李彬鈺，肖漓（中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)部研究所，北京市器官移植與免疫調(diào)節(jié)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091）

肺移植是許多終末期肺病患者的唯一選擇治療手段，但是其成功率遠(yuǎn)低于其他實(shí)體器官。肺移植早期缺血/再灌注引發(fā)機(jī)體先天性免疫反應(yīng)，導(dǎo)致原發(fā)性移植物失功（primary graft dysfunction，PGD）是重要的影響因素之一，且可能導(dǎo)致晚期的慢性同種異體肺移植物功能障礙（chronic lung allograft dysfunction，CLAD）［1］。另外，由于肺臟直接與外界環(huán)境相通，所以發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)較高，且環(huán)境中許多病原菌可激活機(jī)體的免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致排斥反應(yīng)的發(fā)生［2］。雖然外科手術(shù)技術(shù)和術(shù)后管理水平的進(jìn)步及新型免疫抑制劑的不斷應(yīng)用，使得肺移植受者術(shù)后生存率有所提升，但與其他實(shí)體器官移植相比，仍不夠理想。術(shù)后出現(xiàn)的多種并發(fā)癥，包括PGD、急性排斥反應(yīng)、CLAD 和感染等，仍然是影響肺移植受者術(shù)后短期和長(zhǎng)期生存的重要因素。近年來，隨著對(duì)肺移植免疫的深入研究，固有免疫細(xì)胞在肺移植中的重要作用也日益凸顯。本文旨在闡述近年來關(guān)于固有免疫細(xì)胞在肺移植中的主要研究進(jìn)展。

最近的研究表明，固有免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別異基因，并且異基因識(shí)別的部分機(jī)制已經(jīng)被揭示。同種異體免疫反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)移植器官長(zhǎng)期存活的主要障礙，同種異體識(shí)別即免疫系統(tǒng)區(qū)分自我和非我，在啟動(dòng)同種異體反應(yīng)之前是必需的。因此，深刻理解固有免疫細(xì)胞在啟動(dòng)和維持同種異體免疫反應(yīng)中的作用十分關(guān)鍵［3］。

2022 年，Neupane 等［4］在活體顯微鏡下觀察了小鼠的免疫細(xì)胞在體內(nèi)平衡、損傷和感染期間肺臟、肝臟等組織中的固有免疫應(yīng)答過程中的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了肺泡巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和固有NK 細(xì)胞等的新動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞屬單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，是先天免疫的組成部分。單核細(xì)胞由骨髓粒-單系祖細(xì)胞發(fā)育分化而成，約占血液的3%～8%，在血液和脾臟中循環(huán)。單核細(xì)胞在血液中僅停留12 ～24 h，進(jìn)入結(jié)締組織器官可分化為巨噬細(xì)胞。肺臟包含兩種不同的巨噬細(xì)胞群：肺泡巨噬細(xì)胞和間質(zhì)巨噬細(xì)胞，它們分別占肺常駐巨噬細(xì)胞池的 80% 和 20%［5］。肺泡巨噬細(xì)胞排列在肺泡表面，是肺臟中的長(zhǎng)期駐留細(xì)胞。肺泡巨噬細(xì)胞主要來源于胎兒肝臟內(nèi)的胚胎造血祖細(xì)胞。然而，最近的研究表明，肺泡巨噬細(xì)胞也可以來源于循環(huán)骨髓的單核細(xì)胞，可能在肺纖維化的發(fā)展中發(fā)揮作用［6］。間質(zhì)巨噬細(xì)胞位于肺泡上皮和血管內(nèi)皮之間的狹窄空間，主要來源于循環(huán)血液中的單核細(xì)胞，并通過單核細(xì)胞更新維持。還有一些研究認(rèn)為，一部分間質(zhì)巨噬細(xì)胞可能來源于卵黃囊造血祖細(xì)胞［7］。

