第6讲-移植免疫课件

TransplantationImmunologyTransplantationImmunology移植免疫的概念细胞移植、组织移植或器官移植(transplantation)：

用正常的细胞、组织或器官来置换或取代已失去功能、有病变或缺损的相应细胞、组织、器官，以维持和重建机体的生理功能的医学治疗技术称为细胞移植、组织移植或器官移植。

移植物

graft

供者donor

受者或宿主recipienthost移植免疫(transplantationimmunity):

是研究受者接受同种或异种移植物后产生的免疫应答和由此引起的移植排斥反应(transplantationrejection)的机理，以及减轻移植排斥反应、延长移植物存活时间的方法。移植免疫的概念细胞移植、组织移植或器官移植(transpla公元4世纪罗马教堂Longlongago…公元4世纪罗马教堂Longlongago…1905、法国卡雷尔发展了血管缝合技术1954、美国约瑟夫默雷成功实行同卵双生姐妹的肾移植1959、他和法国医生汉波格完成异卵双生子间的肾移植手术1962、默雷用尸体神经与同种异体移植获得成功1963、美国托马斯斯塔泽尔进行首例肝移植

1963、美国哈迪进行首例肺移植。1980年以后肺移植有突破性的成功。1966、美国凯利医生进行首例胰腺移植1967、美国南开普顿大学医院巴那德医生实行首例心脏移植手术1974、美国唐纳。托马斯成功地进行了个体之间的骨髓细胞移植

1987、美国医学家成功的同时移植心脏和胰腺两个器官1940年，Medewar证实了同种异体移植排斥是一种免疫现象.1956年，美国的唐纳尔·托马斯做了第一例骨髓移植1905、法国卡雷尔发展了血管缝合技术1954、美国约瑟夫不v不

NobelPrize1912AlexisCarrelFrance(1873-1944)

"inrecognitionofhisworkonvascularsutureandthetransplantationofblood-vesselsandorgans"不v不NobelPrize19Milestone1956

firstsuccessful

bonemarrowtransplantation

NobelPrize1956MilestoneNobelPrize19

NobelPrize1960PeterBrianMedawarEngland(1915-1987)"fordiscoveryofacquiredimmunologicaltolerance"NobelPrize1960PeterBrNobelPrize1980“fortheirdiscoveriesconcerninggeneticallydeterminedstructuresonthecellsurface(MHC)thatregulateimmunologicalreactions”NobelPrize1980“forthTransplantationTransplantation移植分类自体移植（autologoustransplantation）同系移植（syngeneictransplantaion）遗传基因相同的个体间移植：同卵双生子、近交系动物同种异体或异基因移植（allogeneictransplantation）同种内不同遗传基因的个体间移植异种移植(xenogeneictransplantation）移植分类自体移植（autologoustransplantTransplantimmunity“laws”oftransplantation:AutogeneicgraftssurviveSyngeneicgraftssurviveAllogeneicgraftsarerejectedParent-to-F1graftssurviveF1-to-parentgraftsarerejectedXenogeneicgraftsarerejectedInanallogeneicgraft,donorandrecipientcellsshouldhaveverysimilartypesofsurfaceantigens.So,whyareallogeneicgraftsalwaysrejected?Transplantimmunity“laws”oft排斥反应的免疫学特征

(小鼠皮肤移植为例)初次排斥现象：致敏阶段约一周时间，反应阶段，二周左右坏死脱落；再次排斥现象：特异的免疫反应：再次移植第三者组织，表现为初次排斥现象，再次移植同一供者时，表现为加速排斥反应；回忆反应：第一次排斥后，间隔二个月或更长时间，再次移植时仍能对原供者的皮片发生加速排斥反应；排斥反应的免疫学特征

(小鼠皮肤移植为例)初次排斥现象：致敏AllogeneictransplantationrejectionGraftrejectionisanimmuneresponseAllogeneictransplantationrejAlloantigenMHCMHCallelesaremajortargetsofimmuneresponseRecipientTcellscross-reactwithdonorMHC(Ag)SelectedforbidingtoselfMHC+AgpeptideForeignMHCmay“look”likeself+AgAlloantigenMHCMHCallelesareTarget=MHCAlloantigenTarget=MHCAlloantigen同种异型抗原是激发移植排斥的主要因素主要组织相容性抗原（majorhistocompatibilityantigen）人：人类白细胞抗原(HLA)小鼠：H－2抗原编码基因：主要组织相容性复合体(MHC)次要组织相容性抗原

(minorhistocompatibilityantigen)

存在于组织细胞表面，可以是组织特异性或性别特异性，如小鼠的H－Y抗原同种异型抗原是激发移植排斥的主要因素主要组织相容性抗原Otherantigens:人类ABO血型抗原组织特异性抗原超急性移植排斥反应Alloantigen内皮细胞特异性抗原Otherantigens:人类ABO血型抗原组织特异性抗AlloantigenpresentationTransplantationAlloantigenpresentationTranspAlloantigenpresentationTwoTypesofAlloantigenPresentationDirect&IndirectAlloantigenpresentationTwoTyT细胞识别同种异型抗原的机制（一）直接识别

受者T细胞直接识别同种异体供者APC膜表面的MHC分子或抗原肽－MHC分子复合物，不必经过抗原加工和自身MHC提呈。是诱发移植早期急性排斥反应的主要因素。（二）间接识别

