《Frontiers in Transplantation》：Innovative approaches targeting innate immune cells to promote organ transplant tolerance
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本综述系统阐述了通过靶向中性粒细胞、单核/巨噬细胞、树突状细胞、MDSC、NK细胞、ILC及γδ T细胞等先天免疫细胞，利用纳米技术（如mTORi-HDL）、基因编辑（CRISPR/Cas9）及细胞过继转移等创新策略，重塑移植物微环境，为减少全身免疫抑制剂使用、实现移植耐受提供新范式。
1 引言
实现长期同种异体移植物存活同时最小化全身免疫抑制（IS）仍是移植领域未满足的关键需求。尽管适应性免疫传统上是IS治疗的主要焦点，但先天免疫细胞——包括中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、髓源性抑制细胞（MDSC）、先天淋巴样细胞（ILC）、自然杀伤（NK）细胞和γδ T细胞，作为同种异体移植物排斥和耐受的关键上游调控者。单细胞RNA测序和空间转录组学的最新进展揭示了这些细胞群的深刻异质性，识别出独特的调节亚群和新型抑制性检查点。这些高分辨率见解为开发能够选择性调节先天免疫反应性而不损害整体免疫力的创新精准疗法提供了科学依据。
2 中性粒细胞
中性粒细胞是被吸引到炎症部位的第一关键效应先天免疫细胞。它们表现出特殊的效应功能，包括中性粒细胞胞外陷阱（NET）的生成，并有助于持续炎症环境的发展。有证据表明它们调节移植器官的急慢性炎症。最近，有报道称NETs在急性肝排斥期间调节库普弗细胞M1极化，并通过干扰素基因刺激物（STING）相关通路促进树突状细胞（DC）成熟，这可能促进肝排斥，暗示了治疗干预的潜力。通过高迁移率族蛋白B1/Toll样受体4/丝裂原活化蛋白激酶（HMGB1/TLR4/MAPK）信号通路抑制NET形成，天然抗氧化剂红景天苷已被报道可预防大鼠急性肝移植排斥。
3 单核细胞和巨噬细胞
近年来，血液单核细胞根据表面标志物和功能被分为经典（CD14++CD16?）、中间（CD14++CD16+）和非经典（CD14+CD16++）亚群。在组织内，常驻巨噬细胞形成一个独特的区室，具有独特的个体发育和在移植物接受或排斥中的作用。这些细胞在器官移植中扮演双重角色——既是排斥的促进者，也是耐受的诱导者。关于其在排斥中的作用，最近一项转录和空间分析研究确定了受体来源的FcyRIIIA+单核细胞与移植物内炎症严重程度之间的特定关联。这些活化的FcyRIIIA+单核细胞过表达CD47和白细胞免疫球蛋白样受体（LILR）基因，并增加旁分泌信号通路，促进T细胞浸润。相比之下，调节性巨噬细胞（Mreg）因其强大的IS特性和作为细胞治疗剂的潜力而备受关注。特定的巨噬细胞亚群也被证明有助于移植耐受。在小鼠模型中，C型凝集素受体DC特异性细胞间黏附分子-3获取非整合素（DC-SIGN）+（=CD209+）巨噬细胞抑制CD8+T细胞增殖并促进CD4+叉头框蛋白P3（Foxp3+）调节性T细胞（Treg）的扩增。因此，体内删除DC-SIGN表达巨噬细胞、干扰其集落刺激因子1（CSF1）依赖性发育或阻止DC-SIGN信号通路，会消除共刺激阻断诱导的心脏移植耐受。通过DC-SIGN配体和高迁移率族蛋白B1（HMGB1）–Toll样受体4（TLR4）轴的双重信号被发现对于诱导免疫抑制性IL-10产生至关重要。
主要表达于髓系细胞的白细胞免疫球蛋白样受体B（LILRB）家族成员传统上被视为抑制性受体。最近研究证明了LILRB3（=Ig样转录物5；ILT5）在调节人单核细胞/巨噬细胞功能中的作用。此外，靶向LILRB3的激动性单克隆抗体（mAb）将人单核细胞重编程为抑制性、抗炎/修复的M2样表型，在体外减少T细胞增殖，并在人源化小鼠模型中诱导免疫耐受，允许同种异体细胞植入。这些发现表明LILRB3可能代表一个有前景的治疗性检查点，用于调节移植中的髓系功能。另一方面，有证据表明LILRB3与HLA I类分子结合可激活Rho关联卷曲螺旋形成激酶（ROCK）信号通路，暗示其具有环境依赖的激活特性。因此，LILRB信号在同种免疫环境中的作用仍未完全了解，且靶向LILRB3以促进耐受的潜力尚未牢固确立。另外值得注意的是，在补体信号背景下，当C5a-C5aR1通路被阻断时，表达补体C5a受体1（C5aR1）的巨噬细胞被阻止在肠道移植物中积累。基于这些观察，移植中巨噬细胞介导反应的有效调节可能需要多方面的治疗干预。
