王繞繞，宋紅麗（.天津醫(yī)科大學(xué)一中心臨床學(xué)院，天津 300070；.天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心；天津市器官移植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 3009）

1 引 言

器官移植是終末期器官衰竭主要的治療手段。除了器官短缺外，免疫排斥也是器官移植最大的障礙。免疫抑制劑雖然可以有效抑制急、慢性排斥反應(yīng)，顯著改善移植物的生存質(zhì)量，但長(zhǎng)期乃至終身應(yīng)用免疫抑制劑可引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)，增加機(jī)會(huì)性感染和癌癥等的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此，器官移植后最理想的措施是針對(duì)供體移植物建立穩(wěn)定的特異性免疫耐受[1]，以減少免疫抑制劑的使用劑量[2-4]。近年來(lái)，許多研究發(fā)現(xiàn)自噬與免疫功能有關(guān)，如胞內(nèi)抗原的降解、細(xì)胞因子的分泌、淋巴細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)平衡和抗原的遞呈等[5-7]。因此，本文就自噬與器官移植免疫耐受之間的關(guān)系作一綜述，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自噬在器官移植中可能存在的潛在治療價(jià)值。

2 自噬概述

自噬是真核生物依賴溶酶體途徑降解過(guò)多或異常胞質(zhì)成分、細(xì)胞器等的一種重要代謝途徑。在各種生理和病理應(yīng)激條件下（如缺乏營(yíng)養(yǎng)、氧化應(yīng)激、缺血/再灌注損傷和病原體入侵），自噬對(duì)維持細(xì)胞功能具有十分重要的意義。自噬功能障礙將導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)積聚異?；蚴軗p的細(xì)胞器，嚴(yán)重影響細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[8]。研究表明，自噬與糖尿病、自身免疫性疾病、癌癥、神經(jīng)變性性疾病、癌癥感染、抗原遞呈及免疫耐受等有關(guān)[9]。

根據(jù)底物轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體途徑的不同，自噬可分為巨自噬、分子伴侶介導(dǎo)的自噬和微自噬，以巨自噬的研究最為普遍[10]。以下所述的自噬主要是指巨自噬。自噬的形成過(guò)程可分為：誘導(dǎo)階段、起始階段（細(xì)胞器的雙層膜結(jié)構(gòu)在待降解物質(zhì)的周圍包繞形成分離膜）、延長(zhǎng)階段（分離膜繼續(xù)彎曲延長(zhǎng)，并完全包繞細(xì)胞質(zhì)，形成完整雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體）和成熟降解階段（自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體）[11]。

溶酶體釋放自噬降解的成分，供新陳代謝和生物合成循環(huán)再利用。基礎(chǔ)水平的自噬通過(guò)清除受損的細(xì)胞成分，加強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)量控制，對(duì)蛋白質(zhì)和細(xì)胞器的回收利用起到重要作用。饑餓和應(yīng)激誘導(dǎo)的自噬可回收胞內(nèi)成分以維持線粒體的代謝功能和能量平衡[12]。

自噬的功能主要由自噬相關(guān)基因（ATG）編碼的蛋白完成[13]。自噬的分子機(jī)制較為復(fù)雜，涉及30 多種 ATG[10]，自噬受基因嚴(yán)密地調(diào)控[11]。自噬過(guò)程可被哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、單磷酸腺苷活化蛋白酶（AMPK）和缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）通路調(diào)控[12]。其中，mTOR是細(xì)胞內(nèi)能量和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的重要感受器，屬于大分子mTOR復(fù)合物，可抑制自噬的發(fā)生，可負(fù)性調(diào)控自噬。在饑餓條件下，mTOR通路被抑制，是強(qiáng)有力的自噬誘導(dǎo)因素[10]。

檢測(cè)自噬的常用方法包括：① 電子顯微鏡：最經(jīng)典、最直接[14]；② 免疫印跡法、免疫熒光法：微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（LC3）是酵母ATG8在哺乳動(dòng)物中的同系物，是唯一已報(bào)道的參與自噬體膜形成的特異性哺乳動(dòng)物蛋白質(zhì)，可作為自噬體的標(biāo)記蛋白[14-15]；③ 自噬潮的監(jiān)測(cè)：自噬潮是自噬的完整過(guò)程，可用于分析自噬的形成過(guò)程。使用溶酶體蛋白水解酶抑制劑（如氯喹、洛霉素或亮抑酶肽）檢測(cè)自噬體內(nèi)LC3 Ⅱ在溶酶體中降解是評(píng)估自噬潮的最佳方法[14，16]。