供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC加工处理，以供者抗原肽－受者MHCII类分子复合物的形式提呈给受者CD4＋T细胞。常引起较迟发生的排斥反应（如急性排斥反应的中晚期和慢性排斥反应）。T细胞识别同种异型抗原的机制（一）直接识别DirectpresentationofalloantigensFastandstrong供者APC将其表面的MHC分子或抗原肽-MHC分子复合物直接提呈给受者的同种反应性T细胞，供其识别并产生应答，而无需经受者APC处理。AlloantigenpresentationDirectpresentationofalloantMLRevidencefordirectpresentationRecipientlymphocytesCan’tproliferate+Compatibledonorlymphocytes+3HthymidineNoproliferationLowradioactivityincells+IncompatibleDonorlymphocytes+3HthymidineProliferationHighradioactivityincellsAlloantigenpresentationMLRevidencefordirectpresenTCR识别抗原肽和MHC分子的复合结构（pMHC）记忆T细胞可能是参与交叉反应的主要效应细胞MechanismfordirectpresentationAlloantigenpresentationTCR识别抗原肽和MHC分子的复合结构（pMHC）记忆T细速度快，无须抗原摄取、处理和加工强度大，对同种异体MHC抗原反应的T细胞克隆：约>1%

对普通抗原发生反应的克隆：1/万～1/百万直接识别在早期急性排斥反应中起重要作用。

Graft中APC数量有限，过路APC在进入受者血循环后初步消失，直接识别在急性排斥的中晚期或慢性排斥反应中无重要意义。直接识别导致的排斥反应特点：速度快，无须抗原摄取、处理和加工直接识别导致的排斥反应特点：直接识别的机制（未完全阐明）1.TCR对肽-MHC分子复合物的识别具有兼并性（degenerary）2.具有直接识别能力的受者T细胞并非一个独立的亚群，是受者体内与识别其他外源性抗原的T细胞存在交叉反应性（cross-reactivity）的T细胞3.抗原肽-供者MHC分子复合物可模拟外来抗原肽-受者MHC分子复合物直接识别的机制（未完全阐明）1.TCR对肽-MHC分子复合MechanismfordirectpresentationAlloantigenpresentationMechanismfordirectpresentat间接识别供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC摄取、加工处理，以供者抗原肽－受者MHCII类分子复合物的形式提呈给受者CD4＋T细胞。是移植排斥的重要机制，常引起较迟发生的排斥反应（如急性排斥反应的中晚期和慢性排斥反应）。在急性排斥反应的早期，直接识别和间接识别协同发挥作用。间接识别供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC摄取、加Indirectpresentationofalloantigens受者APC加工和处理供者抗原，提呈给受者T细胞，使之活化AlloantigenpresentationIndirectpresentationofalloaTab.2-1同种异型MHC抗原2种识别的比较Tab.2-1同种异型MHC抗原2种识别的比较

同种移植排斥反应的效应机制（一）细胞免疫效应CD8+T细胞的细胞毒作用

1）穿孔素/颗粒酶途径

2）Fas途径CD4+T细胞

1）分泌细胞因子：IFN-、IL-2、趋化因子

2）CTL同种移植排斥反应的效应机制（一）细胞免疫效应DirectandindirectallorecognitionAllorecognitionandeffectmechanism效应机制DirectandindirectallorecognEffectMechanismCellularImmunity——AgainstgraftTcellactivationEffectMechanismCellularImmunHumoralImmunity——AgainstgraftEffectMechanismB细胞激活，分化，浆细胞，分泌特异性抗体调理作用、免疫黏附、ACDD、CDCNOTE：抗体在急性排斥反应中不起重要作用HumoralImmunity——Againstgraf（三）NK细胞参与的排斥效应受者NK细胞的AKR(杀伤细胞激活受体）识别移植物表面的同种异型MHCI类分子，对移植物进行排斥。（四）细胞因子参与的排斥效应IL-2：激活同种反应性T细胞IFN-：促进MHC表达、增强APC活性、激活

NK和M。TNF-:由活化的M分泌，是导致移植物损害的重要介质。趋化因子：趋化特定的T细胞，使之聚集于移植物。（三）NK细胞参与的排斥效应非特异性效应机制同种器官移植机械性损伤、缺血、缺氧、再灌注损伤炎性“瀑布式”反应（炎症细胞活化）树突状细胞成熟启动同种特异性排斥反应移植物组织细胞炎症、损伤和死亡非特异性效应分子释放：炎性细胞因子释放；体液中异常激活的级联反应系统（补体、凝血系统等）EffectMechanism非特异性效应机制同种器官移植机械性损伤、缺血、炎性“瀑布式”TypesofrejectionTypesofrejectionTypesofrejectionHostversusGraftReactionHVGRTypesofrejectionHostversus临床排斥反应综合征慢性排斥反应急性排斥反应超急性排斥反应血管吻合接通后24小时移植器官功能迅速衰竭唯一治疗措施是再移植移植后4天至2周突然发生寒战、高热，移植物肿大引起局部胀痛移植术后数月至数年免疫抑制药物治疗常难凑效临床排斥反应综合征慢性排斥反应急性排斥反应超急性排斥反应移植排斥的类型及特点(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)1.超急性排斥反应(hyperacuterejection)

由IgM或IgG介导的II型超敏反应

24小时内发生，由宿主体内预存的抗移植物抗体或坏死组织可非特异性激活补体引起。预存抗体的来源①ABO血型不合；②多次输血或血液透析、多次妊娠、再次移植，近期感染等;③移植器官缺血时间过长或灌流不彻底移植后2～3天发生的排斥反应称为加速排斥反应(acceleratedrejection)。可能是由预存的低水平抗体(淋巴细胞细胞毒实验未能检出)介导或预存的致敏淋巴细胞介导。移植排斥的类型及特点(一)宿主抗移植物反应(hostve(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)

2.急性排斥反应(acuterejection)

CD4+Th1细胞介导的迟发性超敏反应是造成移植物损伤的主要机制。是最常见的排斥反应，移植后数日到数月发生。一般在移植后数天～2周左右出现，80％～90％发生于一个月内。早期是细胞免疫，后期体液免疫参与。很难避免，但及时采取有效的治疗措施可缓解排斥反应、恢复移植器官的功能。

