第二节 免疫应答

免疫应答（immune response，IR）是指机体受抗原刺激后，体内抗原特异性淋巴细胞对抗原分子的识别、活化、增殖、分化或无能、凋亡，并表现出一定生物学效应的全过程。免疫应答分为天然免疫应答和获得性免疫应答。一般意义上的免疫应答主要涉及获得性免疫，也称特异性免疫应答。免疫应答包括移植物排斥中出现的各种主要免疫生物学现象，全面地理解免疫应答的过程及其涉及的机制，有利于发展有效的免疫干预手段。

抗体是最先确定的参与特异性免疫应答的效应成分。针对某一抗原产生的特异性抗体，通过抗原结合部位和抗原分子的决定簇（又称抗原表位）结合。现认为特异性抗体的产生，抗原仅仅是一个选择因素，被选择的实体并不是抗体分子本身，而是分泌这一抗体并可以发生克隆扩增的免疫细胞，因为抗体是细胞表面抗原受体的分泌形式。抗原选择了特定的抗原受体分子，使得表达这一受体的免疫细胞发生克隆扩增，其结果，一是特异性相同的细胞数量多了，这解释了二次应答中应答强度的增加；二是扩增的细胞已被抗原致敏，此类细胞一旦再次接触原先的抗原，活化的速度会大大增快，这解释了二次应答中只需较短的潜伏期；三是这些细胞（而不是抗体分子）可以长期存活，解释了免疫记忆的产生。

以上的克隆选择学说，是近代免疫学发展的基石和理解特异性免疫应答的理论基础。它的提出，虽然是针对抗体的产生即体液免疫，但它对细胞免疫也是适用的。因为抗原既可以选择B细胞抗原受体（BCR）及相应的B细胞克隆，也可以选择T细胞抗原受体（TCR）及相应的T细胞克隆。只是BCR和TCR识别同一抗原分子上不同的表位（分别称为B细胞表位和T细胞表位）。

根据移植免疫反应的发生机制可分为感应阶段（inductive stage）、增殖和分化阶段（proliferative and differentiation stage）以及效应阶段（effective stage）三个阶段。事实上，三者是紧密相关和不可分割的连续过程。即：①识别相，T、B淋巴细胞通过它们的受体TCR和BCR识别抗原；②激活相，识别抗原的淋巴细胞发生增殖分化，产生效应细胞、效应分子和记忆细胞；③效应相，效应细胞和效应分子清除抗原。

一、感应阶段（识别相）

可分为中央识别（central recognition）和外周识别（peripheral recognition），前者指移植物中的淋巴细胞（passenger lymphocyte），即移植物碎片及坏死组织随着血液和淋巴在脾脏、淋巴结等部位被受者的免疫系统识别。后者指供体血管内皮细胞表面上的移植抗原被受者循环中循环到此的淋巴细胞识别。

抗原递呈与识别（第一信号）：抗原须先经抗原呈递细胞（APC）处理，APC摄入抗原后将其分裂成断片，这些片段与APC胞质内的MHC结合。形成抗原-MHC复合物，并转运到APC表面，一般自身抗原与 MHC-Ⅰ类分子结合，外来抗原与MHC-Ⅱ类分子结合。T细胞接受APC呈递的抗原信息，B细胞则须经Th将抗原信息传递给B细胞。T细胞对抗原的识别与B细胞（或抗体）不同，T细胞不识别完整的抗原，而是以它的TCR识别MHC分子递呈的抗原片段。

T细胞靠其受体（TCR）识别抗原，多数TCR由α链和β链构成，其作用是识别抗原，CD3与TCR紧密结合在一起，其作用是将抗原信息传递到细胞内。T淋巴细胞的抗原识别结构首先指的是TCR，同时还包括与TCR组成复合物的CD3分子。CD3分子主要由三对分子组成：其中CD3γε和CD3δε异二聚体带有胞外结构域，属免疫球蛋白超家族，第三对分子为CD3ζζ链，无此结构，而且它的胞内段很长。CD3分子的共同特点是，胞内段都带有参与信号转导的免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）。

