共刺激信号通路在异种移植中的作用研究进展.pdf
《共刺激信号通路在异种移植中的作用研究进展.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《共刺激信号通路在异种移植中的作用研究进展.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、移植前沿共刺激信号通路在异种移植中的作用研究进展卫浩杨树军王科孙圣坤【摘要】器官短缺是限制器官移植发展的重要因素,异种移植有望解决器官短缺问题,因此成为新的研究热点。T 细胞调节相关的共刺激信号通路研究是当前异种移植免疫方面的热点话题。自从共刺激分子 CD28 发现以来,已经发现了多种共刺激分子,包括共刺激和共抑制受体及其相关配体。针对移植供体的特异性 T 细胞活化是引起急性免疫排斥反应的关键因素,不同免疫阶段共刺激分子在 T 细胞上表达和诱导有所不同,这些共刺激分子在维持 T 细胞耐受性以及 T 细胞免疫反应的平衡中发挥着关键作用。目前共刺激信号通路在器官移植领域的作用越来越受到重视,本文就
2、异种移植免疫相关的共刺激信号通路的最新研究进行综述,以期为异种移植免疫抑制方案优化提供参考。【关键词】器官移植;异种移植;共刺激分子;共刺激信号;T 细胞;免疫抑制;CD28;细胞毒性 T 淋巴细胞抗原【中图分类号】R617,R392【文献标志码】A【文章编号】1674-7445(2023)06-0006-07Research progress on the role of costimulatory signaling pathway in xenotransplantation Wei Hao*,Yang Shujun,Wang Ke,Sun Shengkun.*Department of
3、 Urology,the Affiliated Hospital of Qingdao University,Qingdao 266000,ChinaCorresponding authors:Wang Ke,Email:Sun Shengkun,Email:【Abstract】Organ shortage is a critical factor limiting the development of organ transplantation.Xenotransplantationisexpectedtoresolvetheproblemoforganshortage,whichhasbe
4、comeanewresearchhotspot.StudyofcostimulatorysignalingpathwayrelatedtoTcellregulationisahottopicintermsofimmunityofxenotransplantation.SincethediscoveryofcostimulatorymoleculeCD28,multiplecostimulatorymoleculeshavebeenidentified,includingcostimulatoryandcoinhibitoryreceptorsandtheirrelatedligands.Spe
5、cificTcellactivationofdonorsisthekeyfactorleadingtoacuteimmunerejection.TheexpressionandinductionofcostimulatorymoleculesonTcellsdifferduringdifferentimmunestages,andthesecostimulatorymoleculesplayakeyroleinmaintainingTcelltoleranceandthebalanceof T cell immune response.At present,increasing attenti
6、on has been diverted to the role of costimulatory signalingpathwayinorgantransplantation.Inthisarticle,thelatestresearchprogressincostimulatorysignalingpathwayrelatedtoxenotransplantation immunity was reviewed,aiming to provide reference for the optimization of xenotransplantationimmunosuppressionre
