NKT细胞亚群研究进展及其在移植免疫中的作用



·综述·

NKT细胞亚群研究进展及其在移植免疫中的作用

师煜博 综述,黄建敏 审校

(广西医科大学第一附属医院，广西南宁 530021)

关键词:NKT细胞；CD1d；移植免疫

自然杀伤T细胞(NKT细胞)是一类共表达NK细胞受体及恒定T细胞受体(TCR)的特殊细胞亚群[1]，既不同于T、B淋巴细胞，亦区别于自然杀伤(NK)细胞，该TCR与高度偏向的Vs链(主要为Vβ8.2)相关，由Vα14和Jα281基因节段所编码[2]。TCRVα24片段通常和Vβ11片段相结合，NKT细胞活化后能迅速分泌大量白细胞介素4(IL-4)等细胞因子促进Th2型应答，NKT细胞可识别CD1d提呈的糖脂类抗原，且具CD1d识别限制的特殊性质[3]。因此，NKT细胞作为先天免疫性淋巴细胞，在移植免疫和机体免疫调节研究中发挥重要作用。本文对NKT细胞亚群在移植免疫研究做一综述。

1NKT细胞亚群分类

NKT细胞为特殊的一类T淋巴细胞，属非均一高度保守的T细胞亚群，为CD4+或CD4-CD8-双阴性(DN)表型及部分CD4-CD8+表型，表达NK细胞表面标记分子如：NK1.1/NKR-P1A (人类为CD161)、白细胞介素2受体(IL-2R)β链(CD122)，不完全恒定的TCR，Ly-49受体家族、CD3、CD5、CD161、Thy1，以及记忆/活化表型分子标记如：CD44high、D69high及Ly6Chigh。 TCR中分别编码鼠类非可变的重组α-为Vα14-Jα281片段与人类同源性的为Vα24片段，及一定数目的β-(小鼠主要为Vβ8，人类为Vβ11)[4]。多数NKT细胞具有高度偏移性及保守TCR所有组成成分[5]，这群细胞常被称之为恒定NKT细胞(iNKT细胞)[6]。iNKT细胞可通过调节达到维持有效的宿主防御，同时预防不可控的外界因素刺激与潜在的自身免疫性疾病[7]。研究表明，iNKT可有效激活一些免疫细胞，如树突状细胞(DC细胞)、NK细胞与T细胞。予以高亲和力CD1d的配体α-乳糖酰基鞘氨醇(α-GalCer)，可致iNKT短暂的激活作用，之后，则出现长期无反应性却限制其治疗效应。虽然无法直接证实iNKT如传统的调节T细胞[CD4+CD25+FoxP3+T细胞或分泌白细胞介素10(IL-10)的Tr1细胞]，可在体外实验中直接抑制T细胞，但在诱导的前房相关免疫偏离(ACAID)与在眼内注射抗原所致的外周耐受免疫模型中，仅iNKT可递呈抗原并引起免疫应答。实际上，CD1d或Vα14 NKT细胞缺陷无法形成系统性耐受[8]，而Kathrin等[9]的实验证明，当以α-GalCer载入可溶性CD1d重组体分子α-GalCer/sCD1d中，并反复予以α-GalCer/sCD1d，成熟小鼠可通过分泌干扰素γ(IFN-γ)激活DC细胞，同时亦可持久性激活iNKT和NK细胞，其激活作用是一致的。

2NKT细胞发育和分化

Lehuen等[10]的研究表明，NKT细胞在胸腺内外发育。胸腺内，其发育过程与T细胞极为相似，在CD4+CD8+双阳性(DP)选择阶段中，NKT细胞从T细胞系分化发育的主流过程中分化出来[10]，富集Vα14和Vβ8TCR。CD11b-DC参与NKT细胞在胸腺和胸腺外器官中的DP表型形成过程。NKT细胞源自胸腺细胞的组成部分，随机产生活性CD1d的TCR，经典TCR由Vα14-Jα18与Vβ8.2、Vβ7或Vβ2所组成。当上述细胞与其他胸腺细胞(该细胞型在胸腺内细胞选择中起重要作用)所表达的CD1d分子接触后，将分化为NKT细胞系[11]。在选择NKT细胞时，可明确与其他T细胞类型相区别，因其表达NK细胞的受体，为活化/记忆表型，及具有与TCR信号接触后迅速释放高水平细胞因子的能力[2]。NKT细胞个体差异较大，当机体中其数量较少则导致多种免疫缺陷疾病。据NKT细胞发育是否依赖CD1d，将其分为CD1d依赖性和CD1d非依赖性NKT 细胞。大多数CD4+NKT细胞和CD4-CD8-NKT细胞发育均依赖CD1d，而CD8+NKT细胞属CD1d非依赖性的。

