22移植免疫new.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第21章 移植免疫,Transplantation Immunology,Contents,同种异型移植排斥的免疫学基础,同种异型移植排斥的分类及效应机制,同种异型移植排斥的防治,异种移植,移植有关概念,移植（transplantation）,移植物（grafts）,供者（donors）,受者或宿主（recipient or hosts）,Nobel Prize in Physiology or Medicine 1912,Alexis Carrel(France),Work on vascular suture and the transplantation of blood vessels and organs,Great events in history of transplantation,20世纪初，器官移植实验探索,Nobel Prize in Physiology or Medicine 1960,Peter Brian Medawar,(1/2),Discovery of acquired immunological tolerance,The graft reaction is an immunity phenomenon,1950s,induced immunological tolerance to skin allografts in mice by neonatal injection of allogeneic cells,Great events in history of transplantation,1945年，Medawar提出移植排斥是免疫反应,Nobel Prize in Physiology or Medicine 1980,George D.Snell,(1/3),Jean Dausset,(1/3),Discoveries concerning genetically determined structures on the cell surface that regulate immunological reactions,H-genes(histocompatibility genes),H-2 gene,Human transplantation antigens(HLA)-MHC,Great events in history of transplantation,MHC的发现,Nobel Prize in Physiology or Medicine 1990,Joseph E.Murray,(1/2),Discoveries concerning organ transplantation in the treatment of human disease,In 1954,the first successful human kidney transplant was performed between twins in Boston.,Transplants were possible in unrelated people if drugs were taken to suppress the bodys immune reaction,Great events in history of transplantation,1954年，成功地进行第一例肾移植,Nobel Prize in Physiology or Medicine 1988,Gertrude B.Elion,(1/3),George H.Hitchings,(1/3),Discoveries of important principles for drug treatment,Immunosuppressant drug(The first cytotoxic drugs)-azathioprine,Great events in history of transplantation,免疫抑制剂的发现,移植物分类,自体移植物（autografts）,移植物来自受者自身,同基因移植物（isografts）,移植物来自遗传基因与受者完全相同的供者,同种异型移植物（allografts）,移植物来自同种但遗传基因型有差异的另一个体,异种移植物（xenografts）,移植物来自异种动物,Skin from an inbred mouse grafted onto the same strain of mouse,Skin from an inbred mouse grafted onto a different strain of