环磷酰胺诱导移植免疫耐受的研究进展(1)
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在过去20年中组织配型,外科技术,免疫抑制剂,抗病毒及抗霉菌药物取得了明显的进展,使临床器官移植短期存活率有了惊人的提高(肾移植1年存活率达90%以上)。但仍有许多问题尚未解决,阻碍着器官移植的发展。最主要的问题是:(1)移植物的慢性排斥。它不能由免疫抑制剂所逆转,使移植器官的长期存活率较低,且一直未取得明显突破。如肾移植10年存活率仅有40%。(2)长期应用免疫抑制剂所造成的感染肿瘤等。(3)移植器官的短缺[1],诱导供体对受体的移植耐受(特异性免疫不应答)是解决上述问题的理想方法。药物诱导的耐受自1960年来被广泛研究,一些抗有丝分裂药物(antimitotic drug)(如硫唑嘌呤)也是临床上预防移植排斥的标准用药之一。近年来研究发现供体抗原输注联合使用抗分裂药物(特别是环磷酰胺)可以诱导受体对供体的移植耐受,有丰富的临床应用前景。本文将就此诱导方法作一综述。
一、耐受诱导方案
, 百拇医药
研究最多也最充分的方案是细胞后环磷酰胺方案(Cell-followed-by CP system),是指经静脉输入约1×108同种异体供体细胞(一般为脾细胞),2天后(1-3d)经腹腔注入150-200mg/kg的环磷酰胺。采用此方案在多种小鼠品系组合中诱导了对肿瘤,皮肤或其它实体器官的移植耐受[2]。后来研究发现输入供体脾细胞加骨髓细胞,经门静脉输入供体细胞,或联合使用照射,抗血清,单克隆抗体等其它耐受方法可使耐受程度进一步加深。现将各主要诱导方案,诱导结果,总结为表1。
二、影响耐受结果的因素
1、供受体间组织相容性抗原的差异
供受体间组织相容性抗原的差异大小直接影响能否诱导耐受。供受体间仅有H-Y抗原差异或多位点次要组织相容性抗原(mHC)差异,SC(1×108)+CP(200mg/kg)方案即可诱导供体皮肤的长期耐受[3-4]而对于完全H-2不同的组合,同样的方案仅能诱导供体皮肤的短期或中期延长[6],对于完全MHC+mHC不同的组合,SC+CP方案仅能诱导出耐受程度较浅的肿瘤[14]或心脏[12]的长期耐受,皮肤则几乎无延长[6],进一步研究未发现有特别阻碍耐受诱导的MHC或mHC位点,MHCⅠ类,Ⅱ类和mHC抗原的组合对耐受诱导表现程度不同的抵抗,且相互间有叠加作用[6]。有研究证明采用SC+CP方案配合照射、单克隆抗体等,也可以诱导出大小鼠间的异种移植耐受。Umesue [15]等采用抗TCRαβ和NK1.1单抗、脾细胞加骨髓细胞输注、环磷酰胺诱导出了F344大鼠→C57小鼠皮肤移植物的长期存活(>60天)。由于种间的分子不相容性等原因,异种移植耐受的诱导较同种异体间移植耐受诱导更加困难。
, 百拇医药
2、移植物的差异
按照诱导耐受从易到难的次序依次为:肝脏,心脏,胰腺,肾脏,小肠,皮肤。肝脏被公认为较易耐受的器官,在某些完全MHC不同大鼠间移植可发生自发性耐受,这可能与肝脏中存在较多过客白细胞和干细胞,肝脏对抗原处理方式不同以及肝脏细胞易于诱导浸润的活化的T细胞凋亡等因素有关[16]。皮肤则为最难耐受的移植物。Eto 等[13]采用4×108脾细胞加2×108骨髓细胞输注,2天后腹腔注入100mg/kg CP的方案诱导出了供肾大于100天的耐受,而皮肤却无延长。