單核細(xì)胞可分經(jīng)典的炎性單核細(xì)胞和非經(jīng)典的巡邏單核細(xì)胞，其特征是能夠通過模式識(shí)別受體進(jìn)而識(shí)別危險(xiǎn)信號(hào)。經(jīng)典單核細(xì)胞監(jiān)測(cè)肺實(shí)質(zhì)，并被CCL2、CX3CL1 和CCR5 配體募集到炎癥部位。非經(jīng)典單核細(xì)胞以爬行型運(yùn)動(dòng)巡邏肺內(nèi)皮，并被CX3CL1 募集到炎癥部位［8-9］。Chiu 等［8］研究證明了肺移植后，單核和巨噬細(xì)胞在對(duì)宿主損傷機(jī)制應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。肺移植術(shù)后患者容易遭受多種感染和炎癥性損傷，包括缺血/再灌注損傷（ischemia reperfusion injury，IRI）、機(jī)械通氣、以及共生病原體和肺部病原體感染。① 當(dāng)病原體侵襲肺泡間隙時(shí)，首先被激活的就是肺泡巨噬細(xì)胞，其通過釋放趨化因子和細(xì)胞因子來招募單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。隨后中性粒細(xì)胞被募集到感染部位后，能夠脫顆粒并產(chǎn)生中性粒細(xì)胞胞外陷阱（neutrophil extracellular trap，NET），從而對(duì)抗感染。② 在機(jī)械通氣過程中，牽張性損傷會(huì)激活內(nèi)皮細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞，引起經(jīng)典和非經(jīng)典單核細(xì)胞的招募并激活，以及中性粒細(xì)胞的招募。③ 缺血/再灌注期間，肺泡巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞被激活，通過招募中性粒細(xì)胞到肺移植物而增強(qiáng)IRI，如果損傷足夠嚴(yán)重，可導(dǎo)致PGD［8］。

Kopecky 等［10］研究認(rèn)為，供體來源的巨噬細(xì)胞參與了肺移植后的同種異體移植器官損傷，并可能導(dǎo)致發(fā)生慢性排斥反應(yīng)。研究報(bào)道由于供體肺泡巨噬細(xì)胞在同種異體肺移植物中的壽命長(zhǎng)，可以作為供體抗原的長(zhǎng)期來源，在供體特異性抗體刺激后分泌促炎細(xì)胞因子，表明供體肺泡巨噬細(xì)胞有助于抗體介導(dǎo)的肺排斥反應(yīng)［11］。具體而言，在肺泡巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)鋅指和含有蛋白質(zhì) 7a 的BTB 結(jié)構(gòu)域（一種有助于調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞和組織駐留巨噬細(xì)胞發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子）是供體特異性抗體誘導(dǎo)的慢性排斥反應(yīng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)［12］。但仍需要進(jìn)一步研究供體巨噬細(xì)胞參與同種異體移植排斥反應(yīng)的其他機(jī)制。

中性粒細(xì)胞是最早來源于骨髓的造血干細(xì)胞，隨后分化為成熟的中性粒細(xì)胞，通過上調(diào)CXC 趨化 因 子 受 體2（cxc-chemokine receptor 2，CXCR2）、下調(diào)CXCR4，從而促進(jìn)成熟的中性粒細(xì)胞從骨髓釋放到外周血中。中性粒細(xì)胞是血液循環(huán)中最豐富的白細(xì)胞，占血液白細(xì)胞的60%～70%，但存活期短，約為2 ～3 d。越來越多的研究顯示中性粒細(xì)胞具有異質(zhì)性，當(dāng)小鼠和人發(fā)生感染、炎癥和癌癥時(shí)，會(huì)存在不同作用的中性粒細(xì)胞亞群，但目前沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以明確定義［13-14］。中性粒細(xì)胞有多種死亡方式，主要包括凋亡、壞死、NET 誘導(dǎo)的死亡以及在肝脾或骨髓中被巨噬細(xì)胞吞噬破壞。

