楊靖波(天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心,天津市器官移植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300192)
肝移植術(shù)后移植物抗宿主?。╣raft-versushost disease,GVHD)比較罕見,發(fā)生率約為0.1%~2.0%,病死率大于75%。累及肝外多個(gè)系統(tǒng),可侵犯包括周身皮膚、消化道黏膜、神經(jīng)系統(tǒng)、骨髓等,臨床表現(xiàn)不典型,多出現(xiàn)發(fā)熱、皮疹、腹瀉、癲癇、骨髓造血停滯等表現(xiàn),但缺乏明確診斷的客觀依據(jù)。
早在50多年前Billingham[1]就提出GVHD是供體T細(xì)胞與受體組織間的免疫反應(yīng)。其發(fā)生需要以下條件:① 移植物中含免疫活性細(xì)胞;② 受體表達(dá)與供體不同的組織抗原;③ 受體對(duì)移植物的細(xì)胞缺乏免疫反應(yīng)。
GVHD的發(fā)生相當(dāng)復(fù)雜,危險(xiǎn)因素包括人類白細(xì)胞抗原(HLA)匹配度、供受者年齡、患者免疫狀態(tài)、移植前輸血、再次肝移植、多器官聯(lián)合移植等。其發(fā)生尤其與主要組織相容性抗原(majorhistocompatibilityantigen,MHA)的相合程度密切相關(guān)??赡艿臋C(jī)制包括:① 相容性抗原的差異;② 供者免疫活性T淋巴細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞);③ 細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)。
1.1 相容性抗原的差異:供受體間組織相容性抗原的差異是GVHD的始發(fā)因素。供者T淋巴細(xì)胞識(shí)別宿主不同的主要組織相容性復(fù)合物(MHC)抗原而增殖分化,并對(duì)含有該MHC抗原的某些受體組織或器官進(jìn)行免疫攻擊,發(fā)生GVHD。在HLA相合的移植中,次要組織相容性抗原的差異在GVHD的發(fā)生中起了重要作用[2]。
1.2 供者免疫活性T淋巴細(xì)胞及NK細(xì)胞:供者T細(xì)胞是GVHD發(fā)生的關(guān)鍵因素[3]。同種反應(yīng)性細(xì)胞毒T細(xì)胞與分泌細(xì)胞因子的輔助T細(xì)胞可通過細(xì)胞毒反應(yīng)和(或)釋放淋巴因子參與GVHD的發(fā)生。Th1與Th2相互制約,機(jī)體通過調(diào)節(jié)Th1/Th2比例,維持細(xì)胞免疫和體液免疫的平衡。另外,有人發(fā)現(xiàn),患者在移植前如果體內(nèi)NK細(xì)胞活性正?;蛟龈邥r(shí),移植后則易發(fā)生GVHD。
1.3 細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò):GVHD被認(rèn)為與Th1和Th2亞群所分泌的細(xì)胞因子失去平衡有關(guān)。目前大多數(shù)國外研究認(rèn)為,腫瘤壞死因子-α(TNF-α),白細(xì)胞介素-1(IL-1)、IL-2及IL-6等在GVHD發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,其他細(xì)胞因子如IL-12、γ-干擾素(IFN-γ)、IL-18,Th2細(xì)胞因子如IL-4、IL-10、IL-13等也與GVHD的發(fā)生密切相關(guān)[4]。
肝移植術(shù)后GVHD根據(jù)不同的發(fā)病原因可分為兩類:一類是血型ABO不相容所致的GVHD體液反應(yīng),其發(fā)生機(jī)制是供肝攜帶的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗宿主紅細(xì)胞抗體,導(dǎo)致受體發(fā)生溶血性貧血。這類過程常發(fā)生在移植手術(shù)后1~2周。這類疾病大多具有自愈性,個(gè)別嚴(yán)重貧血的患者可行輸血治療。另一類即文獻(xiàn)中及臨床上常描述的,供體T細(xì)胞所導(dǎo)致的細(xì)胞免疫性GVHD,其發(fā)生機(jī)制是供肝內(nèi)的T細(xì)胞識(shí)別宿主MHC或次要組織相容性抗原而激活,隨后發(fā)生克隆性分化和擴(kuò)增。致敏T細(xì)胞分泌IL-2、IFN-γ等細(xì)胞因子,形成細(xì)胞因子風(fēng)暴(cytokinestorm),并進(jìn)一步激活自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)及抗宿主細(xì)胞的毒性T 淋巴細(xì)胞(cytolytic T lymphocyte,CTL),進(jìn)而導(dǎo)致一系列的正反饋連鎖反應(yīng),最終作用于受者皮膚、消化道及骨髓等器官,引起嚴(yán)重的臨床癥狀[5-6]。
