综述：巨噬细胞极化在器官移植排斥中的双重作用：机制与治疗前景

《Transplant Immunology》：Macrophage polarization in organ transplantation rejection and targeted therapeutic strategies

本综述系统阐述了巨噬细胞极化在器官移植排斥中的核心作用，揭示了其从促炎（M1）向抗炎/修复（M2）表型转化的动态平衡如何决定移植物命运。文章深入探讨了巨噬细胞在缺血再灌注损伤（IRI）、急慢性排斥中的时空动态，并聚焦于通过靶向关键通路（如PI3K/Akt、TLR/NF-κB）、转录因子（如KLF4）及代谢重编程（如糖酵解/OXPHOS）等新兴策略（包括纳米技术、细胞疗法和基因调控）来调控极化状态，为开发超越传统免疫抑制的精准疗法提供了新视角。

　　

巨噬细胞极化在器官移植排斥中的双重作用：机制与治疗前景

在器官移植领域，移植物排斥仍然是导致移植失败的主要原因。传统的免疫抑制策略虽然在一定程度上控制了急性排斥反应，但其非特异性的免疫抑制带来的副作用以及对于慢性排斥的相对无效，促使研究者寻找更精准的干预靶点。巨噬细胞，作为先天免疫系统的关键角色，因其显著的可塑性及其在炎症启动、消退和组织修复中的核心地位，日益成为移植免疫研究的焦点。它们并非铁板一块，而是可以根据微环境信号极化为功能各异的不同亚型，从而在移植物命运中扮演着“破坏者”或“守护者”的双重角色。

巨噬细胞的起源与极化谱系

巨噬细胞主要来源于两个谱系：胚胎来源的组织驻留巨噬细胞（TRMs）和由循环单核细胞分化而来的单核细胞源性巨噬细胞。TRMs主要通过自我更新维持组织稳态，而单核细胞源性巨噬细胞则在炎症反应中持续不断地从血液中募集并分化，后者是移植后炎症浸润的主要来源。

巨噬细胞的功能多样性通过极化来体现。经典活化（M1）的巨噬细胞在干扰素-γ（IFN-γ）和脂多糖（LPS）等信号刺激下激活，分泌肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和IL-12等促炎因子，发挥强大的促炎和杀伤微生物功能，是急性排斥反应的重要推手。相反，替代性活化（M2）的巨噬细胞在IL-4、IL-13等因子诱导下，分泌IL-10和转化生长因子-β（TGF-β）等抗炎介质，参与免疫调节和组织修复。M2巨噬细胞可进一步细分为M2a、M2b、M2c和M2d等亚型，功能各有侧重。值得注意的是，这种M1/M2的二分法是一种简化模型，巨噬细胞在体内实际表现为一个功能连续谱，其表型可随微环境动态转换。

巨噬细胞的代谢重编程与其功能状态密切相关。M1巨噬细胞主要依赖糖酵解快速供能，而M2巨噬细胞则偏向氧化磷酸化（OXPHOS）以支持其修复功能。代谢物如衣康酸，在M1活化中产生，反过来又能抑制炎症因子产生，提示代谢干预可能是调节巨噬细胞极化的新途径。

排斥过程中巨噬细胞极化的时空动态

缺血再灌注损伤（IRI）

器官移植过程中的缺血和随后的再灌注会引发IRI，这是急性排斥和慢性排斥的重要诱因。缺血导致细胞损伤，再灌注时，活性氧（ROS）大量生成并释放损伤相关分子模式（DAMPs），如高迁移率族蛋白B1（HMGB1）。DAMPs通过结合巨噬细胞上的模式识别受体（PRRs，如Toll样受体TLRs），激活核因子κB（NF-κB）等信号通路，极化为促炎的M1表型，启动炎症瀑布反应，招募更多免疫细胞，加剧组织损伤。随着炎症消退，缺氧诱导因子（HIF）等机制可促进巨噬细胞向修复性的M2表型转变，有利于组织愈合。缺血时间的长短和类型（冷缺血或热缺血）显著影响巨噬细胞的活化模式和后续的排斥反应强度。

急性排斥

急性排斥包括T细胞介导的急性细胞性排斥（ACR）和抗体介导的急性排斥（AAMR）。在ACR中，供者来源的抗原呈递细胞（包括巨噬细胞）迁移至次级淋巴器官，直接激活受者T细胞。浸润至移植物内的受者巨噬细胞（主要为M1型）通过抗原呈递和分泌IL-12、IL-6等细胞因子，进一步放大T细胞反应，并通过产生TNF-α、IL-1β等直接造成组织损伤。在AAMR中，巨噬细胞通过Fc受体识别结合在移植物内皮细胞上的供者特异性抗体（DSA），发挥抗体依赖性细胞毒性（ADCC）作用，直接损伤内皮。同时，补体活化产物如C5a也可招募和激活巨噬细胞，加剧炎症。巨噬细胞产生的血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）会破坏血管完整性，促进纤维化。