7、gimen.DOI:10.3969/j.issn.1674-7445.2023152基金项目:国家重点研发计划(2019YFA0110704)作者单位:266000青岛,青岛大学附属医院泌尿外科(卫浩、王科);兰州大学第二医院泌尿外科(杨树军);中国人民解放军总医院第三医学中心泌尿外科(孙圣坤)作者简介:卫浩(ORCID:0009-0006-9927-5363),硕士,研究方向为异种肾移植和泌尿系统肿瘤,Email:;杨树军(ORCID:0000-0002-4309-3695),博士研究生,研究方向为异种肾移植和泌尿系统肿瘤,Email:(卫浩、杨树军为共同第一作者)通信作者:王科(ORCID
8、:0009-0006-9488-5779),主任医师,教授,博士研究生导师,研究方向为泌尿系统肿瘤和肾移植,Email:;孙圣坤(ORCID:0000-0002-6463-6425),主任医师,副教授,硕士研究生导师,研究方向为异种器官移植和尿路上皮肿瘤,Email:第 14 卷第 6 期器官移植Vol.14No.62023 年 11 月Organ TransplantationNov.2023【Key words】Organtransplantation;Xenotransplantation;Costimulatorymolecule;Costimulatorysignal;Tcell;I
9、mmunosuppression;CD28;CytotoxicTlymphocyte-associatedantigen器官移植仍然是大多数晚期器官衰竭患者唯一可靠的治疗方法。等待器官移植的人数不断增加,但同种供者极度缺少,异种移植为解决器官短缺、治疗器官衰竭提供了可能1。随着 CRISPR/Cas9 等相关技术的发展,经过基因改造的供体猪渐渐成为人类可能的器官来源之一2。同时,免疫抑制药的进步也在推动移植领域的发展,但是开发更安全、有效的免疫抑制药仍在进行中3。共刺激信号通路在同种异体移植领域的作用越来越受到重视,因此,本文将综述目前异种移植中共刺激信号通路的研究现状及面临的问题,旨在为异种
10、移植中免疫抑制方案的优化提供参考。1共刺激信号概述T 细胞在调控针对异体移植物的免疫反应中起着关键性作用,而 T 细胞的活化增殖需要两个信号的协同刺激4:第一信号是 T 细胞受体(Tcellreceptor,TCR)和抗原提呈细胞(antigen-presentingcell,APC)上的主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)抗原肽复合物,第二信号是共刺激信号,由 APC 表面的共刺激分子和 T 细胞表面的相应受体相互作用后产生。共刺激分子能根据细胞的生长、活化、分化过程和功能状态在合适的时间和位置进行表达,对 T 细胞的分化和功能进行正向
11、或负向调控。阻断正向共刺激信号,可以终止 T 细胞活化,防止发生排斥反应,进而促进移植物长期存活和免疫耐受。此外,共刺激分子也可以提供抑制 T 细胞活化、终止免疫应答的“共抑制”信号,促进激活该途径的相关治疗方案也可以促进移植物的存活和免疫耐受5-6。研究者们致力于在移植模型中探究 T 细胞共刺激信号对器官移植排斥反应和免疫调节的机制,有研究表明共刺激信号可以作为诱导移植免疫耐受的靶点7-8。2共刺激信号通路与异种移植CD28/细胞毒性 T 淋巴细胞抗原(cytotoxicTlymphocyte-associatedantigen,CTLA)-4/B7 和CD40/CD40L 通路被认为是主要
12、的共刺激信号通路,与 T 细胞和 B 细胞的激活有关。笔者总结的目前异种移植中相关共刺激信号通路见图 1。注:CD80 和 CD86 在 APC 中上调,以响应 CD40 信号转导;反之,CD80和CD86与T细胞上的CD28结合后上调CD40L,CD28 和 CTLA-4 相互竞争以结合它们的配体,即 CD80 和 CD86。CD28 介导 T 细胞的活化,CTLA-4 介导 T 细胞的抑制。图 1 异种移植中的相关共刺激信号通路示意图Figure 1 Schematic diagram of relevant costimulatorysignaling pathways in xenot
13、ransplantation2.1 CD28/CTLA-4/B7 通路CD28 作为最早被发现的共刺激分子之一,它的阻断已经成为促进移植免疫耐受治疗策略发展的主要目标之一9。CD28 表达在所有小鼠幼稚 T 细胞表面以及人类约 80%的 CD4+T 细胞和 50%的 CD8+T 细胞上10。CD28 必须结合其配体 CD80(B7-1)和CD86(B7-2)才能诱导 T 细胞活化、增殖和存活,多种抗 CD28 抗体已被研发。一些传统的抗 CD28 抗体已被证明可以有效地延长动物移植模型中的移植物存活时间,但仍残留一些激动剂的特性。抗 CD28 抗体在小鼠中可抑制皮肤移植排斥反应11,抗 CD2
