李雪松,陳小平 綜述 肖露露 審校
1解放軍第458醫(yī)院 肝膽普通外科,廣東廣州 510602;2廣州器官移植配型中心,廣東廣州 510095
自然殺傷(natural killer,NK)細胞參與機體的天然免疫及獲得性細胞免疫,構(gòu)成機體的防御屏障,其功能主要通過表達于細胞表面的殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer immunoglobulin-like receptor,KIR),識別表達于靶細胞表面的HLA-I類分子,轉(zhuǎn)導激活或抑制信號來調(diào)節(jié),當靶細胞不表達或表達自我缺失的HLA-I類分子時,NK細胞被激活,發(fā)生溶細胞反應。現(xiàn)在,越來越多的研究表明,NK細胞在移植免疫中也扮演“多面手”的角色,參與造血干細胞、實體器官移植中急、慢性排斥反應和移植物耐受的過程[1]。目前NK細胞及其受體KIR與造血干細胞移植的報道較多,但有關(guān)KIR在實體器官移植特別是肝移植中的研究較少,其結(jié)果仍然存在不少爭議,有待進一步深入探討,現(xiàn)綜述近年來NK細胞及其表面受體KIR在肝移植中的研究進展。
KIR基因位于人染色體19q13.4,具有高度的多態(tài)性,主要表達于NK細胞及部分T細胞表面。KIR基因編碼的蛋白屬免疫球蛋白超家族成員,分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)及細胞質(zhì)區(qū),依其編碼的蛋白胞外區(qū)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(Ig)的數(shù)目,可分為KIR2D、KIR3D; 按細胞質(zhì)區(qū)內(nèi)是否含有免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs,ITIM),分為L型和S型,L型含1~2個ITIM,介導抑制信號,S型不含ITIM,介導活化信號[2]。目前已知18個KIR基因,即KIR1D、KIR2DL1-5、KIR3DL1-5、KIR3DS1、Xv、X和KIR2DP1。其中Xv、X和KIR2DP1為假基因,KIR2DL4、KIR3DL2和KIR3DL3為框架基因(見圖1)。不同的KIR基因以一定的規(guī)律組合,形成KIR基因的單體型,A類型基因組合只含一種活化型KIR,即2DS4,B類型基因組合含除2DS4外的2DS1-3、2DS5、3DS1的不同組合[3-4]。NK細胞表面受體KIR主要與MHC-I類分子結(jié)合,包括HLA-C、HLA-Bw4。生理情況下,激活型KIR與MHC-I類分子的結(jié)合力很弱,而抑制型KIR的作用占主導地位(見圖2)。NK細胞通過抑制型KIR識別自身的MHC-I類分子,使其處于抑制狀態(tài),防止NK細胞對自身的殺傷作用。而在病理情況下,包括腫瘤、感染,移植等狀況下,靶細胞表面的MHC-I表達異?;虿槐磉_,KIR的配體缺失,于是NK細胞的抑制作用減弱,導致NK細胞激活并殺傷靶細胞[5]。
圖 1 正常漢族人群KIR基因及等位基因頻率[4]
圖 2 抑制型KIR受體與HLA-I類分子之間的相互作用示意圖[3]
由于KIR和HLA-I類分子的高度多態(tài)性,臨床移植時HLA/KIR不相合的情況多見,因此在造血干細胞移植中,由HLA/KIR不匹配引發(fā)NK細胞的同種異體反應性對異基因造血干細胞移植預后具有顯著影響,在實體器官移植中,Velickovic等在腎移植中發(fā)現(xiàn)當受者有較多的激活型KIR與供者的MHC-I類分子相匹配時,受者的NK細胞對供腎的殺傷作用就會增大,但與急性排斥反應無顯著關(guān)系[6-7]。這些研究成果為進一步研究NK細胞受體KIR在肝移植后移植免疫中的作用提供了理論基礎。
2.1 受者NK細胞KIR對肝移植的影響在肝移植中,受者對移植物的排斥或耐受對預后起重要作用。Bishara等對34例肝移植受者進行分析,發(fā)現(xiàn)供者HLA-I類分子與受者NK細胞受體KIR不匹配率越高,移植后急性排斥反應的發(fā)生率也越高,其結(jié)論表明,KIR配體錯配可能是肝移植后早期排斥反應發(fā)生的危險因素之一,NK細胞參與了肝移植后的早期排斥反應[8-9]。Bishara等[10]進一步研究發(fā)現(xiàn),供受者HLA-C一致的受者,移植后第一年內(nèi)急排反應的發(fā)生率明顯低于HLA-C不一致的受者。Hanvesakul等[11]對大樣本肝移植供受者的HLA-I類分子基因型進行了更進一步的研究,發(fā)現(xiàn)供者若含有至少一個HLA-C2等位基因,移植物慢性排斥及纖維化的發(fā)生率明顯降低,移植物失活減少16.2%,10年存活率提升13.6%。