NKT細胞亞群研究進展及其在移植免疫中的作用

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NKT細胞亞群研究進展及其在移植免疫中的作用

師煜博 綜述,黃建敏 審校

(廣西醫科大學第一附屬醫院，廣西南寧 530021)

關鍵詞:NKT細胞；CD1d；移植免疫

自然殺傷T細胞(NKT細胞)是一類共表達NK細胞受體及恒定T細胞受體(TCR)的特殊細胞亞群[1]，既不同于T、B淋巴細胞，亦區別于自然殺傷(NK)細胞，該TCR與高度偏向的Vs鏈(主要為Vβ8.2)相關，由Vα14和Jα281基因節段所編碼[2]。TCRVα24片段通常和Vβ11片段相結合，NKT細胞活化后能迅速分泌大量白細胞介素4(IL-4)等細胞因子促進Th2型應答，NKT細胞可識別CD1d提呈的糖脂類抗原，且具CD1d識別限制的特殊性質[3]。因此，NKT細胞作為先天免疫性淋巴細胞，在移植免疫和機體免疫調節研究中發揮重要作用。本文對NKT細胞亞群在移植免疫研究做一綜述。

1NKT細胞亞群分類

NKT細胞為特殊的一類T淋巴細胞，屬非均一高度保守的T細胞亞群，為CD4+或CD4-CD8-雙陰性(DN)表型及部分CD4-CD8+表型，表達NK細胞表面標記分子如：NK1.1/NKR-P1A (人類為CD161)、白細胞介素2受體(IL-2R)β鏈(CD122)，不完全恒定的TCR，Ly-49受體家族、CD3、CD5、CD161、Thy1，以及記憶/活化表型分子標記如：CD44high、D69high及Ly6Chigh。 TCR中分別編碼鼠類非可變的重組α-為Vα14-Jα281片段與人類同源性的為Vα24片段，及一定數目的β-(小鼠主要為Vβ8，人類為Vβ11)[4]。多數NKT細胞具有高度偏移性及保守TCR所有組成成分[5]，這群細胞常被稱之為恒定NKT細胞(iNKT細胞)[6]。iNKT細胞可通過調節達到維持有效的宿主防御，同時預防不可控的外界因素刺激與潛在的自身免疫性疾病[7]。研究表明，iNKT可有效激活一些免疫細胞，如樹突狀細胞(DC細胞)、NK細胞與T細胞。予以高親和力CD1d的配體α-乳糖酰基鞘氨醇(α-GalCer)，可致iNKT短暫的激活作用，之后，則出現長期無反應性卻限制其治療效應。雖然無法直接證實iNKT如傳統的調節T細胞[CD4+CD25+FoxP3+T細胞或分泌白細胞介素10(IL-10)的Tr1細胞]，可在體外實驗中直接抑制T細胞，但在誘導的前房相關免疫偏離(ACAID)與在眼內注射抗原所致的外周耐受免疫模型中，僅iNKT可遞呈抗原并引起免疫應答。實際上，CD1d或Vα14 NKT細胞缺陷無法形成系統性耐受[8]，而Kathrin等[9]的實驗證明，當以α-GalCer載入可溶性CD1d重組體分子α-GalCer/sCD1d中，并反復予以α-GalCer/sCD1d，成熟小鼠可通過分泌干擾素γ(IFN-γ)激活DC細胞，同時亦可持久性激活iNKT和NK細胞，其激活作用是一致的。

2NKT細胞發育和分化

Lehuen等[10]的研究表明，NKT細胞在胸腺內外發育。胸腺內，其發育過程與T細胞極為相似，在CD4+CD8+雙陽性(DP)選擇階段中，NKT細胞從T細胞系分化發育的主流過程中分化出來[10]，富集Vα14和Vβ8TCR。CD11b-DC參與NKT細胞在胸腺和胸腺外器官中的DP表型形成過程。NKT細胞源自胸腺細胞的組成部分，隨機產生活性CD1d的TCR，經典TCR由Vα14-Jα18與Vβ8.2、Vβ7或Vβ2所組成。當上述細胞與其他胸腺細胞(該細胞型在胸腺內細胞選擇中起重要作用)所表達的CD1d分子接觸后，將分化為NKT細胞系[11]。在選擇NKT細胞時，可明確與其他T細胞類型相區別，因其表達NK細胞的受體，為活化/記憶表型，及具有與TCR信號接觸后迅速釋放高水平細胞因子的能力[2]。NKT細胞個體差異較大，當機體中其數量較少則導致多種免疫缺陷疾病。據NKT細胞發育是否依賴CD1d，將其分為CD1d依賴性和CD1d非依賴性NKT 細胞。大多數CD4+NKT細胞和CD4-CD8-NKT細胞發育均依賴CD1d，而CD8+NKT細胞屬CD1d非依賴性的。