mouse,ACCEPTED,REJECTED,Genetic basis of transplant rejection,Inbred mouse strains-all genes are identical,Transplantation of skin between strains showed that,rejection or acceptance was dependent upon,the genetics of each strain,6 months,移植排斥,-,免疫应答,抗原特异性,免疫记忆,Immunological basis of graft rejection,Primary rejection of,strain skin,e.g.10 days,Secondary rejection of,strain skin,e.g.3 days,Primary rejection of,strain skin,e.g.10 days,Nave mouse,Lyc,Transfer lymphocytes,from primed mouse,移植排斥反应,特异性免疫应答,特异性,记忆性,初次排斥反应,再次排斥反应,第一节 同种异型移植排斥的免疫学基础,移植抗原,同种异型移植排斥的机制,一、移植抗原(Transplantation Antigens),概念,移植物表达的引起宿主抗移植物免疫应答的抗原,分类,主要组织相容性抗原,次要组织相容性抗原,其他同种异型抗原,、主要组织相容性抗原,引起同种异型移植排斥反应的主要抗原,能引起强烈而迅速的排斥反应,HLA型别的差异是人类移植排斥反应的主要原因,、次要组织相容性抗原,引起机体较弱排斥反应的抗原,发生较慢，强度较轻,小鼠H-Y抗原，Y染色体编码,HA-1HA-5等，非Y染色体连锁,、其他同种异型抗原,人类ABO血型抗原,某些组织特异性抗原,移植排斥反应强度:皮肤肾心胰肝,血管内皮细胞（VEC）特异性抗原,皮肤的SK抗原,二、同种异型移植排斥的机制,细胞免疫机制,体液免疫机制,NK细胞的作用,1、细胞免疫机制,同种异型移植排斥反应主要是由受者的T细胞介导的、针对移植物表面同种异型抗原的细胞免疫应答,(1),同种异型识别的分子机制,受者T细胞如何识别供者MHC分子？,为什么有如此多的T细胞能识别同种异型MHC分子？,1%-10%的受者T细胞能识别同种异型MHC分子,10,-,-10,-,的特异性T细胞前体识别一般抗原,受者T细胞如何识别供者MHC分子?,直接识别,间接识别,直接识别（direct recognition）,不需要抗原的加工过程，受者T细胞直接识别移植物细胞表面完整的同种异型MHC分子,交叉识别(Cross recognition),受者T细胞克隆,正常情况 识别自身MHC分子-外来Ag肽复合物,同种异型移植 识别供者MHC分子-Ag肽复合物,分子基础 两者决定簇可能很相似,交叉识别,过客白细胞(Passenger leukocytes),移植物中，如成熟DC和M,通过直接识别激活T细胞,急性排斥早期？,速度快？,强度大？,同种异型MHC分子可刺激多克隆T细胞激活？,同种异型MHC分子(不同的氨基酸残基),同种异型MHC分子不同的抗原肽,供者APC表面所有同种异型MHC分子都能形成供TCR识别的表位（高密度）,间接识别,（Indirect recognition）,同种异型MHC分子作为常规的外来蛋白质，被受者APC加工递呈，为T细胞识别,排斥反应较弱、较缓慢,急性排斥反应中晚期和慢性排斥反应中起更重要的作用,急性排斥反应早期与直接识别机制协同发挥作用,Recipient T cell,TCR,Peptide,Donor,MHC molecule,Donor MHC molecule,Donor APC,Recipient APC,Recipient,MHC molecule,Peptide,from donor MHC molecule,直接识别和间接识别的比较,直接识别,间接识别,MHC分子形式,完整的同种异型MHC分子,同种异型MHC分子来源的抗原肽,APC,不需受者APC,需要受者APC,活化的T细胞,CD4+/CD8+T细胞,CD4+/CD8+T细胞,排斥反应中作用,急性排斥反应,慢性排斥反应,排斥反应强度,非常强烈,较弱,（2）CD4,T细胞和CD8,T细胞的作用,CD4,T和CD8,T均参与，CD4,T更重要,直接识别和间接识别活化的CD4,T,分泌CK,激活和招募M,直接识别活化的CD8,T能杀伤移植物细胞,间接识别活化的CD8,T不能杀伤移植物细胞,直接识别活化的Th,2,不能辅助受者B产生抗移植物抗体,而间接识别活化的Th,2,则能,Role of CD4,T cells and