3 自噬與移植免疫耐受

移植免疫耐受是指移植后一系列免疫調(diào)節(jié)事件誘導(dǎo)的受體對(duì)移植物的免疫無(wú)應(yīng)答狀態(tài)[16]。誘導(dǎo)免疫耐受仍是器官移植領(lǐng)域中的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，至今仍未完全闡明?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種機(jī)制能夠誘導(dǎo)免疫耐受，包括抗原遞呈細(xì)胞誘導(dǎo)的抗原特異性T細(xì)胞的免疫無(wú)能、生成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞抑制記憶細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)、克隆無(wú)能、克隆清除、T細(xì)胞耗竭等。這些機(jī)制并不互相排斥，多種方式共同發(fā)揮作用[16-18]。此外，可溶性的主要組織相容性復(fù)合體（MHC）相關(guān)分子、Fas蛋白、來(lái)源于供體的白細(xì)胞和造血嵌合現(xiàn)象均參與免疫耐受[20-21]。研究表明，自噬可參與移植免疫耐受的多個(gè)環(huán)節(jié)。

3.1 自噬與T細(xì)胞耐受：T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的重要組分。T細(xì)胞激活需要3種信號(hào)：信號(hào)1是T細(xì)胞受體（TCR）與MHC-抗原肽結(jié)合；信號(hào)2是抗原遞呈細(xì)胞表面的共刺激/共抑制分子與T細(xì)胞上對(duì)應(yīng)的受體結(jié)合；信號(hào)3由細(xì)胞因子介導(dǎo)，如白細(xì)胞介素-2（IL-2），能夠促進(jìn)T細(xì)胞增殖[22]。

T細(xì)胞耐受的主要機(jī)制是胸腺中自身反應(yīng)性T細(xì)胞的清除，此過(guò)程稱為中樞耐受的誘導(dǎo)。低親和力結(jié)合自身肽-MHC復(fù)合物的T細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致自發(fā)性凋亡，因此在胸腺內(nèi)死亡。高親和力結(jié)合自身肽-MHC復(fù)合物的T細(xì)胞，也會(huì)發(fā)生凋亡（陰性選擇）或轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)性細(xì)胞類型。一些自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞離開(kāi)胸腺，進(jìn)入外周后變?yōu)槌墒霻細(xì)胞，參與T細(xì)胞耐受[23]。T細(xì)胞耗竭導(dǎo)致多功能的記憶性T細(xì)胞消耗，這有助于克隆清除[24]。參與以上過(guò)程的機(jī)制之一可能是自身抗原遞呈細(xì)胞低表達(dá)共刺激分子，使自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞清除或無(wú)效激活[23]。

研究表明，自噬能夠參與CD4+T細(xì)胞的陽(yáng)性和陰性選擇。自噬在自身抗原的中樞和外周耐受方面發(fā)揮著重要作用，如阻斷自噬過(guò)程可引發(fā)免疫性疾病。在胸腺上皮細(xì)胞中，自噬可運(yùn)輸抗原遞呈給MHC Ⅱ，大量自噬體與MHC Ⅱ負(fù)載的囊泡融合，胸腺上皮細(xì)胞中自噬介導(dǎo)的抗原處理參與自身MHC限制性和自身耐受性CD4+T細(xì)胞的生成，允許遞呈自身抗原用于CD4+T細(xì)胞的陽(yáng)性和陰性選擇[25]。在外周組織中，ATG刺激經(jīng)典的自噬作用，可清除釋放自身抗原并誘發(fā)免疫反應(yīng)的凋亡細(xì)胞[23，24-27]。與此一致，在穩(wěn)定狀態(tài)下，綠色熒光蛋白標(biāo)記的LC3轉(zhuǎn)基因小鼠的胸腺上皮細(xì)胞中可觀察到大量自噬體[28]。而且，相對(duì)于大鼠齡鼠，小鼠齡鼠的胸腺上皮細(xì)胞中可發(fā)現(xiàn)更多的自噬體。這說(shuō)明在幼年時(shí)T細(xì)胞的選擇和CD4+T細(xì)胞中樞耐受的誘導(dǎo)更活躍[29]。