在T细胞和APC之间（以及在T细胞和靶细胞之间）形成一个特别的“TCR-抗原肽-MHC分子”三元体。同种异体免疫识别按照APC来源的不同可分为两种：直接识别途径（direct recognition pathway）和间接识别途径（indirect recognition pathway），如图3-1所示。TCR分子以其α和β链远膜端V区中的互补决定区（CDR）参与识别。其中CDR1和CDR2识别MHC分子及部分抗原肽，CDR3则主要识别抗原肽。CDR3由TCR的VJ区（对α链）或VDJ区（对β链）基因共同编码。

TCR在识别抗原肽的同时必须识别MHC分子，因此T细胞具有双重识别特性。其中抗原肽千变万化，因而这一识别具有严格的抗原特异性，MHC系统也显示高度多态性，即不同MHC等位基因产物的结构并不相同。这样，T细胞的双重识别，决定了二次应答时不仅抗原肽要和初次应答时一样，而且抗原肽必须由同样的MHC等位基因产物进行递呈。换言之，二次应答T细胞对抗原的识别受到MHC等位基因特异性的约束和限制。这个现象称为MHC限制性（restriction），是T细胞抗原识别中不同于B细胞的一个重要免疫生物学特征。

T细胞与APC相互作用时，尚需一些相关分子参与，如CD2、淋巴细胞功能相关抗原（LFA）、细胞间黏附分子（ICAM）。APC将抗原呈递给T细胞时，首先与T细胞接触并连接，其中LFA-1同ICAM-1或ICAM-2结合，CD2与LFA-3结合。如果阻断APC同T细胞的连接，就会导致抗原识别障碍，从而影响免疫应答反应。动物实验表明，当发生排斥反应时，ICAM-1、LFA-1、CD₂和 LFA-3表达增加，亲和力提高。给予抗 LFA-1或抗ICAM-1单克隆抗体，可明显延长移植器官的存活时间。此外，目前用于临床的抗CD3、CD4和CD8单抗亦是通过阻止抗原识别过程而阻止排斥反应的。蛋白质抗原加工递呈的两条基本途径：完整的蛋白质抗原被酶解成抗原片段后，以MHC分子相结合的形式递交给T细胞识别的过程，称为抗原的加工（processing）和递呈（presentation）。这一过程通常在APC中完成。抗原的加工递呈包括两条途径，即外源性抗原加工途径和内源性抗原加工途径，又分别称为胞吞途径和胞质溶胶途径。

二、增殖阶段（激活相）

协同刺激信号（第二信号）：抗原非特异性的协同刺激信号主要来自APC表面的B7分子和T细胞表面CD28分子的结合。受体与相应配体结合后的相互作用提供了钙离子依赖的协同刺激信号，引起IL-2和其他关键性T细胞活化基因的稳定转录，胞质内RNA增加，糖合成增加，核内DNA合成倍增加，并逐步转化为淋巴母细胞，然后不断分化增殖，数目递增，称之为克隆扩增。增殖的免疫活性细胞经细胞因子的作用进一步分化为浆细胞及致敏淋巴细胞。因此，B7分子在器官移植中具有重要意义。激活的T细胞还可表达另外一种表面分子CD154（CD40L）。T细胞表面的CD154分子与 APC表面的CD40分子结合，可以使树突状细胞和B细胞活化。若同时阻断CD28和CD40信号通路，可以延长移植物长期存活。

1.T淋巴细胞激活

T淋巴细胞识别抗原之后，出现一系列和激活有关的事件：激活信号的跨膜传递、胞内信号转导、转录因子的活化和转位、基因的转录激活、新分子的表达、细胞因子的分泌、进入细胞周期等。

T细胞的活化机制十分复杂，IL-2基因活化、DNA复制、导致IL-2合成与释放是T细胞活化的关键步骤和中心环节。T细胞的活化至少需要两种信号：由抗原-自身MHC复合物与TCRCD3复合物结合而启动的第一信号；由APC_S和T细胞上的许多辅助分子-配体对作用而传递的第二信号，如T细上的CD28和APC_S上的分子对。通过特异性的配体-受体结合，诱导其他细胞因子的表达。细胞因子及其受体可提供所谓的第三信号，促进T细胞激活的级联反应，导致细胞分裂，促进有丝分裂和细胞分化。IL-2与其受体的结合促进细胞进入G1b相，合成一系列前炎症细胞因子和细胞表面受体如转铁蛋白。最终细胞进入S相，DNA复制，染色体进行有丝分裂，抗原分化进而克隆增殖。CD4+辅助性T细胞和CD8+T细胞的克隆增殖可导致细胞毒性T细胞增殖，进而在移植物排斥中发挥效应作用。细胞周期活跃的S相受到细胞周期调节蛋白cyclin的严密调控，而cyclin受抑制信号的调控。细胞因子信号促使抑制因子释放，调控cyclin对细胞周期的调节作用，导致克隆增殖。

