HSC植入是allo-HSCT成功的前提和关键环节之一。目前，HLA单倍体相合移植后植入失败（GF或GR）的发生率约为2%左右。新的移植模式的建立使单倍体相合移植后的GF由原来的20%左右降低到2%左右，但其背后的机制仍不明了。动物实验表明NK细胞和T细胞都可介导GF。NK细胞介导的排斥不需要免疫预激，多发生在移植后的1～2天左右。NK细胞生存期不足一周，但对放疗不敏感。在啮齿类动物，NK介导的移植排斥可以应用环磷酰胺预处理受者来克服。因为NK细胞祖细胞对放疗敏感，因此可以采用分次放疗（两次放疗间隔1周时间）的方法克服NK介导的GF。T细胞介导的GF需要预激或移植前输血诱导的免疫致敏。效应T细胞的生存期显著长于NK细胞，且较NK细胞对放疗敏感。动物实验表明T细胞、NK细胞单独或两种细胞联合均可导致GF。

GF风险增加与输血诱导的免疫致敏相关。因为放疗可以杀灭受者体内的效应T细胞，后者是介导GF的效应细胞，所以移植前给予高剂量的全身放疗可以降低GF风险。在HLA不合移植后发生GF的受者体内，可以分离出抗供者HLA特异细胞毒活性的受者来源的T细胞。目前受者NK细胞或T细胞介导移植排斥的机制仍不清楚。尽管T细胞介导的细胞毒作用参与其中，但是缺乏穿孔素、颗粒酶或FasL功能的受者仍可排斥异基因移植物，这些结果表明受者效应细胞杀伤供者HSC在GF发生中的机制似乎是多余的。这一假说的证据是某些品系的小鼠如果同时缺乏穿孔素和FasL介导的细胞毒作用时不能排斥骨髓移植物。因为稳态骨髓中的HSC不表达Fas，任何涉及FasL介导的移植排斥的机制都需要诱导供者HSC表达Fas，可能通过将HSC暴露于IFN-γ或TNF-α诱导。另一种可能是CTL或NK细胞释放的TNF-α可能对供者HSC具有直接抑制或细胞毒效应。用供者来源的同种抗原免疫受者后，CD8 ⁺细胞介导GF似乎由穿孔素或FasL以外的机制参与。

GF的风险与供受者HLA不合程度相关。在无关供者移植中，尤其是与HLAⅠ类抗原的不合程度有关。HLAⅠ类抗原与移植排斥的关系最初是在CML和其他疾病接受移植后发现的，这些患者移植前没有接受强烈的化疗。GF风险还与输血或妊娠导致的受者对供者同种免疫反应的产生有关。致敏后的GF可能由预处理后存活的记忆T细胞或抗体介导的供者细胞破坏所致。此外，Ciurea等发现受者体内存在的供者特异性HLA抗体（DSA）也参与allo-HSCT后GF的发生。

克服移植排斥后，供者HSC植入受者体内，发育成熟为具有功能的各种免疫细胞。这些免疫细胞可分别针对受者非造血组织细胞、造血组织细胞和异常细胞（如白血病细胞或其他恶性肿瘤细胞）发动免疫攻击，进而导致以下几种效应：①对三类受者细胞均发挥作用，即GVHD效应和GVL效应共存；②仅对受者的非造血组织细胞和（或）造血组织细胞发挥作用，即为GVHD效应；③仅对白血病或其他恶性肿瘤细胞发挥作用，即GVL效应。

近年来的研究发现，DSA介导的体液免疫在HLA单倍型相合移植、无关供者移植以及脐血移植中发挥重要作用。供受者之间HLA不合的allo-HSCT候选患者体内HLA抗体阳性率约为40%左右，DSA阳性率约为10%～21%左右。在北京大学血液病研究所的一项回顾性研究中，入组的1663例接受单倍体HSCT的患者中有349例患者HLA抗体阳性，多因素分析显示：①Ⅰ类或Ⅱ抗体阳性的危险因素包括女性、输血史、怀孕史；与其他患者相比，ALL患者Ⅰ类或Ⅱ抗体阳性比例显著降低，MDS患者显著增高。②Ⅰ类和Ⅱ抗体同时阳性的危险因素包括女性、输血史、怀孕史；与其他患者相比，MDS患者Ⅰ类和Ⅱ抗体阳性比例显著增高。③1663患者中，针对HLA-A、-B、-C、-DP、-DQ和-DR位点的抗体阳性比例分别为15.6%、17.3%、10.5%、5.6%、8.5%和9.7%，针对上述抗体的危险因素包括女性、输血史、怀孕史和诊断为MDS。该结果既有助于指导HLA配型不合allo-HSCT候选患者的HLA抗体检测，又有助于最佳供者的选择。

