國內外腎移植領域近期研究熱點

                來源 | 中華醫學雜志


                引用本文: 石炳毅, 袁清. 國內外腎移植領域近期研究熱點 [J]. 中華醫學雜志,2017,97( 2 ): 81-84. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2017.02.001


                1954年美國外科醫師Murry成功完成了世界上第一例腎移植手術,開辟了器官移植的新紀元。1960年我國吳階平院士率先實施了中國第一例人體腎移植。在這60多年的發展歷程中,國內外腎移植取得了許多突破性進展,但仍然存在諸多領域有待腎移植同道們的深入探究。本文就腎移植近期的研究熱點進行概述。


                一、免疫耐受及免疫耐受機制研究


                1.臨床免疫耐受研究現狀:

                器官移植與移植免疫學界最令人鼓舞的成果就是,主動誘導免疫耐受已從動物實驗研究轉向臨床實際應用,從供、受者ABO血型相容到ABO血型不相容的腎移植,從供、受者人類白細胞抗原(HLA)匹配擴大到不匹配的腎移植等方面,均取得了突破性的進展。近年來,國內以王毅為代表的專家開展了ABO血型不相容腎移植手術,通過早期脫敏、減少血液中的B細胞、血漿置換及新型免疫抑制方案等方法降低了ABO血型不相容腎移植受者術后早期移植物失功能與早期排斥反應的發生率,明顯提高了移植物的存活能力[1]。而國外以Leventhal為代表的研究者開展了HLA不匹配的腎移植臨床研究,他們通過聯合供者干細胞輸注的方法來誘導受者特異性免疫耐受,并研發了一種新的致耐受性的骨髓細胞群CD8+αβ/γδT細胞受體(TCR)-促進植入細胞(facilitating cells,FC)來增強HLA錯配的供者造血干細胞的植入而不引起移植物抗宿主病(GVHD)[2]。

                2014年國際移植學會(the Transplanation Society,TTS)組織協調了各國臨床免疫耐受研究工作,制定了5項工作任務:"(1)建立臨床報告標準化委員會,目標是創建數據庫,應用統一的評價標準使之可以量化,要求并鼓勵所有進行臨床免疫耐受試驗的研究中心提交有關數據資料,所有相關的數據資料將隱去單位名稱,并可以在研究者和參與中心間進行資料共享,設定可能的定量評價項目,包括移植免疫耐受的方案使用種類,患者和移植后相關狀態、組織學及器官功能狀態(如腎小球濾過率、射血分數等)以及嚴重不良反應報告。(2)標準化的樣本收集及保存,這將有利于未來樣本進行研究共享,以及樣本檢測標準統一。(3)制定標準化生物學標志物以及標準化的檢測評價方法。(4)臨床免疫耐受研究逐步向兒童移植患者開放,12歲及以上的兒童患者應當納入臨床免疫耐受誘導項目,而這些耐受方法在成人是已證明安全和成功的。(5)設立專項研究基金,著手第三方支付方式,討論如何支付臨床免疫耐受實驗的費用。"


                2.免疫耐受機制的研究進展:

                Chesneau等[3]首次報道在免疫耐受的移植受者體內存在一種調節性B細胞(Breg),研究顯示:免疫耐受的移植受者體內存在一種有益的Breg,可調節與漿細胞之間的平衡;這種Breg能抑制CD4+CD25-效應T細胞反應,并呈現B細胞數量的依賴性,還需要白細胞介素10(IL-10)、γ干擾素(IFN-γ)、轉化生長因子β(TGF-β)等細胞因子的參與;Breg抑制T細胞增殖作用依賴IL-21,阻斷IL-21,這種抑制作用就會消失。


                二、調節性T細胞(Treg)在腎移植領域的應用研究

                腎移植受者應用供者Treg,在減少免疫抑制劑的應用、促進移植器官長期存活等方面取得了良好的臨床療效。

                據國外的一項研究報道稱,采用供者自身多克隆擴增的Treg,在進行腎移植時輸入受者體內。術后免疫抑制劑方案為他克莫司(FK506)+麥考酚酸酯(MMF),移植后30天時FK506轉換為西羅莫司(SRL),有助于改善Treg輸入的微環境,然后在腎移植60天時輸入Treg。治療1個月后移植腎活檢未觀察到排斥反應,沒有發現供者特異性抗體(DSA),也未觀察到感染并發癥。免疫細胞表型分析顯示外周血CD4+CD127-CD25highFoxp3+T細胞數量增加9~20倍。


                三、DSA及抗體介導的排斥反應(AMR)研究

                腎移植術后細胞介導的排斥反應已經能得到有效控制,而AMR作用日益突出,尤其是DSA在導致移植腎丟失中的作用越來越受到重視。


                (一)DSA的研究進展


                1.DSA與補體活化:

                Calp-Inal等[4]研究顯示,對284例腎移植患者,平均隨訪29個月(17~50個月),有31例(11%)出現新發DSA,其中補體1q (C1q)(+)DSA組、C1q(-)DSA組、DSA(-)組的移植腎存活率分別為73%、95%、94%;C1q(+)DSA組與C1q(-)DSA組和DSA(-)組患者相比,患者的血清肌酐水平顯著增高。表明腎移植后新發DSA特別是C1q(+)DSA患者AMR的發生率更高,移植腎存活率更低,移植腎功能更差。而Sicard等[5]進一步研究認為C3d+DSA在移植物的失功能中也具有潛在價值。他們研究發現,69例發生AMR的腎移植患者中,活組織檢查證實其中29例患者存在C3d+抗體,與另40例C3d-抗體的患者相比,他們的腎小球濾過率(GFR)值較低并且存在較高的DSA滴度。進一步研究發現,新生DSA+的受者中,C3d+或C4d+或C1q+三者相比,C3d+與移植物失功能具有更明顯的相關性(P<0.001)。在一項多變量分析中,低濾過率以及C3d+DSA+可以作為移植物失功能的預警器。


                2.非HLA抗體對移植預后的影響:

                非HLA主要包括抗主要組織相容性復合體Ⅰ類相關鏈(MIC)A抗體、MICB抗體、抗血管內皮細胞抗體、抗內皮素1 A型受體抗體、抗血管緊張素Ⅱ1型受體抗體、抗波形蛋白抗體等。Jobert等[6]對1 729例腎移植患者non-HLA抗體對移植腎功能的影響進行研究,如果患者存在血管緊張素受體,且移植腎穿刺活檢確定存在移植腎腎小球病變(transplant glomerulopath,TG),則對于患者發生AMR、細胞性排斥反應以及移植腎失功能均是獨立危險因素,即使不存在HLA抗體亦如此。


                (二)AMR治療的新進展

                目前治療AMR有效方案主要有血漿置換或免疫吸附、靜脈注射免疫球蛋白(IVIG)聯合激素以及應用利妥昔單抗(CD20單抗)或蛋白酶體抑制劑硼替佐米等。2015年在美國器官移植年會(ATC)上還展示了新的AMR治療藥物,包括:依庫麗單抗(eculizumab,抗C5單抗)、托珠單抗(tocilizumab,抗IL-6受體單抗)、貝拉西普(belatacept,共刺激信號阻斷劑)、C1酯酶抑制劑以及抗蛋白酶活化受體1等。


                四、我國公民逝世后器官捐獻(DCD)供腎在腎移植領域的發展現狀

                截至2015年10月31日,全國實現DCD 5 318例,捐獻大器官14 553個。其中,2015年1至11月完成捐獻2 171例,捐獻大器官6 084個,已超2014年全年捐獻總數。其中DCD供腎已經成為我國腎移植最主要的器官來源。

                1.重視潛在器官捐獻者的器官功能維護:


                維持肝、腎等器官功能的基本目標是:平均動脈壓≥100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),動脈血氧分壓≥100 mmHg,血紅蛋白≥1 000 g/L,尿量≥100 ml/h。注意血管活性藥物的使用,并顧及心、肺等重要器官的功能保護。


                2.對捐獻者的狀況進行全面評估:

                包括原發病、既往病史、捐獻器官功能動態評估、心肺復蘇、血壓及氧合指標評估、動態尿量評估、死亡時間評估等。


                3.體外膜肺氧合(ECMO)技術在供體器官體內保存中的應用:

                ECMO既能提供持續和有效的灌注,保證了供體組織器官的充分供血供氧,又能減少大量血管活性藥物的應用,并在此過程中糾正內環境紊亂,在器官切除前沒有熱缺血損傷,減少了不可預測的心跳驟停,同時提供了充分的時間切除器官,為最佳供體的獲得提供良好的條件[7]。目前ECMO已經在擴展標準供體(ECD)供腎和供肝移植中成功應用,取得了很好的臨床效果。2011年的一項臨床研究發現相對于低溫保存液沖洗和降溫處置,ECMO技術支持的ECD腎臟能夠獲得更好的器官功能恢復[8]。Reznik的團隊進一步改良了ECMO支持技術,在常規體外支持的同時,進行白細胞過濾技術,移植的腎功能恢復順利,沒有原發性移植物無功能(PNF)的發生[8]。ECMO在ECD供肝移植中應用相對較少[9]。


                4.低溫機械灌注技術在供體器官體外保存中的應用:

                日益嚴峻的器官短缺迫使移植專家不斷擴大供體器官來源。由于邊緣性供體器官移植的PNF和移植腎功能恢復延遲(DGF)風險較高[3,4,5]。低溫機械灌注技術再次受到了移植專家的重視。在我國廣泛應用的是LifePort腎灌注器。黃瑩等[10]對68例心臟死亡供腎腎移植患者資料進行分析,根據不同供腎保存方式,將其分為靜態冷保存組和機械灌注組,每組34例,比較兩組受者DGF發生情況及其早期移植腎功能。結果表明機械灌注組在住院時間、DGF發生率等方面均優于靜態冷保存組(P<0.05);術后1周內,兩組血肌酐、尿素氮總體水平無顯著性差異(P>0.05);機械灌注組灌注后,阻力系數明顯下降,而流量明顯上升。腎臟質量良好的指標為:灌注時間<2 h,血流阻力指數( resistance index,RI) <0.3,流量>100 ml/min;腎臟可供移植標準:RI<0.4,流量>80 ml/min[7]。通過加強維護和評估工作,DCD腎移植療效將會進一步改善和提高。