近年來,Socié等[7]提出將GVHD發(fā)生的病理過程分為5個(gè)步驟:① 預(yù)處理導(dǎo)致組織損傷釋放促炎性細(xì)胞因子,激活抗原呈遞細(xì)胞及供者T細(xì)胞增殖;② 共刺激信號(hào)激活異源反應(yīng)性T細(xì)胞;③異源反應(yīng)性T細(xì)胞擴(kuò)增與分化;④ 活化的異源反應(yīng)性T細(xì)胞遷移到GVHD靶組織;⑤ 效應(yīng)性T細(xì)胞破壞靶組織。
Triulzi等[6-8]將肝移植術(shù)后GVHD的診斷標(biāo)準(zhǔn)歸納為以下三點(diǎn):① 靶器官受累引起的特征性臨床癥狀和體征,如皮膚、消化道、骨髓等;② 受累及的器官組織學(xué)檢查;③ 受累及的器官或外周血中供體淋巴細(xì)胞存在的人類白細(xì)胞抗原(HLA)或DNA證據(jù)。到目前為止,肝移植術(shù)后GVHD的確診仍是個(gè)挑戰(zhàn)。受體外周血中出現(xiàn)供體細(xì)胞數(shù)量大于受者外周血有核細(xì)胞數(shù)量的1%時(shí),再加上皮疹、發(fā)熱、腹瀉、全血細(xì)胞減少等臨床表現(xiàn),即高度提示肝移植術(shù)后GVHD。綜合分析各種因素在疾病過程中的作用,將有助于提出新的特異性診斷指標(biāo),正確判斷病情發(fā)展,及早采取有效的預(yù)防措施,也有助于指導(dǎo)臨床GVHD的治療,完善治療方案。
2.1 以下是肝移植術(shù)后GVHD常見臨床表現(xiàn)
2.1.1 GVHD相關(guān)皮膚、黏膜損傷:GVHD和中毒性表皮壞死松解癥(TEN)均是肝移植術(shù)后少見而嚴(yán)重的并發(fā)癥。嚴(yán)重的急性GVHD和TEN因臨床表現(xiàn)相似,鑒別診斷比較困難,兩者病理機(jī)制仍不明確。目前認(rèn)為肝移植術(shù)后GVHD患者出現(xiàn)腹瀉是由于細(xì)胞毒T細(xì)胞攻擊胃腸道黏膜所致,免疫組化結(jié)果發(fā)現(xiàn)受者循環(huán)系統(tǒng)中存在淋巴細(xì)胞嵌合現(xiàn)象對(duì)診斷有重要作用[9]。皮膚活檢可用于早期排查,如活檢發(fā)現(xiàn)表皮基底層呈空泡樣改變,苔蘚樣淋巴細(xì)胞浸潤、角化不良、嗜酸粒細(xì)胞壞死等組織學(xué)特征,則高度提示GVHD,但特異性較差。若胃、十二指腸或結(jié)腸黏膜活檢提示黏膜細(xì)胞凋亡并發(fā)現(xiàn)供者淋巴細(xì)胞浸潤高度提示為GVHD。Jeanmonod等[10]報(bào)道1例肝移植術(shù)后病情急性進(jìn)展的患者,肝移植術(shù)后10日,患者無明顯誘因出現(xiàn)發(fā)熱、皮疹、腹瀉、骨髓造血停滯等,皮膚活檢提示TEN,內(nèi)鏡見食道、胃黏膜多處糜爛,活檢示非特異性炎癥反應(yīng),免疫組化結(jié)果嵌合達(dá)40%以上,結(jié)合臨床提示GVHD。激素沖擊并廣譜抗菌藥物預(yù)防感染,皮疹消褪?;颊咦罱K因免疫功能低下合并嚴(yán)重感染,發(fā)病2周后死于感染性多器官功能衰竭。
1961年有學(xué)者發(fā)現(xiàn),抗菌藥物治療異基因骨髓移植的嵌合體小鼠,可以明顯降低小鼠的死亡率。一項(xiàng)在allo-BMT小鼠中所進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn),飼料中給予小鼠難吸收的抗菌藥物,使小鼠成為無菌小鼠,可明顯降低移植小鼠的死亡率。在無菌受鼠中,未發(fā)現(xiàn)任何移植小鼠死于GVHD,而在無抗菌藥物飼養(yǎng)的對(duì)照組中,95%的小鼠移植后100天死于GVHD[11]。在一項(xiàng)以狗為對(duì)象的研究中也獲得了類似的結(jié)果。在接受allo-BMT的實(shí)驗(yàn)狗中給予難吸收抗菌藥物進(jìn)行選擇性腸道滅菌治療,主要排除胃腸道中的需氧菌,而保留厭氧菌。由于腸道內(nèi)源性菌群(主要為厭氧菌群)的存在,有效地抑制了外源性微生物在狗腸道中的繁殖,明顯地降低了GVHD的發(fā)病率和發(fā)病程度[12]。