CD8,T cells,CD4,+,TH,1,CD8,+,CTL,CD8,+,preCTL,、体液免疫机制,体液免疫在移植排斥反应中起一定作用,超急性排斥反应中起重要作用（预存抗体）,激活补体,调理作用,ADCC,移植排斥反应中起次要作用,在某些情况下，抗体反而能保护移植物，防止或延缓排斥反应的发生，这种抗体称为,增强抗体（enhancing antibodies）,增强抗体与移植物上的抗原结合，不激活补体，也不引起细胞毒效应，却可阻断其他抗体或效应T细胞对移植抗原的识别和对移植物的攻击，因而又称为,封闭抗体（blocking antibodies）,、NK细胞的作用,受者NK细胞KIR不能识别同种异型移植物细胞表面的非己MHC抗原，抑制信号传入受阻，NK细胞被激活,活化T细胞分泌IL-2、IFN-等细胞因子，活化NK细胞,Inflammation,lysis,ADCC,lysis,IL2,IFN,TNF,NO,2,IL2,IL4,IL5,IL2,TNF,IFN,Rejection,Mechanisms of graft rejection,第二节 同种异型移植排斥的分类及效应机制,宿主抗移植物反应,移植物抗宿主反应,同种异型移植排斥反应分类,宿主抗移植物反应,(Host-versus-graft Reaction,HVGR),见于一般器官移植,移植物抗宿主反应,(Graft-versus-host Reaction,GVHR),主要发生在骨髓移植和其他免疫细胞移植,一、宿主抗移植物反应,超急性排斥反应,急性排斥反应,慢性排斥反应,、超急性排斥反应（Hyperacute rejection）,发生时间,移植器官与受者血管接通后数分钟至12d内发生,病理变化,血管内凝血,缺血、变性和坏死,发生机制,预存抗体,抗ABO血型抗原的抗体,抗HLA抗原的抗体,抗VEC抗原的抗体,激活补体系统,激活凝血系统,供者器官灌流不畅或缺血时间过长等非免疫学机制,Hyperacute rejection of a kidney allograft with endothelial damage,platelet and thrombin thrombi,and early neutrophil infiltration in a glomerulus,超急性排斥反应,临床上见于：,反复输血,多次妊娠,长期血液透析,再次移植的个体,、急性排斥反应（Acute Rejection）,发生时间,移植后数天至2周左右出现,80%90%发生于移植后一个月内,病理变化,急性体液性排斥反应,血管内皮细胞损伤为主要表现的急性血管炎,急性细胞性排斥反应,实质细胞的坏死并伴有大量淋巴细胞、M浸润,发生机制,移植物血管损伤,针对血管内皮细胞表面同种异型抗原的IgG抗体,补体依赖的细胞毒作用,实质细胞损害,CD4+Th1介导的迟发型超敏反应,CD8+Tc直接杀伤表达同种异型抗原的移植物细胞,Acute rejection of a kidney with inflammatory cells in the interstitium and between epithelial cells of the tubules,、慢性排斥反应（Chronic Rejection）,发生时间,移植后数周、数月、甚至数年发生,病理变化,间质纤维化，移植物内血管平滑肌细胞增生，血管硬化,发生机制,迄今尚不完全清楚,急性排斥反应细胞坏死的延续和结果,炎症性CD4+T细胞/M相关的慢性炎症,非免疫学因素诱发组织器官的退行性变,Kidney Transplantation-Graft Rejection,Chronic rejection in a kidney allograft with arteriosclerosis,二、移植物抗宿主反应,同种异型骨髓移植时，供者骨髓移植物中的免疫活性细胞识别宿主移植抗原而发生的排斥反应,GVHR可以损伤宿主，引起移植物抗宿主病（graft versus host disease，GVHD）,急性GVHD,慢性GVHD,Graft versus host disease,Graft versus host disease,发生条件,移植物中含有足够数量的免疫活性细胞,宿主处于免疫无能或免疫功能极度低下的状态,宿主与移植物之间的组织相容性不同,发生情况,骨髓移植（主要）,胸腺移植,脾移植,新生儿接受大量输血,多数情况下由次要组织相容性抗原引发,1、急性GVHD,供受者HLA不相配或未对受者进行预防性处理时,移植后数天，最迟在术后2个月内即可发生,皮肤、肝脏、肠道等多个靶器官上皮细胞的坏死,皮肤瘙痒性斑丘疹、厌食、恶心、腹泻、血清胆红素增高等,由移植物中成熟T细胞介导，也可能与NK细胞有关,Acute