机制：

①T细胞介导的迟发型超敏反应是主要的损伤机制：T、M浸润、实质细胞坏死②CTL对表达同种异型抗原的移植物的杀伤作用③巨噬细胞和NK细胞的作用④抗体+抗原(HLA)+补体：血管炎、血管坏死。(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftHyperacuterejectionHVGRWithinminutesoftransplantationResultsfromrecipient’spre-existing,circulatingAbAbbindsdonorAgintransplantedtissuebloodvesselsClottingandcomplementmechanismsactivatedDeathoftransplantedtissueduetolackofoxygenHyperacuterejectionHVGRWithinAcuterejectionWithindaysoftransplantationCMIresponsetodonorMHC(CTLsattackdonortissue)AbresponsealsocontributesHVGRAcuterejectionWithindaysofNormalGlomerulus肾移植物中的急性排斥反应ImmunoflourescenceofAbsHENormalGlomerulus肾移植物中的急性排斥反应IAnti-CD3PeroxidesStainofTcellsinMyocardium心脏移植物中的急性排斥反应Anti-CD3PeroxidesStainof心脏3.慢性排斥反应(chronicrejection)

移植后数月至数年发生，移植物发生不可逆的纤维化和组织结构破坏，造成器官组织结构的破坏和功能丧失。该型反应可发生在急性排斥反应后，有些则无急性排斥反应史。血管腔消失和间质纤维化是慢性排斥的特征。机制：①体液免疫：Ab＋内皮细胞Ag→激活补体→血管内皮细胞损伤→胶原暴露→血小板聚集活化→释放PDGF、血栓素A2→血栓形成，缺血坏死②细胞免疫：T细胞直接杀伤；T细胞、M等分泌多种CKs→血管平滑肌增生，管腔闭塞，功能丧失(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)

3.慢性排斥反应(chronicrejection)ChronicrejectionMonthstoyearsaftertransplantationSlow,progressivelossoffunctionProliferationoffibroblastsandvascularcellsProbablyduetocytokinessecretedbyalloreactiveTcellsChronicallograftdysfunction,CADHVGRChronicrejectionMonthstoyearenalarteryinterstitialfibrosis

chronicinflammation肾移植物中的慢性排斥反应renalarteryinterstitialfibroSummarySectionIIHVGRSummarySectionIITypesofrejectionGraftversusHostReactionGVHRTypesofrejectionGraftversus移植排斥的类型及特点(二)移植物抗宿主反应(graftversushostreaction,GVHR)GVHR是移植物中的淋巴细胞针对宿主组织器官的免疫应答。在宿主免疫功能低下时，移植骨髓、胸腺或其它淋巴组织后，由于MHC的差异引起GVHR。移植物抗宿主病（GVHD）：由GVHR所引起的受者的全身性疾病。主要见于骨髓移植，小肠移植、脾移植以及输血等。异基因骨髓移植GVHD发生率高达40%~60%。急性GVHD在移植后3～4周发生，常死于严重深部真菌感染。慢性GVHD常发生在移植后3个月后，也可在6～12个月发生，患者有或无急性GVHD史，表现为硬皮样病变、慢性肝病和干燥综合征等。移植排斥的类型及特点(二)移植物抗宿主反应(graftveGraftversushostdisease

Graftversushostdisease

移植排斥的类型及特点（一）GVHD发生条件

(1)HLA不符;(2)移植物中有足够数量的免疫细胞;(3)受者免疫抑制或免疫缺陷。（二）GVHD发生机制

CD4+T细胞是关键，CD8+T细胞促进。（三）移植物抗白血病反应（graftversusleukemiareaction,GVLR）

白血病患者接受骨髓移植治疗后，骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击，有利于防止白血病复发。移植排斥的类型及特点（一）GVHD发生条件OverviewofGVHDGVHROverviewofGVHDGVHRGVLR骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击，从而防止白血病复发。

GVHRGVLR骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击GVHRDLI（输注供者淋巴细胞）诱导GVLR的机制：受者体内出现特异性识别白血病细胞的供者T细胞克隆DLI诱导调节性T细胞，抑制GVHD发生激活的供者淋巴细胞产生某些细胞因子，诱导白血病细胞高表达Fas抗原GVHRDLI（输注供者淋巴细胞）诱导GVLR的机制：受者体排斥反应的特殊情况免疫赦免区缺少血管和淋巴管，淋巴细胞不能接触移植物抗原存在特殊的屏障免疫原性弱赦免区组织细胞高表达FasL排斥反应的特殊情况免疫赦免区缺少血管和淋巴管，淋巴细胞不能接双向移植排斥的共存传统的观念单向

不经任何免疫抑制处理，将立即发生HVGR，导致移植器官被排斥；而经免疫抑制处理，植入的异体组织器官又含有大量免疫活性细胞的情况下，则引起GVHD。近年的观念双向

在持续应用强效免疫抑制药的条件下，受者免疫系统无力排斥移植物，也不能完全消灭移植物移出的过路细胞，HVGR被抑制。移植物中过路细胞也不能产生强烈的GVHR。因此，HVGR和GVHR在受者体内是同时存在的，通过二者相互作用，做种达到一种无反应的平衡或共存状态，形成供、受者白细胞共存的微嵌合体，导致对移植物的耐受。双向移植排斥的共存传统的观念单向Preventingrejection供者的选择红细胞血型检查受者血清中细胞毒性预存HLA抗体测定HLA分型交叉配型次要组织相容性抗原型别鉴定Preventingrejection供者的选择红细胞血型移植的成败主要取决于供受者之间的组织相容性HLA匹配程度是决定供受者之间组织相容性的关键因素。HLA-DR对移植排斥最为重要，其次是HLA-B和HLA-A。移植的成败主要取决于供受者之间的组织相容性HLA匹配程度是决62%47%45%40%33%62%47%45%40%33%移植排斥反应的防治正确合理配型，选择理想供者（一）ABO血型相容试验（二）淋巴细胞毒交叉试验检测预存抗HLA抗体补体依赖细胞毒试验（CDC）：受者血清+供者淋巴细胞+补体（三）HLA分型（四）交叉配型（混合淋巴细胞反应）（五）次要组织相容性抗原型别鉴定移植排斥反应的防治正确合理配型，选择理想供者交叉匹配(crossmatching)