14、8 抗体 FR104 与他克莫司、吗替麦考酚酯或西罗莫司(雷帕霉素)联用,可以防止非人灵长类动物同种肾移植中的排斥反应12。选择性 CD28 阻断剂是一种很有潜力的替代药物,可直接与 CD28 结合而不阻碍 CTLA-4介导的正常免疫抑制信号。如抗 CD28 单克隆抗体不第 6 期卫浩等共刺激信号通路在异种移植中的作用研究进展811 仅保留了 CTLA-4 依赖的免疫调节能力,还可抑制心脏移植和肾移植排斥反应13。但是选择性 CD28 阻断剂在异种移植中的作用有待进一步研究。CTLA-4 是 CD28/CTLA-4/B7 通路中另一个重要的免疫调节分子14-16。CTLA-4 与 CD28 具
15、有同源性,这使与该通路有关的受体-配体相互作用更加复杂,如相互竞争配体 CD80 和 CD8617-18。与 CD28和 CD80/86 相比,CTLA-4 在 T 细胞中的延迟表达及其更多的相互作用导致了其对 T 细胞激活的调控作用,降低了活化的 T 细胞数量和能力,同时保留了CD4+Foxp3+调节性 T 细胞的发育和功能18。CTLA-4-免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)由CTLA-4 的胞外结构域与人 IgG1 的 Fc 区融合而成19。由于 CTLA-4 与 B7 分子的结合亲和力远高于CD28,人们研发了 CTLA-4-Ig,并将其作为CD28/B7 相互作用的竞争
16、性抑制剂。美国食品与药品监督管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)批准第一代 CTLA-4-Ig 阿巴西普(abatacept)用于治疗类风湿性关节炎和银屑病20-21,但其抑制 B7-2(CD86)的能力远远不如内源性 CTLA-4,导致体内 B7 介导的 T 细胞活化不完全阻断。在非人灵长类动物移植研究中,阿巴西普在延长同种异体移植物存活率方面效果不佳22。另一种 CTLA-4 融合蛋白贝拉西普(belatacept)也因此被研发出来,它与阿巴西普的不同之处在于其配体结合域被两个氨基酸取代,与 B7-1(CD80)和 B7-2(CD86)的结合更强,从而产生更
17、强的免疫抑制作用19。贝拉西普于 2011 年6 月获得 FDA 批准,同年 4 月获得欧洲药品管理局批准,在肾移植中可代替钙调磷酸酶抑制剂23。与同种肾移植相比,贝拉西普在异种肾移植中的治疗效果并未达到预期。非人灵长类动物异种肾移植实验中,接受贝拉西普治疗的受体在移植术后早期(23 周)发生了排斥反应,组织学表现为抗体介导的排斥反应和细胞介导的排斥反应24。利用基因改造技术使供体猪产生 CTLA-4-Ig 的效果也没有达到预期,可能因为 CTLA-4-Ig 在供体猪体内产生过于广泛,抑制了供体猪的自身免疫,导致其生长过程中感染的发生率较高,影响供体生存25。2.2 CD40/CD40L 通路
18、CD40 是肿瘤坏死因子受体(tumornecrosisfactorreceptor,TNFR)超家族成员,也称为TNFRSF5,主要由型跨膜蛋白组成,结构相对保守,在 B 细胞、单核细胞、血小板和巨噬细胞以及非造血细胞如肌成纤维细胞、成纤维细胞和内皮细胞上表达26。诱导 CD40 可以刺激 APC 介导的促炎因子和趋化因子的释放。CD40 也会诱导 CD80 和CD86 的上调,从而有助于 CD28 介导的 T 细胞活化与分化。此外,当与 T 细胞上的 CD40L(CD154)连接时,B 细胞上的 CD40 信号促进其增殖、Ig 产生、同型转换和记忆 B 细胞生成27。与 CD40 一样,C
19、D154 也是 TNFR 超家族成员,以生物活性的可溶性形式存在,由蛋白水解裂解产生。CD154 主要在活化的 T 细胞、B 细胞和血小板上表达,在单核细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞上也可诱导其表达。CD40/CD40L 通路在 T 细胞介导的树突状细胞和巨噬细胞的激活以及 T 细胞依赖的体液免疫应答中起着至关重要的作用28-29。抑制 CD40/CD40L 之间的相互作用将抑制 B 细胞和 APC 激活以及随后的 T 细胞活化与分化30。在实体器官移植的临床前模型中对CD40/CD40L 通路的阻断证实了这一观点,阻断CD40/CD154 通路将会延长同种异体移植物的存活时间31
