自然杀伤细胞、自然杀伤T细胞及其在移植免疫中双重作用的研究进展

黄莹，孙煦勇广西医科大学第二附属医院，南宁530022

目前，器官移植技术与细胞移植技术已挽救众多患者的生命，但移植术后部分患者发生的移植物免疫排斥反应会大大影响其生活质量及移植物的存活时间，甚者会导致移植手术失败，继而缩短受者生存时间。移植免疫过程十分复杂，该过程中免疫排斥与免疫耐受的对立统一是保证移植效果的关键。目前从免疫细胞，尤其是从自然杀伤细胞(NK细胞)及自然杀伤T细胞(NKT细胞)角度调控移植物抗宿主病(GVHD)的病理过程已成为研究的热点。NK细胞及NKT细胞既可抑制移植物免疫排斥的发生，又可促进移植物免疫耐受的建立。本文对NK细胞、NKT细胞及其在移植免疫中的双重作用进行综述。

1 移植免疫学

移植免疫学是临床器官移植的基础。移植免疫是在器官移植中，受者接受供者的移植物后，受者的免疫系统与供者的移植物相互作用而发生的免疫应答。细胞免疫应答的中心环节是T细胞的活化。T细胞通过其受体识别主要组织相容性复合体表达的抗原递呈细胞(APC)所递呈的抗原后，获取T细胞活化所需的抗原特异性信号，然后再获得其与APC表达的膜分子相互作用后产生的非抗原特异性的共刺激信号，才能有效活化，继而增殖和分化成为有功能的效应T细胞。效应T细胞不断外扩，游走至移植物中，由此产生免疫排斥或免疫耐受效应[1]。移植物免疫排斥效应即移植术后受者免疫系统将移植物识别为“异己”，或者供者免疫细胞将宿主识别“异己”，继而诱导免疫应答，造成细胞攻击、破坏与清除靶细胞等免疫反应，导致受者出现多器官损伤，其发生、发展过程涉及大量免疫活性细胞、炎性因子及细胞因子[2，3]。移植物免疫耐受反应，即受者免疫系统对移植物不发生免疫应答效应，但同时保持着对其他抗原免疫应答正常作用，具有免疫特异性，与免疫缺陷或药物所引发的免疫系统普遍抑制作用比较，具有显而易见的优势，可有效避免长期使用免疫抑制剂所带来的不良反应，维持移植物在受者体内正常存活[4]。维持抑制自身免疫反应及诱导免疫耐受的平衡仍是移植免疫学的重点研究方向。

2 NK细胞及其在移植免疫中的双重作用

2.1 NK细胞概述 NK细胞是天然免疫系统的主要效应细胞，也是最早发现的固有淋巴细胞，其生物学功能广泛，是机体防御系统的第一道防线。NK细胞通过整合复杂阳/阴性信号与靶细胞相互作用，包括抑制性主要组织相容性复合体Ⅰ类分子(MHCⅠ)和一系列活化配体。NK细胞应用一种镜像识别系统，与自身MHCⅠ类分子相互作用产生抑制信号；而对低表达或不表达MHCⅠ类分子具有监视作用[5]。在移植免疫领域，以往研究认为NK细胞不参与实体器官移植排斥反应，如NK细胞正常但缺乏T、B淋巴细胞小鼠进行皮肤移植手术后，未见移植物免疫排斥反应发生[6]。近年来，孙曙等[7]研究报道，NK细胞可促使移植物发生急慢性排斥反应，但同时也可诱导移植免疫耐受发生。这主要由NK细胞的复杂表型及功能多样性决定，也与其作用方式及所处环境密切相关。因此其对移植免疫的影响是双面的，既可促进免疫排斥，也可促进免疫耐受。

