可溶性CD83 在器官移植中的研究进展

熊良兴，高良辉

（1.海南医学院，海南 海口571199；2.海南医学院第一附属医院，海南 海口570100）

随着我国各类器官移植的陆续开展，移植技术的不断完善，同种异体器官移植已成功为许多器官功能衰竭患者带来了生的希望。但目前供体器官的短缺、急慢性排斥反应和免疫抑制剂的副作用是限制器官移植发展的主要问题。自2015 年1 月1 日我国全面停止使用死刑犯器官进行移植，此后，社区器官捐赠已成为中国唯一合法的器官移植来源［1，2］。随着社会捐赠体系的逐步构建和开展亲体捐献供器官的移植技术的发展，供体器官短缺问题也进一步的得到了缓解。然而器官移植面临的最大问题是，移植后如何让受者的免疫系统对移植器官特异性无应答，这是移植工作者的一项重大挑战。免疫抑制疗法对急性移植排斥反应虽有明显效果，但对慢性排斥反应和血管病变的发生基本无效，而且长期使用免疫抑制药物具有明显的副作用；因此，诱导受者产生针对移植物的免疫耐受是克服器官移植排斥反应的理想策略［3］。目前研究较多的诱导同种异体移植耐受策略有诱导同种异基因嵌合体、阻断效应细胞活化的共刺激信号途径、供者特异性抗原输入诱导移植耐受、调节性T 细胞抑制效应细胞的免疫应答、诱生耐受性DC 等［4］。近年来，许多研究学者发现在动物实验中sCD83 能够延长移植受体的存活时间，诱导受体对供体器官的特异性免疫耐受，本文就近年来sCD83 诱导移植器官产生免疫耐受的研究进展做一综述。

1 sCD83 的生物学特性及功能

sCD83 是CD83 的可溶性形式，CD83 是成熟的树突细胞（DC）最具特征的细胞表面标志物之一，但DC 并不是表达CD83 的唯一细胞。CD83 还在活化的T 细胞、B 细胞、骨髓细胞、嗜中性粒细胞、粒细胞前体细胞和胸腺上皮细胞以及调节性T 细胞的亚群中表达［5］。高度糖基化的人CD83 蛋白的分子量约为45 kDa，属于免疫球蛋白（lg）超家族［6］。它是由胞外区Ig 样的结构域、细胞内胞质结构域和一个跨膜结构域组成，在蛋白质水平上，有两种不同的CD83 蛋白亚型，即膜结合型（mCD83）和可溶形式（sCD83），CD83 主 要 表 达 于DC 表 面，膜 结 合 型CD83（mCD83）一 直 作 为 成 熟DC 的 重 要 标 志［7］。可溶性CD83 的来源可能有两种，一种是通过蛋白水解膜结合CD83 同工型产生，另一种是CD83 的不同mRNA 转录本转录翻译产生。前者的产生，Sénéchal 等［8］观察到巨细胞病毒（HCMV）感染DC会显著降低DC 对T 细胞的刺激能力，证实了这种结果是由mCD83 的裂解产生sCD83 后导致的。后者的产生，Dudziak 等［9］发现在未刺激的外周血单个核细胞（PBMC）中鉴定出CD83 的4 个不同转录本。其中最长转录体CD83-TM 编码了跨膜CD83，而所有较小的转录本（CD83-a，-b 和-c）则可能编码可溶形式的CD83。但是，他们还发现在未成熟的DC中，在mRNA 水 平 检 测 到CD83-TM、CD83-a 和CD83-b 的变体，当诱导成熟后，CD83-TM 略有增强，而CD83-b 被下调，CD83-a 的表达没有改变，CD83-c 没有检测到。因此sCD83 的产生有可能是上述两种方式共同作用，也可能是以膜结合型水解脱落为主要方式。

sCD83 的功能研究最早开始于Lechmann 等［10］的报道，研究证实了sCD83 能够干扰DC 的成熟，从而影响到DC 介导的T 细胞增殖。因此sCD83 表现出了免疫抑制效应，这与mCD83 的免疫效应相反。后续的研究中发现sCD83 可以改变DC 细胞骨架重排［11］。有关sCD83 的免疫抑制特性研究越来越多，巨细胞病毒感染成熟DC 后释放免疫抑制性sCD83分子，代表新的病毒免疫逃逸机制［8］。运用sCD83的免疫抑制作用在治疗自身免疫性疾病中发挥了良好的效果［12-16］。sCD83 的配体及其如何发挥其免疫抑制功能的机制正在被不断的探索。最近，Hor‐vatinovich 等［17］研 究 表 明，sCD83 通 过 结 合TLR4/MD-2 传递的早期信号，从而导致抗炎性介质PGE2、IL-10 的分泌，阻断了T 细胞活化的能力，并有助于抑制IL-2、IL-5、IL-13 和IFN-γ 分泌。提示sCD83 的免疫抑制作用可能依赖于与APC 的初始相互作用，改变早期细胞因子信号途径并导致T 细胞无应答。sCD83 的免疫抑制作用在被发现的同时，也被许多移植领域学者所关注，近年来，有关sCD83 运用在器官移植中的研究较多。