Verghese等[30]檢測(cè)了小鼠心臟移植模型中自噬關(guān)鍵蛋白Beclin-1的作用。供體特異性輸血聯(lián)合抗CD154單克隆抗體輸注誘導(dǎo)的移植物能夠長(zhǎng)期存活，這與淋巴細(xì)胞表達(dá)純合的Beclin-1有關(guān)。通過(guò)過(guò)繼性轉(zhuǎn)移給同種異體供者后，自噬缺陷即Beclin-1雜合的效應(yīng)T細(xì)胞具有高復(fù)制、低死亡和γ-干擾素（IFN-γ）分泌增加的特點(diǎn)。此研究表明，耐受誘導(dǎo)中Beclin-1對(duì)促進(jìn)效應(yīng)T細(xì)胞死亡十分必要。

3.2 自噬與抗原遞呈細(xì)胞：樹(shù)突狀細(xì)胞（DCs）是體內(nèi)功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞，可將供體的抗原遞呈給受體T細(xì)胞。成熟與不成熟DCs介導(dǎo)功能不同的T細(xì)胞反應(yīng)。許多不同的動(dòng)物移植模型研究表明不成熟DCs可誘導(dǎo)免疫耐受[4]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，未成熟的DCs自噬現(xiàn)象較為活躍[31]，可參與誘導(dǎo)外周耐受[32]。

源于供體的同種反應(yīng)性T細(xì)胞可襲擊健康組織，引起多器官疾病被稱為移植物抗宿主?。℅VHD）[33]。研究表明 DCs內(nèi)的 Atg16L1可防止其高反應(yīng)性。而Atg16L1為自噬相關(guān)基因，其可調(diào)控自噬的細(xì)胞降解過(guò)程。如果Atg16L1不足將導(dǎo)致鼠移植模型GVHD加重，呈現(xiàn)出DCs數(shù)量增加和共刺激分子表達(dá)引起的T細(xì)胞增殖。DCs內(nèi)的自噬功能減弱與溶酶體異常和A20 （一種DCs激活的負(fù)調(diào)節(jié)蛋白）數(shù)量的減少有關(guān)[33]。

此外，胸腺上皮細(xì)胞和胸腺、外周的專職和非專職抗原遞呈細(xì)胞可通過(guò)自噬作用直接將自身抗原遞呈給MHC Ⅱ類分子，促進(jìn)CD4+T細(xì)胞的中樞和外周免疫耐受[23]。

3.3 自噬與免疫抑制劑：mTOR抑制劑（西羅莫司和依維莫司）因能抑制T細(xì)胞的增殖，已作為免疫抑制劑應(yīng)用于臨床。然而，抑制mTOR信號(hào)通路也可誘導(dǎo)自噬[34]。西羅莫司可阻斷T細(xì)胞激活、抑制DCs成熟，進(jìn)而誘導(dǎo)免疫耐受[4]。研究表明，西羅莫司與共刺激阻斷劑聯(lián)合應(yīng)用具有較好的協(xié)同作用，以支持外周免疫耐受[34]。

此外，西羅莫司可誘導(dǎo)CD4+CD25+Foxp3+和CD8+CD25+Foxp3+T細(xì)胞的表達(dá)，并可增加白細(xì)胞介素-10（IL-10）的分泌從而誘導(dǎo)同種反應(yīng)性T細(xì)胞無(wú)能[34]。然而，目前關(guān)于臨床移植中mTOR抑制劑的治療效果或不良反應(yīng)與其誘導(dǎo)自噬之間關(guān)系的研究報(bào)道很少，有待進(jìn)一步研究證實(shí)[26，36]。

其他免疫抑制劑如利妥昔單抗對(duì)自噬也有潛在影響，但它們對(duì)免疫細(xì)胞作用的確切作用機(jī)制及功能尚未闡明[36]。

4 總 結(jié)

自噬是真核生物依賴溶酶體途徑降解物質(zhì)的一種保守的生物學(xué)過(guò)程，參與多種疾病的發(fā)生，是細(xì)胞維持自穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制之一。自噬參與固有和適應(yīng)性免疫的多種過(guò)程，與器官移植免疫耐受具有潛在相關(guān)性。我們期望利用自噬功能，為器官移植領(lǐng)域的移植免疫耐受提供一些新思路，減少受者使用免疫抑制劑的劑量，減少長(zhǎng)期使用免疫抑制劑帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及諸多不良反應(yīng)，提高受者生存質(zhì)量。由于如何精細(xì)及何時(shí)調(diào)控自噬過(guò)程仍未完全闡明，且體內(nèi)缺乏自噬活動(dòng)的特異性生物標(biāo)記物。因此，自噬的臨床試驗(yàn)仍然受限，自噬的具體機(jī)制及調(diào)控過(guò)程仍有待進(jìn)一步研究。