3、输入供体细胞的活性、量及成份
研究表明,输入细胞必须是存活的才能诱导耐受,若对脾细胞以2000rad照射则其作用大大降低或失去诱导作用[17]。脾细胞和骨髓细胞联合输入能够提高耐受诱导的深度[7], 这是因为骨髓细胞中含有较多的造血干细胞,以及具有天然抑制功能的细胞和veto细胞等,因此更有利于嵌合体的形成。
, 百拇医药
4、CP使用的时间及量
虽然Wood等[18]采用ALS+BMC+CP方案时报告CP使用的最佳时间为BMC输入后5天, 但Mayumi等多项研究发现在SC+CP方案时,CP使用的时间在细胞输入后1-3天最为有效[7,19]。Zhang等[20]研究发现,当把200mg/kg分解为100mg/kg×2,66mg/kg×3时,很少影响耐受诱导的结果,却能明显减轻大量CP使用带来的副作用。
5、输入细胞的途径
研究发现经门静脉输入供体细胞最为有效,其次为外周静脉,腹腔,皮下最差甚至可以致敏[21]。在大鼠心脏、肾脏移植模型中,多项研究发现经门静脉注入脾细胞可以耐受,而同样剂量的细胞经外周静脉却难于诱导耐受[65-67]。经门静脉注入107C3H脾细胞,2天后给予1.5mg CP/只,可诱导出Balb/c小鼠对C3H来源的肿瘤细胞的耐受,同样剂量的细胞由外周静脉或皮下输入却无此作用[21],需1×108的脾细胞经外周静脉注入才能诱导出对MHC完全不同的肿瘤的耐受[14]。进一步研究发现经门静脉注入的供体脾细胞和骨髓细胞被滞留在肝脏内,且不断增殖,而经外周静脉注入的脾细胞则于3天内很快被排斥,经外周静脉注入的骨髓细胞虽也被滞留于肝脏中,但数量远低于经门静脉注入者。这种细胞迁移的差异可能会引起嵌合体数量和存在时间的差异,是门静脉细胞输入易于诱导耐受的原因之一[22]。, 百拇医药(王国良)
在过去20年中组织配型,外科技术,免疫抑制剂,抗病毒及抗霉菌药物取得了明显的进展,使临床器官移植短期存活率有了惊人的提高(肾移植1年存活率达90%以上)。但仍有许多问题尚未解决,阻碍着器官移植的发展。最主要的问题是:(1)移植物的慢性排斥。它不能由免疫抑制剂所逆转,使移植器官的长期存活率较低,且一直未取得明显突破。如肾移植10年存活率仅有40%。(2)长期应用免疫抑制剂所造成的感染肿瘤等。(3)移植器官的短缺[1],诱导供体对受体的移植耐受(特异性免疫不应答)是解决上述问题的理想方法。药物诱导的耐受自1960年来被广泛研究,一些抗有丝分裂药物(antimitotic drug)(如硫唑嘌呤)也是临床上预防移植排斥的标准用药之一。近年来研究发现供体抗原输注联合使用抗分裂药物(特别是环磷酰胺)可以诱导受体对供体的移植耐受,有丰富的临床应用前景。本文将就此诱导方法作一综述。
一、耐受诱导方案
, 百拇医药
研究最多也最充分的方案是细胞后环磷酰胺方案(Cell-followed-by CP system),是指经静脉输入约1×108同种异体供体细胞(一般为脾细胞),2天后(1-3d)经腹腔注入150-200mg/kg的环磷酰胺。采用此方案在多种小鼠品系组合中诱导了对肿瘤,皮肤或其它实体器官的移植耐受[2]。后来研究发现输入供体脾细胞加骨髓细胞,经门静脉输入供体细胞,或联合使用照射,抗血清,单克隆抗体等其它耐受方法可使耐受程度进一步加深。现将各主要诱导方案,诱导结果,总结为表1。
二、影响耐受结果的因素
1、供受体间组织相容性抗原的差异