Mreg可以在特定培养条件下（如用集落刺激因子1（CSF1；=巨噬细胞-CSF）和IFN-γ刺激）从循环单核细胞体外产生， resulting in cells that produce anti-inflammatory cytokines like IL-10 and express low levels of T cell costimulatory molecules. 在同种异体供体来源（dd）Mreg输注给人肾移植受者的有限但相关经验已有记录，证实了可行性和安全性。在这些研究中，雷根斯堡大学小组报告了超过20名肾移植患者在移植前7天或移植后一次输注ddMreg。两名在移植前6或7天给予7–8 × 106Mreg/kg的患者在移植后24周内减量至低剂量他克莫司单药治疗，随后维持优异的移植物功能。
静脉给药后，大多数Mreg保持存活并迁移到肝脏、脾脏和骨髓（30小时内），类似于移植前输注的dd调节性DC（ddDCreg）向人肝移植受者宿主淋巴组织的迁移。在3年随访中未观察到不良事件或急性排斥 episodes。基于Mreg的细胞治疗也在ONE研究中进行了评估，该研究证明了给肾移植受者施用ddMreg的安全性和可行性。尽管初步发现未提供改善排斥控制或诱导长期耐受的确凿证据，但这些结果为Mreg（包括潜在工程化Mreg）疗法的进一步发展奠定了基础。Mreg通过抑制CD8+效应记忆T细胞（CD8+Tem）增殖、促进表达TIGIT的诱导性Treg（TIGIT+iTreg）扩增以及调节抗原呈递细胞功能来发挥其免疫调节作用，使其成为有前景的常规IS药物的辅助手段。
传统上认为先天免疫细胞缺乏免疫记忆。然而，在最近一项重要研究中，Dai等人发现小鼠单核细胞和巨噬细胞可以获得针对MHC复合物I（MHC-I）抗原的特异性记忆，并鉴定出A型配对Ig样受体（PIR-As）是记忆反应所必需的MHC-I受体。他们进一步表明，阻断PIR-A与供体MHC-I分子结合可阻断记忆并减弱肾和心同种异体移植物排斥，表明靶向髓系细胞获得同种抗原特异性记忆可以改善移植结果。最近的研究也强调了“训练免疫”的概念，即先天免疫记忆，其特征在于单核细胞和巨噬细胞的长期表观遗传和代谢重编程。在移植背景下，初始促炎刺激，如缺血再灌注损伤，可在受体髓系细胞中诱导“训练”表型，导致对二次刺激的反应性增强，并可能促进急慢性排斥。关键的是，训练免疫的诱导依赖于向有氧糖酵解的代谢转变，该过程受mTOR通路严格调控。针对这一机制，一种使用载有mTOR抑制剂（mTORi-HDL）的高密度脂蛋白（HDL）纳米颗粒（NP）的新治疗策略已被开发。这些NP优先被髓系细胞摄取，尤其是小鼠心脏同种移植物和全身的巨噬细胞。mTORi-HDL治疗移植物受者增强了Ly-6Clow巨噬细胞的积累，这些巨噬细胞促进同种移植物耐受。炎症细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）-α和IL-6，以及乳酸产生显著减少，表明巨噬细胞代谢重编程向抗炎表型。
4 树突状细胞
骨髓来源的DC是最熟练的抗原获取、加工和呈递细胞，在启动和调节适应性免疫反应中发挥核心作用。它们具有固有的致耐受特性。致耐受性DC介导其免疫调节功能的机制，包括抑制T效应细胞、分化CD4 Treg以及诱导B细胞、NK细胞和CD8T细胞的调节特性，已被综述。此外，Marin等人报道DC的致耐受功能与不同的代谢程序内在关联，使细胞代谢成为DCreg功能的核心驱动因素。
