综述：红细胞同种免疫的研究进展

本综述系统阐述了红细胞（RBC）同种免疫的分子机制与临床意义，涵盖RBC抗原的免疫原性、树突状细胞（DC）和边缘区B细胞（MZB）的功能分化、补体调控及免疫耐受等多条通路，并以镰状细胞病（SCD）和新生儿溶血病（HDFN）为模型探讨其疾病特异性特征，为个体化免疫调节策略提供理论依据。

　　

2 红细胞免疫原性的分子基础

红细胞表面抗原是触发同种免疫反应的核心因素。国际输血协会（ISBT）已承认48个血型系统，包含超过300种抗原分子，其中ABO、Rh、Kell、Duffy、Kidd和MNSs系统具有最重要的临床意义。抗原的免疫原性取决于其化学特性、分子结构、表位可及性及宿主免疫状态。蛋白抗原（如RhD和Kell）通常比碳水化合物抗原（如ABO和Lewis）具有更强的免疫原性，能更有效地刺激T细胞依赖性免疫应答并诱导记忆B细胞形成。RhD抗原是跨膜蛋白，其免疫原性由蛋白构象和表位密度共同决定，所致的新生儿溶血病（HDFN）是最严重的同种免疫性溶血性疾病。

ABO血型抗原为碳水化合物结构，主要通过T细胞非依赖途径诱导免疫应答，主要产生天然IgM抗体且缺乏经典免疫记忆。但ABO抗体也包括IgG和IgA亚类，可通过ABO不相容输血或妊娠等暴露方式经T细胞依赖机制产生。ABO抗原的免疫原性由末端糖基的细微差异决定：A抗原携带N-乙酰半乳糖胺，B抗原携带半乳糖。由于ABO抗原在红细胞表面高表达，即使少量不相容红细胞进入循环也可触发强烈补体激活和急性溶血。

Kell抗原（K1/K2）作为锌内肽酶，其免疫原性仅次于RhD，易通过输血或妊娠诱导IgG同种抗体产生。Duffy抗原（Fy^a/Fy^b)作为趋化因子受体，其多态性不仅影响同种免疫风险，还与疟原虫感染易感性相关。Kidd抗原（Jk^a/Jk^b)在红细胞和肾组织表达，其抗体可引起迟发性溶血性输血反应（DHTR），这一过程与记忆B细胞激活和次级免疫应答放大有关。

3 红细胞同种免疫的免疫学机制

红细胞同种免疫的启动涉及多种先天和适应性免疫细胞及分子通路的复杂相互作用。先天免疫系统通过识别损伤相关分子模式（DAMPs）启动该过程，这些内源性分子在细胞应激、损伤或死亡时释放，包括线粒体DNA、血红素、ATP、热休克蛋白和高迁移率族蛋白B1（HMGB1）。储存期间的红细胞会持续释放ATP和血红素等DAMPs，激活NOD样受体家族pyrin域包含蛋白3（NLRP3）炎症小体，刺激巨噬细胞和树突状细胞（DCs）分泌促炎细胞因子，从而放大免疫应答。

当同种异体红细胞进入循环，其表面抗原被宿主抗原呈递细胞（APCs）通过模式识别受体（PRRs）识别。Toll样受体（TLRs）通过MyD88或TRIF依赖的信号通路诱导炎症细胞因子和I型干扰素（IFN-I）产生，而NLRP3炎症小体感知细胞外ATP、尿酸或血红素，促进caspase-1激活及IL-1β和IL-18释放。CD11b⁺Ly6C⁺F4/80⁺巨噬细胞可吞噬含DAMP的储存红细胞成分，分泌促炎介质进一步促进常规树突状细胞（cDC）激活和成熟。

适应性免疫随后主导同种免疫应答。激活的APCs迁移至次级淋巴器官，通过主要组织相容性复合体（MHC）II类分子将处理后的同种抗原呈递给CD4⁺ T细胞。在共刺激信号和细胞因子影响下，初始T细胞分化为T辅助细胞（Th）亚群，特别是Th2细胞，分泌IL-4和IL-5促进B细胞激活、增殖和分化为浆细胞，产生同种抗原特异性抗体（主要为IgG）。蛋白抗原（如RhD）能引发强烈的T细胞依赖性应答和长效免疫记忆。