2.1.2 神經(jīng)系統(tǒng)損害:越來越多的證據(jù)表明,GVHD也是移植術(shù)后發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素。有報(bào)道顯示,在GVHD模型鼠的腦組織中見到淋巴細(xì)胞浸潤現(xiàn)象[13-14]。Hartrampf等[15]研究發(fā)現(xiàn),在異基因造血干細(xì)胞移植GVHD鼠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中檢測(cè)到供者來源的活化T淋巴細(xì)胞浸潤,以及受者神經(jīng)細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞死亡現(xiàn)象,研究中同時(shí)發(fā)現(xiàn)GVHD受者學(xué)習(xí)、記憶能力下降,焦慮行為表現(xiàn)增加。
2.1.3 骨髓造血停滯:GVHD能抑制骨髓造血,造成白細(xì)胞及血小板減少,甚至發(fā)生貧血、再生障礙性貧血。免疫組化分析可發(fā)現(xiàn)供受體嵌合現(xiàn)象,然而發(fā)生機(jī)制尚不明確。在GVHD發(fā)生早期,骨髓活檢常提示一系血細(xì)胞(常首先為粒細(xì)胞系)減少,骨髓表現(xiàn)為輕微抑制。后期骨髓象示骨髓嚴(yán)重發(fā)育不良,各系血細(xì)胞減少,嚴(yán)重再生障礙性貧血表現(xiàn)。一旦出現(xiàn)這種情況,很難糾正,患者最終常因膿毒癥或全身多器官功能衰竭而死亡。
2.2 關(guān)于嵌合的檢測(cè):1992年Starzl等[16]提出,肝、腎器官移植后長期生存的受者,其嵌合體不僅存在于移植器官,而且存在于全身。移植肝臟中約1×l09個(gè)細(xì)胞源于供者白細(xì)胞,包括單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞,進(jìn)入受者體內(nèi),目前已在受者多個(gè)器官,包括血液、淋巴結(jié)、皮膚、腸中發(fā)現(xiàn),在長期存活的器官移植受者體內(nèi)建立了穩(wěn)定的嵌合狀態(tài)。微嵌合體為受者全部有核細(xì)胞含供者細(xì)胞<1%,微嵌合體理論認(rèn)為供-受者微嵌合體是耐受的前提。系統(tǒng)性嵌合體(即受者全部有核細(xì)胞含供者細(xì)胞>1%)在確定GVHD的受者中較普遍[17]。關(guān)于微嵌合體能否促進(jìn)異體移植耐受性還存在爭議。認(rèn)為不能促進(jìn)異體移植耐受的觀點(diǎn)主要有:① 微嵌合體在器官移植耐受者中不普遍存在;② 微嵌合體是偶發(fā)現(xiàn)象,不能誘導(dǎo)耐受性。關(guān)于嵌合體的檢測(cè)方法,目前常用的是聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),示例如下。
2.2.1 多聚合酶鏈反應(yīng)-短串聯(lián)重復(fù)序列(PCRSTR):是一類高度多態(tài)性的遺傳標(biāo)志,由2~7個(gè)堿基對(duì)組成的核心序列經(jīng)過幾次到十幾次重復(fù),構(gòu)成長度100~400 bp的特定DNA片段,又被稱為“微衛(wèi)星DNA”,是基因嵌合檢測(cè)中非常敏感和特異的檢測(cè)方法[18-21],被大多數(shù)醫(yī)院接受。PCR-STR可以快速檢測(cè)受體內(nèi)外周血中供體DNA,且不受供受體間HLA匹配影響,檢測(cè)嵌合體時(shí)具有多態(tài)性高、結(jié)果穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),其檢測(cè)靈敏度可達(dá)1%。研究發(fā)現(xiàn),肝移植術(shù)后出現(xiàn)GVHD特異性臨床癥狀,且皮疹區(qū)組織活檢行PCR-STR檢測(cè)提示20%以上的供體CD3+T淋巴細(xì)胞,就可確診GVHD。