对于DSA阳性的HLA不合allo-HSCT候选患者，应该更换DSA阴性的供者。如无其他供者可以替换，则需对DSA阳性候选患者进行处理。目前常用的策略是：①血浆置换或免疫吸附方法去除DSA；②采用针对B细胞表面CD20抗原的单克隆抗体以及针对产生抗体浆细胞的蛋白酶体抑制剂杀伤B细胞和浆细胞，阻止或抑制抗体产生，如硼替佐米、卡非佐米等；③应用人血免疫球蛋白或供者抗原（经过辐照的供者血小板或白细胞采集物）中和抗体；④抑制补体反应，如抗补体C5a的单抗Eculizumab等。目前，关于allo-HSCT过程中DSA阳性患者的处理主要是个例或小样本回顾性报道，仍缺乏前瞻性、循证资料。因此，结合当前研究进展和自己中心的经验将候选单倍型相合移植、无关供者移植或脐血移植，且DSA阳性患者处理方案总结如图1-2-1。

全面认识急性GVHD的免疫学机制必须考虑以下两个基本原则：其一是急性GVHD反映的是输入受者体内的供者淋巴细胞遇到外来抗原后接到的“扩大”的正常炎症反应机制；其二是刺激供者淋巴细胞活化的受者组织通常被原发病、感染和（或）预处理所损伤，这些组织产生的分子（有时也被称作“危险”信号）促进供者免疫细胞活化、增殖。基于动物实验结果，Ferrara等学者将急性GVHD的发生分为三个阶段：APC活化阶段、供者T细胞活化阶段以及细胞和细胞因子介导的效应阶段。三个阶段相互联系，构成急性GVHD发生的复杂免疫学机制。

预处理等损伤的受者组织释放“危险信号”，这些“危险信号”包括细胞因子IFN-γ、IL-1、TNF-α等以及趋化因子CXCL-9、CXCL-10等，并促进受者APC表达MHC、黏附分子和共刺激分子，肠道损伤释放的脂多糖进一步活化APC。预处理后6小时内，受者DC表达CD86增加，类似固有免疫预警信号导致的DC活化；移植后1天内受者APC将同种抗原递呈给供者CD4 ⁺或CD8 ⁺T细胞。另外，APC表面的模式识别受体（TLR4）识别感染，其他TLR可识别病毒DNA，活化APC，增加GVHD发生率，进而为CMV感染加重GVHD提供了免疫学证据。肠道刺激淋巴组织可能是活化的受者APC与供者T细胞相互作用的最初场所，这一发现激发了学者们建立减低预处理方案来降低GVHD的临床移植模式。此外，控制特定的APC亚群也可降低移植后GVHD的发生率。

供者T细胞识别受者MHCⅠ、Ⅱ类抗原和预处理后残存的受者APC递呈的mHA后开始活化。供者CD8 ⁺T细胞活化是通过识别MHCⅠ类分子携带的同种抗原和受者MHCⅠ类递呈的mHA内源肽。DC上的MHCⅠ类分子还可通过吞噬坏死细胞交互递呈外源性肽。然而，供者APC向受者CD8 ⁺T细胞交互递呈mHA只加重GVHD并参与GVHD病理生理过程的启动。供者CD4 ⁺T细胞活化细胞识别受者APC上MHCⅡ类分子携带的同种抗原。尽管供受者之间存在大量的mHA不合，然而只有少数受者同种抗原能参与GVHD CD4 ⁺或CD8 ⁺T细胞活化。最近的研究利用啮齿类动物模型发现记忆T细胞不引发GVHD 。活化后的记忆T细胞，随后发生IL-2依赖的克隆性扩增并分化为效应细胞。在急性GVHD的起始阶段，供者T细胞的活化发生在脾、淋巴结或派伊尔结。然后迁移到次级淋巴器官，T细胞迁移需要选择素CD62L、整合素α4 β 7以及趋化因子和（或）趋化因子受体CCL2-5、CXCL-2、CXCL9-11、CCL-17和CCL27等的参与。