DCreg可以使用促进其致耐受性的药理学或生物学剂从循环单核细胞体外产生。在临床前模型中过继转移给同种异体移植物受体时，这些细胞可以促进移植耐受。因此，DC既作为治疗靶点，也作为促进移植耐受的工具。NP介导的CRISPR/Cas9组分递送能够在DC中进行原位基因编辑。因此，在小鼠皮肤移植模型中，静脉注射携带靶向CD40的Cas9 mRNA和指导RNA（CLANmCas9/gCD40）的NP成功诱导了DC中Cas9表达和CD40基因敲除。虽然这种方法在控制排斥方面显示出前景，但进一步的安全性评估至关重要。
Siglec-E是一种主要存在于髓系细胞上的抑制性受体，通过与其他细胞上的唾液酸结合作为炎症的负调节因子。它调节小鼠心脏移植模型中的DC激活和T细胞介导的排斥。因此，Siglec-E缺陷增强DC激活和炎症细胞因子（IL-6, TNF-α, IL-18）产生，加速急性排斥。同一研究中，人Siglec-E的同源物，即Siglec7和Siglec9，在排斥患者中下调并与移植物存活率降低相关，表明靶向这些受体可能有助于抑制DC激活并促进耐受。
DCreg可以使用免疫调节剂（如维生素D3或IL-10）从骨髓细胞或外周血单核细胞体外产生。与成熟DC相比，DCreg表现出低水平的MHC II类和共刺激分子（CD80, CD86, CD40）表达，同时表达更高水平的抑制性配体程序性死亡配体1（PD-L1）。DCreg在TLR连接或炎症细胞因子刺激下也抵抗成熟。
在非人灵长类（NHP）肾移植模型中，移植前输注ddDCreg显著延长了接受最小IS治疗动物的移植物存活。在活体肝移植的临床研究中，移植前施用ddDCreg已被证明可行且安全，并与效应T细胞（T-bet+Eomesodermin+CD8+T细胞）和CD16highNK细胞的减少相关。循环中致耐受性CD141+CD163+DC的增加也被观察到，这可能有助于免疫调节。这些发现对移植物存活的长期影响正在调查中。
5 NK细胞
在移植中，NK细胞根据环境同时参与排斥和耐受。它们的激活受抑制性和激活性受体（如跨膜杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）和NK群2成员D（NKG2D）与MHC I类分子相互作用的平衡调节。
最近对人同种异体移植组织的研究记录了NK细胞在急性排斥中的浸润，特别是与细胞毒性潜能相关的CD56lowNK细胞增加。在小鼠模型中，NKG2D表达在缺血损伤过程中增加，其程度通过过继转移NKG2D?/?NK细胞或阻断NKG2D而降低。此外，同种反应性适应性NK细胞亚群与肾移植中的微血管炎症相关。强化这一观察，最近的空间转录组学分析已确定FcyRIII+NK细胞是微血管炎症的关键驱动者，与单核细胞一起通过旁分泌信号招募T细胞。新型抗CD38 mAb的开发代表了调节NK细胞活性的重要创新。正如最近报道，在抑制由同种抗体和NK细胞引起的肾移植物损伤的II期试验中，靶向CD38已取得鼓舞人心的效果。
然而，在某些条件下，NK细胞可能通过消除供体抗原呈递细胞来促进耐受，从而减少T细胞启动。治疗上，阻断激活性NK受体和增强抑制性信号正在被研究作为限制NK细胞活性的策略。潜在上，扩增致耐受性NK亚群可能被利用来促进移植物接受。总体而言，NK细胞在排斥介导和调节中的双重作用使其成为移植免疫治疗复杂但有前景的靶点。
6 MDSCs
MDSC是在炎症条件下从未成熟髓系细胞发展而来的异质性免疫抑制（IS）细胞群。它们大致分为两个主要亚群：多形核（PMN）-MDSC和单核（M）-MDSC，它们表现出不同的IS机制。因此，PMN-MDSC主要产生活性氧，而M-MDSC通过一氧化氮和精氨酸酶-1通路介导抑制。理解MDSC的生物学/功能异质性对于其潜在治疗利用至关重要。
在移植中，MDSC因其与Treg在促进和维持啮齿类肾同种异体移植物耐受中的协同相互作用而备受关注。抑制性受体LILRB1（ILT2或CD85j）与其主要配体HLA-G结合，可扩增具有增加抑制活性的MDSC。此外，过继转移通过这些ILT2–HLA-G轴产生的MDSC可促进小鼠皮肤同种异体移植物长期存活。这些观察表明，使用ILT2-HLA-G诱导MDSC可能是抑制排斥的有价值方法。值得注意的是，供体来源的MDSC以供体特异性方式延长小鼠心脏同种异体移植物存活，通过诱导受体内源性MDSC和抑制效应T细胞反应。人MDSC代表一个有前景的免疫调节细胞群，在人源化NOD/SCID/IL-2Rγc?/?小鼠模型中抑制异种移植物抗宿主病。