中性粒細(xì)胞具備趨化、吞噬以及殺菌作用，在固有免疫中至關(guān)重要。此外，中性粒細(xì)胞被激活后可產(chǎn)生白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8 和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等多種炎性因子，能夠動(dòng)員其他免疫細(xì)胞共同參與免疫應(yīng)答。在過去幾年中，中性粒細(xì)胞在促進(jìn)同種異體移植器官損傷中的作用得到了廣泛的研究［15］。造成肺移植術(shù)后早期肺功能損害的諸多因素中，尤為重要的是大量的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)所造成的肺實(shí)質(zhì)炎癥性損害。中性粒細(xì)胞壞死或者凋亡后可以形成一種特殊結(jié)構(gòu)，是由其DNA 以及顆粒蛋白構(gòu)成的，即中性粒細(xì)胞胞外殺菌網(wǎng)絡(luò)（neutrophil extracellular traps，NETs），可對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞造成損傷。NETs 已被證明在肺移植后可加重急性肺損傷，在PGD 模型中會(huì)促進(jìn)炎癥反應(yīng)［16］。研究已經(jīng)報(bào)道了中性粒細(xì)胞可以通過Fas 配體表達(dá)來募集活化的CD8+T 細(xì)胞，還可以通過MHC-Ⅱ類和共刺激分子的表達(dá)來促進(jìn)抗原呈遞細(xì)胞的活性，這對(duì)T 細(xì)胞的活化和分化至關(guān)重要［17-18］。使用原位肺移植小鼠模型，發(fā)現(xiàn)在同種異體肺移植中，受體衍生的中性粒細(xì)胞與供體樹突狀細(xì)胞之間存在長(zhǎng)時(shí)間的相互作用，這種接觸依賴性機(jī)制促進(jìn)了樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-12 以及γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）+ T 細(xì)胞的擴(kuò)增，這證明了中性粒細(xì)胞在肺移植后增強(qiáng)了適應(yīng)性免疫［19］。此外，在呼吸道細(xì)菌感染期，移植物浸潤(rùn)的中性粒細(xì)胞能夠通過上調(diào)共刺激分子CD80 和CD86，從而促進(jìn)T 細(xì)胞的活化并引發(fā)同種異體肺移植排斥反應(yīng)［20］。

自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK）來源于骨髓淋巴樣干細(xì)胞，其分化、發(fā)育依賴于骨髓或胸腺微環(huán)境，主要分布于外周血和脾臟，在淋巴結(jié)和其他組織中也有少量存在。NK 細(xì)胞占外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的5%～20%，小鼠肺中大約10%的淋巴細(xì)胞是NK 細(xì)胞。在肺部炎癥期間，額外的NK 細(xì)胞從外周血或其他部位流入肺部。NK 細(xì)胞在肺移植耐受和免疫防御中的重要性日益被認(rèn)識(shí)到。NK 細(xì)胞對(duì)非自身細(xì)胞的反應(yīng)是通過穿孔素、顆粒酶TNF 家族效應(yīng)分子介導(dǎo)的直接細(xì)胞毒性，以及效應(yīng)細(xì)胞因子如IFN-γ 的產(chǎn)生來完成［21］。在肺內(nèi)，支氣管上皮細(xì)胞分泌的IL-15 能夠促進(jìn)NK 細(xì)胞的活化和增殖，而肺泡巨噬細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor-β，TGF-β）能夠抑制NK 細(xì)胞的活化和增殖。NK 細(xì)胞在宿主對(duì)抗感染的反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，尤其是在肺部。NK 細(xì)胞具有區(qū)分自身、改變自身或缺失自身的能力，以及強(qiáng)大而多樣的效應(yīng)能力，這使得NK 細(xì)胞與肺移植特別相關(guān)。不同的受體陣列導(dǎo)致NK 細(xì)胞可能通過多種機(jī)制來改變肺移植受者臨床結(jié)果。