2.B细胞的激活分化

B细胞受一系列细胞因子调控。IL-7作用于前B细胞，诱导其增殖分化，IL-4诱导静止B细胞增殖和表达MHC-Ⅱ类抗原，IL-5作用于致敏B细胞促进其增殖，IL-4亦有此作用。IL-6促使B细胞转化为浆细胞，在细胞因子调节下分泌IgG、IgM、IgA、IgD和IgE，在移植免疫中起反应的是 IgG、IgM。

B细胞通常识别完整的抗原分子，它们可以以游离状态存在，也可以表达在细胞表面。这也是抗体对蛋白质抗原的识别方式。因而B细胞无论是以BCR还是以后者的分泌形式（抗体）结合TD抗原，都可以显示良好的特异性和亲和力。

三、效应阶段（效应相）

排斥效应是特异性细胞免疫、体液免疫以及血管痉挛、血栓形成等非免疫反应综合作用结果，如T_C细胞能直接作用于靶细胞，其分泌的多种细胞因子可造成细胞浸润、细胞坏死、血管通透性增高等；体液免疫因素通过补体依赖的细胞毒性（CDC）、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）作用、抗体依赖性巨噬细胞伤害（ADMC）作用引起病变；非特异性免疫作用包括巨噬细胞的细胞毒作用、NK细胞的细胞毒作用、中性粒细胞的作用。

免疫应答的效应相涉及各种免疫细胞和免疫分子对非己成分的杀伤和消除。这是免疫系统行使功能的主要目的之一。

1.抗体的效应功能

抗体对抗原的特异性识别和结合，与抗原抗体复合物的清除，使机体内抗原浓度迅速下降。抗体和抗原结合是体液免疫应答中抗体发挥的重要效应功能。

IgG、IgM识别靶细胞表面的抗原之后，激发补体级联反应，在靶细胞上构筑攻膜复合物（MAC）。由此形成的大量穿膜小洞，不能让大分子通过却可使水和电解质穿行，致使靶细胞因渗透压失衡而破膜裂解（cytolysis）。显然，在这一补体依赖的细胞毒性作用中，抗体对膜表面抗原的识别是特异性的，补体的级联反应则不具有抗原特异性。

抗体行使效应功能的另一种方式是通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）作用。参与的抗体主要是IgG。该分子一端的抗原结合部位特异性地识别靶细胞表面的抗原，另一端的Fc段和NK及巨噬细胞（可能还包括中性粒细胞和嗜酸性粒细胞）表面的Fc受体结合，使其活化。活化效应细胞代谢活跃，其细胞基质溶胶中的溶酶体和颗粒迅速合成并释放多种具有裂解活性的成分，包括TNF、使靶细胞死亡。这里，抗体分子就像一座桥，两端联系着靶细胞和效应细胞，以此介导细胞毒性效应。效应细胞NK表面的Fc受体为FcγRⅢ，即CD16，而巨噬细胞表面的 Fc受体为FcγRⅠ。它们不同于另一类显示抑制功能的Fc受体FcγRⅢ，后者表达于B细胞和NK细胞表面，专门传递抑制信号。

2.细胞毒性T淋巴细胞与特异性免疫杀伤

（1）CTL的分化成熟：

细胞毒性T淋巴细胞简称CTL或T_C。CTL的分化成熟是抗原激活的结果，有关机制和Th活化相似，即需要双重信号。CTL激活时，参与递呈抗原肽的是MHC-Ⅰ类分子，起递呈作用的往往是靶细胞。在这里，靶细胞显示非专职性抗原递呈细胞活性。第二信号被认为有两种来源，一是激活T细胞（主要是Th1）释放的细胞因子；二是靶细胞表面表达共刺激分子后，经由CD28分子传递激活信号。然后，CTL开始分化成为成熟效应细胞，并表达启动靶细胞凋亡的凋亡诱导配体（FasL）分子。