                供體器官的保存也開啟了一個新的方向。傳統的低溫供體器官灌注正在逐漸轉向常溫機械灌注(normothermic machine 

                perfusion,NMP)。NMP供體器官優勢是兼具保護和修復作用,有助于減輕缺血-再灌注損傷(IRI),控制及減輕炎癥過程,促進組織細胞修復和再生,并增加供體器官利用。


                五、腎臟IRI防治研究新進展

                移植腎IRI可引起移植腎DGF、移植腎原發性無功能(PNF)、急性排斥反應甚至導致移植腎丟失,是影響移植腎早期腎功能恢復和長期存活的重要因素[11,12]。因此,對移植腎IRI的防治也成為了近年腎移植領域研究的熱點。目前主要應用以下方法來減輕移植腎IRI。


                (1)縮短供腎缺血時間。DCD供腎需要經歷生命支持治療時低血壓和心臟停搏后、器官切取時的兩次熱缺血。近年來在臨床上應用的供腎快速獲取法、常溫原位區域灌注技術以及ECMO技術等方法在減少DCD供腎熱缺血時間及供腎損傷方面取得了良好的效果。而盡早實施移植腎手術可以縮短冷缺血時間,減輕冷缺血引起的腎損傷。


                (2)抗氧化劑的應用。常見的自由基清除劑有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫、鈣通道阻滯劑等。有研究表明,卵磷脂化超氧化物歧化酶lec-SOD)、重組人Kunitz型蛋白酶抑制劑(rhKD/APP)、依達拉奉等抗氧化劑在動物實驗及臨床研究中都表現出良好的移植腎IRI保護作用[13,14]。


                (3)抗炎癥藥物的應用。抑制炎癥因子也是防治移植腎IRI的重要措施。研究顯示,氟西汀可顯著減少腎IRI后TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子的表達,而增強IL-10表達。Oguz等[15]的研究則發現,褪黑素可以通過抑制促炎癥基因的活化,降低血清中TNF-α水平,發揮對再灌注后腎的保護作用。

                (4)缺血預處理(ischemic-preconditioning,IPC)。IPC是指預先反復的缺血-再灌注,誘導機體產生內源性保護機制,以減輕IRI引起的損傷。Soendergaard等[16]和Hwang等[17]分別對豬及大鼠進行實驗均證實IPC對移植腎IRI具有保護作用。


                (5)中藥及中藥提取物的應用。研究表明,川芎嗪、虎杖苷、丹參等中藥材具有良好的抗腎IRI作用[18,19,20]。


                六、免疫抑制方案研究進展

                如何優化免疫抑制治療方案及減少免疫抑制劑的應用,是腎移植免疫治療研究方向,同時也是提高移植受者的長期存活率的共同關注性話題。

                MMF應用于移植領域近20年,不僅用于移植術后早期,也用于長期維持治療[21]。目前尚沒有霉酚酸替代藥物出現,MMF仍然是移植患者的一線免疫抑制藥物。臨床試驗結果顯示:以巴利昔單抗來誘導聯合MMF和激素的無腎毒性案,貝拉西普比環孢素A(CsA)更能提高移植物存活率,并持續改善腎功能;圍手術期給予誘導治療,并以CNI/MMF維持免疫抑制治療,早期激素撤除容易操作并且安全;每日1次的他克莫司緩釋膠囊聯合MMF安全有效;早期或嚴重的MMF減量會增加移植物丟失、急性排斥及4期慢性腎臟病(CKD)的發生率。


                七、移植免疫信號通路調控新分子靶點簡介

                Notch-1受體信號靶點是器官移植新的免疫調節途徑。Magee等[22]研究顯示,Notch-1受體阻斷劑(aNotch-1)能顯著的抑制CD4+、CD8+效應記憶細胞,使INF-γ分泌減少;還能抑制濾泡調節性T細胞(Tfh)對B細胞的輔助作用以及同種異體抗體的產生,在動物實驗中表現為移植動物存活時間明顯延長。Notch-1受體信號靶點有望成為一個新型的器官移植免疫調節途徑。


                八、展望

                腎臟移植經歷了半個多世紀的發展,成功挽救了成千上萬人的性命,近幾年藥物的靶向遞送和納米材料等技術創新加速了新型免疫抑制藥物的研發;ECMO的應用有效地擴展了ECD器官的應用范圍。器官移植供體短缺和移植排斥反應在未來很長一段時間依舊是制約腎移植發展的關鍵因素,將免疫學、干細胞和基因工程領域飛速發展的成果應用到器官移植領域,將為這些問題提供新的解決途徑和視野。

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