最新研究表明，储存红细胞可通过MyD88依赖但TRIF非依赖途径激活cDCs，表明红细胞不仅是被动抗原载体，还可作为免疫佐剂。这种激活促进cDC2亚群成熟，进而有效启动CD4⁺ T细胞应答并驱动红细胞特异性同种抗体产生。33D1⁺ cDC2s具有独特能力将红细胞来源抗原呈递给脾脏CD4⁺ T细胞，而XCR1⁺ cDC1s虽在体外具有类似抗原呈递能力，在体内却不能有效诱导抗体应答。脾脏在此过程中发挥核心作用，不仅是红细胞抗原呈递和T细胞启动的主要场所，也是免疫细胞相互作用的特殊微环境。

MyD88信号通路对T细胞应答调控至关重要。MyD88缺陷虽不影响T细胞存活或调节性T细胞（Treg）发育，但显著降低DCs产生促炎细胞因子的能力，从而损害T细胞激活和扩增，导致效应T细胞减少、抗原特异性应答减弱且更易受Treg抑制。T细胞内在的MyD88信号对滤泡辅助T细胞（Tfh）分化必不可少，可抑制Tfh极化同时促进效应T细胞命运。白细胞介素-6受体α（IL-6Rα）信号在小鼠红细胞同种免疫模型中驱动Tfh分化和抗体产生，表明其在CD4⁺ T细胞介导的免疫应答中发挥上游调控作用。

除T细胞介导的适应性免疫外，红细胞同种免疫也可通过T细胞非依赖机制进行。凯尔（KEL）抗原模型研究表明，输注表达KEL的红细胞在缺乏MHC II类限制性CD4⁺ T细胞辅助的情况下仍能诱导强烈的体液免疫应答。边缘区（MZ）B细胞是此过程的核心：清除MZ B细胞完全消除抗KEL抗体产生，而清除滤泡B细胞影响甚微，表明MZ B细胞可直接识别红细胞抗原并独立于T细胞帮助产生IgG抗体。

从抗原视角看，某些碳水化合物或高度重复的红细胞抗原（如ABO抗原）被归类为II型T细胞非依赖抗原（TI-2）。其重复表位结构允许"拉链式"B细胞受体（BCR）交联，在无T细胞帮助时直接激活B细胞。与I型T细胞非依赖抗原（TI-1，如脂多糖LPS）依赖TLR信号诱导多克隆激活不同，TI-2抗原优先诱导低亲和力IgM，但在特定条件下可发生类别转换产生IgG。MZ B细胞和B-1细胞是TI-2抗原的主要应答者，快速分化为IgM分泌型浆细胞或产生有限、短寿命的记忆应答。

需注意的是，虽然MZ B细胞可在无直接CD4⁺ T细胞帮助时激活，但从IgM向IgG转换仍需其他免疫细胞支持。NKT细胞通过CD1d直接与MZ B细胞相互作用，在炎症条件下快速分泌IL-4和IFN-γ等细胞因子，为MZ B细胞激活和类别转换重组（CSR）提供关键信号。此外，特殊脾脏中性粒细胞亚群（称为B细胞辅助中性粒细胞NBH）释放BAFF、APRIL和IL-21，增强MZ B细胞存活、增殖和抗体分泌。树突状细胞和巨噬细胞在病原体相关刺激下也可产生类似因子，进一步扩展这一支持网络。换言之，MZ B细胞产生IgG不依赖其内在能力，而取决于与多种先天免疫细胞的协作及其建立的细胞因子环境。

相应地，红细胞抗原诱导的抗体可能作为"天然抗体"出现（主要由B-1细胞在生命早期应答肠道微生物群的交叉反应抗原产生，抗A和抗B血型抗体即为典型例子），或作为"获得性抗体"（由MZ B细胞在后期暴露于交叉反应抗原或输血红细胞同种抗原后产生）。这双重起源解释了个体为何常在无输血或妊娠情况下携带低滴度红细胞抗体。尽管MZ B细胞无需直接T细胞帮助即可启动IgG产生，仍依赖NKT细胞、中性粒细胞和树突状细胞提供的支持性细胞因子环境。