20、。相反,刺激 CD40/CD154 通路可能有利于肿瘤免疫治疗32。阻断 CD40/CD154 通路已经证明了其在猪到非人灵长类动物移植临床前模型中延长异种移植物无排斥反应存活时间的潜力33。2000 年,Bhler 等34在猪到狒狒的造血祖细胞移植模型中,证实了基于环孢素的常规免疫抑制治疗不能抑制机体对移植物的免疫排斥反应,需要应用共刺激阻断剂抗 CD154 单克隆抗体,结果发现 T 细胞共刺激阻断可能促进移植受体对猪器官和组织的免疫耐受。Mohiuddin 等35在异种心脏移植中使用抗CD40 单克隆抗体 3A8 和 2C10R4,同样阻断了共刺激通路,受体存活时间分别为 27d 和 14
21、6d。在基因编辑猪到非人灵长类的心脏、肾脏、角膜和胰岛移植实验中也证实了阻断 CD40/CD154 通路在免疫抑制治疗中的有效性36-40。阻断 CD40/CD154 共刺激通路,联合使用雷帕霉素(或霉酚酸酯)和糖皮质激素等作为维持治疗,延长了异种心脏、肾脏等器官移植的术后存活时间41-43。将基因编辑猪肾移植到狒狒体内,经过早期的免疫诱导治疗后,维持治疗阶段仅给予抗 CD40 单克隆抗体和促红细胞生成素,受体存活数月,Cooper 等44认为单独阻断 CD40/CD154 共刺激通路就足以作为异种器官移植中的维持治疗。需要指812器官移植第 14 卷出的是,共刺激药物并不能替代异种移植早期抗
22、胸腺细胞球蛋白和抗 CD20 单克隆抗体(利妥昔单抗)等免疫抑制药的应用42。目前已知 CD154 不仅在 T、B 细胞上表达,而且也在活化的血小板上表达,阻断 CD40L 可导致受体出现血栓栓塞45-46。在非人灵长类动物的临床前研究中,HU5C8 和 ABI793 这两种抗 CD40L 单克隆抗体已经在非人灵长类动物的临床前研究中发现了血栓形成27,47。此外,治疗狼疮和肾移植排斥反应的期临床试验中,同样观察到 HU5C8 可导致血栓栓塞性并发症27。虽然可以同时使用非甾体抗炎药来预防血栓形成,但这类抗 CD40L 单克隆抗体的临床应用还是受到影响。目前认为血栓形成与抗 CD154 抗体的
23、Fc 段有关48-49。最近,新型抗 CD154 抗体 TNX-1500 可避免这些不良反应,TNX-1500 是通过设计 Fc段,减少了与 Fc-受体a 的结合。在非人灵长类同种肾移植模型中,给予 TNX-1500 可以有效阻断CD40/CD154 通路,显著延长同种异体移植物的存活时间,而无血栓栓塞性事件发生50。在异种移植中,TNX-1500 也发挥了较好的作用,受体长期存活51。研发不会引起血栓的抗 CD154 抗体对于异种移植的发展十分重要,自 2000 年以来,几乎所有成功的异种移植免疫抑制方案都是以阻断 CD40/CD154 共刺激信号通路为基础的,包括 ch5D12、3A8、C
24、hi220 和2C10R4 等。不过越来越多的临床前证据表明,在异种移植中,抗 CD154 抗体在延长移植物存活时间方面优于抗 CD40 抗体52。共刺激阻断药物在猪到非人灵长类动物的异种移植实验中取得良好的效果,受体移植术后存活时间远远超过 6 个月,达到了临床异种移植试验的规定时间门槛,临床异种移植也因此得以积极开展。2022 年1 月 Griffith 等53在美国马里兰大学医学中心为 1 例57 岁的终末期心脏病患者实施了世界首例基因编辑猪-人心脏移植,免疫抑制方案包括使用新型人源化单克隆抗体(KPL-404),用于阻断 CD40 共刺激通路,患者术后存活 59d。临床异种肾移植也在积
25、极开展,2021 年,美国阿拉巴马大学和纽约大学朗格尼移植研究所的两支研究团队分别开展了临床级异种肾移植试验,前者将经过基因编辑的猪肾脏植入 1 例脑死亡男性体内,在 74h 内,移植的猪肾脏保持活力并产生尿液,没有明显的超急性排斥反应,后者则是进行 2 例猪-人异种肾移植,将经过基因编辑的猪肾脏与 1 例脑死亡供者在体外相连,试验进行了 54h,并且未显示超急性排斥反应或抗体介导的排斥反应54-55。2023 年,美国阿拉巴马大学团队证实基因编辑猪的肾脏移植到脑死亡患者体内可以正常发挥肾功能至少 1 周,维持患者的基本生命体征56。截止至目前,由于 FDA 尚未批准抗 CD40 单克隆抗体和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 刺激 信号 通路 移植 中的 作用 研究进展
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。