补体系统在器官移植中的作用研究进展

         【摘要】 临床器官移植是许多系统终末期疾病的有效治疗方法，而免疫系统的激活在器官移植中 也起到了很重要作用。补体是机体固有免疫系统的重要组成部分，其参与了器官移植缺血再灌注损伤 及免疫系统激活的调控，因而对补体在器官移植中的损伤机制及防治的研究具有重要意义。 
         【关键词】 补体系统；器官移植；缺血再灌注；免疫耐受
         补体系统是机体非特异免疫的主要组成部分，在机体防御功能、免疫系统功能的调节以及免疫病 理过程中都发挥重要作用二机体通过一系列的复杂 因素调节补体的激活过程，使其反应适度。补体系统过度激活不仅会消耗大量补体成分，使机体抗感 染能力下降，而且在激活过程中产生大量活性物质，使机体发生剧烈炎症反应造成组织损伤。  1 补体在缺血再灌注损伤中的作用 
         1.1 补体系统及其激活 补体是人和脊椎动物血清及体液中的一组具有 酶活性的蛋白质，补体系统的激活有三种途径，分别 为经典途径、旁路途径和甘露糖结合凝集素( man-nose-binding lectin，MBL)途径。经典途径由抗原抗体复合物与补体成分CI作用而激活；旁路途径的 激活物质不是抗原抗体复合物，而是细菌细胞壁的成分脂多糖以及多糖、肽聚糖和凝聚的IgA和IgG4等物质。直接激活C3继而完成C5至C9各成分的连锁反应。MBL途径由血清中的MBL识别细胞表 面的甘露糖来启动激活。Buerke等在兔子心肌 缺血再灌注模型中给予特殊的C1抑制物证明了经 典途径参与了损伤过程；Thurman等在鼠的肾缺 血再灌注模型中B因子的缺失可以减少补体C3的 沉积说明了旁路途径的激活；Juan等的研究证明凝集素途径也参与了I/R损伤。其机制可能是缺血时内皮细胞的抗体结合位暴露，再灌注时被MBL等 膜式识别分子或天然的IgM抗体所识别和结合，进 而激发补体激活[4]． 
         1.2补体介导的缺血再灌注损伤 移植器官缺血期间组织和细胞会发生一系列的 改变，从而对信号通路和表面分子的表达产生影响： 随着缺血时间延长和程度的加重，一些毒性产物在细胞内累积，使细胞凋亡和坏死，终导致器官功能 丧失。生理条件下的内皮细胞不能被补体识别，但是内皮细胞受损后会引起补体的沉积在缺血再灌注过程中补体系统可以通过多种途 径被激活，补体激活过程中会产生一些活性成分及裂解片段如C3a和C5a，它们作为配体与细胞表面相应受体结合，激发细胞脱颗粒，释放组胺之类的血管活性介质，从而增加血管的通透性。补体片段 C5a具有很强的趋化活性，可以募集更多的白细胞到损伤部位，通过激活白细胞释放氧自由基和各种 蛋白水解酶引起损伤161。此外，这些具有生物活性 的裂解片段还能促进中性粒细胞、淋巴细胞与移植物的结合，加速急性移植排斥反应的发生并引发炎症的级联反应[7]。补体激活后终形成攻膜复合 体( membrane attack complex，MAC)直接造成细胞膜 的损伤，MAC可以刺激内皮细胞表达P一选择素、白细胞介素(IL)、血小板活化因子(PAF)和单核细胞 趋化蛋白1( MCP-I)等，募集更多的中性粒细胞和 单核巨细胞到损伤部位，引发炎性损伤。此外，MAC还可以诱导p21基因的表达引起细胞凋亡。 补体对凝血系统也有一定的影响，生理条件下内皮细胞通过表达血栓调节蛋白和硫酸肝素样物， 在表面维持一个抗凝的环境，血管假性血友病因子和补体复合物还能激活内皮细胞组织因子。此外，补体活化过程中产生的C5b67复合物能使内皮细
胞发生结构改变，暴露细胞外基质，促发凝血级 联 
         2 补体在移植免疫耐受中的作用