进入急性GVHD的效应阶段后，活化的供者T细胞迁移至皮肤、肝脏、消化道等部位，导致靶器官／组织损伤。近年来的研究发现中枢神经系统、骨髓及肺等也是急性GVHD的靶器官。靶器官表达的趋化因子与供者活化T细胞上的趋化因子受体结合，趋化细胞到相应组织。活化的CD4 ⁺和CD8 ⁺T细胞产生前炎症因子，形成“因子风暴”。导致因子风暴的原因还有消化道内皮细胞损伤，促使内毒素进入血液循环。活化的同种T细胞预激的巨噬细胞对内毒素高度敏感，产生前炎症因子，如TNF-α和IL-1，导致组织损伤。动物实验表明抗体阻断TNF-α和IL-1可缓解急性GVHD。细胞因子在急性GVHD发病过程中起着复杂的作用。例如，活化的T细胞产生IFN-γ，后者使巨噬细胞对内毒素高度敏感。另一方面，中和IFN-γ或应用不产生IFN-γ的T细胞可加重GVHD。这些结果提示IFN-γ在促进和控制小鼠GVHD过程中发挥复杂的双重作用。最近研究发现Th1、Th2和Th17细胞均参与急性GVHD的发生，只不过不同的亚群介导不同靶器官的损伤。细胞介导的细胞毒机制参与急性GVHD的发生，尤其是在接受减低剂量预处理的受者。在mHA不合引发的GVHD模型中，供者T细胞缺乏FasL可导致消瘦等，但不引发皮肤和肝脏的损伤。在Fas缺乏的受者，肝脏GVHD程度减轻，但是皮肤、消化道GVHD加重。拮抗FasL可阻止GVHD累及肝脏，但对消化道GVHD无作用。中和TNF-α对肠道GVHD有效，但对肝脏GVHD无影响。同时中和FasL和TNF-α可防止所有靶器官损害。可见，导致急性GVHD不同靶器官损害的机制不同。

NK细胞也是急性GVHD的效应细胞之一。然而，在特定情况下，活化的供者NK细胞可减轻GVHD程度。机制可能涉及供者NK产生TGF-和IL-4或NK清除受者DC。供者CD4 ⁺CD25 ⁺Treg也能减少小鼠模型GVHD程度。Treg阻止急性GVHD发生与他们分泌IL-10有关。此外，髓系来源抑制性细胞、调节性B细胞（Breg）、调节性单核细胞以及MSC在急性GVHD发病中的作用也备受关注。近年来，对急性GVHD发病机制认识的进展使以下方法成为可能：①选择性去除移植物中能识别受者同种抗原的供者T细胞预防GVHD；②移植物中超大量CD34 ⁺造血干细胞对同种反应性T细胞的免疫否决作用；③干扰T细胞活化所需的共刺激分子信号；④针对T细胞体内迁移的抗体；⑤应用促使识别受者同种抗原的供者T细胞凋亡的药物；⑥过继回输CD4 ⁺CD25 ⁺Foxp3 ⁺Treg、MSC；⑦保护胃肠道黏膜完整性的手段及中和内毒素的抗体等。

与急性GVHD不同，慢性GVHD发病机制知之较少，而且急性GVHD和慢性GVHD之间的关系也不清楚。在小鼠，胸腺阴性选择功能缺陷可导致慢性GVHD发生。在小鼠模型中慢性GVHD的临床表现类似系统性红斑狼疮，但临床移植后慢性GVHD表现个体差异很大。慢性GVHD，皮肤增厚、Ⅰ型胶原纤维沉积发生在供者T细胞和活化的巨噬细胞浸润前，这些细胞高表达TGF-β 1。在这个模型中，应用TGF-β中和抗体可以阻止纤维化的发展。在人类，慢性GVHD患者与非慢性GVHD患者相比，前者CD4 ⁺和CD8 ⁺T细胞中涉及TGF途径的基因表达下调。对这个矛盾现象的解释是TGF-β在移植后早期可以抑制免疫反应，但是晚期可以引发纤维化。

在人类和小鼠，慢性GVHD与自身抗体的产生有关。Ⅱ期临床显示应用B细胞特异单克隆抗体可以改善慢性GVHD临床表现。关于Treg与慢性GVHD的关系的结论不一致。其他研究显示慢性GVHD患者分泌IL-4的CD8细胞数量增多，CD4 ⁺记忆T细胞以效应记忆T细胞为主，中枢记忆型减少。近年来，Breg在慢性GVHD发病过程中的作用的机制也越来越受到关注。总之，这些结果显示T细胞、B细胞、非淋巴细胞、Breg和Treg均可能参与慢性GVHD的发病。