2 sCD83 对移植器官的免疫抑制作用

2.1 皮肤移植

可溶性CD83 在对小鼠的同种异体皮肤移植模型中，sCD83（500 μg/kg）在移植前1 d 和移植后第1天和第3 天通过尾静脉注射给受体小鼠后发现，sCD83 治疗显著延迟皮肤同种异体移植排斥反应。但有趣的是，可溶性CD83 的免疫抑制作用在皮肤同种异体移植模型中的效力低于在实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中观察到的效果。考虑可能是由于这些疾病之间的性质不同，自身免疫性脑脊髓炎是一种慢性炎症性疾病，研究表明sCD83 注入患有实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）的小鼠中，可以显著抑制其所致的瘫痪和减少白细胞过滤进入大脑和脊髓中［12］。而皮肤同种异体移植物排斥是严格的炎症过程，在可溶性CD83 延迟皮肤同种异体移植物排斥的分子机制仍有待阐明，该实验研究仅证实了皮肤同种异体移植物存活延长与可溶性CD83 抑 制 的T 细 胞 增 殖 和 减 少 的IFN-γ 和IL-2 表达相关［18］。因此，测试更高剂量和更长时间施用可溶性CD83 是否会阻止皮肤同种异体移植物排斥将是有意义的。或者用可溶性CD83 和抗排斥药物如环孢菌素A 的组合治疗是否可以更显著延长皮肤同种异体移植物的存活需要实验研究的证实。

2.2 心脏移植

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）抑制剂在心脏移植中的使用显著增加，雷帕霉素抑制剂通过与细胞质FK506 结合蛋白12 结合而发挥免疫抑制活性，这破坏了多个细胞内过程，包括CD-28 介导的T 细胞活化，通过停止某些RNA 的翻译在G1-S期停止细胞周期，以及抑制负责包括IL-2 在内的多种细胞因子的晚期基因转录的激酶［19］。心脏移植受者的心内膜心肌活检样本中提示雷帕霉素靶蛋白抑制剂具有抗纤维化作用［20］。Luke 等［21］研究发现，抗CD45RB 单克隆抗体（a-CD45）通过改变调节性CD45RbloT 和效应CD45RBhi T 细胞之间平衡来提高心脏移植物的存活率。但这两种药物均未被证实足以诱导完全主要组织相容性复合物错配的小鼠心脏同种异体移植模型中的耐受性。Ge等［22］实验发现由Rapa + a-CD45 组成的联合治疗可以不同程度地延长小鼠心脏移植物的存活率。而所有涉及sCD83 的治疗组都能够增强Rapa 或a-CD45 对心脏移植物的免疫抑制作用，这两种药物在没有sCD83 的情况下只能部分抑制移植物抗体沉积，抗供体和总IgG 水平，以及产生抗体的细胞数。而所涉及sCD83 的治疗组中可以发现sCD83能够下调DC 表面MHC Ⅱ类和共刺激分子，抑制了DC 成熟和同种异体刺激能力，并减弱DC-T 细胞突触形成，以及抑制了抗供体抗体反应。而由sCD83+Rapa+a-CD45 组成的三联疗法，其实验结果惊人，该疗法阻止了细胞介导的排斥反应和抗体介导的排斥反应超过100 d。生存期超过100 d 可认为在长期存活的受者中达到了供体移植物的特异性耐受，三联疗法的成功伴随着致耐受性DC 的增强，过继转移耐受性DC 给异基因心脏移植物的受体可以使其产生抗原特异性的保护作用。

2.3 肾脏移植

目前的免疫抑制疗法不能预防晚期肾移植的肾小管萎缩和间质纤维化，这是肾移植慢性排斥反应发生的主要组织病理学表现，因此现在更需要的是针对免疫系统诱导供体抗原特异性的免疫耐受。研究发现sCD83 能够抑制TLR 诱导的巨噬细胞活化，并且sCD83 能够在同种异体肾移植后的早期（术后14 d）和晚期（术后140 d）显著抑制移植物抗体沉积和循环抗供体抗体水平，sCD83 治疗组与未治疗组相比显著减少了肾小管萎缩和间质纤维化［23］。sCD83 在治疗肾同种异体移植的小鼠模型中检测到可忽略的抗供体抗体，同时降低了脾DC表面主要组织相容性复合物Ⅱ类、CD40、CD80 和细胞内IL-12 的水平，导致了耐受性DC 的产生，诱导了肾的同种异体肾移植耐受。同时发现用已知的吲哚胺2，3-双加氧酶（IDO）拮抗剂1-甲基色氨酸（1-MT）阻止了sCD83 的免疫抑制作用，消除了sCD83 诱导的移植物耐受性并导致急性肾移植物排斥，由此可以说明IDO 参与了sCD83 诱导肾同种异体移植物耐受的过程［24］。sCD83 能够减弱非特异性和适应性免疫应答，最终诱导了早期肾移植的免疫耐受和防止了晚期对移植的肾组织的慢性损害。在sCD83 治疗期间和之后完全没有毒性并发症。