供受体间组织相容性抗原的差异大小直接影响能否诱导耐受。供受体间仅有H-Y抗原差异或多位点次要组织相容性抗原(mHC)差异,SC(1×108)+CP(200mg/kg)方案即可诱导供体皮肤的长期耐受[3-4]而对于完全H-2不同的组合,同样的方案仅能诱导供体皮肤的短期或中期延长[6],对于完全MHC+mHC不同的组合,SC+CP方案仅能诱导出耐受程度较浅的肿瘤[14]或心脏[12]的长期耐受,皮肤则几乎无延长[6],进一步研究未发现有特别阻碍耐受诱导的MHC或mHC位点,MHCⅠ类,Ⅱ类和mHC抗原的组合对耐受诱导表现程度不同的抵抗,且相互间有叠加作用[6]。有研究证明采用SC+CP方案配合照射、单克隆抗体等,也可以诱导出大小鼠间的异种移植耐受。Umesue [15]等采用抗TCRαβ和NK1.1单抗、脾细胞加骨髓细胞输注、环磷酰胺诱导出了F344大鼠→C57小鼠皮肤移植物的长期存活(>60天)。由于种间的分子不相容性等原因,异种移植耐受的诱导较同种异体间移植耐受诱导更加困难。
, 百拇医药
2、移植物的差异
按照诱导耐受从易到难的次序依次为:肝脏,心脏,胰腺,肾脏,小肠,皮肤。肝脏被公认为较易耐受的器官,在某些完全MHC不同大鼠间移植可发生自发性耐受,这可能与肝脏中存在较多过客白细胞和干细胞,肝脏对抗原处理方式不同以及肝脏细胞易于诱导浸润的活化的T细胞凋亡等因素有关[16]。皮肤则为最难耐受的移植物。Eto 等[13]采用4×108脾细胞加2×108骨髓细胞输注,2天后腹腔注入100mg/kg CP的方案诱导出了供肾大于100天的耐受,而皮肤却无延长。
3、输入供体细胞的活性、量及成份
研究表明,输入细胞必须是存活的才能诱导耐受,若对脾细胞以2000rad照射则其作用大大降低或失去诱导作用[17]。脾细胞和骨髓细胞联合输入能够提高耐受诱导的深度[7], 这是因为骨髓细胞中含有较多的造血干细胞,以及具有天然抑制功能的细胞和veto细胞等,因此更有利于嵌合体的形成。
, 百拇医药
4、CP使用的时间及量
虽然Wood等[18]采用ALS+BMC+CP方案时报告CP使用的最佳时间为BMC输入后5天, 但Mayumi等多项研究发现在SC+CP方案时,CP使用的时间在细胞输入后1-3天最为有效[7,19]。Zhang等[20]研究发现,当把200mg/kg分解为100mg/kg×2,66mg/kg×3时,很少影响耐受诱导的结果,却能明显减轻大量CP使用带来的副作用。
5、输入细胞的途径
研究发现经门静脉输入供体细胞最为有效,其次为外周静脉,腹腔,皮下最差甚至可以致敏[21]。在大鼠心脏、肾脏移植模型中,多项研究发现经门静脉注入脾细胞可以耐受,而同样剂量的细胞经外周静脉却难于诱导耐受[65-67]。经门静脉注入107C3H脾细胞,2天后给予1.5mg CP/只,可诱导出Balb/c小鼠对C3H来源的肿瘤细胞的耐受,同样剂量的细胞由外周静脉或皮下输入却无此作用[21],需1×108的脾细胞经外周静脉注入才能诱导出对MHC完全不同的肿瘤的耐受[14]。进一步研究发现经门静脉注入的供体脾细胞和骨髓细胞被滞留在肝脏内,且不断增殖,而经外周静脉注入的脾细胞则于3天内很快被排斥,经外周静脉注入的骨髓细胞虽也被滞留于肝脏中,但数量远低于经门静脉注入者。这种细胞迁移的差异可能会引起嵌合体数量和存在时间的差异,是门静脉细胞输入易于诱导耐受的原因之一[22]。, 百拇医药(王国良)