Allo-HSCT治愈疾病不仅依赖于预处理（强烈的放化疗）对肿瘤细胞的杀伤，而且还依赖于移植物介导的抗肿瘤效应，即GVL效应。临床研究发现复发患者停用免疫抑制剂后部分患者能获得缓解。多种机制和细胞可能与GVHD相关的GVL效应有关：①表达同种抗原的肿瘤细胞可能作为GVHD效应细胞的直接靶细胞；②GVHD可活化的NK、淋巴因子活化的杀伤细胞等效应细胞发挥抗白血病作用；③GVHD发生过程中的某些细胞因子，如TNF-α可能起到GVL效应。供者CD4 ⁺T细胞是控制GVL的主要细胞，该细胞需要被MCHⅡ类抗原活化。一些非肿瘤细胞表达的MHCⅡ类抗原也可活化CD4 ⁺T细胞发挥GVL，提示CD4 ⁺T细胞可以通过间接途径杀伤肿瘤。除了CD4 ⁺T细胞和CD8 ⁺T细胞外，在单倍体相合移植模式中，Ruggeri等学者发现供者来源的同种反应性NK可以杀伤白血病细胞发挥GVL效应。此外，NKT细胞、T细胞在GVL中的作用近年来也备受关注。此外，宿主DC是GVL效应必需的，尽管供者DC也参与抗白血病作用的发挥。髓系来源的DC不仅能活化Th细胞，而且还能通过HLAⅠ类分子限制性抗原肽刺激CD8 ⁺细胞毒性T细胞活化。活化的DC给CTL提供“允许杀伤”信号。APC表达HLAⅡ类分子刺激CD4 ⁺T细胞活化，参与CD8 ⁺CTL介导的GVL效应。

临床上，移植学者们关心的一个重要问题是能否实现GVHD和GVL效应分离。目前分离GVHD和GVL的策略包括降低受者环境中的前炎症因子的水平以及增加具备肿瘤特异性的供者T细胞数量。针对以上策略采取的方法有：①减低预处理剂量（RIC）联合DLI；②用肿瘤抗原免疫供者或受者；③体外用肿瘤抗原刺激供者T细胞。然而，这些方法中只有RIC+DLI成为临床移植的常规方法。借助小鼠模型，Couturier等学者发现不表达IL-22的供者T细胞在缓解移植后GVHD发生的同时保留了GVL效应。Yu等的研究表明靶向T细胞转录因子T-bet和ROR γ t可阻断辅助T细胞向Th1和Th17分化，促使其向Th2和Treg分化，从而有效降低了MHC不合小鼠移植后GVHD的发生率，并保留了颗粒酶阳性CD8 ⁺T细胞介导的抗肿瘤活性。可见，实现GVHD和GVL的分离仍有很长的路要走。

Allo-HSCT后在受者体内，供者来源的细胞的免疫功能的正常重建决定着移植预后。重建良好的T细胞、B细胞和NK细胞等可有效防御细菌、真菌和病毒感染，并控制白血病复发。移植后免疫细胞的重建有两种途径：其一是来自于移植物中的成熟免疫细胞；其二是移植物中的HSC在受者体内植入，随后发育分化为成熟的免疫细胞。以T细胞重建为例，T细胞重建可分为非胸腺依赖和胸腺依赖。前者指移植物中的初始T细胞、记忆T细胞以及同种反应性T细胞等在受者体内的分化；后者指HSC在骨髓发育成T前体细胞后，迁移到胸腺发育、分化为功能形成的T细胞。不同的移植模式中，免疫重建的规律各异。此外，免疫重建的良好与否与移植预后密切相关（详见第三篇第九章移植后免疫重建）。

综上所述，造血干细胞移植免疫不仅涉及植入／移植排斥、GVHD、GVL效应以及免疫重建，而且还涉及移植细菌、真菌和病毒的感染防治等。目前移植免疫领域还有诸多问题尚未解决，例如移植后植入不良／植入失败的机制仍不清楚；慢性GVHD的发病机制亟待阐明；在小鼠等动物模型上发现的诱导免疫耐受的方法仍未能很好地转化临床等等。令人欣喜的是，近10年来国内外学者在跨越HLA不合移植屏障的机制研究方面取得了诸多进展，并建立了多种HLA单倍体相合造血干细胞移植模式，彻底解决了供者来源问题，使我们迎来了人人都有移植供者的时代。因此，对移植免疫学认识的不断深入必将为allo-HSCT的不断完善奠定坚实的理论基础，使患者受益于移植带来的GVL益处的同时免受GVHD、感染等其他并发症之苦，将移植治疗人类疾病的安全性、有效性提高到一个新水平。