紅細胞免疫研究情況和前景

1、紅細胞免疫研究情況和前景 血紅細胞源于骨髓多能干細胞,在全血中容積百分比約50%,是血液的最主要的細胞成分。過去一直認為,紅細胞結構簡單,其功能亦單一,僅是運輸O2和CO2的工具。隨著免疫學的深入發(fā)展,人們認識到紅細胞不僅具有眾多免疫相關的物質(如CR、LFA-3、DAF、MCP、SOD酶等),還具有識別、粘附、殺傷抗原、清除免疫復合物(IC)的作用,同時紅細胞參與機體許多免疫應答和免疫調節(jié),有著完整的自我調控系統(tǒng)。紅細胞免疫是機體免疫系統(tǒng)的一個重要組成部分。目前,紅細胞免疫學已成為免疫研究中最為注目的研究領域之一。 認識階段本世紀初,Landsteiner通過血凝實驗認識了人類ABO血型系統(tǒng)

2、以及紅細胞表面的血型抗原。20世紀30年代,Duke發(fā)現(xiàn)錐蟲在抗血清及補體存在時可粘附到人類的紅細胞上,推測在人的紅細胞膜上存在有一種與免疫有關的物質。1953年Nelson用正常人的紅細胞、白細胞與相應抗體致敏的I型肺炎雙球菌進行培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)紅細胞不僅具有免疫粘附功能,還能促進白細胞的吞噬作用。1963年Nishioka證實紅細胞的這種免疫粘附現(xiàn)象是通過紅細胞膜C3受體實現(xiàn)的。1980年Fearon從紅細胞膜分離到這一受體(CR1),并詳細研究了CR1的性質,是相對分子量190000250000的多態(tài)性膜糖蛋白。 發(fā)展階段1981年美國生殖免疫學家Siegel發(fā)現(xiàn)了紅細胞的多種免疫功能,并預見

3、了血清中存在著紅細胞免疫調節(jié)系統(tǒng)以及紅細胞殺傷病原作用。同時,Siegel提出“紅細胞免疫系統(tǒng)”的新概念,成為紅細胞研究的里程碑。自此,紅細胞免疫的研究得到了迅速發(fā)展。1982年Medof證實紅細胞CR1能粘附IC而使其失去致炎性。1984年,Sigfuson通過體外美洲商陸素刺激淋巴細胞轉化實驗發(fā)現(xiàn),加入自身紅細胞可增加淋巴細胞轉化率和培養(yǎng)液中IgG、IgA量。1986年,Keyes等發(fā)現(xiàn)人自身紅細胞可增加T細胞產生-干擾素。同年,郭峰等人發(fā)現(xiàn)紅細胞可粘附補體調理過的各種腫瘤細胞。1987年,郭峰通過體外對比實驗證明血清中存在一種加熱(5030)不滅活的紅細胞免疫粘附促進因子。同年,Ruge

4、les發(fā)現(xiàn)紅細胞可增強單核細胞原發(fā)性和繼發(fā)性特異性抗體應答。1988年Shau發(fā)現(xiàn)了紅細胞能促進NK細胞的殺傷能力,并找到了紅細胞與NK細胞之間有促進關系的最佳濃度。Yannelli在培養(yǎng)瓶內加紅細胞可促進LAK細胞的產量和活性。另外,Virela用單抗標記法證明紅細胞存在CR3。 系統(tǒng)階段20世紀90年代,隨著天然免疫研究升溫,紅細胞免疫研究又掀起了新的高潮。1990年,Paccaud對紅細胞膜CR1進行了比較研究,發(fā)現(xiàn)了其簇狀分布的結合位點。1990年,Amar從紅細胞上分離出小分子量的的吞噬抑制因子(PIF),證明紅細胞對吞噬細胞功能有正負調控作用。1991年Taylor以紅細胞為載體,

5、建立了雙特異性單抗異聚體清除血循環(huán)中致·227·國外醫(yī)學免疫學分冊2005年7月第28卷第4期ForeignMedicalSciencesSectionofImmunology,July2005,Vol28.No.4病原的方法。1993年,Shau等在原有研究基礎上,發(fā)現(xiàn)紅細胞NK細胞增強因子(NKEF)。1994年,Bate發(fā)現(xiàn)紅細胞可分離出特異性腫瘤壞死因子誘導因子(TNFIF)。1994年,Baggiolini發(fā)現(xiàn)紅細胞廣譜趨化因子受體(ECKR)。此階段中,紅細胞免疫學的研究全面展開,并日漸系統(tǒng)化,紅細胞免疫的應用也成了現(xiàn)代免疫學天然免疫研究領域中令人關注的熱點。