最近的研究有助于阐明移植中MDSC生物学的复杂性。区分PMN-和MDSC亚群揭示了它们在免疫抑制中的不同作用。值得注意的是，MDSC与其他先天免疫细胞（包括DC和NK细胞）之间的相互作用正在成为移植物结果的重要调节因子。最近的报告也关注于炎症微环境下MDSC分化的独特代谢表型，代表一个调节靶点。此外，与其他调节性免疫细胞一样，MDSC的外泌体产物可能在介导其IS功能中发挥关键作用。这些见解表明，针对MDSC亚群及其与其他免疫细胞串扰的多方面方法可能需要充分利用其在移植中的治疗潜力。
7 ILCs
基于其转录因子表达和细胞因子谱，ILC分为三个主要组：ILC1、ILC2和ILC3，它们在功能上分别镜像Th1、Th2和Th17亚群。其中，2型ILC（ILC2）是定义最清楚的，依赖于转录因子GATA结合蛋白3，产生典型的2型细胞因子（如IL-4、IL-5、IL-9和IL-13），并参与过敏性炎症和抗寄生虫反应。在小鼠胰岛同种异体移植模型中，IL-33治疗显著延长移植存活，增加脾脏、肾脏和移植胰岛中ILC2和Treg的频率。ILC是IL-10的关键来源，这对ILC2的IS功能至关重要。与IL-33和IL-2复合物共培养显著增加产生IL-10的ILC2比例，其过继转移以IL-10依赖性方式延长胰岛同种异体移植物存活。最近报告显示，人IL-10+ILC2在胰岛同种异体移植、异种移植物抗宿主病和其他免疫介导疾病中具有治疗潜力。
尽管ILC2因其调节潜力获得最多关注，但其他ILC亚群也可能影响移植结果。因此，Kojima等人最近的研究揭示了受体和供体ILC1在小鼠肝移植中针对缺血再灌注损伤的新的IFNγ介导的细胞保护作用。此外，ILC3与成功的人肠道移植相关。因此，系列监测显示，在健康同种异体移植物中，保护性ILC3在移植后2-4周重新增殖，而在排斥移植物中它们仍然减少。
这些保护性ILC在临床前移植模型中的详细机制见解、潜在增强和功能作用仍有待阐明。未来研究应探索ILC的治疗性操纵，如通过细胞因子疗法或体外扩增策略，这可能有助于在临床环境中促进耐受。
8 γδ T细胞
γδ T细胞是连接先天和适应性免疫的独特淋巴细胞群。各种亚群可被视为先天免疫系统的组成部分。特别是，IL-17A+γδ T细胞在炎症早期阶段发挥作用。在小鼠皮肤移植模型中，它们有助于引流淋巴结中成熟DC的积累，从而调节αβ T细胞功能并促进CD8+T细胞的交叉启动。在最近一份报告中，IL-17A γδ T细胞与单核细胞一起，与小鼠血管化复合组织同种异体移植（VCA）后的快速同种免疫反应性相关。这表明特异性靶向IL-17A γδ T细胞和经典单核细胞（当前免疫抑制剂未特异性靶向）可能控制VCA排斥。调节性γδ T细胞是罕见的免疫抑制性γδ T细胞群。它们使用直接细胞间相互作用或分泌抑制性细胞因子如IL-10和TGF-β来介导其功能。为了评估它们在移植背景下的全部潜力，需要更深入地理解γδ T细胞的发育和可塑性。
9 结论
先天免疫细胞，包括中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、DC、MDSC、NK细胞、ILC和γδ T细胞，在移植物排斥和耐受中扮演多样且关键的角色。虽然这些细胞感知移植物损伤并启动炎症，但它们的功能可能被利用或调节以促进免疫抑制和耐受。最近的技术进步——如单细胞RNA测序、空间转录组学、纳米医学和CRISPR/Cas9——使得表征先天免疫细胞的异质性和功能状态达到了前所未有的分辨率。这些工具为精确分析细胞群体、评估细胞富集和活性以及开发细胞靶向治疗策略奠定了基础。由于每个先天免疫细胞群包含不同的亚群，临床转化的一个关键挑战是识别最有效和最稳定的细胞类型，该细胞类型能够最容易地在体内安全地编程/增强，与主要靶向适应性免疫细胞的常规或新兴免疫抑制剂联合使用。需要对最有前景策略的作用机制有更深入的理解，并确认它们与移植临床结果的相关性。然而，选择性靶向/编程特定先天免疫细胞亚群的免疫疗法有望减少/最小化全球IS的不良影响，同时实现长期同种异体移植物接受。旨在重编程特定免疫细胞功能的治疗策略可能为个性化移植医学铺平道路，并显著改善患者结局。