據(jù)研究，NK 細(xì)胞可以促進(jìn)耐受性，例如通過耗盡供體抗原提呈細(xì)胞，還可能通過消除同種異體T 細(xì)胞來促進(jìn)移植物的耐受［22］。另外，這些細(xì)胞可以分別通過殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體（killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR）或NKG2D 受體連接，對(duì)被識(shí)別為“非自我”或“應(yīng)激”的異體移植組織產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，從而驅(qū)動(dòng)排斥反應(yīng)［23］。Calabrese 研究組證明了NK 細(xì)胞可能通過移植物特異性抗體誘導(dǎo)的CD16A Fc 受體依賴激活途徑，從而介導(dǎo)了補(bǔ)體依賴抗體介導(dǎo)的異體移植物排斥反應(yīng)［24］。此外，NK 細(xì)胞在感染反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，特別是通過CD94/NKG2C 受體介導(dǎo)巨細(xì)胞病毒感染。盡管這些對(duì)異體移植物功能的影響有時(shí)相互矛盾，但NK細(xì)胞的計(jì)數(shù)在診斷異體移植物功能障礙方面可能有重要作用。對(duì)NK 細(xì)胞功能動(dòng)態(tài)的進(jìn)一步研究可能會(huì)找到促進(jìn)耐受性NK 細(xì)胞功能的策略，同時(shí)降低異體移植物毒性。對(duì)肺移植受者NK 細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)一步了解，可能使這些細(xì)胞成為移植物損傷的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

肥大細(xì)胞（mast cells，MC）是由CD34+/CD117+多能造血干細(xì)胞經(jīng)血液循環(huán)遷移到外周組織，在各種組織特異性因子如細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、黏附分子、細(xì)胞因子和趨化因子的影響下，進(jìn)一步分化成熟而形成的［25］。微環(huán)境的改變可以影響局部MC 的大小、結(jié)構(gòu)以及對(duì)刺激的敏感性，所以不同器官之間或內(nèi)部的MC 可表現(xiàn)出顯著的表型異質(zhì)性。MC 存在于所有組織中，在肺和消化道等組織和黏膜中尤為豐富，。既往研究發(fā)現(xiàn)，MC 可以快速產(chǎn)生多種炎癥介質(zhì)，包括生物胺、細(xì)胞因子以及脂質(zhì)代謝產(chǎn)物、ATP、神經(jīng)肽、生長(zhǎng)因子、一氧化氮等，在先天性和獲得性免疫反應(yīng)、組織損傷和修復(fù)過程等機(jī)制中至關(guān)重要［26］。

MC 作為關(guān)鍵的免疫和炎癥前哨點(diǎn)，會(huì)遇到外界病原體的刺激，通過快速激活I(lǐng)gE 依賴和獨(dú)立的先天免疫通路，啟動(dòng)和塑造炎癥反應(yīng)。MC 可以產(chǎn)生生長(zhǎng)因子，共刺激分子，以及大量的促炎和抗炎介質(zhì)。移植的肺不斷暴露于空氣傳播的抗原中，這些抗原可能激活局部免疫反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)MC 活性［27-28］。例如，被激活的MC 釋放IL-2、IL-7、IL-3、IL-6、IL-9、IL-10、IFN-γ、TNF-α 和趨化因子（CXCL8、CCL2 和CCL5）都與器官移植和排斥反應(yīng)有關(guān)［29-32］。實(shí)驗(yàn)研究肺IRI 的各種動(dòng)物模型已顯示，MC 不僅被募集到受傷的肺部，而且還通過釋放血栓素B2、白三烯B4、前列腺素D2、TNF-α 和IL-6 促進(jìn)炎癥微環(huán)境。MC 可通過誘導(dǎo)肺、腎和心臟中的纖維化途徑來促進(jìn)慢性排斥反應(yīng)［33］。在肺組織MC 附近發(fā)現(xiàn)固有淋巴細(xì)胞（innate lymphoid cell，ILC）2，這兩種類型的細(xì)胞可以相互通信［34］。MC 通過分泌ILC2 相互作用的介質(zhì)，還可以通過調(diào)節(jié)同種異體T 細(xì)胞反應(yīng)或協(xié)助調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞活性，從而調(diào)節(jié)肺移植的結(jié)果。