将供者和受者淋巴细胞互为反应细胞，即做两组混合淋巴细胞反应，两组中任一组反应过强，均提示供者选择不当。交叉匹配(crossmatching)将移植物和受者的预处理（一）移植物的预处理

尽可能清除移植物中的过路细胞，可减轻或防止HVGR的发生。骨髓移植时清除T细胞可预防GVHR的发生，但GVLR也随之消失。（二）受者的预处理

为逾越ABO血型障碍，进行实质脏器移植，术前可输注供者特异性的血小板、血浆置换去除天然抗A和抗B抗体、脾切除、免疫抑制疗法等。移植物和受者的预处理（一）移植物的预处理Preventingrejection移植物和受者的预处理DepletionofTcellsPreventingrejection移植物和受者的预处理Preventingrejection抑制受者的免疫应答免疫抑制剂清除预存抗体其他免疫抑制方法Preventingrejection抑制受者的免疫应答免免疫抑制剂免疫抑制剂(一)免疫抑制药物环孢酶素A(cyclosporineA,CsA)是真菌产生的环状11肽，可与亲环素(cyclophilin)结合，复合物结合calcineurin并抑制其诱导核因子NFAT活化的作用，使受NFAT调节的基因(IL-2、MHC基因等)表达受抑。IL-2和其它细胞因子的缺乏影响T细胞的活化和扩增，进而影响B细胞的活化，于是抑制了免疫应答。CsA有肾毒性。

FK-506是真菌产生的大环内脂物，与FK-506结合蛋白(FKBP)结合后也能结合和抑制calcineurin诱导核因子NFAT活化的作用，其抑制效应强于CsA。FK-506有亲肝性，能促进肝再生和修复，肝移植时应用最佳。高剂量FK-506有肾毒性。三、抑制受者的免疫功能(一)免疫抑制药物三、抑制受者的免疫功能雷帕霉素(Rapamycin)与FK-506竞争结合FKBP，该复合物并不结合calcineurin，而是结合其它靶分子，影响细胞周期相关蛋白和激酶，抑制T细胞和其它细胞的增殖。雷公藤提取物可抑制T细胞转化、IL-2分泌和IL-2受体表达，是较好的移植排斥抑制剂。其它常用的免疫抑制剂有皮质类固醇、硫唑嘌呤等。肾上腺糖皮质激素：抑制淋巴细胞、巨噬细胞及多形核白细胞，在急性排斥反应期，采用大剂量激素冲击治疗仍是首选的治疗措施。雷帕霉素(Rapamycin)与FK-506竞争结合FKBP第6讲-移植免疫课件移植后的免疫监测Preventingrejection淋巴细胞亚群百分比和功能测定免疫分子水平测定移植后的免疫监测Preventingrejection淋巴移植相关的免疫学问题诱导同种移植耐受骨髓移植中建立同种异基因嵌合体（建立同种异基因造血干细胞嵌合体、混合嵌合体）阻断针对移植物（或宿主）的特异性免疫应答阻断共刺激通路诱导同种异型反应性细胞失能（CTLA-4Ig融合蛋白、抗CD40L单抗）非特异性抑制炎症应答（IDO、HO）主动免疫诱导同种移植耐受借助树突状细胞诱导T细胞失能定向调控Th细胞分化阻断效应细胞迁移其他策略移植相关的免疫学问题诱导同种移植耐受骨髓移植中建立同种异基因微嵌合状态

1992年，Starzl报道，在某些肝肾移植长期存活的患者皮肤、淋巴结、胸腺等，发现存在供者来源的遗传物质或白细胞，取这些患者淋巴细胞与相应供者淋巴细胞在体外进行混合淋巴细胞培养，结果无反应，表明已对供肾者组织抗原产生耐受。这种嵌合只能通过PCR或其他高敏技术才能检测出，称为微嵌合状态（microchimerism）。微嵌合状态1992年，Starzl报道，在某诱导特异免疫耐受是理想措施完全嵌合体混合嵌合体微嵌合状态中枢嵌合体诱导移植耐受机制使供者与受者造血细胞共存于受者体内，经过胸腺和骨髓选择过程，共同组成受者免疫系统。诱导特异免疫耐受是理想措施完全嵌合体诱导特异免疫耐受是理想措施完全嵌合体混合嵌合体微嵌合状态中枢嵌合体诱导移植耐受机制使供者与受者造血细胞共存于受者体内，经过胸腺和骨髓选择过程，共同组成受者免疫系统。诱导特异免疫耐受是理想措施完全嵌合体生物免疫抑制剂1）多克隆抗淋巴细胞抗体2）单克隆抗淋巴细胞抗体

CD3McAb:①补体依赖细胞毒作用

②受体的封阻：MHC分子-抗原多肽与TCRCD4McAb:①影响T细胞发育②阻碍CD4分子识别MHC-Ⅱ类分子③补体依赖的细胞毒作用生物免疫抑制剂1）多克隆抗淋巴细胞抗体Atissuegraftgiventogetherwithanti-CD4antibodycaninducespecifictoleranceAtissuegraftgiventogetherCD25McAb

CD25即IL-2R链，活化T细胞表达。D25McAb可阻断IL-2与IL-2R的结合，能抑制T细胞活化和增殖。CD8McAb

直接杀伤Tc细胞或干扰T细胞活化TNFMcAb

通过与TNF特异性结合而阻断TNF抗黏附分子McAb

抗LFA-1、抗ICAM-1和抗VCAM-1等CD25McAb射线照射

1）受者淋巴组织照射局限于脾脏、胸腺和颈、腋下、纵隔、主动脉旁、髂窝部及腹股沟部的淋巴结。

2）移植物照射抗体的清除

1．血浆置换

2．非特异性Ig的清除：葡萄球菌A蛋白(SPA)3．供者特异性Ig的清除：器官灌注法射线照射诱导免疫耐受（一）输入供者血或骨髓

（1）提供可溶性MHCⅠ类分子（2）形成嵌合体（chimera）（3）激活Th2细胞、抑制Th1细胞（4）Veto细胞作用（二）输入不成熟的DC或经基因修饰的DC