6、免疫物質是免疫細胞行使免疫功能的物質基礎,紅細胞的免疫相關物質包括:補體受體CR1、CR3、淋巴細胞功能相關抗原-3(CD58)、CD44、人類補體膜輔助因子蛋白(MCP)、降解加速因子(DAF)、過氧化物酶、過氧化物歧化酶(SOD)、阿片肽受體、NK細胞激活因子(NKEF)以及紅細胞趨化因子受體等。 清除病原體和循環(huán)免疫復合物(CIC)紅細胞膜上補體受體具有免疫粘附、攜帶及清除循環(huán)液相中抗原異物的功能,尤其清除CIC是紅細胞最主要的免疫功能。識別、儲存和提呈抗原將標記的牛血清白蛋白抗原注入新生兔體內的實驗發(fā)現(xiàn),紅細胞對自我(self)和非我(not-self)抗原有識別和儲存的功能。更重要地

7、,紅細胞具有雙重黏附特性。紅細胞上CR1與IC、抗原異物黏附的同時,又可黏附自身胸腺細胞和T細胞,不僅增加了抗原接觸、被俘獲的機會,同時還將處理的抗原信號傳遞給T細胞,增強了細胞免疫應答。效應細胞樣作用細菌、病毒及腫瘤細胞等旁路激活和黏附補體C3b后,通過CR1直接黏附紅細胞。紅細胞CR1黏附處過氧化物酶活性增強,直接清除黏附的抗原物質,從而起到效應細胞樣作用。紅細胞的黏附導致體內變異細胞、外源異物等表面電荷改變,使其更易于吞噬。另外,紅細胞通過對CIC的競爭粘附減弱了IC對白細胞的功能抑制,從而增強了其免疫功能。紅細胞還可通過釋放SOD,清除吞噬過程中的陰離子,保護機體,促進吞噬。紅細胞通過

8、CD58、CD59與T輔助細胞CD2的粘附激活T淋巴細胞免疫功能,與B細胞作用亦能促使其增殖分化產生免疫球蛋白。實驗表明,紅細胞還可調控淋巴細胞產生-干擾素,增加淋巴細胞轉化率和培養(yǎng)液中IgG、IgA的含量。無論是自體、同種、異種紅細胞都能使NK細胞的免疫監(jiān)視功能活性增強,因為紅細胞能釋放NKEF,增加NK細胞的活性及ADCC作用。體外實驗還顯示,自身紅細胞還能增強LAK細胞毒性的產生。 紅細胞通過CR1、人類補體膜輔助因子蛋白(MCP)、降解加速因子(DAF)等參與補體活性的調控?？傊?紅細胞在機體對外源異物的免疫防御、保持體內的免疫自穩(wěn)以及對腫瘤細胞等的免疫監(jiān)視中均起著重要作用?；蚪M中C

9、R1(CD35)密度相關遺傳結構決定了CR1的高、中或低表達類型。此外,血型也影響紅細胞CR1活性,正常血型人群的EIF以B型和AB型為弱。紅細胞免疫功能在不同動物種、型間有相當差異,性別和年齡也影響紅細胞免疫功能:隨著年齡的增長,EIF逐漸降低。另外,一天內不同時期,同一個體紅細胞免疫活性也不同,表現(xiàn)為晝夜節(jié)律性。血清中同時存在紅細胞免疫粘附抑制因子(CR1FIR)和免疫粘附促進因子(CR1FER)。正常情況下,兩種因子對CR1活性起正負調節(jié)作用,促進因子作用占主導;病理情況下,抑制因子活性增強,大于促進因子,隨疾病轉歸呈現(xiàn)一定程度的波動。大量研究表明紅細胞CR1活性與神經內分泌有關。-內啡

10、肽對紅細胞CR1有雙重作用,高濃度時起負調控,低濃度時為正調控。腎上腺素和胰島素過高也會抑制紅細胞CR1活性。研究表明,幾乎所有疾病過程中EIF均表現(xiàn)出不同程度的變化,多數(shù)表現(xiàn)為EIF降低。寒冷刺激過程中,機體先有免疫功能增強,但是很快轉為下降趨勢。高溫情況下,隨著熱暴露的時間延長,紅細胞的免疫功能可升高到某一持續(xù)水平。張樂之等證明微波可以提高紅細胞免疫粘附能力。EIF檢測方法、血液采集部位以及血液放置時間的差異會導致結果的不同。另外,針灸、理療、化療、藥療、窒息、高壓等也會影響機體EIF發(fā)生改變。 紅細胞免疫檢測方法紅細胞的免疫功能檢測主要包括免疫粘附、自我調控以及對其它免疫細胞調控能力三方面。其中,粘附功能測定方法有:紅細胞C3b受體花環(huán)法、紅細胞免疫復合物花環(huán)法、紅細胞SPA花環(huán)試驗、直向腫瘤紅細胞花環(huán)試驗及單克隆抗體Coombs試驗;自身調控能力的測定內容包括:血清中紅細胞免疫抑制因子及促進因子的調控檢測;對其他免疫細胞的調控能力的測定包括:紅細胞促淋巴細胞、促粒細胞免疫功能的測定以及各種混合花環(huán)法。另外,紅細胞表面分子的數(shù)量與活性測定方法也正在完善。 紅細胞參與T淋巴細胞、LAK細胞、NK細胞、吞噬細胞等的免疫功能調節(jié);涉及抗病毒活性(IFN)、免疫調節(jié)(IL-2)、炎癥介導活性(INF、IL-6)以及造血生