国内外肾移植领域近期研究热点

来源 | 中华医学杂志


引用本文: 石炳毅, 袁清. 国内外肾移植领域近期研究热点 [J]. 中华医学杂志,2017,97( 2 ): 81-84. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2017.02.001


1954年美国外科医师Murry成功完成了世界上第一例肾移植手术,开辟了器官移植的新纪元。1960年我国吴阶平院士率先实施了中国第一例人体肾移植。在这60多年的发展历程中,国内外肾移植取得了许多突破性进展,但仍然存在诸多领域有待肾移植同道们的深入探究。本文就肾移植近期的研究热点进行概述。


一、免疫耐受及免疫耐受机制研究


1.临床免疫耐受研究现状:

器官移植与移植免疫学界最令人鼓舞的成果就是,主动诱导免疫耐受已从动物实验研究转向临床实际应用,从供、受者ABO血型相容到ABO血型不相容的肾移植,从供、受者人类白细胞抗原(HLA)匹配扩大到不匹配的肾移植等方面,均取得了突破性的进展。近年来,国内以王毅为代表的专家开展了ABO血型不相容肾移植手术,通过早期脱敏、减少血液中的B细胞、血浆置换及新型免疫抑制方案等方法降低了ABO血型不相容肾移植受者术后早期移植物失功能与早期排斥反应的发生率,明显提高了移植物的存活能力[1]。而国外以Leventhal为代表的研究者开展了HLA不匹配的肾移植临床研究,他们通过联合供者干细胞输注的方法来诱导受者特异性免疫耐受,并研发了一种新的致耐受性的骨髓细胞群CD8+αβ/γδT细胞受体(TCR)-促进植入细胞(facilitating cells,FC)来增强HLA错配的供者造血干细胞的植入而不引起移植物抗宿主病(GVHD)[2]。

2014年国际移植学会(the Transplanation Society,TTS)组织协调了各国临床免疫耐受研究工作,制定了5项工作任务:"(1)建立临床报告标准化委员会,目标是创建数据库,应用统一的评价标准使之可以量化,要求并鼓励所有进行临床免疫耐受试验的研究中心提交有关数据资料,所有相关的数据资料将隐去单位名称,并可以在研究者和参与中心间进行资料共享,设定可能的定量评价项目,包括移植免疫耐受的方案使用种类,患者和移植后相关状态、组织学及器官功能状态(如肾小球滤过率、射血分数等)以及严重不良反应报告。(2)标准化的样本收集及保存,这将有利于未来样本进行研究共享,以及样本检测标准统一。(3)制定标准化生物学标志物以及标准化的检测评价方法。(4)临床免疫耐受研究逐步向儿童移植患者开放,12岁及以上的儿童患者应当纳入临床免疫耐受诱导项目,而这些耐受方法在成人是已证明安全和成功的。(5)设立专项研究基金,着手第三方支付方式,讨论如何支付临床免疫耐受实验的费用。"


2.免疫耐受机制的研究进展:

Chesneau等[3]首次报道在免疫耐受的移植受者体内存在一种调节性B细胞(Breg),研究显示:免疫耐受的移植受者体内存在一种有益的Breg,可调节与浆细胞之间的平衡;这种Breg能抑制CD4+CD25-效应T细胞反应,并呈现B细胞数量的依赖性,还需要白细胞介素10(IL-10)、γ干扰素(IFN-γ)、转化生长因子β(TGF-β)等细胞因子的参与;Breg抑制T细胞增殖作用依赖IL-21,阻断IL-21,这种抑制作用就会消失。


二、调节性T细胞(Treg)在肾移植领域的应用研究

肾移植受者应用供者Treg,在减少免疫抑制剂的应用、促进移植器官长期存活等方面取得了良好的临床疗效。

据国外的一项研究报道称,采用供者自身多克隆扩增的Treg,在进行肾移植时输入受者体内。术后免疫抑制剂方案为他克莫司(FK506)+麦考酚酸酯(MMF),移植后30天时FK506转换为西罗莫司(SRL),有助于改善Treg输入的微环境,然后在肾移植60天时输入Treg。治疗1个月后移植肾活检未观察到排斥反应,没有发现供者特异性抗体(DSA),也未观察到感染并发症。免疫细胞表型分析显示外周血CD4+CD127-CD25highFoxp3+T细胞数量增加9~20倍。


三、DSA及抗体介导的排斥反应(AMR)研究

肾移植术后细胞介导的排斥反应已经能得到有效控制,而AMR作用日益突出,尤其是DSA在导致移植肾丢失中的作用越来越受到重视。


(一)DSA的研究进展


1.DSA与补体活化:

Calp-Inal等[4]研究显示,对284例肾移植患者,平均随访29个月(17~50个月),有31例(11%)出现新发DSA,其中补体1q (C1q)(+)DSA组、C1q(-)DSA组、DSA(-)组的移植肾存活率分别为73%、95%、94%;C1q(+)DSA组与C1q(-)DSA组和DSA(-)组患者相比,患者的血清肌酐水平显著增高。表明肾移植后新发DSA特别是C1q(+)DSA患者AMR的发生率更高,移植肾存活率更低,移植肾功能更差。而Sicard等[5]进一步研究认为C3d+DSA在移植物的失功能中也具有潜在价值。他们研究发现,69例发生AMR的肾移植患者中,活组织检查证实其中29例患者存在C3d+抗体,与另40例C3d-抗体的患者相比,他们的肾小球滤过率(GFR)值较低并且存在较高的DSA滴度。进一步研究发现,新生DSA+的受者中,C3d+或C4d+或C1q+三者相比,C3d+与移植物失功能具有更明显的相关性(P<0.001)。在一项多变量分析中,低滤过率以及C3d+DSA+可以作为移植物失功能的预警器。


2.非HLA抗体对移植预后的影响:

非HLA主要包括抗主要组织相容性复合体Ⅰ类相关链(MIC)A抗体、MICB抗体、抗血管内皮细胞抗体、抗内皮素1 A型受体抗体、抗血管紧张素Ⅱ1型受体抗体、抗波形蛋白抗体等。Jobert等[6]对1 729例肾移植患者non-HLA抗体对移植肾功能的影响进行研究,如果患者存在血管紧张素受体,且移植肾穿刺活检确定存在移植肾肾小球病变(transplant glomerulopath,TG),则对于患者发生AMR、细胞性排斥反应以及移植肾失功能均是独立危险因素,即使不存在HLA抗体亦如此。


(二)AMR治疗的新进展

目前治疗AMR有效方案主要有血浆置换或免疫吸附、静脉注射免疫球蛋白(IVIG)联合激素以及应用利妥昔单抗(CD20单抗)或蛋白酶体抑制剂硼替佐米等。2015年在美国器官移植年会(ATC)上还展示了新的AMR治疗药物,包括:依库丽单抗(eculizumab,抗C5单抗)、托珠单抗(tocilizumab,抗IL-6受体单抗)、贝拉西普(belatacept,共刺激信号阻断剂)、C1酯酶抑制剂以及抗蛋白酶活化受体1等。


四、我国公民逝世后器官捐献(DCD)供肾在肾移植领域的发展现状

截至2015年10月31日,全国实现DCD 5 318例,捐献大器官14 553个。其中,2015年1至11月完成捐献2 171例,捐献大器官6 084个,已超2014年全年捐献总数。其中DCD供肾已经成为我国肾移植最主要的器官来源。

1.重视潜在器官捐献者的器官功能维护:


维持肝、肾等器官功能的基本目标是:平均动脉压≥100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),动脉血氧分压≥100 mmHg,血红蛋白≥1 000 g/L,尿量≥100 ml/h。注意血管活性药物的使用,并顾及心、肺等重要器官的功能保护。


2.对捐献者的状况进行全面评估:

包括原发病、既往病史、捐献器官功能动态评估、心肺复苏、血压及氧合指标评估、动态尿量评估、死亡时间评估等。


3.体外膜肺氧合(ECMO)技术在供体器官体内保存中的应用:

ECMO既能提供持续和有效的灌注,保证了供体组织器官的充分供血供氧,又能减少大量血管活性药物的应用,并在此过程中纠正内环境紊乱,在器官切除前没有热缺血损伤,减少了不可预测的心跳骤停,同时提供了充分的时间切除器官,为最佳供体的获得提供良好的条件[7]。目前ECMO已经在扩展标准供体(ECD)供肾和供肝移植中成功应用,取得了很好的临床效果。2011年的一项临床研究发现相对于低温保存液冲洗和降温处置,ECMO技术支持的ECD肾脏能够获得更好的器官功能恢复[8]。Reznik的团队进一步改良了ECMO支持技术,在常规体外支持的同时,进行白细胞过滤技术,移植的肾功能恢复顺利,没有原发性移植物无功能(PNF)的发生[8]。ECMO在ECD供肝移植中应用相对较少[9]。


4.低温机械灌注技术在供体器官体外保存中的应用:

日益严峻的器官短缺迫使移植专家不断扩大供体器官来源。由于边缘性供体器官移植的PNF和移植肾功能恢复延迟(DGF)风险较高[3,4,5]。低温机械灌注技术再次受到了移植专家的重视。在我国广泛应用的是LifePort肾灌注器。黄莹等[10]对68例心脏死亡供肾肾移植患者资料进行分析,根据不同供肾保存方式,将其分为静态冷保存组和机械灌注组,每组34例,比较两组受者DGF发生情况及其早期移植肾功能。结果表明机械灌注组在住院时间、DGF发生率等方面均优于静态冷保存组(P<0.05);术后1周内,两组血肌酐、尿素氮总体水平无显著性差异(P>0.05);机械灌注组灌注后,阻力系数明显下降,而流量明显上升。肾脏质量良好的指标为:灌注时间<2 h,血流阻力指数( resistance index,RI) <0.3,流量>100 ml/min;肾脏可供移植标准:RI<0.4,流量>80 ml/min[7]。通过加强维护和评估工作,DCD肾移植疗效将会进一步改善和提高。