2.2 NK细胞在移植免疫中的双重作用

2.2.1 参与免疫排斥反应 对于异种移植，NK细胞是介导异种心脏移植排斥反应的主要效应细胞。Osto等[8]研究报道，心脏异体移植数月后的小鼠移植物组织中见到明显的细胞浸润，且以NK细胞为主，证实NK细胞能直接识别供体细胞上的活化受体及与受体不同的MHCⅠ类分子，继而诱导其活化，并大量增殖。Chen等[9]研究报道，对于C57BL/6×BALB/c杂交1代小鼠进行心脏移植手术，术后若清除T、B淋巴细胞，则不会发生急性排斥反应，但在移植后约50 d时，受体依然会产生心脏移植物血管病变，可能是由于供体内皮细表面缺少来源于BALB/c小鼠自身MHCⅠ类分子H-2d蛋白表达；且进一步检测发现，心脏移植物血管病变组织内膜、外膜存在大量的NK细胞，且此类细胞表面均表达活化标志物Ly49G2。提示受体的NK细胞与小鼠后期所产生的慢性排斥反应的发生有一定关系。

对于同种异体移植，NK细胞的移植免疫效应主要见于免疫缺陷小鼠移植模型。研究[10]报道，器官移植后，NK细胞会被诱导激活，参与移植物介导引发的急/慢性免疫排斥反应。研究报道，移植术1 d内，观察可发现移植物组织内伴有明显的NK细胞浸润，其可直接识别同种异体移植物抗原，参与移植物免疫排斥反应[11]；此外，NK细胞分泌的干扰素γ(IFN-γ)可诱导上调树突状细胞的主要组织相容性复合体Ⅱ类分子及刺激分子表达水平，促进树突状细胞成熟，还可促进辅助性T细胞1(Th1)细胞分化，也可通过非IFN-γ介导方式直接杀伤调节性T细胞，增强机体移植物免疫排斥反应[12]。

2.2.2 参与免疫耐受反应 NK细胞可通过调节T淋巴细胞与抗原递呈细胞相关功能，继而在参与移植物免疫排斥反应的过程中也参与继发、维持受体移植物免疫耐受反应的发生。NK细胞在白细胞介素15(IL-15)刺激后，会表现出与T、B淋巴细胞相似的记忆性特征，且具有潜在的介导免疫排斥反应的作用，还可抑制记忆性NK细胞分化。因此也有利于移植物免疫耐受反应的产生。研究[13]报道，小鼠在进行同种异体皮肤移植术后，经IL-15刺激，可检测出大量NK细胞，有效抑制部分CD8+T淋巴细胞增殖，干扰受体移植物免疫排斥反应的发生。

活化的NK细胞可分泌穿孔素抑制氧化、高温等应激状态下的自体T淋巴细胞生长，参与机体移植物免疫耐受反应；研究[14]报道，胰岛移植模型小鼠的NK细胞与CD154特异性抗体或淋巴细胞功能相关抗原可共同参与移植物免疫耐受的建立，其均依赖于受者MHCⅠ类分子的表达，其中由CD154特异性抗体所诱导的移植物免疫耐受具有穿孔素依赖效应，移植小鼠模型若缺乏穿孔素，则可以由NK细胞弥补，诱导移植物免疫耐受；移植模型小鼠的NK细胞所分泌的穿孔素可有效阻断CD4+、CD8+T淋巴细胞的信号转导，继而有效阻断其对供着移植物的免疫应答，抑制移植物免疫排斥反应。供体NK细胞经IL-2活化后，可明显抑制同种异体基因骨髓移植术小鼠模型术后急性GVHD的发生[15]。调节性T细胞可直接抑制NK细胞活性，而NK细胞可通过减弱APC及反应性T细胞活性，进而抑制调节性T细胞产生，诱导移植物免疫耐受的建立[16]。

3 NKT细胞及其在移植免疫中的双重作用

3.1 NKT细胞概述 NKT细胞是介于天然免疫与适应性免疫间的衔接者，属于免疫系统的关键调控细胞，近年来其在器官移植领域方面的研究日渐增多，已经成为备受关注的免疫调节细胞[17，18]。NKT细胞是一类区别于T、B淋巴细胞及NK细胞的特殊细胞亚群，其具有NK细胞及T细胞的特性，共表达NK细胞受体及T细胞受体。常规CD8+T细胞抗原识别由经典的MHCⅠ递呈的肽类抗原，NK细胞则主要识别自身细胞表面缺乏或异常改变的MHCⅠ抗原的细胞，而NKT细胞则主要识别与MHCⅠ类似的由CD1d分子递呈的特异性糖脂类抗原，具有明显的CD1d限制性。此外，NKT细胞活化后可分泌穿孔素、颗粒酶及大量特异性细胞因子，如IL-2、IFN-γ等Th1类分子，IL-4、IL-10等Th2类分子，在移植免疫、先天性免疫及获得性免疫中均具有重要的免疫调节作用[19]。