3NKT細胞生物學活性特點及其活化

NKT細胞識別抗原的顯著特征為CD1d限制性。NKT細胞的抗原識別與常規的T細胞和NK細胞不同，傳統的CD8+T細胞識別由經典的Ⅰ類主要組織相容性復合物(MHC-Ⅰ)提呈的肽類抗原,NK細胞主要識別自身細胞表面缺少或改變的MHC-Ⅰ抗原的細胞,NKT細胞識別與MHC-Ⅰ類似的由CD1d分子提呈的特異糖脂類抗原[12]。研究發現CD1d基因缺陷可抑制小鼠Vα14 NKT細胞的發育，在陽性選擇中，CD1d分子在表達Vα14的不成熟NKT細胞生長發育起重要作用。Vα14y/β8.2轉基因受體表達地重組活化基因-1缺陷小鼠(該基因缺陷小鼠體內雖其他淋巴細胞數量有不同程度缺失)，可使Vα14 NKT發育。各研究表明，Vα14y/β8.2并非常規T細胞的受體而是NKT細胞抗原受體。在嚙齒類動物體內，可由非經典的MHC-Ⅰ類分子CD1d分子遞呈糖脂類抗原如：α-GalCer及糖基磷脂酰肌醇-錨蛋白。現已明確一些內源性和外源性糖脂可激活NKT細胞[13]。α-GalCer是一種人工合成的糖脂抗原，NKT細胞可識別細胞類脂質或純化磷脂且與α-GalCer相區別。初期研究僅發現NKT細胞識別由CD1d分子提呈的α-GalCer。該分子中半乳糖和鞘氨醇上的羥基為NKT細胞TCR特異性識別部位，可激活NKT細胞，但α-GalCer并不激活其他淋巴細胞。研究發現NKT不僅在自身免疫性疾病起調控作用，且通過大量生產IL-4與IFN- 等細胞因子，在Th1或Th2類型轉變中扮演重要角色[14]。α-carba-GalCer可促進其產生Th1型的細胞因子[15]。NKT細胞既產生Th1細胞分泌的細胞因子IL-2和IFN-γ，Th2細胞分泌的IL-4和IL-10，同時產生CD8+T細胞分泌的如穿孔素、顆粒酶等細胞因子以誘導細胞凋亡[16]。Vα14 NKT細胞另一作用是參與白細胞介素12(IL-12)介導的腫瘤殺傷效應[17]。NKT細胞在多種免疫反應過程中起調節作用，NKT細胞的主要免疫激活功能依賴α-GalCer的刺激，僅少數研究報道α-GalCer的刺激為免疫抑制效應。NKT細胞易利用同源糖脂類抗原進行免疫調節，如海洋源性的海綿鞘糖脂α-GalCer。該特性可用于癌癥防治、感染或自身免疫性疾病的干預[4]。

4NKT細胞在移植中的作用

4.1NKT細胞與ACAID及免疫耐受關系Koh-Hei等[18]研究顯示，CD1d介導的NKT細胞免疫調節是誘導ACAID系統性耐受的必需條件。角膜移植是最早、最成功的實體組織移植。角膜為免疫特惠組織可避免免疫排斥反應所造成的破壞，故角膜移植有較高存活率。雖角膜植入免疫特惠區，但該區并非是被動免疫而是一動態環境，并非所有人類或動物的原位角膜移植物植入后均可形成免疫特惠區[19]。免疫排斥仍為臨床中的難題，約10%患者因角膜移植物失功導致失明。ACAID的特征：同種異體組織植入眼前房后，表現為特異性同基因系統的遲發型超敏反應(DTH)的抑制和免疫球蛋白結合補體的能力喪失。ACAID形成外周耐受的系統性機理為：骨髓來源的抗原呈遞細胞俘獲前房中的抗原后，將信號通過血液傳遞到脾，誘導脾中產生抗原特異性的Tr細胞，抑制DTH發生，維持前房免疫特惠區的活化。長期角膜移植術后，受體下調針對供體異體基因的DTH，提示產生ACAID表現為DTH喪失。相反，若受體行角膜移植手術后，發展至DTH則將排斥角膜移植物。因前房之前壁行原位角膜移植后，移植物上皮細胞表達組織相容性抗原時，免疫特惠區誘導發生ACAID，提示當發生ACAID時，可誘導受者脾源性的抗原特異性Tr細胞，延長遠期的移植物存活。CD1d限制性CD4+Vα14+和DN NKT細胞可誘導Tr細胞形成[20]。目前報道NKT細胞在ACAID的抗原特異性Tr細胞發育中處于中心地位。Vα14-Jα281片段主要表達于鼠類的NKT細胞亞群表面，非其他常規的T細胞。Koh-Hei等[18]研究還發現，缺乏NKT細胞的小鼠前房接種抗原后，不能誘導ACAID和Tr細胞產生，若重新輸入NKT細胞，則表現為ACAID 恢復，且發生ACAID的小鼠脾中NKT細胞明顯增多。但缺乏NK細胞的小鼠前房接種抗原后表現出正常的ACAID，表明NKT 細胞而非NK細胞在ACAID的形成中發揮重要作用。研究表明，CD1d基因敲除小鼠的體內可檢測到NKT選擇性缺失的現象，表明在誘導免疫耐受時，NKT細胞需與CD1d分子相互作用。無論在體內或體外實驗中，經封閉CD1d抗體處理后，均可導致抗原特異性調節NKT細胞發育受阻。