红细胞诱导的免疫应答也与常规蛋白抗原显著不同。抗KEL抗体的产生不仅需要MZ B细胞，还依赖I型干扰素通过干扰素-α/β受体（IFNAR）介导的信号传导。有效B细胞应答需要IFNAR介导的信号转导，凸显先天信号在红细胞免疫原性中的调控作用。IFNAR信号不仅影响B细胞活性，还调节cDC激活从而塑造T细胞依赖性免疫。在炎症条件下K1抗原免疫模型中，CD8α⁺ cDCs产生IFN-α/β，足以在无聚肌胞苷酸[poly(I:C)]情况下诱导同种免疫。

补体系统在此过程中发挥双重调控作用。一方面，补体成分C3调节免疫应答强度和途径，可能作为T细胞依赖和非依赖途径间的"分子开关"。另一方面，C3沉积可减少红细胞表面抗原可用性，通过"抗原屏蔽"效应限制抗体形成。该机制在保持红细胞结构完整性的同时提供对抗过度免疫激活的保护策略。重要的是，C3的免疫调节效应取决于其激活阈值，仅在强补体激活条件下显著影响。此外，造血细胞上补体受体CR1和CR2的表达对C3介导的抗体应答调控至关重要。

总之，红细胞同种免疫并非单一机制结果，而是多通路协同作用的结果，包括DAMP介导的先天受体信号、DC激活、T细胞调控、MZ B细胞应答、IFNAR信号和补体介导的抗原调节。与常规蛋白抗原不同，红细胞参与免疫激活的独特模式凸显输血相关免疫的内在复杂性，为制定更安全输血策略和新型免疫调节方案提供重要见解。

4 红细胞抗原免疫耐受的调控机制

尽管红细胞表面表达多种同种抗原，并非所有输血受者都会发生免疫应答，表明存在对红细胞抗原的某种程度免疫耐受。这种现象在多次输血却未产生可检测抗体的患者中尤为明显。红细胞相对较低的免疫原性部分源于其生物学特征：缺乏主要组织相容性复合体（MHC）分子和共刺激分子，不表达Toll样受体（TLRs），不分泌免疫激活细胞因子。因此，红细胞本身常不足以作为引发适应性免疫应答的"完全抗原"。然而，这种低免疫原性并非绝对。在炎症或危险信号存在时，红细胞抗原仍可诱导强烈免疫应答；无此类信号时，红细胞抗原可能被视为"自身样"抗原，导致免疫忽视或耐受诱导。

一方面，先天免疫的炎症背景是决定红细胞抗原引发免疫还是耐受的关键因素。在非炎症条件下，APCs（如DCs）常处于静止或未成熟状态。这些细胞捕获红细胞抗原时更可能诱导T细胞无能而非激活和增殖。研究表明，在缺乏MyD88信号时，DCs无法上调CD80和CD86等共刺激分子，即使暴露于红细胞抗原也不能有效激活CD4⁺ T细胞，从而促进外周耐受建立。

另一方面，调节性T细胞（Tregs）在红细胞相关耐受中起关键作用。通过分泌IL-10和转化生长因子-β（TGF-β）等免疫抑制细胞因子，Tregs抑制效应T细胞激活和扩增，并直接调节DC成熟和抗原呈递。证据表明在耐受环境中，Tregs对效应T细胞发挥更强抑制，这种抑制效应可被MyD88缺陷或补体成分C3活性增强等因素进一步加强。

补体系统也可能有助于耐受诱导。C3沉积可屏蔽或内化红细胞表面抗原，降低其免疫可及性并限制在次级淋巴器官中的呈递效率。适度补体激活可能有利于"沉默清除"而非免疫原性刺激。此外，造血细胞上补体受体CR1和CR2的表达与抗原呈递密切相关，其缺失或功能障碍可能阻止抗原有效进入适应性免疫通路，导致免疫忽视。