需要指出的是，非专职性抗原递呈细胞表面出现为CTL激活所必需的Ⅰ类分子和协同刺激分子B7往往是细胞因子如IFN-γ诱导的结果。设想，这些细胞因子如果不到位，或是到位了却不能有效地诱导出提供第一和第二信号的关键分子，则特异性CTL无法激活，靶细胞亦难清除。肿瘤细胞作为非己成分诱发免疫应答时，往往因为CTL不能有效激活而逃脱免疫监视。原因之一是这些肿瘤细胞不能很好地履行其抗原递呈功能，IFN-γ诱导亦无济于事。由于问题出在这些恶变细胞本身，它们对诱导性表达（包括导入一些细胞因子基因进行诱导）的反应能力已大大下降，构成通常所说的免疫原性不强，这是肿瘤免疫学遇到的一个棘手问题。因而研究肿瘤细胞的抗原递呈及特异性CTL的激活，已成为当今的前沿领域。在移植免疫中情况则相反，遏制CTL的活化会有助于延缓移植物的排斥。前面提到，CTLA4和B7有很高的亲和力，应用CTLA4-B7融合蛋白封闭B7分子和CD28的结合，证明可阻断CTL活化所必需的第二信号，在抗移植物排斥的应用中已初见成效。

（2）CTL杀伤的特异性和高效性：

特异性和高效性是CTL对靶细胞杀伤的两个主要特点。前面提到，特异性是一个体现在二次应答中的免疫生物学现象。此处指的是，已分化成熟的CTL和靶细胞相互作用时，靶细胞提交的抗原肽和MHC等位基因产物必须和初次激活CTL时相同。高效性表现在CTL和靶细胞紧密接触之后，即与之分开，不断寻找下一个目标，继续攻击其他靶细胞。

CTL对靶细胞的杀伤，已成为免疫系统清除病毒感染细胞、同种异体细胞和恶变的肿瘤细胞最重要的方式和途径。

（3）CTL杀伤靶细胞的两种主要机制

1）分泌型杀伤：又称颗粒胞吐（granule exocytosis），指CTL通过三元体和CD28从靶细胞获得第一和第二信号之后将胞质颗粒中的内含物，主要是穿孔素（Pf）和粒酶（Gz），释放到两细胞相接的微小空隙中。在钙离子参与下，由穿孔素在靶细胞膜上构筑穿膜小孔，靶细胞因水大量进入膜内而胀破裂解。其机制和CDC中提到的由补体级联反应终末成分所构筑的攻膜复合物引起的裂解相似。因而分泌型杀伤作用的目标主要是靶细胞的细胞膜。

2）非分泌型杀伤：此处指凋亡，主要是Fas介导的靶细胞死亡。Fas又称CD95，是由325个氨基酸残基组成的跨膜蛋白。Fas一旦与配体FasL结合，可通过Fas分子胞内段启动致死信号的传递，最终引起靶细胞一系列特征性变化，包括出现DNA断裂等，使细胞死亡。

需要指出的是，一方面，人体FasL可以释放到胞外，以三聚体的形式和三个Fas分子相配接。在这个意义上，也是一种分泌性杀伤。另一方面，借助颗粒胞吐分泌到CTL和靶细胞间隙中的粒酶（主要是粒酶B），可进入靶细胞并引发凋亡。说明分泌性杀伤也可以启用凋亡机制杀伤靶细胞。因而分泌型和非分泌型杀伤间的区分不是绝对的。

（4）激活诱发的细胞死亡和免疫豁免：

Fas作为一种普遍表达的受体分子，可以出现在许多细胞表面包括淋巴细胞本身，但FasL表达却有其特点，通常只出现于激活的T细胞，特别是CTL和NK细胞。这就是说，只有被激活的杀伤性免疫细胞才能最为有效地以凋亡途径置靶细胞于死地。因而常把Fas启动的细胞凋亡称为激活诱发的细胞死亡（activation-induced cell death，AICD）。由此构成一种反馈性机制，即T淋巴细胞被激活并发挥效应功能后，可借助自身FasL和自身Fas的配接而引发凋亡，使已发生特异性克隆扩增的T细胞数量迅速下降。事实上，活化T细胞所释放的FasL既可杀自己（自杀），也可杀死其他T细胞（自相残杀），最后还可杀死被激活的B细胞。这一反馈机制导致特异性细胞免疫和体液免疫应答同时受到遏制或下调。

