第一节 移植排斥的类型
根据移植排斥反应中免疫的攻击方向,分为宿主抗移植物反应和移植物抗宿主反应。
一、宿主抗移植物反应(HVGR)
根据移植物与宿主的组织相容程度、受者的免疫状态、移植排斥反应的强弱,可出现超急性、急性或慢性三种类型的排斥反应。
(一)超急性排斥反应
超急排斥反应主要由体液免疫的作用引起,发生于术后数分钟至数小时内,由天然抗体如ABO血型抗体、抗MHC-I类分子抗体等介导。此种排斥主要与下列因素有关:
1.供、受者ABO血型和组织相容性抗原不相容。
2.受者血液中含有抗供者白细胞、血小板的抗体。
3.非免疫因素,如供肾缺血时间过长,灌流冲洗不彻底等。
此型排斥反应可通过移植前ABO及HLA配型,筛除不合适的供体器官和充分灌洗移植器官来预防。
(二)急性排斥反应
急性排斥反应一般发生于移植后七天左右,主要由T细胞介导。一般认为移植早期发生的急性排斥以细胞免疫为主,晚期发生的急性排斥以体液免疫应答较为重要。
(三)慢性排斥反应
慢性排斥反应一般在器官移植数月或数年后,且呈进行性发展,由反复发作的急性排斥反应造成,主要由体液免疫介导。
二、移植物抗宿主反应(GVHR)
移植物抗宿主反应是指免疫攻击方向是移植物针对宿主,即移植物中的免疫活性细胞对宿主的HLA抗原产生的免疫应答所引起的组织损伤。
(一)移植物抗宿主反应发生的条件:
1、移植物中必须含有足够数量的免疫活性细胞
2、宿主与移植物之间组织不相容,即HLA配型不合
3、宿主处于免疫无能或免疫功能严重缺损,无法清除植入的细胞
(二)移植物抗宿主反应(GVHR)的主要类型:
1、骨髓移植骨髓移植后的GVHR可表现为急性或慢性。急性GVHR,一般发生于骨髓移植后10~70天内,死亡率约为50%,幸存者总是以慢性GVHR而告终。急性或慢性GVHR患者常因反复发作的感染而死亡,这是骨髓移植不易成功的主要原因。如果去除骨髓中的T细胞,则可避免GVHR,说明骨髓中的T细胞是主要的效应细胞,但临床观察发现,去除骨髓中的T细胞后,骨髓植入的成功率也下降,白血病的复发率、病毒和真菌的感染率也升高。这说明骨髓中的T细胞有移植物抗白血病的作用,可以压倒残留的宿主免疫细胞,避免宿主对移植物的排斥作用;同时也可在宿主重建免疫功能不全时,发挥抗微生物感染作用。因此,应用单克隆抗体技术,选择性地去除针对宿主HLA的T细胞,而保留其余的T细胞,不但可以避免GVHR,而且还可以保存其保护性的细胞免疫功能。
2、脾、胸腺、肝脏及小肠的同种移植
3、免疫缺陷的新生儿输血
第二节 移植排斥的机会
一、移植排斥的免疫学基础
同种异基因器官移植后,由于供、受者主要组织相容性抗原的差异,移植抗原可刺激受者的免疫系统使之致敏。在器官移植中,移植物释放出的可溶性抗原或脱落的细胞碎片随淋巴液或血液到邻近或远处的淋巴组织,通过抗原递呈细胞(APC)加工处理后,以一定方式达抗原,并递呈给免疫活性细胞而引起致敏。在实质脏器移植时,由于移植前清洗不彻底,而残留在器官中的淋巴细胞(又称过客淋巴细胞),包括巨噬细胞、树突状细胞及中性粒细胞,可移行至血液中,并随血流进入淋巴组织直接刺激免疫活性细胞而致敏。上述致敏方式称中枢致敏。另一种致敏方式是受者外周血循环中的淋巴细胞流经移植物时,淋巴细胞与移植物细胞表面的移植抗原接触而致敏。这些致敏的淋巴细胞在局部组织内或再循环至淋巴组织中增生。这种致敏方式称周围致敏。
二、效应形式
?细胞免疫
1、主要效应细胞TC细胞、NK细胞、MФ
2、识别方式
