中华器官移植杂志2000年第21卷第3期

顾晓

关键词：CD40通路移植耐受配体

CD40通路是继CD28通路之后受到重视的又一共刺激通路，本文就CD40通路的免疫学特性及其对诱导移植耐受的意义作一综述。

一、 CD40及其配体

CD40是Ⅰ型膜糖蛋白，相对分子质量为52 000，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淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞(DC)和某些T淋巴细胞，其它如朗格罕细胞、内皮细胞、成纤维细胞、角化细胞以及来源于胸腺和肾小管的上皮细胞也可表达CD40。

CD40的配体(CD40L，即CD154、gp39、TRAP和TBAM）是Ⅱ型膜糖蛋白，相对分子质量为33000，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淋巴细胞，嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、DC、内皮细胞、活化的B淋巴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，可能由基质金属蛋白酶（MMP）裂解而来，其免疫学作用尚不明确^［1］。CD40L存在于细胞表面，具有信号传导功能，但对CD40L相关的信号传递蛋白及下位信号通路尚不清楚。

二、 CD40通路的免疫学效应

随着对性连锁高IgM免疫缺陷综合征（HIGMX-1）认识的深入，发现CD40通路在体液免疫中具有重要作用^［2］。实验表明，在CD40基因敲除的小鼠体内或应用抗小鼠CD40L单克隆抗体（MR1）阻断CD40与其配体的结合，可明显减少抗体的产生，抑制生发中心形成和抗体类别转换^［3］。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节作用。

1． 在T淋巴细胞活化和克隆增殖中的作用

CD40通路通过两步模式活化T淋巴细胞：（1）诱导T淋巴细胞表达CD40L，即未活化的抗原递呈细胞（APC）处理抗原后，以MHC/抗原肽复合物的形式向童贞T淋巴细胞传递第一信号，上调T淋巴细胞表面的CD40L；（2）诱导APC的共刺激活性，即T淋巴细胞表面的CD40L与APC上的CD40结合，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淋巴细胞。但在某些移植模型中，阻断CD40通路并未影响B7分子表达水平和T淋巴细胞活化，排斥反应被抑制是通过干扰T淋巴细胞的效应功能而实现的^［4］。提示体内诱导APC表达B7分子可能同时存在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应答发生的微环境，局部组织的损伤程度及由此产生的细胞因子水平可能与此相关，如产生了能诱导B7表达的粒细胞单核细胞集落刺激因子(GM-CSF)，则对CD40信号的需求可能减弱。

CD40通路还能通过抑制自发或活化诱导的细胞死亡（AICD）来延长APC的寿命。研究显示，CD40信号使B淋巴细胞拮抗T淋巴细胞诱导的Fas参与的凋亡^［5］。体外培养也发现，CD40信号能增强单核细胞和DC的生存能力。以上结果提示，CD40的重要功能之一是延长APC的存活期，促使并维持T淋巴细胞依赖的免疫应答进一步放大。但Garrone等^［6］发现，CD40信号活化B淋巴细胞时诱导Fas基因的表达，使其易于发生Fas诱导的凋亡。Lagresle等^［7］认为，CD40、Fas和B淋巴细胞抗原受体（BCR）构成了一个正、负信号交错的复杂网络，可能由B淋巴细胞的分化阶段决定其发生活化或死亡。

Blotta等^［8］证实，特异性单克隆抗体结合人活化T淋巴细胞上的CD40L或将CD40转染T淋巴细胞，能够诱导T淋巴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向T淋巴细胞直接传导信号，但其调控机制尚待进一步研究。

2． 在T淋巴细胞辅助的免疫效应中的作用

研究表明，在T淋巴细胞依赖的B淋巴细胞应答过程中，生发中心的形成及抗体类别转换必须要有CD40信号的参与^［3］。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，能释放多种前炎症细胞因子，如IL-1β、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12和TNF-α。IL-12的分泌将导致T_H0细胞向T_H1细胞偏移。CD40与配体的结合上调共刺激分子的表达，改变了单核/巨噬细胞的表型。体内外实验显示，单克隆抗体阻断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^［4］。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^［9］。目前尚不能确定体内巨噬细胞分化成效应细胞是否一定需要CD40的参与。

内皮细胞（EC）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重要一步。EC选择素的表达可能选择性诱导T_H1细胞的聚集，因此T_H1或T_H2细胞向炎症部位的选择性聚集可能基于EC粘附分子配体和趋化因子受体的不同表达^［10］。研究还表明，炎症因子又可调节CD40在EC的表达。通过反转录聚合酶链反应检测发现，隐静脉内皮细胞表达CD40L，并能诱导B淋巴细胞表达共刺激分子B7-1。体外培养证实，正常内皮细胞表达微量的CD40L。因此，内皮细胞通过CD40和CD40L的表达影响T淋巴细胞的活化和聚集。