Fas和FasL基因一旦发生突变，两者产物因结构改变而无法配接，不能实施上述反馈调节。结果，不断受到自身抗原刺激的自身反应性T细胞增殖失控，引起淋巴结和脾脏肿大，产生大量自身抗体，呈现SLE样的全身性反应。这一情况，在人类中有相应的疾病，称自身免疫性淋巴细胞增生综合征（ALPS）。患有ALPS的患儿，除了淋巴结和脾脏肿大，尚有溶血性贫血、淋巴细胞大量扩增、中性粒细胞减少等症状。其中Fas和FasL配接诱导的凋亡不能正常发生起着重要作用。

深入研究后发现，能表达FasL的细胞其实不限于激活的免疫细胞。人体内有一些特定的基质细胞，如角膜上皮细胞和睾丸Sertoli细胞也能表达和分泌FasL。结果是，刚进入这些细胞和相应组织周围的免疫细胞和炎症细胞，因为尚未激活，无FasL分泌却组成性地表达Fas分子，成为基质细胞分泌的FasL作用的靶目标而不能存活，造成这些组织器官可不受免疫系统的攻击。这也是为何同种异体角膜移植容易成功的原因。在这里，Fas诱导的凋亡造就了免疫豁免（immune privilege）现象。受其启示，已开始研究用基因工程手段使某些被移植的组织或器官表达FasL，人为地形成一个局部免疫豁免区，使移植物免受排斥，服务于临床疾病的治疗。

3.NK细胞和巨噬细胞介导的效应作用

（1）NK细胞采用和CTL相似的策略杀伤靶细胞：

指的是颗粒胞吐和诱导凋亡，意味着NK细胞需要和CTL一样与靶细胞密切接触和表达FasL。这一接触已为电镜观察所证实，提示NK细胞和靶细胞之间的相互作用可能类似于T细胞和靶细胞。如果NK诱发凋亡，则会有激活问题，因为FasL的出现是细胞激活的结果。尽管ADCC部分提到抗体IgG的Fc段可借助NK表面的FcγRⅡ（CD16）使之激活，但这不涉及颗粒胞吐，提示NK还存在其他识别结构。

有关NK细胞抑制性受体的研究为此提供了线索。现知人体NK有两类抑制性受体，即属于免疫球蛋白超家族的KIR（杀伤细胞抑制性受体）和属于C型凝集素家族的CD49/NKG2，后者是由双链组成的异二聚体。有意义的是，KIR和NKG2分子均有两种不同结构形式。KIR分长型（KIR-L）和短型（KIR-S），长型分子胞内段带有酪氨酸抑制基序（ITIM），短型分子胞内段缺如，却能和另一个称DAP12的同源二聚体结合，后者胞内段带有ITAM。ITIM和ITAM一字之差，功能相反，使得KIR-L和KIR-S（通过 DAP12）分别介导免疫抑制和免疫激活。同样，NKG2亦有NKG2A和NKG2C之分，前者带有胞内ITIM，后者胞内段无此结构，也和DAP12结合，通过它的ITAM引发激活信号的传递。

值得注意的是，人KIR分子的配体是某些特定HLA-Ⅰ类基因产物和非经典性Ⅰ类分子中的HLA-G；而NKG2主要识别非经典性Ⅰ类分子HLA-E。这些MHC分子抗原结合凹槽中是否有抗原肽尚无定论，但至少已确定HLA-E可接纳和递呈一种九肽，它来自经典Ⅰ类分子基因编码的前导序列。

在猪-人异种器官移植中，人的KIR不能识别猪血管内皮细胞上的异种MHC-Ⅰ类分子，NK细胞杀伤的反馈调节机制不能有效运行，使移植物血管内皮细胞遭到破坏。人为地向靶细胞导入人的HLAⅠ类基因，有希望使人NK细胞的KIR重新提供抑制信号，使NK细胞的杀伤活性下降，异种间的移植物排斥有望得到缓解。

（2）巨噬细胞激活后发挥效应功能：

巨噬细胞可被T细胞释放的细胞因子、炎症介质和细菌细胞壁成分所激活，其中最有效的激活剂是Th1释放的IFN-γ和TNF-α。被激活的巨噬细胞除了可以表达高水平的MHC-Ⅱ类分子强化其抗原递呈作用外，主要从两方面发挥效应功能。

