《国外医学》泌尿系统分册1999年第19卷第6期

上海市第一人民医院泌尿外科（200080）

顾晓综述 唐孝达审校

CD40及其配体CD40L相互作用为受者T细胞对移植物抗原产生应答和效应提供信号，构成了T细胞活化的又一重要共刺激通路。CD40共刺激通路能够在众多水平上调节对移植物的免疫应答，对监测和控制移植排斥反应有重要的临床意义。

关键词 共刺激 移植 排斥反应

活化的T细胞在移植排斥反应中起关键性作用。目前认为，T细胞的活化需要两种信号，第一信号是由T细胞表面受体（TCR）识别抗原递呈细胞（APC）表面的MCH/抗原肽复合物所传递的特异性抗原信号；第二信号是由T细胞和APC的其它膜分子提供的辅助刺激信号，决定着T细胞与抗原反应的程度和结果。CD40通路是继CD28通路之后受到重视的又一共刺激通路，并在移植排斥反应的致敏和效应阶段都起重要作用。本文概述了CD40通路的特性及其在移植排斥反应中的意义。

1 CD40及其配体

CD40是分子量为52KDa的Ⅰ型膜糖蛋白，属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族。广泛分布于体内各种细胞，如骨髓来源的B细胞、巨噬细胞、树突状细胞（DC）和某些T细胞，其它如朗格罕细胞、内皮细胞、成纤维细胞、角化细胞以及来源泉于胸腺和肾小管的上皮细胞也可表达CD40^[1]。CD40特异性单抗的刺激可诱慰CD40信号的传导，活化NF-kB等多种转录因子，促使bcl-xL和A20等分子聚合，防止细胞凋亡的发生^[2]。

CD40的配体是CD40L（CD154，gp39,TRAP和TBAM），分子量33KDa的Ⅱ型膜糖蛋白，以三聚体形式表达，属于肿瘤坏死因子（TNF）超家族。CD40L最早发现于刚活化的T细胞，T细胞在TCR识别后4小时表达CD40L，6～8小时达最高峰，24～48小时减弱至活化前水平。嗜酸性细胞、嗜碱性细胞、DC、内皮细胞、活化的B细胞及血小板也表达CD40L。除膜结合状态以外，体内还存在天然可溶性CD40L，可能类似于产生Fas配体一样由基质金属蛋白酶（MMP）裂解而来，其免疫学作用尚不明确^[3]。CD40L存在于细胞表面，也具有信号传导的功能，在CD40基因敲除的小鼠体内，应用CD40-Ig融合蛋白与TH细胞CD40L结合，能够 t细胞传递正向信号，间接恢复部分生发中心的形成^[4]。但对CD40L相关的信号传递蛋白及下位信号通路尚不清楚。

2 CD40通路的免疫学效应

CD40通路在体液免疫中具有重要作用，其直接证据来年历对性联锁高IgM免疫缺陷综合症（HIGMX-1）的深入认识，一种由CD40L基因突变所致的迫使症。患者T细胞活化时缺乏CD40-CD40L的相互相用，导致T细胞依赖的抗体反应严重缺陷，缺乏记忆B细胞和循环IgG,IgA和IgE，并对病原体失去正常的免疫应答，增加了对机会感染的易感性^[2]。实验也表明，在CD40基因敲除的小鼠体内或应用抗小鼠CD40L单抗（MR1）阻断CD40与其配体的结合，明显减少了抗体的产生，控制了生发中心的形成和抗体种类的偏移^[5]。近来，研究热点从CD40通路调节体液免疫转向对免疫应答的总体调控作用。

2.1 在T细胞活化和克隆增殖中的作用

CD40共刺激通路在CD4+T细胞依赖的免疫应答中起关关键作用。Grewal等^[6]发现，CD40和CD40L基因敲除的小鼠对抗原刺激不能产生CD4+T细胞的增殖反应。CD40通路通过双向调节APC和T细胞的功能发挥作用。

CD40通路通过两步模式活化T细胞：①诱导T细胞表达CD40L，即未活化的APC处理抗原后，以MHC/抗原肽复合和的的形式向童贞T细胞传递第一信号，上调T细胞表面的CD40L；②诱导APC的共刺激活性，即T细胞表面CD40L与APC上的CD40结合后，活化的APC上调B7-1和B7-2等共刺激分子，增强共刺激活性，传递第二信号，进一步活化T细胞。但在某些移植模型中，阻断CD40通路并未影响B7分子的表达水平和T细胞的活化，控制移植排斥反应的作用可能是通过干扰T细胞的效应功能实现的^[7]。因此，体内诱导APC上B7分子的表达可能同时存在CD40依赖性或非依赖性机制，CD40信号对B7分子的调节可能取决于免疫庆答发生的微环境，局部组织的损伤程度及由此产生的细胞因子浓度可能与此相关，如产生了能诱导B7表达 gM-CSF，则对CD40信号的需求可能有减弱。