3NKT细胞生物学活性特点及其活化

NKT细胞识别抗原的显著特征为CD1d限制性。NKT细胞的抗原识别与常规的T细胞和NK细胞不同，传统的CD8+T细胞识别由经典的Ⅰ类主要组织相容性复合物(MHC-Ⅰ)提呈的肽类抗原,NK细胞主要识别自身细胞表面缺少或改变的MHC-Ⅰ抗原的细胞,NKT细胞识别与MHC-Ⅰ类似的由CD1d分子提呈的特异糖脂类抗原[12]。研究发现CD1d基因缺陷可抑制小鼠Vα14 NKT细胞的发育，在阳性选择中，CD1d分子在表达Vα14的不成熟NKT细胞生长发育起重要作用。Vα14y/β8.2转基因受体表达地重组活化基因-1缺陷小鼠(该基因缺陷小鼠体内虽其他淋巴细胞数量有不同程度缺失)，可使Vα14 NKT发育。各研究表明，Vα14y/β8.2并非常规T细胞的受体而是NKT细胞抗原受体。在啮齿类动物体内，可由非经典的MHC-Ⅰ类分子CD1d分子递呈糖脂类抗原如：α-GalCer及糖基磷脂酰肌醇-锚蛋白。现已明确一些内源性和外源性糖脂可激活NKT细胞[13]。α-GalCer是一种人工合成的糖脂抗原，NKT细胞可识别细胞类脂质或纯化磷脂且与α-GalCer相区别。初期研究仅发现NKT细胞识别由CD1d分子提呈的α-GalCer。该分子中半乳糖和鞘氨醇上的羟基为NKT细胞TCR特异性识别部位，可激活NKT细胞，但α-GalCer并不激活其他淋巴细胞。研究发现NKT不仅在自身免疫性疾病起调控作用，且通过大量生产IL-4与IFN- 等细胞因子，在Th1或Th2类型转变中扮演重要角色[14]。α-carba-GalCer可促进其产生Th1型的细胞因子[15]。NKT细胞既产生Th1细胞分泌的细胞因子IL-2和IFN-γ，Th2细胞分泌的IL-4和IL-10，同时产生CD8+T细胞分泌的如穿孔素、颗粒酶等细胞因子以诱导细胞凋亡[16]。Vα14 NKT细胞另一作用是参与白细胞介素12(IL-12)介导的肿瘤杀伤效应[17]。NKT细胞在多种免疫反应过程中起调节作用，NKT细胞的主要免疫激活功能依赖α-GalCer的刺激，仅少数研究报道α-GalCer的刺激为免疫抑制效应。NKT细胞易利用同源糖脂类抗原进行免疫调节，如海洋源性的海绵鞘糖脂α-GalCer。该特性可用于癌症防治、感染或自身免疫性疾病的干预[4]。

4NKT细胞在移植中的作用

4.1NKT细胞与ACAID及免疫耐受关系Koh-Hei等[18]研究显示，CD1d介导的NKT细胞免疫调节是诱导ACAID系统性耐受的必需条件。角膜移植是最早、最成功的实体组织移植。角膜为免疫特惠组织可避免免疫排斥反应所造成的破坏，故角膜移植有较高存活率。虽角膜植入免疫特惠区，但该区并非是被动免疫而是一动态环境，并非所有人类或动物的原位角膜移植物植入后均可形成免疫特惠区[19]。免疫排斥仍为临床中的难题，约10%患者因角膜移植物失功导致失明。ACAID的特征：同种异体组织植入眼前房后，表现为特异性同基因系统的迟发型超敏反应(DTH)的抑制和免疫球蛋白结合补体的能力丧失。ACAID形成外周耐受的系统性机理为：骨髓来源的抗原呈递细胞俘获前房中的抗原后，将信号通过血液传递到脾，诱导脾中产生抗原特异性的Tr细胞，抑制DTH发生，维持前房免疫特惠区的活化。长期角膜移植术后，受体下调针对供体异体基因的DTH，提示产生ACAID表现为DTH丧失。相反，若受体行角膜移植手术后，发展至DTH则将排斥角膜移植物。因前房之前壁行原位角膜移植后，移植物上皮细胞表达组织相容性抗原时，免疫特惠区诱导发生ACAID，提示当发生ACAID时，可诱导受者脾源性的抗原特异性Tr细胞，延长远期的移植物存活。CD1d限制性CD4+Vα14+和DN NKT细胞可诱导Tr细胞形成[20]。目前报道NKT细胞在ACAID的抗原特异性Tr细胞发育中处于中心地位。Vα14-Jα281片段主要表达于鼠类的NKT细胞亚群表面，非其他常规的T细胞。Koh-Hei等[18]研究还发现，缺乏NKT细胞的小鼠前房接种抗原后，不能诱导ACAID和Tr细胞产生，若重新输入NKT细胞，则表现为ACAID 恢复，且发生ACAID的小鼠脾中NKT细胞明显增多。但缺乏NK细胞的小鼠前房接种抗原后表现出正常的ACAID，表明NKT 细胞而非NK细胞在ACAID的形成中发挥重要作用。研究表明，CD1d基因敲除小鼠的体内可检测到NKT选择性缺失的现象，表明在诱导免疫耐受时，NKT细胞需与CD1d分子相互作用。无论在体内或体外实验中，经封闭CD1d抗体处理后，均可导致抗原特异性调节NKT细胞发育受阻。