這些錯配分析均表明,在肝移植中HLA-C是抑制型KIR最主要的配體,HLA-C含兩組等位基因,HLA-C1和HLA-C2,其中,HLA-C2對NK細胞的抑制作用更強,調(diào)節(jié)HLA-C與KIR的相互作用可能是改善肝移植物及病人長期存活的重要途徑[12]。針對KIR與HLA-C的這種特異性,Tran等[12]測定了913例尸肝供者的HLA-C基因型,結(jié)果表明,供者HLA-C2基因型的存在或缺失與移植物長期存活并沒有明顯關(guān)系,與之前Hanvesakul等得出的結(jié)論矛盾。那么究竟供者HLA-C與KIR的相互作用是否在肝移植排斥及肝移植預后中起作用,可能還需要進行多中心、多種族人群的研究[13-15],同時,供受者錯配分析結(jié)果的不吻合,提示需要去進一步探索新的研究思路。
2.2 供者NK細胞KIR對肝移植的影響由于肝移植前對供肝的灌注,使得很少人關(guān)注供者NK細胞對肝移植的影響。但肝移植后移植物抗宿主病同樣有可能發(fā)生,Moroso等證實肝移植后仍有供者來源的NK細胞進入到受者體內(nèi),因此他們首次從供者NK細胞對受者采用了“配體缺失”和“自我缺失”兩種經(jīng)典模型,對153個供者NK細胞受體KIR及供受者對的HLA-C基因進行了測序,統(tǒng)計并分析HLA/KIR的錯配是否對急性排斥反應、移植物存活及受者存活的影響。結(jié)果表明:沒有發(fā)現(xiàn)供者NK細胞的KIR與受體HLA-I類分子的錯配與肝移植預后相關(guān),供者來源的NK細胞并沒有在肝移植的預后中起顯著作用[16-17]。
2.3 NK殺傷效應對移植后藥物使用的影響Eissens等[18]在造血干細胞移植的活體及離體實驗中已經(jīng)發(fā)現(xiàn):環(huán)孢素A、雷帕霉素及甲潑尼龍均可通過改變NK細胞表面受體的表達,影響NK細胞的表型及功能,其中CsA處理的NK細胞呈NKG2A+KIR-NCR+表型,而雷帕霉素及MPA處理的NK細胞則呈NKG2A-KIR+NCR+/-表型,并且失去了其對靶細胞的溶解作用[19],可見免疫抑制藥物可通過改變NK細胞表型,限制其細胞毒性功能,減輕急性排斥反應,使移植物耐受。但是在肝移植中,過度的使用免疫抑制藥物,并沒有明顯減少排斥反應的發(fā)生,反而增加了藥物對人體的不良反應。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),免疫抑制劑的應用是肝移植術(shù)后發(fā)生腎功能衰竭的最大誘因,尤其是神經(jīng)鈣蛋白阻滯劑(環(huán)孢素A和他克莫司)[18],已經(jīng)被證實能誘導腎毒性,所以長期來看,在肝移植中,進一步研究KIR的功能及信號網(wǎng)絡,調(diào)節(jié)NK細胞的殺傷效應,減少免疫抑制藥物的使用,避免免疫抑制藥物的不良反應,對在活體中發(fā)揮NK細胞的最大有利作用具有重要指導意義。
2.4 NK殺傷效應與肝移植后腎功能衰竭的影響肝移植術(shù)后急性腎功能衰竭是常見的并發(fā)癥之一,也是移植術(shù)后病死率的重要影響因素之一,腎功能衰竭是多因素作用的結(jié)果,最主要的原因是移植后的缺血再灌注損傷,免疫抑制藥物的腎毒性,以及感染等并發(fā)癥。在急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)的過程中,與炎癥反應有關(guān),大量的中性粒細胞、巨噬細胞及NK細胞進入腎組織,產(chǎn)生大量炎癥介質(zhì)導致腎小管的損傷。NK細胞能直接殺傷小管上皮細胞以及誘導小管上皮細胞凋亡,動物實驗已證實,去除小鼠體內(nèi)的NK細胞對AKI有保護作用,而被動轉(zhuǎn)入NK細胞會加重小鼠的AKI[20-23]。NK細胞在腎損傷中的殺傷效應,不僅需要HLA-C的錯配,同時也與其細胞表面特異性的激活KIR的表達相關(guān)。將來,如果運用特定的如單鏈抗體、基因沉默等技術(shù),那么消除NK細胞對移植后腎損傷的作用值得進一步的研究。
從目前的研究看來,NK細胞參與了移植過程,并且通過KIR及其配體之間的相互作用,可能對移植物的急、慢性排斥反應或移植物耐受發(fā)揮雙面作用,但是目前對實體器官移植尤其是肝移植的影響仍然不太明了。這可能是由于目前我們對NK細胞及其KIR的生物學功能,NK細胞在移植中與其他免疫細胞間復雜的相互作用關(guān)系了解仍然受限所致。隨著將來對如何控制KIR的表達以及對KIR與其配體功能的進一步研究,將對臨床肝移植急性排斥反應的控制、合理免疫治療及改善移植患者的預后有重要意義。
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