2.4 角膜移植

大多数临床研究表明，不可逆排斥是角膜移植失败的最重要原因［25］。使用皮质类固醇是抑制驱动角膜移植失败免疫反应的金标准，而其他药物，如环孢素A，未显示移植物存活率显著改善，缺乏良好的角膜穿透［26］。局部或全身使用这些免疫抑制剂会导致严重的副作用，包括白内障、青光眼、结膜坏死和伤口愈合受损。角膜同种异体移植排斥在组织学上表现为大量的CD4+T 细胞和巨噬细胞浸润，此外，树突细胞（DC）存在于整个前基质中［27］。尽管角膜同种异体移植的早期结果通常非常好（手术后1 年存活率为90%），但15 年后角膜同种异体移植物的存活率仅为55%。如果受体角膜因化学或热灼伤，疱疹病毒感染或移植排斥而发炎，则情况更为严重，在这种情况下，1 年生存率降低到50%以下［28］。因此，考虑到目前治疗方法在预防角膜移植排斥方面的局限性，以及sCD83 的具有持久致耐受性的作用。进而有研究发现，sCD83 通过全身和局部应用以滴眼剂的形式抑制角膜移植物排斥，并且诱导了角膜移植物的免疫耐受。sCD83 通过增加TGF-β 诱 导DC 中 的IDO 长 期 表 达［29］。研 究 还发现IDO 可诱导调节性T 细胞（Treg）的扩增，而使用1-MT 可以抑制sCD83 诱导的免疫耐受，说明IDO 在sCD83 诱导免疫耐受的机制中起到了关键作用。后续实验证实sCD83 能诱导DC 中显著的IDO 启动子活性。而该效果与使用重组TGF-β 所产生的效果相当，并且可以通过添加中和TGF-β 的抗体来阻断，提示TGF-β 诱导了IDO 的表达。另外调节性T 细胞的扩增使其能与局部受限的免疫抑制环境相结合，诱导持久的角膜同种异体移植耐受。

3 sCD83 在器官移植中可能的机制

sCD83 在皮肤移植中通过抑制T 细胞增殖和减少IFN-γ 和IL-2 的分泌，从而延迟了异体皮肤的排斥反应；在心脏移植物中sCD83 诱导了耐受性DC 的产生，通过联合使用免疫抑制剂诱导了供体心脏移植物的特异性耐受；而在肾脏移植中sCD83不仅诱导了耐受性DC 的产生，同时降低了抗供体抗体的水平，抑制了肾移植物的急慢性排斥反应，诱导了供体肾的耐受，还发现IDO 参与了sCD83 的诱导耐受的过程；在角膜移植中sCD83 诱导了IDO介导的免疫调节，增加了Treg 细胞的扩增，同时发现sCD83 通 过TGF-β 诱 导DC 中 的IDO 长 期 表 达，sCD83 诱导了角膜移植受体的局部耐受，延长了角膜生存时间。通过sCD83 在上述器官移植中运用得出的结果，可以推测sCD83 诱导移植器官在受体中产生耐受性的机制可能是sCD83 通过改变细胞因子TGF-β、IFN-γ、IL-2 的变化，产生对DC 和T 细胞的作用，主要表现在影响DC 细胞的成熟产生耐受性DC 以及Treg 的增殖，而引起这一变化的通路可能与TGF-β 激活IDO 免疫抑制通路相关。

4 展望

虽然sCD83 在临床前动物模型中的运用表现出了显著的免疫抑制性效果，但对于将动物模型研究转化为人类研究的过程仍然需要一段时间，因为sCD83 对移植物免疫耐受的深层机制仍有待进一步的研究，寻找sCD83 对移植器官发挥免疫耐受作用的确切配体，进一步了解其作用的路径，这些对于sCD83 的临床转化尤为重要。阐明sCD83 在移植中的作用及确切机制将会为后期免疫抑制剂的选择、移植排斥反应的改善提供十分有价值的参考，因此还需要更进一步的研究来阐述它的生物学功能。