1）吞噬作用：激活巨噬细胞具有很强的摄取和消化外源性抗原的功能，可吞噬完整微生物、受损或死亡细胞、细胞碎片等。吞噬物经由吞噬体和溶酶体的融合而进入吞噬溶酶体，其中大量存在的过氧化氢、氧自由基、过氧化物酶、溶菌酶和水解酶，使摄入物消化。

2）抗菌和细胞毒活性：激活巨噬细胞可通过有氧和无氧两种机制发挥杀伤功能，包括杀死胞内寄生菌。其细胞毒作用主要借助分泌肿瘤坏死因子使靶细胞受损。巨噬细胞在肿瘤的杀伤中起重要作用。

巨噬细胞可和NK细胞一起，作为ADCC的效应成分发挥对靶细胞的杀伤作用。其中涉及巨噬细胞激活后合成与释放各种效应物质，其本质和上面提到的巨噬细胞所发挥的抗菌和细胞毒活性并无区别。所不同的是，巨噬细胞经由ADCC杀伤的靶细胞带有能被特异性抗体所识别的抗原。

4.细胞因子的免疫效应功能

细胞因子参与效应细胞CTL、NK和巨噬细胞的成熟、分化和激活，并增强免疫杀伤中各种效应分子的表达和分泌，如FasL、TNF、IFN。其中IFN具有杀病毒活性，TNF则能直接破坏靶细胞（如肿瘤细胞）。

现知TNF对靶细胞的杀伤采用与Fas介导细胞凋亡相似的途径。因为TNF1型受体（TNFR1）的胞内段也带有死亡结构域，TNF分子一旦和TNFR1发生配接，TNFR1分子会出现三聚化，并由其DD引来胞质中的一个对应于FADD的接续蛋白TRADD（带死亡结构域的TNFR相关蛋白）。然后信号转导通路分两条。一条由TRADD与FADD结合，通过FADD分子上的DED，启动caspase 8，引发凋亡级联反应，这条通路前面已有详细的介绍；另一条由TRADD和一个称之为受体相互作用蛋白（RIP）的分子相结合。由于RIP属于丝氨酸/苏氨酸激酶，这一结合可通过MAP激酶信号途径中的JNK激活转录因子NF-κB和AP-1。被后者激活的基因中，有些具有抑制凋亡的功能。因而在正常情况下，TNF不会危及正常细胞。TNF能够杀伤肿瘤细胞，有可能涉及这一抑制途径的解体。

细胞因子是可溶性的、抗原非特异性蛋白质，在抗原刺激后由数种不同的细胞合成，包括单个核细胞和 T细胞，尤其是CD4+T淋巴细胞。它们通过与靶细胞表面的特异性受体结合而发挥作用。分泌细胞因子的细胞可为靶细胞（自分泌形式），也可能是附近（旁分泌形式）或远端（内分泌形式）细胞。细胞因子的分子量从15～25kD。细胞因子结合靶细胞上高亲和力受体从而诱导体液和细胞反应，包括T、B淋巴细胞、巨噬细胞和造血干细胞的激活、增殖、分化。

细胞因子可增加靶细胞的MHC表达，从而加剧炎症损害包括中性粒细胞和血小板的作用。细胞因子也增强内皮和上皮细胞黏附分子的表达，促进NK和巨噬细胞介导的细胞毒性。细胞因子还可影响其他细胞因子的合成和作用，也可下调免疫反应。在任何针对抗原的免疫反应中均存在刺激性和抑制性细胞因子间的平衡。

不同的细胞因子谱与相应的T细胞功能有关。其中一套细胞因子谱主要增强抗原抗体反应，可下调细胞反应（Th2类细胞因子，由Th2类细胞合成），另一套细胞因子主要增强细胞免疫反应（Th1类细胞因子，由Th1类淋巴细胞分泌）。在免疫反应启动时，肿瘤坏死因子（TNF）和 γ干扰素（IFN-γ）等细胞因子可促使淋巴细胞池的成熟，促进Th1细胞分化而分泌IL-2、IFN-γ和IL-12。TGF-β等抗炎性细胞因子则促使 Th2类细胞分化，产生IL-4和IL-10，抑制细胞免疫反应。在移植排斥时，移植物中可检测出所有这些细胞因子；但免疫耐受状态时，Th1类细胞因子增强，提示在免疫耐受与Th1类细胞因子之间存在一定的因果关系。