         器官移植的终目的是达到移植耐受，诱导移植受体对供体产生器官特异的免疫耐受，是防止器 官移植后排斥反应的理想方法。由于近年来基础免 疫学的发展，移植耐受的研究也取得了迅速发展。 诱导免疫耐受已经在多种动物移植模型中起到了较好的作用，然而在临床上还没有得到证实。研究表明，缺血再灌注导致的补体系统激活可以影响移植 耐受的诱导，其中固有免疫系统激活引起的细胞因 子的释放是导致免疫耐受诱导失败的重要因素|12。 Fraser等。13]证明了纯化的Clq和甘露糖结合凝集素可以上调IL-6的表达，IL-6反过来又可以抑制调 节性T淋巴细胞( Treg)的诱导，而Treg是和耐受的 形成密切相关的[14]。IL-6和转化生长因子-p： ( TGF-32)能导致T淋巴细胞分化成II．-17，后者产生辅助T细胞抑制Treg的诱导。 Dempsey等‘m。的研究表明，C3d可以作为固有免疫的辅助分子，C3b或C4b与抗原结合后增强抗 原特异性增生及T细胞的毒性反应。C3和C4的分解产物与抗原结合后调节其在不同水平的加工和处理，这些分解产物作为抗原受体参与了抗原的内化和内定位以及处理，增强了抗原特异性免疫反应。1引。 另一项研究显示，在免疫特权部位，iC3b和 抗原呈递细胞表面的CR3结合后导致TGF-(32和 IL-10的产生，而TGF-[32和IL-IO是形成免疫耐受的必要条件。Ehirchiou等；的研究中CDllb基 因敲除小鼠则难以形成与抗原刺激相适应的耐受。 所以在耐受诱导中调控补体的激活是一个很重要的 方面。 在临床器官移植中，供体的脑死亡、器官的获取及器官保存中的冷缺血都会导致缺血再灌注损伤，
进而阻碍移植耐受的建立和影响移植物的存活。 Coulson等20的研究表明，在肾移植中缺血再灌注 损伤会影响移植耐受的诱导，所以把移植相关的缺向，再灌注损伤减到小是诱导移植耐受的关键环节。缺血再灌注损伤影响移植物存活的机制可能是固有免疫系统的激活，固有免疫系统激活后通过可 溶性蛋白和膜结合受体在移植排斥反应中起着很重要的作用。免疫系统中大多数细胞都会表达模式识别受体，它们不仅识别病原体，还可以识别许多内源 性的配体。这些配体的释放是细胞应激的结果，而 细胞应激与器官移植中的缺血再灌注损伤是密切相 关的口。 事实上，抑制固有免疫系统的策略已经在 动物移植模型中获得了成功，可以促进免疫耐受的 形成。 3抑制补体激活的措施
         3.1 C5a拮抗剂 近年来，许多动物实验对补体成分和适应性 免疫系统之间的关系进行了深入研究，认识到了 C5a受体信号在抗原呈递细胞和T细胞中的潜在作用，C5a的产生又依赖于抗原呈递细胞，它们由 树突状细胞和巨噬细胞分泌，能够促进免疫系统 的激活- 22-23。因此，C5a成为一个有效的治疗靶 点，如前所述，补体分解产物C5a与其受体参与再 灌注损伤时的组织细胞黏附和迁徙，除此之外还 参与了细胞介导的以及抗体介导的排斥反应。在同源大鼠肾移植模型中，Lewis等24]发现使用C5a拮抗剂可以显著延长受体的存活时间。在检查死亡和存活的受体肾脏时发现，前者的C5a受体表 达水平明显高于后者，证实了C5a的表达与移植物的功能不全有关。 
         3.2 低相对分子质量的硫酸葡聚糖 低相对分子量的硫酸葡聚糖(相对分子质量为 5000)是一种特异性的补体抑制剂和细胞保护剂。。在大鼠肺移植缺血再灌注损伤模型中，实验 组给予低相对分子量的硫酸葡聚糖，结果发现，与对 照组相比，实验组的移植肺功能得到了明显改善。 在免疫荧光标本中，实验组补体成分C3a和C5a的 沉积明显减少-26。  3.3 眼镜蛇毒因子Ghebremariam等27。报道了眼镜蛇毒因子在大鼠缺血再灌注损伤中的应用，眼镜蛇毒因子可以抑 制补体C3的激活，从而下调补体激活的三条途径。 在Kobayashi等128]的研究中眼镜蛇毒因子联合免疫抑制剂已成功用于动物的心脏移植。 
         3.4可溶性补体受体1可溶性补体受体1( sCRI)可以抑制补体经典途径和旁路途径中的C3转化酶，还可以作为I因 子的辅助因子促使C3b和C4b的灭活，是补体激活途径的非特异性抑制剂 Hogasen等的研究证明，sCRI可以减轻心肌缺血后的炎症反应和坏死程度 3.5 C1抑制物 CI抑制物与CI发生不可逆地结合，使后者失去酯酶活性，不再裂解为C4和C2，从而阻断或削弱后续补体成分的反应：SalVatierra等30。1在狗的肺移 植模型中应用CI抑制物，结果改善了移植肺的功能，延长了受体的存活时间。 
         4结语
         补体在器官移植中的作用已经被许多研究所证 实，从而为器官移植的免疫治疗策略提供了依据。 抑制补体激活可以减轻移植器官的损伤及促进免疫 耐受的诱导，补体在器官移植中作用是多方面的，其 确切的作用机制有待进一步的研究去探讨。