除上述之外，ILC 是一種由胎兒肝臟和骨髓中常見淋巴祖細(xì)胞發(fā)展而來的新型細(xì)胞，是近年來逐漸得到深入研究的固有免疫細(xì)胞，在炎癥反應(yīng)、免疫防御和組織修復(fù)中起著重要作用［35］。ILC 來源于共同淋巴樣祖細(xì)胞，屬于淋巴細(xì)胞譜系且具有典型的淋巴細(xì)胞形態(tài)，因其細(xì)胞表面缺乏抗原特異性識(shí)別受體，故不能直接介導(dǎo)特異性免疫反應(yīng)［36］。ILC 主要存在于黏膜組織，在腸、肺、肝、子宮、胸腺、皮膚和扁桃體等臟器中均有分布，是抵御感染的首道防線［37］。根據(jù)ILC 表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子及分泌的細(xì)胞因子，其可分為ILC1、ILC2、ILC3 和調(diào)節(jié)性固有淋巴細(xì)胞（ILCreg）4 個(gè)亞群，分別與輔助性T 細(xì)胞1（helper T cells，Th1）、Th2、Th17 和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞互為“鏡像細(xì)胞”［38］。

Monticelli 等［39］研究發(fā)現(xiàn)在無PGD 患者的預(yù)灌注活檢中，缺乏NKp44 表達(dá) （NCR2）的ILC1 的比例高于PGD 患者，這表明這種“活性較低”的ILC1 群體的存在可能與缺血/再灌注引起的移植物功能障礙的保護(hù)有關(guān)。需要進(jìn)一步的研究來確定肺內(nèi) ILC1 如何促進(jìn)PGD 的發(fā)展。相比之下，ILC2 在肺組織損傷和修復(fù)中的潛在作用更為明顯。研究報(bào)道利用小鼠模型已經(jīng)證明，ILC2 對(duì)于調(diào)節(jié)致敏原引起的病理性炎癥（通過IL-5 和IL-13）或嚴(yán)重肺損傷后促進(jìn)宿主保護(hù)性氣道修復(fù)（通過雙調(diào)素-表皮生長(zhǎng)因子受體相互作用）之間的平衡至關(guān)重要［40-41］。Monticelli 等［39］研究觀察到在沒有PGD 的患者中ILC2 升高，在PGD患者中移植物再灌注后顯著減少，這表明這些“組織保護(hù)性” ILC2 的頻率降低可能會(huì)損害供體肺在移植后修復(fù)和恢復(fù)組織穩(wěn)態(tài)的能力。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，肺ILC2 尤其具有雙重作用，既作為快速“第一反應(yīng)者”，又作為關(guān)鍵的“守門人”細(xì)胞，能夠啟動(dòng)組織炎癥與修復(fù)的更廣泛免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)。ILC2 產(chǎn)生的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子可以通過刺激炎性細(xì)胞募集，在組織中產(chǎn)生即時(shí)的局部效應(yīng)，但它們也可以通過啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)或促進(jìn)肺組織重塑的形態(tài)學(xué)變化引起長(zhǎng)期后果。但仍需要進(jìn)行更多的研究，以確定移植物中觀察到的ILC頻率失調(diào)與促進(jìn)PGD 發(fā)展的確切機(jī)制［41］。這些發(fā)現(xiàn)為新的免疫途徑提供了初步證據(jù)，這些途徑可能是改進(jìn)治療策略以防止肺移植受者發(fā)生 PGD 的有效靶點(diǎn)。

綜上所述，肺臟具有獨(dú)特的區(qū)域性免疫特點(diǎn)，因此肺移植術(shù)后的早期快速觸發(fā)固有免疫反應(yīng)，一方面對(duì)病原體或損傷產(chǎn)生高度動(dòng)態(tài)的免疫反應(yīng)，多種固有免疫細(xì)胞參與協(xié)同清除病原體或受傷組織，并恢復(fù)體內(nèi)平衡。另一方面增強(qiáng)適應(yīng)性同種異體排斥免疫，最終促進(jìn)慢性同種異體肺移植物功能障礙的發(fā)展。未來需進(jìn)一步研究肺移植的分子機(jī)制，如闡明涉及肺移植術(shù)后的固有免疫細(xì)胞死亡、缺血/再灌注損傷和呼吸道感染的信號(hào)通路等，以便開發(fā)新的療法策略來消除移植肺損傷并提高長(zhǎng)期存活。