三、 CD40通路在诱导移植耐受中的意义

研究证实，如果缺乏有效的辅助刺激信号，T淋巴细胞识别MHC分子/抗原肽复合物后不但不能活化，反而呈现一种功能失活状态。CD40通路在整体水平上调节受者对移植物的免疫应答，阻断这一通路可能成为诱导移植耐受的新策略。Medawa等通过给新生期小鼠输注半同种（semiallogeneic）脾细胞，建立了经典的移植耐受模型，其机制与供者特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）克隆的排除及T_H细胞向T_H2细胞偏移有关。随着T淋巴细胞活化双信号的提出，推测这一耐受状态的产生可能还与接种的成熟静息期B淋巴细胞（rB）缺乏CD40共刺激信号，不能产生T_H1应答有关。Flamand等^［11］认为，新生期小鼠由于T淋巴细胞数量少，且CD40L表达显著低于成年小鼠，无法有效地与脾细胞中少量专职APC上的CD40结合，T淋巴细胞分化向T_H2细胞偏移，并自发分泌IL-4，产生供者特异性的耐受状态。实验证实，刺激性CD40单克隆抗体与受者T淋巴细胞上CD40L结合，能够诱导IL-12和IFN-γ依赖的供者特异性CTL活化，打破由供者脾细胞诱导的新生期耐受，重建对供者抗原的特异性免疫应答。因此，CD40/CD40L相互作用不充分导致新生期移植耐受的事实，为在成年动物或人体诱导移植耐受指明了方向。

Blazar等^［12］在进行骨髓移植研究时发现，供者的T淋巴细胞与受者的细胞在体外共培养，加入CD40L单克隆抗体可诱导供者T淋巴细胞对受者组织抗原的耐受。骨髓移植后，重复大量输注这些体外诱导的CD4⁺T淋巴细胞，能够诱导受者形成稳定的供者特异性耐受，并支持受者重建T淋巴细胞免疫，有效防止移植物抗宿主反应（GVHD），且不影响机体正常的抗感染和抗肿瘤免疫。Gordon等^［13］在研究异种移植时发现，单一应用抗CD40L单克隆抗体，对延长异种胰岛细胞存活期有一定效果，但对皮肤移植物则完全无效，可能因为皮肤组织中的大量专职APC存在不依赖CD40/CD40L的高活性共刺激通路，提示仅用抗CD40L单克隆抗体只能在某些特定种属的特定组织诱导移植耐受。研究证实，在实体器官移植中，单一阻断CD40通路不能消除移植物的血管病理改变，尚不足以使受者产生稳定而持久的移植耐受。

CD40与CD28通路既相互关联，又相互独立。体内选择性阻断CD80后不能得到与MR1相同的免疫抑制效果，说明CD40通路除间接影响CD28通路以外，还能直接共刺激T淋巴细胞。Larsen等^［14］同时阻断CD28和CD40通路，在体内外均有效地抑制了T淋巴细胞克隆的增殖，促使小鼠皮肤移植物的长期存活，抑制移植心脏慢性血管型排斥反应的发生。Konieczny等^［15］发现，在IFN-γ基因敲除的小鼠体内阻断CD28和(或)CD40通路不能诱导移植物长期存活，提示内源性IFN-γ能够抑制活化T淋巴细胞的增殖，促进移植物长期存活。联合阻断CD28和CD40通路诱导皮肤移植物存活的良好效果，可被环孢素A抵消，可能与其抑制内源性IFN-γ的合成有关。Kirk等^［16］在研究恒河猴肾移植模型时发现，联合阻断CD28和CD40通路的效果是单一阻断的100倍，对活组织检查确诊为排斥反应者，再次应用两抗体能够维持正常肾功能，治疗中未见毒副作用。恒河猴肾移植与人肾移植具有十分相似的生物学特征，这一结果为临床诱导移植耐受展示了诱人的前景。

APC诱导T淋巴细胞活化依赖于共刺激分子的表达水平和密度。rB淋巴细胞具有抗原特异的Ig受体和MHCⅡ类分子，但不表达B7-1或B7-2分子，是免疫无能的非专职APC。在体外，rB淋巴细胞使T淋巴细胞对抗原产生特异的克隆无反应，诱导T淋巴细胞产生T_H2型细胞因子。Niimi等^［17］报道，移植前14d联合应用供者rB淋巴细胞和MR1，使45%受者小鼠的移植心脏无限期存活（＞100d），平均存活时间为56d，明显优于单用rB淋巴细胞或MR1者，这一效应是供者特异的，且不依赖于CD28通路。Markees等^［18］发现，移植前1周单次输注供者脾细胞和MR1，术后100d，尽管在受者体内容易检测出供者反应性T淋巴<