DC体外加TGF-培养将致耐分子(TGF-)的基因导入DC诱导免疫耐受（一）输入供者血或骨髓Gene-modifiedDCandImmuneToleranceImmatureDCAgLPSIL-1TNFIFN-IL-10,TGFPositivesignalsNegativesignalsActivatedTcellAnergicTcellimmatureMatureandactivationImmuneresponseImmunetoleranceCostimulatorsandreceptorssIL-1RsTNFR-IL-12p40RCAS1IL-12AdsTNFRAdsIL-1RAdIL-12p40AdRCAS1Gene-modifiedDCandImmuneTo输血诱导耐受的机制：促进Th2细胞的活化，抑制Th1细胞的功能诱导抗供者组织抗原特异性封闭抗体诱导抗同种抗原特异性TCR的独特型抗体诱导受者GVHR样反应，杀伤受者同种反应性T细胞输血诱导耐受的机制：促进Th2细胞的活化，抑制Th1细胞的功（三）阻断或拮抗趋化因子及其受体（四）阻断协同刺激信号

B7-CD28：CD28McAbCTLA4-Ig:CTLA4胞外区+IgG1恒定区

CTLA4在活化T细胞表达，虽表达量小，但与B7的亲和力是CD28的20倍。

CTLA4-Ig竟争性抑制CD28与B7分子的结合。使T细胞无能应答甚至凋亡；间接抑制T细胞依赖的抗体反应。

第6讲-移植免疫课件阻断共刺激信号途径

阻断T细胞活化的共刺激信号途径，可诱导T细胞对同种异型抗原的免疫无应答状态。阻断共刺激信号途径阻断T细胞活化的共刺激ForexampleForexampleTreg的免疫抑制机制分泌细胞因子IL-10、TGF-β等细胞间直接接触抑制竞争抑制（APC、IL-2）策略：体外诱导Treg增殖活化后回输，或在体内诱导Treg扩增Treg的免疫抑制机制分泌细胞因子IL-10、TGF-β等XenotransplantationXenotransplantationAnimalorgansforhumantransplantse.g.,pig,baboonWouldreduceproblemoflimitedorgansupplyMajorproblemishyperacuterejectionAbmostlyagainstcarbohydratesonpigendotheliumCross-reactingAbagainstgutbacteriaCell-surfacecomplementinhibitorsdon’tprotectagainsthumancomplementGeneticengineeringsolution“knockoutpigs”lackingkeyAggenesAddgenesforhumancomplementinhibitorsXenotransplantationAnimalorgansforhumantransp“基因工程猪”的制备受精卵DNAExpressionhumanCD46,CD55,andCD59,etal.Knockouta-1,3GalactosidasetransferaseXenotransplantation“基因工程猪”的制备受精卵DNAExpressionhumMaternal-fetaltolerance胎盘的解剖学屏蔽作用胎盘的主动屏蔽机制补体激活受阻母胎界面细胞因子的分泌格局胎盘的屏蔽作用胎盘局部的免疫抑制状态Maternal-fetaltolerance胎盘的解剖ThankYou!ThankYouTransplantationImmunologyTransplantationImmunology移植免疫的概念细胞移植、组织移植或器官移植(transplantation)：

用正常的细胞、组织或器官来置换或取代已失去功能、有病变或缺损的相应细胞、组织、器官，以维持和重建机体的生理功能的医学治疗技术称为细胞移植、组织移植或器官移植。

移植物

graft

供者donor

受者或宿主recipienthost移植免疫(transplantationimmunity):

是研究受者接受同种或异种移植物后产生的免疫应答和由此引起的移植排斥反应(transplantationrejection)的机理，以及减轻移植排斥反应、延长移植物存活时间的方法。移植免疫的概念细胞移植、组织移植或器官移植(transpla公元4世纪罗马教堂Longlongago…公元4世纪罗马教堂Longlongago…1905、法国卡雷尔发展了血管缝合技术1954、美国约瑟夫默雷成功实行同卵双生姐妹的肾移植1959、他和法国医生汉波格完成异卵双生子间的肾移植手术1962、默雷用尸体神经与同种异体移植获得成功1963、美国托马斯斯塔泽尔进行首例肝移植

1963、美国哈迪进行首例肺移植。1980年以后肺移植有突破性的成功。1966、美国凯利医生进行首例胰腺移植1967、美国南开普顿大学医院巴那德医生实行首例心脏移植手术1974、美国唐纳。托马斯成功地进行了个体之间的骨髓细胞移植

1987、美国医学家成功的同时移植心脏和胰腺两个器官1940年，Medewar证实了同种异体移植排斥是一种免疫现象.1956年，美国的唐纳尔·托马斯做了第一例骨髓移植1905、法国卡雷尔发展了血管缝合技术1954、美国约瑟夫不v不

NobelPrize1912AlexisCarrelFrance(1873-1944)

"inrecognitionofhisworkonvascularsutureandthetransplantationofblood-vesselsandorgans"不v不NobelPrize19Milestone1956

firstsuccessful

bonemarrowtransplantation

NobelPrize1956MilestoneNobelPrize19

NobelPrize1960PeterBrianMedawarEngland(1915-1987)"fordiscoveryofacquiredimmunologicaltolerance"NobelPrize1960PeterBrNobelPrize1980“fortheirdiscoveriesconcerninggeneticallydeterminedstructuresonthecellsurface(MHC)thatregulateimmunologicalreactions”NobelPrize1980“forthTransplantationTransplantation移植分类自体移植（autologoustransplantation）同系移植（syngeneictransplantaion）遗传基因相同的个体间移植：同卵双生子、近交系动物同种异体或异基因移植（allogeneictransplantation）同种内不同遗传基因的个体间移植异种移植(xenogeneictransplantation）移植分类自体移植（autologoustransplantTransplantimmunity“laws”oftransplantation:AutogeneicgraftssurviveSyngeneicgraftssurviveAllogeneicgraftsarerejectedParent-to-F1graftssurviveF1-to-parentgraftsarerejectedXenogeneicgraftsarerejectedInanallogeneicgraft,donorandrecipientcellsshouldhaveverysimilartypesofsurfaceantigens.So,whyareallogeneicgraftsalwaysrejected?Transplantimmunity“laws”oft排斥反应的免疫学特征