4.2NKT細胞在同種異體移植中的作用移植器官系統中，NKT細胞發揮較為重要的作用。Oh等[21]在NKT細胞缺乏的B6CD1d-/-小鼠模型中，行同種異體皮膚移植，H-Y不匹配的皮膚移植物較早被排斥，移植物的存活時間明顯短于野生型B6小鼠，但過繼輸注同系基因型小鼠的肝或脾NKT細胞后，移植物存活時間近似野生型B6小鼠。該模型中，CD1d依賴性的NKT細胞的直接作用為增多CD1d表達，以達到所需的對抗免疫排斥的調節能力；移植前后予以野生型B6小鼠α-GalCer處理，實驗組中移植物存活時間較對照組(未予以α-GalCer處理)有所延長，但α-GalCer對B6CD1d-/-小鼠受體的移植物存活時間近似無效應。故NKT細胞因抗原性強度差別而產生不同的調節能力。以過繼輸注或NKT細胞過表達的處理可改善非肥胖糖尿病小鼠的糖尿病癥狀。此外，Werner等[22]的相關研究表明，加以抗CD4單克隆抗體處理后，可達到誘導異基因胰島細胞移植的特異性的抗原耐受；而行異種胰島移植后，以NKT細胞及CD4封閉抗體干預，可促進異種胰島移植物的植入和維持耐受狀態；在BN-LEW的大鼠原位肝移植中，供者來源的NKT細胞可能通過分泌IL-10和腫瘤壞死因子β(TGF-β)，誘導Th2型免疫反應，從而介導移植肝耐受。心臟移植術后的小鼠體內，NKT細胞可產生高水平的IL-10，以過繼輸注實驗亦證明該方法可維持耐受狀態。抗IL-10單抗可縮短野生型B6小鼠受體移植物的存活時間，表明免疫耐受的形成與NKT細胞及其產生的IL-10促進Th2細胞分化，抑制Th1細胞增殖及應答相關。NKT、DC和CD4+T細胞之間免疫調節的相互作用具有IL-10依賴性，甚至在缺乏人工合成糖脂等外界人為刺激時，對于維持耐受狀態都是不可或缺。NKT細胞在移植免疫中通過分泌Th2型細胞因子以及對DC細胞的細胞毒作用，抑制移植物抗宿主反應的發生，以及降低免疫排斥反應[23]。然而，NKT細胞的免疫抑制功能目前尚未明確。以小鼠心臟移植模型研究Vα14 NKT細胞在異基因免疫排斥中的作用，發現Vα14 NKT細胞在誘導心臟移植耐受中起重要作用，即阻斷淋巴細胞功能相關抗原-1(LFA-1/ICAM-1)或CD28/B7等一些T細胞共刺激通路間的相互作用[24]。該研究可解釋Vα14 NKT細胞誘導免疫耐受的特定機制。Shinichiro等[25]通過重復使用α-GalCer刺激后的外周血單核細胞治療非小細胞肺癌患者，取得了一定的臨床效果。

5小結

綜上所述，NKT細胞作為一類新發現的免疫細胞，在機體免疫反應中起重要作用。臨床研究發現NKT細胞參與了對部分疾病的調節作用，尤其是參與器官移植的抗排斥反應調節，通過CD1d介導的NKT細胞誘導抗原特異性免疫耐，若明確其機制之后予以特異靶向性藥物治療，將可延長移植器官存活時間。這為基礎研究及臨床治療提供了廣闊的前景。

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(收稿日期：2015-11-26)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.06.022

文獻標識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)06-0771-03

作者簡介：師煜博，女，醫師，主要從事臨床醫學研究。