CD40通路还能抑制自发或活化诱导的细胞死亡（activation-induced cell death,AICD）延长APC的寿命。研究显示，CD40信号使B细胞拮抗T细胞诱导的Fas介导的凋亡^[8]。体外培养也发现，CD40信号能增强单核细胞和DC的生存能力^[9]。CD40的重要功能之一是延长APC的存稍大期，促使并维持T细胞依赖的免疫应答进一步放大。但Garrone等^[10]发现，CD40信号活化B细胞时诱导Fas基因的表达，使其易于发生FAs诱导的凋亡。Lagresle等^[11]认为，CD40、Fas和B细胞抗原受体（BCR）构成了一个正、负信号交错的复杂网络，可能由B细胞的分化阶段决定其发生活化或死亡。

Blotta等^[12]报导，特异性单抗结合活化T细胞上的CD40L或将CD40转染T细胞，能够诱 t细胞的增殖和细胞因子的产生。因此，CD40L除具有配体功能外，作为细胞表面受体还能传导信号，直接影响T细胞功能，但其调控机制尚待进一步研究。

2.2 在T细胞辅助的免疫效应中的作用

研究表明，在T细胞信赖的B细胞应答过程中，生发中民主的形成及抗体种类的偏移必须要有CD40信号的参与^[5]。新鲜分离的单核巨噬细胞仅自发表达低水平的CD40，经重组可溶性CD40L刺激后，能产生多种细胞因子，如IL-1β、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12和TNF-α。体内、外实验显示，单抗阻断CD40信号或CD40基因敲除都可抑制巨噬细胞一氧化氮（NO）的释放和一氧化氮合酶（iNOS）转录物的表达^[7]。CD40信号还能诱导巨噬细胞产生MMP，降解细胞外基质成分，促使细胞向炎症部位移动^[13]。

CD40通路能够诱导内皮细胞（EC）的活化，促使白细胞向外周非淋巴结聚集。内皮细胞通过CD40与浸润白细胞或活化血小板结合，诱导EC表达ICAM-1、VCAM-1和E-Selectin等粘附分子，提示CD40信号在EC中的传导是白细胞聚集的生要一步^[14]。EC选择素的表达可能选择性诱导TH1细胞的聚集。因此TH1或TH2细胞向炎症部位的选择性聚集中能基于EC粘附分子配体和趋化因子受体的不同表达^[15]。March等^[16]应用RT-PCR方法检测发现，隐静脉内皮细胞有CD40L的表达，并能诱 b细胞上共刺激分子B7-1的表达。因此，内皮细胞通过CD40和CD40L的表达影响T细胞的活化和聚集。

3 CD40通路在移植排斥反应中的作用

CD40共刺激通路多层次调节免疫应答的作用正倍受关注，阻断这一通路可能成为预防和治疗移植排斥反应的新策略。

3.1 实验与临床研究

Blazer等^[17] 研究啮齿动物移植植物抗宿主病(GVHD)模型时发现，应用单抗MR1或CD40L基因敲除能抑制GVHD的发生。Hancock等^[18]报道，CD40信号通路在小鼠异位心脏移植模型中参与介导急性排斥反应，应用MR1短暂时阻断CD40通路能延长移植植物存活期。但Larsen等认为，不是所有的T细胞克隆增殖都依赖于CD40信号，仅阻断CD40通路不能完全抑制排斥反应，移植物仍会发生慢性血管病理改变^[19]。Kirk等^[20]报导，在恒河猴肾移植模型中，MR1治疗14～28天移植肾存活期超过90天，联用CTLA4-Ig阻断CD28通路后，存活期可超过180天。联合阻断CD40和CD28通路，可促使MHC完全错配的移植物长期存活，诱导对移植物稳定而持久的接受状态。Li等^[21]报导，在小鼠心脏移植模型中，将环孢素A（CSA）或rapamycin与MR1+CTLA4-Ig联用，CSA显著降低了阻断共刺激所诱导的移植物长期存活，而rapamycin无此抑制效应，可能与免疫抑制剂的不同作用机制相关。Sun等^[22]认为，短暂时阻断共刺激通路虽能减轻炎症细胞的浸泣，但尚不能对移植物提供最佳的保护，并在大鼠主动脉移植模型中发现，联用MR1和CTLA4-Ig3次比单次应用，动脉内膜增厚明量减少，形态学紊乱明显改善，应用两抗体10次，一个月后移植物仍保持原来形态，且与移植前无任何差异。目前，对抗体开始应用的时间、剂量和持续时间尚无一致结论。

Elwood等^[22]研究异种移植时发现，同时阻断CD40和CD28通路，显著抑制了受者对异种抗原的免疫应答并延长了移植物的存活期，但大多数皮肤移植物经长期治疗后仍未能达到稳定的无限期存ITD，提示CD28和CD40两条共刺激通路能否被完全阻断不是决定异种移植物丢失的原因，可能还存在其它共刺激通路导致最终发生异种移植排斥反应。

Zheng等^[24]应用定量RT-PCR方法检测人移植肾活检标本，CD40L基因转录物的表达在急性排斥反应过程中呈动态变化，移植后第二天未检测到CD40L的表达，术后第五天CD40L表达显著增高且持续增加，至排斥反应发生时达到顶峰。结果提示，CD40L基因的高表达作为早期T细胞活化的标记，结合其它免疫活化基因的表达，可在临床发生移植物功能障碍前早期发现排斥反应，及时指导抗排斥治疗。Biancone等^[25]应用免疫组化方法研究了25例移植肾出现并发症的活检标本，在急、慢性排斥病例CD40分子对出现不同程度的表达，但在环孢素引起肾毒性的标本中未发现<