总之，对红细胞抗原的耐受源于多个相互关联的机制，包括抗原自身固有的"潜行"和低炎症特性，以及Tregs、调节性B细胞（Bregs）、补体和DCs的调控功能。深入理解这些通路不仅解释了临床实践中同种抗体形成率相对较低的现象，也为开发耐受诱导策略（如红细胞抗原特异性耐受疫苗或输血前耐受诱导方案）提供理论基础。

5 影响红细胞同种免疫的因素

同种免疫的决定因素是多方面的。当前研究表明至少涉及三大方面：供受者红细胞间抗原差异、受者免疫状态及输注同种异体红细胞对受者免疫系统的免疫调节效应。除此之外，遗传背景、基础疾病、炎症环境、输血史和输血红细胞储存条件等变量也可能影响同种免疫应答的可能性和强度。由于这些因素常相互交织，同种免疫机制仍复杂且未完全阐明。阐明这些决定因素对理解红细胞致敏发病机制、优化输血策略和预防同种免疫反应至关重要。

5.1 抗原特性与免疫原性基础

红细胞抗原的内在特性在同种免疫中起核心作用。其免疫原性由多种因素决定，包括抗原密度、表位结构、抗原类型和抗原暴露顺序。

抗原密度是免疫应答最重要的决定因素之一。研究表明暴露于低密度抗原红细胞可诱导耐受，显著降低后续对高密度红细胞的免疫应答。这表明抗原密度不仅影响初级应答强度，还可能塑造长期免疫结局。低拷贝数抗原更可能促进耐受，而高拷贝抗原需要更强调控机制（如更高剂量阻断抗体）来抑制免疫激活。重要的是，抗原密度在不同血型系统间差异显著，从每个红细胞仅几个拷贝到超过百万拷贝不等，这可部分解释不同抗原间免疫原性的显著差异。

抗原结构也对免疫原性有重要贡献。不同红细胞抗原引发体液免疫应答的能力不同。有趣的是，高免疫原性抗原（如K、Jk^a、Lu^a和E）通常显示较少B细胞表位，而低免疫原性抗原（如Fy^a、S、C和c）拥有更多表位。这种"少即是多"现象表明结构精简的抗原可能更有效触发免疫识别。

抗体-抗原相互作用可进一步调节抗原免疫原性。某些同种抗体能将 otherwise 耐受性刺激转化为免疫原性刺激。这种增强作用是抗原特异性且受抗体同种型影响；例如IgG2c可增强红细胞抗原免疫原性。

抗原暴露顺序也可能塑造后续对异源抗原的免疫应答。证据表明由特定红细胞抗原激活的CD4⁺ T细胞可增强对其他抗原的体液应答，提示存在交叉调控相互作用。这种"启动效应"可能帮助解释为何部分患者在多次输血后发生逐渐广泛的致敏，并凸显初始抗原接触的决定性作用。值得注意的是，红细胞同种免疫常与人类白细胞抗原（HLA）同种免疫相关，表明免疫系统的整体激活状态和调控能力可能广泛影响对红细胞抗原的应答。

总之，红细胞抗原的密度、结构特征、生物学特性和暴露动力学共同决定其免疫原性，这些因素是同种免疫启动和演变的关键驱动因素。

5.2 受者免疫与炎症状态的影响

受者免疫状态，特别是是否存在炎症，是决定红细胞同种免疫是否发生的主要因素。临床和实验研究一致表明炎症显著增强同种抗原免疫原性，将 otherwise 耐受的受者转变为应答者。

在镰状细胞病（SCD）儿科患者中，即使输注Rh和Kell阴性或完全匹配的红细胞，输血时存在炎症也会显著增加同种免疫风险。同样，小鼠研究显示在poly(I:C)诱导的病毒样炎症状态期间输血促进更强同种抗体产生。炎症条件增强脾脏树突状细胞（DCs）对红细胞的吞噬作用，伴随MHC II类和CD86等共刺激分子上调，该过程对抗原呈递和T细胞激活至关重要。具体而言，CD8⁺和CD11b⁺ DC亚群在刺激同种抗原特异性CD4⁺ T细胞增殖和免疫突触形成中起必不可少的作用，从而触发针对红细胞