4.2NKT细胞在同种异体移植中的作用移植器官系统中，NKT细胞发挥较为重要的作用。Oh等[21]在NKT细胞缺乏的B6CD1d-/-小鼠模型中，行同种异体皮肤移植，H-Y不匹配的皮肤移植物较早被排斥，移植物的存活时间明显短于野生型B6小鼠，但过继输注同系基因型小鼠的肝或脾NKT细胞后，移植物存活时间近似野生型B6小鼠。该模型中，CD1d依赖性的NKT细胞的直接作用为增多CD1d表达，以达到所需的对抗免疫排斥的调节能力；移植前后予以野生型B6小鼠α-GalCer处理，实验组中移植物存活时间较对照组(未予以α-GalCer处理)有所延长，但α-GalCer对B6CD1d-/-小鼠受体的移植物存活时间近似无效应。故NKT细胞因抗原性强度差别而产生不同的调节能力。以过继输注或NKT细胞过表达的处理可改善非肥胖糖尿病小鼠的糖尿病症状。此外，Werner等[22]的相关研究表明，加以抗CD4单克隆抗体处理后，可达到诱导异基因胰岛细胞移植的特异性的抗原耐受；而行异种胰岛移植后，以NKT细胞及CD4封闭抗体干预，可促进异种胰岛移植物的植入和维持耐受状态；在BN-LEW的大鼠原位肝移植中，供者来源的NKT细胞可能通过分泌IL-10和肿瘤坏死因子β(TGF-β)，诱导Th2型免疫反应，从而介导移植肝耐受。心脏移植术后的小鼠体内，NKT细胞可产生高水平的IL-10，以过继输注实验亦证明该方法可维持耐受状态。抗IL-10单抗可缩短野生型B6小鼠受体移植物的存活时间，表明免疫耐受的形成与NKT细胞及其产生的IL-10促进Th2细胞分化，抑制Th1细胞增殖及应答相关。NKT、DC和CD4+T细胞之间免疫调节的相互作用具有IL-10依赖性，甚至在缺乏人工合成糖脂等外界人为刺激时，对于维持耐受状态都是不可或缺。NKT细胞在移植免疫中通过分泌Th2型细胞因子以及对DC细胞的细胞毒作用，抑制移植物抗宿主反应的发生，以及降低免疫排斥反应[23]。然而，NKT细胞的免疫抑制功能目前尚未明确。以小鼠心脏移植模型研究Vα14 NKT细胞在异基因免疫排斥中的作用，发现Vα14 NKT细胞在诱导心脏移植耐受中起重要作用，即阻断淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1/ICAM-1)或CD28/B7等一些T细胞共刺激通路间的相互作用[24]。该研究可解释Vα14 NKT细胞诱导免疫耐受的特定机制。Shinichiro等[25]通过重复使用α-GalCer刺激后的外周血单核细胞治疗非小细胞肺癌患者，取得了一定的临床效果。

5小结

综上所述，NKT细胞作为一类新发现的免疫细胞，在机体免疫反应中起重要作用。临床研究发现NKT细胞参与了对部分疾病的调节作用，尤其是参与器官移植的抗排斥反应调节，通过CD1d介导的NKT细胞诱导抗原特异性免疫耐，若明确其机制之后予以特异靶向性药物治疗，将可延长移植器官存活时间。这为基础研究及临床治疗提供了广阔的前景。

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(收稿日期：2015-11-26)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.06.022

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)06-0771-03

作者简介：师煜博，女，医师，主要从事临床医学研究。