(1)直接识别受者T细胞TCR特异性识别供者APC所提呈的同种异型MHC抗原:既可识别完整的同种异型MHC分子天然结构,也可识别同种异型MHC分子-抗原肽复合物。直接识别途径的特点是速度快、强度大,在急性排斥反应中起主要作用。
(2)间接识别受者APC对供者MHC抗原进行加工、处理,以MHCII类分子-抗原肽复合物的形式提呈给受者T细胞,使之活化,引起排斥反应。间接途径有赖于受者的APC对同种异型抗原进行加工、处理,其所引起的排斥反应出现较晚。
(二)体液免疫
体液免疫的主要效应成分为抗体。抗体在移植排斥中的作用比较复杂,概括起来有:
(1)抗体激活补体参与移植排斥移植抗原与相应抗体特异性结合后固定补体,激活补体的经典途径,直接作用于靶细胞,表现出细胞毒作用。同时释放的活性物质如C5a.C3a.C4a作为过敏毒素,可引起血管扩张、通透性增加。C5a还有趋化因子作用,吸引吞噬细胞的趋化浸润,造成移植物局部炎症反应加重,发生对移植物的排斥。参与这种作用的抗体主要是IgM,超急排斥中最典型,肾移植中最常见。
(2)以ADCC方式使移植物遭受破坏IgG类抗体与移植抗原的靶细胞结合后,可与具有IgG的FcR的中性粒细胞、单核巨噬细胞、NK细胞结合,发挥ADCC效应,裂解移植器官的细胞。
(3)封闭抗体对移植物的保护作用抗体除参与移植排斥外,在某些情况下可与移植抗原结合,不激活补体,也不引起细胞毒效应,却可阻断上述类抗体或效应T细胞与结合的移植抗原决定簇结合,从而达到保护移植物的作用。
第三节 异种移植的实验研究策略
一、异种移植的历史事件
1.1682年,狗的颅骨
2.19世纪末,青蛙皮肤
3.1963年,黑猩猩的肾
4.1964年,黑猩猩的心
5.1977年,狒狒的心
6.1992年,狒狒的肝
7.1993年,狒狒的免疫细胞
8.1997年,猪胚胎神经细胞
二、异种移植排斥反应发生的机理
1、超急性排斥反应
2、急性排斥反应
三、解决排斥反应的研究策略
1、去除受者体内的天然抗体用α-1.3半乳糖相似物滤过,吸附受者血液中的天然抗体
2、改变供者
(1)用半乳糖酶
(2)基因敲除
(3)转基因
3、诱导免疫耐受
(1)建立微嵌合状态将供者的骨髓、胸腺一并注入受者体内
(2)阻断T细胞的协同刺激信号
(3)阻断T细胞的效应
三、异种移植的其它问题
1、动物疾病传染如埃博拉病毒
2、战胜进化
第四节 移植免疫的理论研究
一、单向移植排斥模式
正常个体接受同种异体移植术后,其免疫系统将会对移植物发动免疫攻击,即发生宿主抗移植物反应;免疫功能严重低下的个体接受含有大量免疫细胞的异体移植物(如骨髓)后,移植物中的免疫细胞可被受者的组织相容性抗原激活,产生针对受者组织器官的免疫应答,导致受者组织损伤,即移植物抗宿主反应。
二、微嵌合现象与双向移植排斥理论
在受者体内长期存活有供者的白细胞而不遭到排斥的状态。
1、带血管的器官移植成功后,即发生“细胞移动”,即过客细胞进入受者各组织,受者的白细胞进入移植物,在强有力的免疫抑制情况下,供、受者双方均不能发生有效排斥,形成共存现象。
2、移植早期,供、受者的白细胞均可被对方的MHC所激活,但在持续的免疫抑制剂作用下,这种相互免疫应答就会因诱发各种免疫调节,如抑制细胞激活、细胞因子类别偏移等,最终达到一种无反应性状态,形成供受者白细胞共存的微嵌合现象。
3、微嵌合状态长期存在可导致受者对供者的移植耐受。过客细胞越多的器官,越容易形成微嵌合状态和耐受。
4、不表达B7.MHC分子呈低表达的不成熟DC是一种耐受性的DC,在微嵌合体形成的耐受中起主要作用。