【摘要】 角膜移植术后免疫排斥反应是角膜移植失败的主要原因。免疫耐受是指抗原特异性的免疫无应答。诱导受体产生针对移植物的免疫耐受是彻底克服移植排斥反应的根本方法。角膜移植排斥反应是一个复杂且有多因素参与的过程。多种免疫细胞在抑制角膜移植术后排斥反应、诱导免疫耐受中，发挥着关键作用。因此，我们就近几年通过细胞诱导角膜移植免疫耐受的机制作一综述。
【关键词】 角膜移植;免疫耐受;排斥反应;细胞
Cells and immunotolerance of keratoplasty
YuMei Diao, Bing Li
Department of Ophthalmoloy, Affiliated First Hospital of Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, Liaoning Province, China
Correspondence to:Bing Li. Department of Ophthalmoloy, Affiliated First Hospital of Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, Liaoning Province, China. [email protected]
Received:20100629 Accepted:20100816
Abstract
Keratoplasty rejection is the main failure factor of keratoplasty. Immunotolerance is antigenspecific immune nonresponse. Inducing receptors of the immunotolerance against the graft was the fundamental method to completely overcome the transplant rejection. Keratoplasty rejection is a complex process. All kinds of immunocytes play a critical role in suppressing rejection and inducing immunotolerance.
KEYWORDS: keratoplasty; immunotolerance; rejection; cell
Diao YM, Li B. Cells and immunotolerance of keratoplasty. Int J
Ophthalmol (Guoji Yanke Zazhi) 2010;10(9):17161718
角膜移植术后免疫排斥反应是一个多种免疫细胞和免疫分子参与的复杂的免疫应答。虽然存在免疫赦免和前房相关性免疫偏离，但排斥反应仍是角膜移植失败的主要限制因素[1]。诱导角膜移植免疫耐受是克服角膜移植排斥反应的关键。而参与角膜移植排斥反应的多种免疫细胞，在阻断免疫应答、诱导免疫耐受中，发挥着重要作用。
1树突状细胞
树突状细胞(dendritic cell,DC)是由美国Rockfeller大学Steinman等[2]于1973年在分离小鼠脾细胞分离中被发现，因其表面具有许多树枝状的突起而得名。DC是目前所知的机体内功能最强的、专职的、唯一诱导初始T细胞活化的抗原递呈细胞(antigen processing cell，APC)，是适应性T细胞免疫应答的始动者。DC是一组异质的细胞群体，其异质性主要表现在不同的细胞起源、不同的成熟状态和不同的功能等方面。未成熟DC低表达MHCⅠ/Ⅱ类分子，缺乏免疫应答所必需的CD40，B7(CD80，CD86)等共刺激分子和黏附分子，缺少激活T细胞免疫应答所必需的第二信号[3]，从源头抑制免疫应答。过去认为DC主要分布在角膜周边上皮及浅基质层，少量分布于偏中央区，中央区缺乏，Hamrah等[4]发现成人角膜的中央上皮及其浅基质层存在未成熟DC和前体DC，骨髓源的未成熟的存在是DC形成前房相关性免疫偏离( anterior chamber associated immune deviation ,ACAID)的一个重要原因。Raimondi等[5]和NouriShirazi等[6]认为，未成熟的自体DC或供体DC作为诱导移植免疫耐受的启动子，通过致敏受体的T细胞诱导免疫耐受,从而延长移植物的存活时间。未成熟DC诱导免疫耐受的机制表现为：(1)诱导T细胞无能：未成熟DC表面表达低水平的MHC分子，几乎不表达CD40，CD80，CD86等激活T细胞所必须的辅助分子，因此不能活化T细胞导致T细胞无能或低反应;(2)促进Th1/Th2偏离：Khanna等[7]将肝脏DC皮下注射到同种异体鼠内，可诱导Th2细胞增生，促进Th2细胞因子分泌，诱导免疫耐受;(3)诱导调节性T细胞的产生:Min等[8]发现未成熟DC能够刺激初始T细胞转化成调节性T细胞，反过来，调节性T细胞也能抑制DC的成熟。未成熟DC与调节性T细胞如此反复相互激发形成反馈环路，阻碍移植物排斥;(4)促进T细胞凋亡：最近研究发现未成熟DC细胞具有一种DEC205受体，可以和许多抗原结合，其结合效率比其他同源受体高30～100倍。