慢性排斥

慢性排斥以移植物血管病变和间质纤维化为特征。在此过程中，巨噬细胞的极化状态发生演变，从早期的M1主导逐渐转向M2主导。M2巨噬细胞分泌的TGF-β等因子虽然有助于抑制急性炎症，但也会促进成纤维细胞活化和细胞外基质过度沉积，导致纤维化。尤为关键的是，研究发现M2巨噬细胞可通过巨噬细胞-肌成纤维细胞转分化（MMT）直接转化为表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的肌成纤维细胞，成为纤维化的重要细胞来源。此外，巨噬细胞分泌的B细胞活化因子（BAFF）能促进B细胞存活和产生DSA，从而持续驱动抗体介导的排斥反应，参与慢性排斥的进程。

调控巨噬细胞极化的治疗新策略

鉴于巨噬细胞在排斥中的核心作用，调控其极化已成为有前景的治疗策略。当前研究主要集中在以下几个方面：

抑制M1极化

靶向驱动M1极化的上游信号或关键分子。例如，伊格拉莫德（IGT）可通过抑制转录因子Kruppel样因子4（KLF4）来抑制M1极化，从而减轻抗体介导的排斥。香芹酚则通过激活Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）通路抑制M1极化。靶向中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）释放的HMGB1或其受体TLR4，也能有效抑制由此引发的M1极化，减轻急性排斥。

促进M2极化

利用特定通路诱导具有免疫调节功能的M2巨噬细胞。清道夫受体SCARF1可通过增强胞葬作用，激活PI3K-AKT-信号转导和转录激活因子3（STAT3）通路促进M2极化。X盒结合蛋白1剪接体（XBP1s）的缺失可通过Janus激酶（JAK）3-STAT6通路促进M2极化。血管生成素样4（ANGPTL4）通过抑制NF-κB通路诱导M2极化。雷帕霉素（mTOR抑制剂）可通过诱导M2巨噬细胞表达程序性死亡配体1（PD-L1），与细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA4）-Ig协同促进移植物耐受。然而，需警惕M2巨噬细胞潜在的促纤维化作用，并探索选择性增强其免疫抑制功能而非促纤维化功能的策略。

细胞疗法

间充质干细胞（MSCs）或其衍生物可通过旁分泌作用调节巨噬细胞极化。例如，过表达可溶性血纤蛋白样蛋白2（sFgl2）的MSCs能抑制M1同时促进M2极化。库弗细胞（肝脏巨噬细胞）内的Rubicon蛋白可通过调控LC3关联的吞噬作用（LAP），释放多不饱和脂肪酸（PUFAs）激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ），从而驱动M2极化和免疫耐受。

纳米技术与生物材料

纳米技术为精准递送免疫调节剂至巨噬细胞提供了可能。基于高密度脂蛋白（HDL）的纳米生物制剂可递送mTOR抑制剂，重编程巨噬细胞代谢，诱导调节性表型。活性氧（ROS）响应性纳米囊泡可靶向炎症部位释放雷帕霉素，将M1巨噬细胞复极为抗炎表型。细胞外囊泡（EVs），如骨髓MSC来源的EVs，可通过携带微小RNA（miRNA，如miR-22-3p）递送至巨噬细胞，下调干扰素调节因子8（IRF8）等靶点，促进M2极化。低强度脉冲超声（LIGHT）策略可增强气体囊泡空化，促进miR-155抑制剂递送，通过上调细胞因子信号抑制物（SOCS）1促进修复性巨噬细胞极化。

基因与miRNA调控

靶向特定基因或miRNA为调控巨噬细胞极化提供了另一条途径。miR-449a可通过抑制前胶原-赖氨酸，2-氧戊二酸5-双加氧酶1（PLOD1）及其下游的NF-κB通路来抑制M1极化。腺苷脱氨酶作用于RNA 1（ADAR1）可通过ADAR1-miR-21-Forkhead盒蛋白O1（Foxo1）-IL-10轴促进M2极化。IL-10基因治疗可通过抑制miR-155激活SOCS5，驱动M2极化并减轻慢性排斥。miR-155-5p通过上调组蛋白去甲基化酶（KDM5D）抑制M1极化。miR-27a-5p则通过PI3K/Akt通路依赖的方式促进M2极化。

结论与展望

巨噬细胞极化是决定器官移植结局的关键环节。深入理解其在排斥不同阶段的动态变化和调控机制，对于开发新型治疗策略至关重要。未来的研究需要借助单细胞测序、空间转录组学等先进技术，更精细地解析巨噬细胞的异质性及其在移植物微环境中的相互作用。同时，成功转化巨噬细胞靶向疗法面临挑战，包括确保治疗的特异性、安全性以及克服M2巨噬细胞潜在的促纤维化风险。通过整合多组学数据、生物工程技术和临床见解，有望最终实现针对巨噬细胞的精准免疫调控，从而显著改善移植患者的长期生存率和生活质量。