除了在特异T细胞亚群分化以及维持体液和细胞免疫平衡方面的作用外，细胞因子还具有其他作用。IL-2在调节T细胞活化中起关键作用，可提供必需信号以完成辅助性和细胞毒性细胞的活化；可刺激原癌基因的合成，从而促进DNA合成和克隆增殖。但是，在IL-2基因剔除小鼠中也可发生急性排斥，提示缺乏IL-2基因时可由其他细胞因子替代IL-2发挥作用而激活T细胞。

IFN-γ促进细胞分化，还可调节MHC-Ⅰ类和Ⅱ类分子的表达量。和IL-2剔除小鼠一样，IFN-γ剔除小鼠也可发生急性排斥，提示IFN-γ并非急性移植物排斥反应所必需因子。在抗移植抗原的免疫反应中，细胞因子也可能起到炎症介质作用。IL-2、TNF和IL-6与发热、肌痛、关节痛和毛细血管渗漏综合征有关，导致移植物水肿、膨胀、变软。此外，对某些细胞因子基因多态性的分析有助于提示排斥反应风险。

5.免疫抑制剂对T细胞信号转导的阻断

移植免疫中几种重要的T细胞抑制剂的作用机制皆涉及对信号转导的干扰。主要包括：

（1）作用于第一信号的抑制剂：

单克隆抗体OKT3直接作用于CD3分子，使TCR失能。多克隆抗体（如抗胸腺细胞球蛋白）针对CD3分子和一系列细胞表面标志物。CsA和tacrolimus可抑制钙调素对其免疫亲和蛋白的磷酸酶活性，从而抑制IL-2基因转录，因而称为钙调素抑制因子。

（2）作用于第二信号的抑制剂：

目前临床上尚未有得到许可的作用于第二信号的抑制剂。CTLA-4Ig和抗CD154是具有应用前景的抑制剂，可阻断共刺激信号。

（3）作用于第三信号的抑制剂：

巴利昔单抗（Basiliximab）和达克珠单抗（Daclizumab）是人源化抗 IL-2（也叫 Tac或CD25）单克隆抗体。Sirolimus作用于TOR（target of rapamycin）蛋白，可阻断细胞因子受体及其细胞周期间的信号途径。吗替麦考酚酯（Mycophenolate mofetil）和硫唑嘌呤（Azathioprine）可妨碍DNA合成。

T细胞内有一类专门与抑制剂起作用的蛋白质称为免疫嗜素（immunophilin），它们可以和信号转导途径中的一些成分竞争性结合而阻断信号传递，见表3-1。

表3-1所列的三种T细胞抑制剂已被应用于抗移植物排斥。环孢素A（cyclosporin A，CsA）是自挪威土壤真菌中分离出来的，它进入胞质之后和免疫嗜素家族中的嗜环蛋白（CyP）结合。CsA-CyP复合物和信号转导磷脂酰肌醇途径中的钙调磷酸酶结合后，使其不能脱去底物NF-AT分子上的磷酸根，造成后者激活和转位失效。FK 506为一种大环内酯物，自日本的一种丝状菌中分离出。胞内能与FK 506相结合的免疫嗜素家族成员为FK结合蛋白（FKBP）。FK-506-FKBP复合物起着和AsACyP相同的作用，即阻遏钙调磷酸酶的功能而抑制信号转导。CsA和FK-506除了阻遏T细胞激活，还可以抑制Ca2+依赖的丝氨酸酯酶（粒酶）的分泌和阻断抗原驱动的T细胞凋亡。第三种很有应用前景的T细胞抑制剂西罗莫司（Sirolimus，Rapamycin）来自复活节岛上的另一种丝状菌。西罗莫司阻断IL-2、IL-4和IL-6受体启动的信号转导通路，而不影响钙调磷酸酶的活性。它和相应的免疫嗜素构成复合物后，可结合一种称为mTOR的激酶，使后者不能通过磷酸化对底物PHAS-1发挥阻遏作用，PHAS-1遂行使其本身的蛋白质转录抑制功能，使T细胞生长受阻。