(小鼠皮肤移植为例)初次排斥现象：致敏阶段约一周时间，反应阶段，二周左右坏死脱落；再次排斥现象：特异的免疫反应：再次移植第三者组织，表现为初次排斥现象，再次移植同一供者时，表现为加速排斥反应；回忆反应：第一次排斥后，间隔二个月或更长时间，再次移植时仍能对原供者的皮片发生加速排斥反应；排斥反应的免疫学特征

(小鼠皮肤移植为例)初次排斥现象：致敏AllogeneictransplantationrejectionGraftrejectionisanimmuneresponseAllogeneictransplantationrejAlloantigenMHCMHCallelesaremajortargetsofimmuneresponseRecipientTcellscross-reactwithdonorMHC(Ag)SelectedforbidingtoselfMHC+AgpeptideForeignMHCmay“look”likeself+AgAlloantigenMHCMHCallelesareTarget=MHCAlloantigenTarget=MHCAlloantigen同种异型抗原是激发移植排斥的主要因素主要组织相容性抗原（majorhistocompatibilityantigen）人：人类白细胞抗原(HLA)小鼠：H－2抗原编码基因：主要组织相容性复合体(MHC)次要组织相容性抗原

(minorhistocompatibilityantigen)

存在于组织细胞表面，可以是组织特异性或性别特异性，如小鼠的H－Y抗原同种异型抗原是激发移植排斥的主要因素主要组织相容性抗原Otherantigens:人类ABO血型抗原组织特异性抗原超急性移植排斥反应Alloantigen内皮细胞特异性抗原Otherantigens:人类ABO血型抗原组织特异性抗AlloantigenpresentationTransplantationAlloantigenpresentationTranspAlloantigenpresentationTwoTypesofAlloantigenPresentationDirect&IndirectAlloantigenpresentationTwoTyT细胞识别同种异型抗原的机制（一）直接识别

受者T细胞直接识别同种异体供者APC膜表面的MHC分子或抗原肽－MHC分子复合物，不必经过抗原加工和自身MHC提呈。是诱发移植早期急性排斥反应的主要因素。（二）间接识别

供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC加工处理，以供者抗原肽－受者MHCII类分子复合物的形式提呈给受者CD4＋T细胞。常引起较迟发生的排斥反应（如急性排斥反应的中晚期和慢性排斥反应）。T细胞识别同种异型抗原的机制（一）直接识别DirectpresentationofalloantigensFastandstrong供者APC将其表面的MHC分子或抗原肽-MHC分子复合物直接提呈给受者的同种反应性T细胞，供其识别并产生应答，而无需经受者APC处理。AlloantigenpresentationDirectpresentationofalloantMLRevidencefordirectpresentationRecipientlymphocytesCan’tproliferate+Compatibledonorlymphocytes+3HthymidineNoproliferationLowradioactivityincells+IncompatibleDonorlymphocytes+3HthymidineProliferationHighradioactivityincellsAlloantigenpresentationMLRevidencefordirectpresenTCR识别抗原肽和MHC分子的复合结构（pMHC）记忆T细胞可能是参与交叉反应的主要效应细胞MechanismfordirectpresentationAlloantigenpresentationTCR识别抗原肽和MHC分子的复合结构（pMHC）记忆T细速度快，无须抗原摄取、处理和加工强度大，对同种异体MHC抗原反应的T细胞克隆：约>1%

对普通抗原发生反应的克隆：1/万～1/百万直接识别在早期急性排斥反应中起重要作用。

Graft中APC数量有限，过路APC在进入受者血循环后初步消失，直接识别在急性排斥的中晚期或慢性排斥反应中无重要意义。直接识别导致的排斥反应特点：速度快，无须抗原摄取、处理和加工直接识别导致的排斥反应特点：直接识别的机制（未完全阐明）1.TCR对肽-MHC分子复合物的识别具有兼并性（degenerary）2.具有直接识别能力的受者T细胞并非一个独立的亚群，是受者体内与识别其他外源性抗原的T细胞存在交叉反应性（cross-reactivity）的T细胞3.抗原肽-供者MHC分子复合物可模拟外来抗原肽-受者MHC分子复合物直接识别的机制（未完全阐明）1.TCR对肽-MHC分子复合MechanismfordirectpresentationAlloantigenpresentationMechanismfordirectpresentat间接识别供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC摄取、加工处理，以供者抗原肽－受者MHCII类分子复合物的形式提呈给受者CD4＋T细胞。是移植排斥的重要机制，常引起较迟发生的排斥反应（如急性排斥反应的中晚期和慢性排斥反应）。在急性排斥反应的早期，直接识别和间接识别协同发挥作用。间接识别供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受者APC摄取、加Indirectpresentationofalloantigens受者APC加工和处理供者抗原，提呈给受者T细胞，使之活化AlloantigenpresentationIndirectpresentationofalloaTab.2-1同种异型MHC抗原2种识别的比较Tab.2-1同种异型MHC抗原2种识别的比较

