改进异种移植排斥反应的处理方法

《Transplantation》：Refining the Approach to Xenograft Rejection

猪器官移植临床试验取得进展，基因编辑技术结合新型免疫抑制策略（如共刺激阻断、IL-15抑制剂）显著延长移植物存活期，但新排斥机制（如T细胞记忆介导的排斥）和NK细胞双阴性亚群的作用仍需阐明。大型动物模型是优化临床方案的关键，需多靶点免疫调控联合精准基因编辑。

　　

异种移植已进入一个变革时代，因为涉及将基因工程改造的猪器官移植给人类受体的临床试验已经启动。这一里程碑代表了数十年来在临床前模型中进行严格研究的成果，这些研究为理解驱动异种移植物排斥的免疫学障碍提供了关键见解。早期研究表明，尽管传统的免疫抑制方案在异体移植中有效，但它们不足以防止异种移植物引发的复杂免疫反应。¹

这些发现促使人们开发出针对性的免疫抑制策略，包括共刺激阻断和补体抑制，这些策略显著提高了非人灵长类动物（NHPs）中移植物的存活率。^2,3 基因编辑技术的并行发展也彻底改变了这一领域，使得对猪基因组进行精确修改成为可能。关键的基因改造，如敲除异种抗原和插入人类调控基因，减轻了历史上阻碍临床应用的主要障碍——超急性和急性血管排斥。⁴这些创新为人类实验奠定了基础，首次人类异种移植尝试包括使用基因工程改造的猪进行心脏、⁵肾脏和⁶肝脏移植。初步结果显示移植物功能令人鼓舞，患者存活率也较为合理，这凸显了这种方法的可行性。⁷ 然而，这些开创性的案例也揭示了一些在动物模型中未曾观察到的新的排斥机制。⁷这些机制包括延迟的抗体和补体介导的损伤以及血栓性微血管病变，而这些现象似乎因接受实验性手术的受者临床状况脆弱而加剧。这些发现凸显了将异种移植从受控的临床前环境转化为重症人类患者的复杂性。⁸ 为了使异种移植成为常规临床疗法，解决这些新发现的免疫病理过程至关重要。这需要采取多方面的措施：优化基因改造、改进免疫抑制方案，并开发用于早期检测排斥的预测性生物标志物。此外，伦理考量、监管框架和长期安全监测必须与科学进步同步发展，以确保负责任地实施这一技术。⁹ 尽管最近的临床经验标志着历史性的进展，但它们也强调了持续创新和警惕的必要性。异种移植在缓解全球器官短缺方面具有巨大潜力，但其广泛采用将取决于通过跨学科合作克服这些新兴挑战。¹⁰ Keiler等人⁸发现了自然杀伤（NK）细胞在肾异种移植中内皮细胞激活及随后的移植物排斥中的关键作用。研究人员比较了两种移植模型：一种模型中NK细胞活性被阻断，另一种模型中NK细胞活性未被阻断。尽管仅依赖临床可用或美国食品药品监督管理局（FDA）批准的免疫抑制方案不足以控制异种反应，但添加一种NK细胞阻断剂（抗白细胞介素[IL]-15）成功克服了这一限制，延长了移植物的存活时间。^{11 该研究使用恒河猴作为来自GGTA1KO/CD55TG猪的肾脏移植受体。值得注意的是，恒河猴所需的免疫抑制程度低于狒狒，这反映了不同NHPs之间的异种抗原反应差异。免疫抑制方案也与之前的肾异种移植方案有所不同：诱导阶段用抗CD4和抗CD8抗体替代了胸腺球蛋白来耗尽T细胞，省略了他克莫司，维持治疗则依赖于贝拉西普、霉酚酸酯和逐渐减少的类固醇剂量。实验组额外使用了抗IL-15辅助治疗；对照组则使用相同的方案但不含抗IL-15。通过连续的经皮活检监测排斥情况，体外检测（混合淋巴细胞反应、ELISA、流式细胞术）确认了免疫抑制的程度。12 辅助抗IL-15治疗减少了T细胞和细胞毒性NK细胞的数量，显著将移植物存活时间从14天延长至49.5天。抗IL-15治疗并未完全防止排斥；然而，反复治疗使NK细胞的细胞毒性表型转变为非细胞毒性表型。这种双阴性CD16?CD56?表型在受者的外周血和尸检组织中都有发现。不过，这些双阴性NK细胞的作用仍不明确，需要进一步研究。13 虽然其他研究通过使用共刺激阻断（抗CD40/CD154）实现了更长的存活时间，但这些实验中的NK细胞活性仍未受到控制，可能影响结果。此外，Keiler等人使用的是双基因改造的猪，而目前已有更先进的基因编辑供体猪，这可能会影响实验结果。作者之前已经证明了抗CD40L的好处，将这种方法与抗IL-15结合使用可能会带来更持久且一致的存活效果。在这项实验中，抗IL-15治疗组的排斥是由T效应记忆细胞（主要是CD4细胞）介导的，这些细胞在受者和尸检样本中都有发现。这表明需要长期抑制T细胞，而本研究中使用的方案在控制细胞介导的排斥方面效果不佳。14 其他抗细胞因子药物，包括抗IL-6、抗肿瘤坏死因子-α和抗IL-2，在调节T细胞和炎症反应方面显示出潜力。然而，NHP研究的高成本限制了单独评估这些药物效果的能力。尽管如此，基于人类异种移植案例中观察到的先天免疫反应，抑制NK细胞和巨噬细胞可能在临床环境中实现长期异种移植物存活方面发挥关键作用。1516 最后，这项研究强调了大型动物模型在阐明异种移植物排斥机制中的不可或缺的作用。这些模型不仅复制了人类异种移植的关键方面，还为测试克服排斥的策略提供了平台。鉴于人类异种移植案例数量有限，NHP模型与人类案例一起对于阐明免疫因子的复杂相互作用以及开发有效干预措施至关重要。17}