3.2 NKT细胞在移植免疫中的双重作用

3.2.1 参与免疫排斥反应 NKT细胞属于T淋巴细胞的特殊亚群，包括CD4+、CD4-CD8-及部分CD4-CD8+表型在胸腺内发育，且发育过程与T细胞极其相似。一些自身免疫疾病的发生、发展过程中伴有大量炎性细胞浸润，尤其是在早期炎症中，且浸润细胞中NK细胞及NKT细胞占有相当大的比例[20]。在抗原α-半乳糖酰基鞘氨醇、CD1d及T细胞表面抗原三者刺激下，NKT细胞分泌大量炎性细胞因子，并间接作用于NK细胞、B细胞等诱导免疫应答，从而影响整个免疫网络，导致受体产生移植物免疫排斥效应[21]。糖尿病小鼠或CD1d、NKT细胞缺失小鼠胰岛移植物移至肝脏后，不给予免疫抑制剂，而给予低剂量雷帕霉素治疗，肝内胰岛移植手术移植成功；但与此同时，野生型小鼠肝内胰岛移植手术移植失败[22]。移植术后约4个月，CD1d、NKT细胞缺失小鼠肝内移植物可发挥正常的胰岛功能。提示NKT细胞在小鼠肝胰岛移植免疫排斥反应中具有重要作用。

3.2.2 参与免疫耐受反应 以往人们将NKT细胞与NK细胞归为一类细胞，认为其与NK细胞、细胞毒T细胞在移植免疫中具有相似的免疫效应，可参与诱导、促进移植物免疫排斥反应的发生，并认为是移植物免疫排斥反应激活的主要效应细胞，但近年来研究[23，24]报道，NKT细胞在移植免疫领域中也具有调节免疫移植功能。在异基因骨髓移植后，骨髓中的CD4-CD8-NKT细胞可大量分泌IL-4，诱导机体Th2型细胞免疫应答，防止GVHD的发生，抑制免疫排斥反应，诱导免疫耐受[25]。对vα14 NKT细胞缺陷小鼠给予过继性输注vα14 NKT细胞，可导致移植物在受者体内长期存活，抑制免疫排斥反应，增强机体免疫耐受力；小鼠胰岛移植术后，若移植效果良好，受者NKT细胞数量显著增多，而对于NKT细胞缺陷小鼠进行胰岛移植术后，会产生明显的移植物免疫排斥反应；进一步研究结果显示，若事先对NKT细胞缺陷小鼠进行NKT细胞基因转染，然后再行胰岛移植手术，则移植物可在受体内良好存活[26]。此外，正常小鼠及NKT细胞缺失小鼠移植同种异体角膜植片，在移植后12周左右，正常小鼠及NKT细胞缺失小鼠角膜植片的存活率分别为50%、0[27]。研究[28]报道，活化的NKT细胞免疫调节作用显著，其可合成分泌大量细胞因子(IL-10、13、7、4等)，在移植免疫领域中具有重要的移植物免疫耐受效应；此外，NKT细胞还可通过转化生长因子β在移植物长期存活过程中发挥重要的免疫调节作用[29]。NKT细胞对于肾移植患者具有重要的免疫调节作用，可有效抑制移植物免疫排斥反应，诱导移植物免疫耐受的建立，维持机体免疫平衡状态[30]。以上结果均证实NKT细胞在器官移植机体中对于移植物免疫耐受的建立具有重要意义。

目前，移植术已广泛应用于临床，其受者日渐增多；但移植术的成功率以术后受者的存活率、存活时间等仍不理想，均需进一步提高。移植物免疫排斥效应一直都是影响器官移植术疗效的关键因素，因此探究移植物免疫耐受与移植物免疫排斥反应的形成机制，并有效维持两者平衡，构造稳定的移植免疫系统对于移植术受体具有重要的临床意义。NK细胞、NKT细胞在移植免疫领域中均具有重要的双重作用，在移植物免疫排斥反应的抑制以及移植物免疫耐受的建立过程中均具有重要的意义，但有关NK细胞、NKT细胞在移植免疫中相关作用机制仍需进一步深入研究。