同种移植排斥反应的效应机制（一）细胞免疫效应CD8+T细胞的细胞毒作用

1）穿孔素/颗粒酶途径

2）Fas途径CD4+T细胞

1）分泌细胞因子：IFN-、IL-2、趋化因子

2）CTL同种移植排斥反应的效应机制（一）细胞免疫效应DirectandindirectallorecognitionAllorecognitionandeffectmechanism效应机制DirectandindirectallorecognEffectMechanismCellularImmunity——AgainstgraftTcellactivationEffectMechanismCellularImmunHumoralImmunity——AgainstgraftEffectMechanismB细胞激活，分化，浆细胞，分泌特异性抗体调理作用、免疫黏附、ACDD、CDCNOTE：抗体在急性排斥反应中不起重要作用HumoralImmunity——Againstgraf（三）NK细胞参与的排斥效应受者NK细胞的AKR(杀伤细胞激活受体）识别移植物表面的同种异型MHCI类分子，对移植物进行排斥。（四）细胞因子参与的排斥效应IL-2：激活同种反应性T细胞IFN-：促进MHC表达、增强APC活性、激活

NK和M。TNF-:由活化的M分泌，是导致移植物损害的重要介质。趋化因子：趋化特定的T细胞，使之聚集于移植物。（三）NK细胞参与的排斥效应非特异性效应机制同种器官移植机械性损伤、缺血、缺氧、再灌注损伤炎性“瀑布式”反应（炎症细胞活化）树突状细胞成熟启动同种特异性排斥反应移植物组织细胞炎症、损伤和死亡非特异性效应分子释放：炎性细胞因子释放；体液中异常激活的级联反应系统（补体、凝血系统等）EffectMechanism非特异性效应机制同种器官移植机械性损伤、缺血、炎性“瀑布式”TypesofrejectionTypesofrejectionTypesofrejectionHostversusGraftReactionHVGRTypesofrejectionHostversus临床排斥反应综合征慢性排斥反应急性排斥反应超急性排斥反应血管吻合接通后24小时移植器官功能迅速衰竭唯一治疗措施是再移植移植后4天至2周突然发生寒战、高热，移植物肿大引起局部胀痛移植术后数月至数年免疫抑制药物治疗常难凑效临床排斥反应综合征慢性排斥反应急性排斥反应超急性排斥反应移植排斥的类型及特点(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)1.超急性排斥反应(hyperacuterejection)

由IgM或IgG介导的II型超敏反应

24小时内发生，由宿主体内预存的抗移植物抗体或坏死组织可非特异性激活补体引起。预存抗体的来源①ABO血型不合；②多次输血或血液透析、多次妊娠、再次移植，近期感染等;③移植器官缺血时间过长或灌流不彻底移植后2～3天发生的排斥反应称为加速排斥反应(acceleratedrejection)。可能是由预存的低水平抗体(淋巴细胞细胞毒实验未能检出)介导或预存的致敏淋巴细胞介导。移植排斥的类型及特点(一)宿主抗移植物反应(hostve(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)

2.急性排斥反应(acuterejection)

CD4+Th1细胞介导的迟发性超敏反应是造成移植物损伤的主要机制。是最常见的排斥反应，移植后数日到数月发生。一般在移植后数天～2周左右出现，80％～90％发生于一个月内。早期是细胞免疫，后期体液免疫参与。很难避免，但及时采取有效的治疗措施可缓解排斥反应、恢复移植器官的功能。

机制：

①T细胞介导的迟发型超敏反应是主要的损伤机制：T、M浸润、实质细胞坏死②CTL对表达同种异型抗原的移植物的杀伤作用③巨噬细胞和NK细胞的作用④抗体+抗原(HLA)+补体：血管炎、血管坏死。(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftHyperacuterejectionHVGRWithinminutesoftransplantationResultsfromrecipient’spre-existing,circulatingAbAbbindsdonorAgintransplantedtissuebloodvesselsClottingandcomplementmechanismsactivatedDeathoftransplantedtissueduetolackofoxygenHyperacuterejectionHVGRWithinAcuterejectionWithindaysoftransplantationCMIresponsetodonorMHC(CTLsattackdonortissue)AbresponsealsocontributesHVGRAcuterejectionWithindaysofNormalGlomerulus肾移植物中的急性排斥反应ImmunoflourescenceofAbsHENormalGlomerulus肾移植物中的急性排斥反应IAnti-CD3PeroxidesStainofTcellsinMyocardium心脏移植物中的急性排斥反应Anti-CD3PeroxidesStainof心脏3.慢性排斥反应(chronicrejection)

移植后数月至数年发生，移植物发生不可逆的纤维化和组织结构破坏，造成器官组织结构的破坏和功能丧失。该型反应可发生在急性排斥反应后，有些则无急性排斥反应史。血管腔消失和间质纤维化是慢性排斥的特征。机制：①体液免疫：Ab＋内皮细胞Ag→激活补体→血管内皮细胞损伤→胶原暴露→血小板聚集活化→释放PDGF、血栓素A2→血栓形成，缺血坏死②细胞免疫：T细胞直接杀伤；T细胞、M等分泌多种CKs→血管平滑肌增生，管腔闭塞，功能丧失(一)宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)

3.慢性排斥反应(chronicrejection)ChronicrejectionMonthstoyearsaftertransplantationSlow,progressivelossoffunctionProliferationoffibroblastsandvascularcellsProbablyduetocytokinessecretedbyalloreactiveTcellsChronicallograftdysfunction,CADHVGRChronicrejectionMonthstoyearenalarteryinterstitialfibrosis

chronicinflammation肾移植物中的慢性排斥反应renalarteryinterstitialfibroSummarySectionIIHVGRSummarySectionIITypesofrejectionGraftversusHostReactionGVHRTypesofrejectionGraftversus移植排斥的类型及特点(二)移植物抗宿主反应(graftversushostreaction,GVHR)GVHR是移植物中的淋巴细胞针对宿主组织器官的免疫应答。在宿主免疫功能低下时，移植骨髓、胸腺或其它淋巴组织后，由于MHC的差异引起GVHR。移植物抗宿主病（GVHD）：由GVHR所引起的受者的全身性疾病。主要见于骨髓移植，小肠移植、脾移植以及输血等。异基因骨髓移植GVHD发生率高达40%~60%。急性GVHD在移植后3～4周发生，常死于严重深部真菌感染。慢性GVHD常发生在移植后3个月后，也可在6～12个月发生，患者有或无急性GVHD史，表现为硬皮样病变、慢性肝病和干燥综合征等。移植排斥的类型及特点(二)移植物抗宿主反应(graftveGraftversushostdisease