graft-versus-host reaction with vivid palmar erythema,Early,chronic GVHD with widespread,almost confluent hyperpigmented lichenoid papules and toxic epidermal necrosis-like appearance on knee,Late,chronic GVHD with hyperpigmented sclerotic plaques on the back,2、慢性GVHD,一个或多个器官的纤维化和萎缩,最终可导致所累及器官的功能丧失,Removal of T cells from marrow graft,强烈的免疫抑制剂治疗,疗效尚不肯定,一旦发生，一般难以逆转，导致移植失败,严重损伤患者，甚至死亡,第三节 同种异型移植排斥的防治,主要原则：,组织配型,免疫抑制剂治疗,诱导免疫耐受,移植后免疫监测,一、组织配型(Tissue Typing),供受者间的ABO和Rh血型必须相同,检测并排除受者体内的预存抗体,HLA组织配型选择合适供者,HLA-DR对移植排斥最为重要。,HLA-A、HLA-B为其次。,交叉配型：在骨髓移植中尤为重要，将供者与受者淋巴细胞互为反应细胞。,Laws of transplantation,供受者HLA-A和HLA-B相配的位点数越多，移植物存活几率越高,供受者HLA-DR位点相配更重要，因为HLA-DR和DQ基因有很强的连锁不平衡，DR位点相配的个体，通常DQ位点也相配,移植物存活与HLA配型的关系,二、免疫抑制剂治疗 (Immunosuppressor Therapy),硫唑嘌呤、环磷酰胺,抑制淋巴细胞增殖和分化，杀伤活化的T细胞,环孢素A、FK506,抑制T细胞活化过程中IL-2基因的转录,抗CD3单抗（OKT3）,活化补体，调理作用，溶解T细胞,抗炎皮质激素,抑制TNF、IL-1、IL-6等炎症细胞因子分泌,环孢素A（cyclosporin A）,目前临床上最常用的免疫抑制剂,抑制T细胞活化过程中IL-2基因的转录,无骨髓抑制,大剂量长期使用有肾毒性,FK506,大环内酯类抗生素,作用机制与CsA相似,免疫抑制作用更强，CsA的100倍,毒性较低,临床移植中与CsA合用效果更好,第四节 器官移植相关的免疫学问题,第四节 器官移植相关的免疫学问题,一、诱导同种移植耐受,封闭同种反应性,TCR,人工合成供者,MHC,分子的模拟肽，或分离供者的可溶型,MHC,分子给予受者；,阻断共刺激信号,应用抗协同刺激分子和粘附分子抗体，能阻断受者同种反应性,T,细胞的共刺激信号，诱导,T,细胞失能而建立耐受；,供者特异性输血,伴随使用免疫抑制剂，可诱导实验动物产生移植耐受，诱导同种反应性,T,细胞清除而建立耐受；,过继性输注,Treg,细胞,同种抗原特异性,CD4+CD25+Treg,可抑制同种反应性,T,细胞激活、增殖，并诱导其失能或凋亡；,过继性输注或诱导,imDC,imDC,表面共刺激分子和,MHCII,表达水平低，可使特异性,T,细胞由于缺乏活化信号而失能或凋亡；,定向调控,Th,细胞亚群分化,阻断,Th1,细胞及其分泌,CK,的效应，或增强,Th2,细胞及其分泌,CK,的效应；,阻断效应细胞向移植物局部浸润,阻断移植物局部产生的趋化因子,二、排斥反应的特殊情况,免疫豁免区内不发生或仅发生轻微的移植排斥反应，包括,淋巴细胞难以到达(,角膜、眼前房、脑)、,某些组织免疫原性较弱(,软骨)、,体内存在特殊屏障(,胎盘滋养层)、,某些豁免区组织细胞高表达FasL(,肝脏,);,三、异种移植的试验研究,猪是为人类提供异种移植物最理想的物种，其特点是数量众多、饲养与繁殖方便、脏器的主要解剖学和生理学指标与人类接近、一般不引起伦理学争议。,超急性排斥是首要障碍，由于灵长类动物血清中存在针对猪血管内皮细胞表面,a,-半乳糖的天然抗体；猪细胞表面的补体调节蛋白与人补体成分不协同，不能抑制人补体激活及其溶细胞作用。,防治策略包括清除受者体内的天然抗体；清除供者移植物组织器官的半乳糖或抑制其表达；阻断受者补体激活途径。,四、造血干细胞移植,目前已被广泛用于治疗血液系统恶性疾病、遗传性血液病等，以重建造血和免疫功能。理论上可同时导致GVHR和HVGR，但由于受者多伴严重免疫缺陷，主要表现为GVHR。,2.排斥反应的特殊情况,缺少血管、淋巴管,屏障,免疫原性弱,组织细胞表达,FasL,免疫豁免区,3.异种移植的实验研究,受精卵,DNA,表达人CD46、CD55和CD59等,敲除,a,-1,3半乳糖苷转移酶基因,4.造血干细胞移植,（Hematopoietic stem cell transplantation),主要表现为GVHR。,