供体器官的保存也开启了一个新的方向。传统的低温供体器官灌注正在逐渐转向常温机械灌注(normothermic machine 

perfusion,NMP)。NMP供体器官优势是兼具保护和修复作用,有助于减轻缺血-再灌注损伤(IRI),控制及减轻炎症过程,促进组织细胞修复和再生,并增加供体器官利用。


五、肾脏IRI防治研究新进展

移植肾IRI可引起移植肾DGF、移植肾原发性无功能(PNF)、急性排斥反应甚至导致移植肾丢失,是影响移植肾早期肾功能恢复和长期存活的重要因素[11,12]。因此,对移植肾IRI的防治也成为了近年肾移植领域研究的热点。目前主要应用以下方法来减轻移植肾IRI。


(1)缩短供肾缺血时间。DCD供肾需要经历生命支持治疗时低血压和心脏停搏后、器官切取时的两次热缺血。近年来在临床上应用的供肾快速获取法、常温原位区域灌注技术以及ECMO技术等方法在减少DCD供肾热缺血时间及供肾损伤方面取得了良好的效果。而尽早实施移植肾手术可以缩短冷缺血时间,减轻冷缺血引起的肾损伤。


(2)抗氧化剂的应用。常见的自由基清除剂有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢、钙通道阻滞剂等。有研究表明,卵磷脂化超氧化物歧化酶lec-SOD)、重组人Kunitz型蛋白酶抑制剂(rhKD/APP)、依达拉奉等抗氧化剂在动物实验及临床研究中都表现出良好的移植肾IRI保护作用[13,14]。


(3)抗炎症药物的应用。抑制炎症因子也是防治移植肾IRI的重要措施。研究显示,氟西汀可显著减少肾IRI后TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子的表达,而增强IL-10表达。Oguz等[15]的研究则发现,褪黑素可以通过抑制促炎症基因的活化,降低血清中TNF-α水平,发挥对再灌注后肾的保护作用。

(4)缺血预处理(ischemic-preconditioning,IPC)。IPC是指预先反复的缺血-再灌注,诱导机体产生内源性保护机制,以减轻IRI引起的损伤。Soendergaard等[16]和Hwang等[17]分别对猪及大鼠进行实验均证实IPC对移植肾IRI具有保护作用。


(5)中药及中药提取物的应用。研究表明,川芎嗪、虎杖苷、丹参等中药材具有良好的抗肾IRI作用[18,19,20]。


六、免疫抑制方案研究进展

如何优化免疫抑制治疗方案及减少免疫抑制剂的应用,是肾移植免疫治疗研究方向,同时也是提高移植受者的长期存活率的共同关注性话题。

MMF应用于移植领域近20年,不仅用于移植术后早期,也用于长期维持治疗[21]。目前尚没有霉酚酸替代药物出现,MMF仍然是移植患者的一线免疫抑制药物。临床试验结果显示:以巴利昔单抗来诱导联合MMF和激素的无肾毒性案,贝拉西普比环孢素A(CsA)更能提高移植物存活率,并持续改善肾功能;围手术期给予诱导治疗,并以CNI/MMF维持免疫抑制治疗,早期激素撤除容易操作并且安全;每日1次的他克莫司缓释胶囊联合MMF安全有效;早期或严重的MMF减量会增加移植物丢失、急性排斥及4期慢性肾脏病(CKD)的发生率。


七、移植免疫信号通路调控新分子靶点简介

Notch-1受体信号靶点是器官移植新的免疫调节途径。Magee等[22]研究显示,Notch-1受体阻断剂(aNotch-1)能显著的抑制CD4+、CD8+效应记忆细胞,使INF-γ分泌减少;还能抑制滤泡调节性T细胞(Tfh)对B细胞的辅助作用以及同种异体抗体的产生,在动物实验中表现为移植动物存活时间明显延长。Notch-1受体信号靶点有望成为一个新型的器官移植免疫调节途径。


八、展望

肾脏移植经历了半个多世纪的发展,成功挽救了成千上万人的性命,近几年药物的靶向递送和纳米材料等技术创新加速了新型免疫抑制药物的研发;ECMO的应用有效地扩展了ECD器官的应用范围。器官移植供体短缺和移植排斥反应在未来很长一段时间依旧是制约肾移植发展的关键因素,将免疫学、干细胞和基因工程领域飞速发展的成果应用到器官移植领域,将为这些问题提供新的解决途径和视野。

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