Graftversushostdisease

移植排斥的类型及特点（一）GVHD发生条件

(1)HLA不符;(2)移植物中有足够数量的免疫细胞;(3)受者免疫抑制或免疫缺陷。（二）GVHD发生机制

CD4+T细胞是关键，CD8+T细胞促进。（三）移植物抗白血病反应（graftversusleukemiareaction,GVLR）

白血病患者接受骨髓移植治疗后，骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击，有利于防止白血病复发。移植排斥的类型及特点（一）GVHD发生条件OverviewofGVHDGVHROverviewofGVHDGVHRGVLR骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击，从而防止白血病复发。

GVHRGVLR骨髓移植物中的供者免疫细胞向残留的白血病细胞发动攻击GVHRDLI（输注供者淋巴细胞）诱导GVLR的机制：受者体内出现特异性识别白血病细胞的供者T细胞克隆DLI诱导调节性T细胞，抑制GVHD发生激活的供者淋巴细胞产生某些细胞因子，诱导白血病细胞高表达Fas抗原GVHRDLI（输注供者淋巴细胞）诱导GVLR的机制：受者体排斥反应的特殊情况免疫赦免区缺少血管和淋巴管，淋巴细胞不能接触移植物抗原存在特殊的屏障免疫原性弱赦免区组织细胞高表达FasL排斥反应的特殊情况免疫赦免区缺少血管和淋巴管，淋巴细胞不能接双向移植排斥的共存传统的观念单向

不经任何免疫抑制处理，将立即发生HVGR，导致移植器官被排斥；而经免疫抑制处理，植入的异体组织器官又含有大量免疫活性细胞的情况下，则引起GVHD。近年的观念双向

在持续应用强效免疫抑制药的条件下，受者免疫系统无力排斥移植物，也不能完全消灭移植物移出的过路细胞，HVGR被抑制。移植物中过路细胞也不能产生强烈的GVHR。因此，HVGR和GVHR在受者体内是同时存在的，通过二者相互作用，做种达到一种无反应的平衡或共存状态，形成供、受者白细胞共存的微嵌合体，导致对移植物的耐受。双向移植排斥的共存传统的观念单向Preventingrejection供者的选择红细胞血型检查受者血清中细胞毒性预存HLA抗体测定HLA分型交叉配型次要组织相容性抗原型别鉴定Preventingrejection供者的选择红细胞血型移植的成败主要取决于供受者之间的组织相容性HLA匹配程度是决定供受者之间组织相容性的关键因素。HLA-DR对移植排斥最为重要，其次是HLA-B和HLA-A。移植的成败主要取决于供受者之间的组织相容性HLA匹配程度是决62%47%45%40%33%62%47%45%40%33%移植排斥反应的防治正确合理配型，选择理想供者（一）ABO血型相容试验（二）淋巴细胞毒交叉试验检测预存抗HLA抗体补体依赖细胞毒试验（CDC）：受者血清+供者淋巴细胞+补体（三）HLA分型（四）交叉配型（混合淋巴细胞反应）（五）次要组织相容性抗原型别鉴定移植排斥反应的防治正确合理配型，选择理想供者交叉匹配(crossmatching)

将供者和受者淋巴细胞互为反应细胞，即做两组混合淋巴细胞反应，两组中任一组反应过强，均提示供者选择不当。交叉匹配(crossmatching)将移植物和受者的预处理（一）移植物的预处理

尽可能清除移植物中的过路细胞，可减轻或防止HVGR的发生。骨髓移植时清除T细胞可预防GVHR的发生，但GVLR也随之消失。（二）受者的预处理

为逾越ABO血型障碍，进行实质脏器移植，术前可输注供者特异性的血小板、血浆置换去除天然抗A和抗B抗体、脾切除、免疫抑制疗法等。移植物和受者的预处理（一）移植物的预处理Preventingrejection移植物和受者的预处理DepletionofTcellsPreventingrejection移植物和受者的预处理Preventingrejection抑制受者的免疫应答免疫抑制剂清除预存抗体其他免疫抑制方法Preventingrejection抑制受者的免疫应答免免疫抑制剂免疫抑制剂(一)免疫抑制药物环孢酶素A(cyclosporineA,CsA)是真菌产生的环状11肽，可与亲环素(cyclophilin)结合，复合物结合calcineurin并抑制其诱导核因子NFAT活化的作用，使受NFAT调节的基因(IL-2、MHC基因等)表达受抑。IL-2和其它细胞因子的缺乏影响T细胞的活化和扩增，进而影响B细胞的活化，于是抑制了免疫应答。CsA有肾毒性。

FK-506是真菌产生的大环内脂物，与FK-506结合蛋白(FKBP)结合后也能结合和抑制calcineurin诱导核因子NFAT活化的作用，其抑制效应强于CsA。FK-506有亲肝性，能促进肝再生和修复，肝移植时应用最佳。高剂量FK-506有肾毒性。三、抑制受者的免疫功能(一)免疫抑制药物三、抑制受者的免疫功能雷帕霉素(Rapamycin)与FK-506竞争结合FKBP，该复合物并不结合calcineurin，而是结合其它靶分子，影响细胞周期相关蛋白和激酶，抑制T细胞和其它细胞的增殖。雷公藤提取物可抑制T细胞转化、IL-2分泌和IL-2受体表达，是较好的移植排斥抑制剂。其它常用的免疫抑制剂有皮质类固醇、硫唑嘌呤等。肾上腺糖皮质激素：抑制淋巴细胞、巨噬细胞及多形核白细胞，在急性排斥反应期，采用大剂量激素冲击治疗仍是首选的治疗措施。雷帕霉素(Rapamyc