在稳态时，将antiDEC配体选择性靶向结合到DC细胞上，T细胞首先大量增殖，然后大部分激活T细胞在1wk内凋亡，实验小鼠获得免疫耐受[9];(5)高表达IDO诱导免疫耐受：吲哚胺2，3二氧化酶(indoleamine 2,3dioxygenase，IDO)是将色氨酸转化为犬尿氨酸的限素酶，色氨酸是T细胞、尤其是抗原活化的T细胞增殖所必需的氨基酸，IDO的活性表达导致T细胞微环境中色氨酸的耗竭使细胞处于一种“色氨酸饥渴”状态引起T细胞的增殖抑制。研究证实，正常角膜有低水平IDOmRNA和蛋白表达，IDO在角膜的表达明显提高角膜植片的存活时间[10];(6)细胞因子模式：IL10，TGFβ等细胞因子通过上调免疫抑制性受体ILT3，ILT4是DC耐受的分子机制[11]。研究证实，未成熟树突状细胞分泌IL10在免疫耐受中起重要作用[12];(7)NFκB(nuclear factorκB，NFκB)是一种细胞内普遍存在的转录因子,具有启动基因转录的功能。实验证实，自身免疫性疾病、变态反应、心肌再灌注损伤、机体对移植物的排异反应以及某些神经性疾病中均可发现NFκB呈过度激活状态[13]。赵巍等[14]证实,NFκB参与了异体角膜移植排斥反应的调控,在免疫排斥反应的发生过程中发挥重要作用。Yoshimura等[15]研究证明对于阻断树突状细胞的抗原递呈以及抑制T细胞依赖的免疫应答, NFκB是一个有效的靶基因。
2调节性T细胞
调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)是一类表面高表达IL2受体α链(CD25)、胞质中表达Foxp3转录因子的CD4+T细胞，在免疫应答的负调节及自身免疫耐受中发挥重要作用。眼源性抗原信号通过眼局部的抗原递呈细胞经血到达脾脏后,选择性地激活Treg,抑制抗原特异性的迟发型超敏反应(delayed type hypersensitivity,DTH)和补体结合性抗体的产生发展,保留抗原特异致敏的细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)反应,这种现象叫前房相关性免疫偏离(anterior chamber associated immune deviation ,ACAID)[16]。ACAID是全身免疫系统对前房内抗原产生的一种特殊的免疫偏离现象,造成全身性的免疫炎症反应DTH被抑制,保护眼球免遭炎症破坏[17]。诱导ACAID必须具备以下条件:调节性T淋巴细胞，抗原注射后保持眼球完整性不少于3d、脾脏和正常的眼部微环境。无论是可溶性抗原卵蛋白(OVA)还是同种异基因抗原(脾细胞悬液)，都必须通过调节性T淋巴细胞的免疫调节作用才能诱导产生ACAID[18]。最近研究证实在鼠角膜移植模型中，Treg在区域引流淋巴结中而不是在外周免疫反应中发挥抑制功能[19]。
3自然杀伤T细胞
自然杀伤T细胞(natural killer T,NKT)是一种新型淋巴细胞,与T细胞和NK细胞不同,被称为第4类淋巴细胞，其同时表达T细胞表面受体和NK细胞表面标志,发育受CD1分子限制。CD1d反应性NKT表达Vα14Jα281TCR，而敲除Jα281的小鼠,不能产生抗原特异性Treg和ACAID。NKT来源的IL10对抗原特异性Treg细胞的产生和ACAID的诱导是非常重要的[20]。Sonoda等[21]将正常小鼠和去除NK T细胞的小鼠分别作为受体进行同种异体移植，在移植12wk后,正常小鼠和NKT细胞敲除鼠的植片存活率分别为50%和0,NKT细胞对于植片的存活是必要的。刘颖等[22]在大鼠角膜移植手术结束时结膜下仅注射一次细胞,就能使植片存活时间延长,直到术后第26d植片才发生排斥,存活时间远较对照组长。Ly49 C/I为表达于NK，NKT，γδT等细胞的一种抑制性受体，研究证实，Ly49 C/I+CD4+NKT细胞上调IL10的表达，降低IFNγ，在眼的免疫耐受中起重要作用[23]。
4 γδT细胞
根据表达TCR的类型，T细胞分为αβT细胞和γδT细胞。执行固有免疫功能的γδT细胞作为黏膜淋巴组织的重要成员，参与构成了机体的第一道防线。活化的γδT分泌IL2，IL4，IFNγ，TNFα，TGFβ，IL10等多种细胞因子，参与免疫调节。研究发现,γδT细胞与ACAID密切相关,在携带抗γδ抗体鼠的前房注入可溶性抗原或同种异体抗原(脾细胞)后不能诱导产生ACAID。在基因敲除鼠的实验中，功能性的γδT细胞的缺少不能形成ACAID。角膜移植前用GL3Ab阻滞γδT细胞的实验，确定了γδT在ACAID形成中的重要性[24]。预先用抗鼠δ链单克隆抗体的C57BL/6小鼠或是γδT细胞受体缺陷的小鼠δ(/)不能诱导ACAID[25]。因此γδT诱导ACAID，诱导角膜移植免疫耐受是必需的。
目前，角膜病在致盲的各种原因中占第2位，而角膜移植是治疗顽固性角膜病的最终手段。但角膜移植排斥反应一直都是角膜移植失败的主要原因。诱导免疫耐受是彻底克服角膜排斥反应的理想方法。多种参与免疫活动的免疫细胞如树突状细胞、调节性T细胞、自然杀伤T细胞、γδT细胞等在抑制角膜移植术后排斥反应，诱导免疫耐受中的作用已得到实验证实。这为我们彻底克服角膜移植排斥反应，最终治疗角膜病，提供了新的思路。
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