycin or Tacrolimus alone fails to resist cardiac allograft accelerated rejection mediated by alloreactive CD4+memory T cells in mice

Abstract

1. Introduction

2. Objective

3. Materials and Methods

4. Results

5. Discussion

References

博士后在站期间发表的学术论文及科研立项

致谢