2.2.2 PCR-SSP :Taylor等[22]采用 PCR-SSP HLA分型篩選33例臨床上懷疑為GVHD的患者,檢查他們是否有供體細(xì)胞嵌合體的證據(jù);其中7例患者檢測(cè)到供體DNA,并經(jīng)過流式細(xì)胞儀進(jìn)行了確認(rèn)。這7例患者中有5例在出現(xiàn)GVHD癥狀時(shí)行PCR。SSP檢測(cè)到他們體內(nèi)供體CD3+細(xì)胞的水平為20%~50%;另外2例患者在行肝移植4周后進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果分別為4%和8%。最終高嵌合表達(dá)的5例患者都死于肝移植后GVHD,另外2例也最終確診為GVHD。Uchiyama等[23]借助HLA匹配度更高的活體肝移植分析HLA匹配是否對(duì)受體預(yù)后產(chǎn)生影響,以及HLA匹配與GVHD的關(guān)系。結(jié)果顯示,HLA高匹配度不僅影響移植物遠(yuǎn)期預(yù)后,同時(shí)也是致命性GVHD的危險(xiǎn)因素。
2.2.3 細(xì)胞因子檢測(cè):GVHD是由供者T細(xì)胞介導(dǎo)、通過細(xì)胞毒作用和分泌炎癥細(xì)胞因子等機(jī)制導(dǎo)致組織損傷,可侵犯皮膚、胃腸道、肝臟、肺部等多種器官和組織[24]。很多研究機(jī)構(gòu)開始將重點(diǎn)放在CD4+T細(xì)胞亞群及其效應(yīng)因子免疫調(diào)控方面。其中包括Th17、IL-17、Th22、IL-22、Tr1及IL-10、IL-1、IL-18、IL-17A、趨化因子等。有研究提出Toll樣受體也與GVHD有一定關(guān)系,他可能通過誘導(dǎo)抗原呈遞、調(diào)控炎癥細(xì)胞因子分泌或直接影響Th細(xì)胞功能等途徑,影響GVHD的發(fā)生發(fā)展。
GVHD重在預(yù)防,首先是供體的選擇,盡量避免使用HLA位點(diǎn)相近的供體;其次供肝處理過程中,盡量耗竭供體中的T細(xì)胞;然后對(duì)HLA配型相近或年齡較大的受者,術(shù)后應(yīng)用比較溫和的免疫抑制方案,但這也可能增加受體發(fā)生排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。目前GVHD確診尚存在困難,治療更是爭論不斷,包括免疫抑制劑的調(diào)整、激素的應(yīng)用,甚至炎性細(xì)胞因子拮抗劑的應(yīng)用均存在爭議[25]。現(xiàn)在臨床預(yù)防及治療GVHD,主要是通過使用免疫抑制劑以及去除移植物中的T淋巴細(xì)胞,也有報(bào)道是通過利用免疫細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,干預(yù)細(xì)胞因子達(dá)到預(yù)防與治療GVHD的目的,但因?yàn)镚VHD發(fā)生機(jī)制尚不明確,且免疫系統(tǒng)呈網(wǎng)絡(luò)式表達(dá)與相互制約,GVHD免疫調(diào)節(jié)方面的預(yù)防與治療仍處在初期階段。曾有研究報(bào)道使用CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞預(yù)防GVHD,提高臨床HIA半相合造血干細(xì)胞移植(HSCT)的成功率[26-28],Bacchetta等[29]將體外誘導(dǎo)得到的同種異體抗原特異性Trl細(xì)胞作為HSCT的輔助治療手段。該方法是在體外將供者T淋巴細(xì)胞與受者外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)與IL-10共培養(yǎng),然后將誘導(dǎo)分化得到的T淋巴細(xì)胞輸注到接受HLA半相合的HSCT患者體內(nèi)。應(yīng)用該方法誘導(dǎo)分化得到的T細(xì)胞中除了有大量同種異體抗原特異性Trl細(xì)胞,還包含了初始以及記憶性T細(xì)胞,所以與單純接受移植治療的患者比較,急性GVHD的程度較輕,而且未發(fā)生慢性GVHD。有研究發(fā)現(xiàn),人的間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSC)在體外具有免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用[30]。Le Blanc等[31]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BMMSC對(duì)混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用。胡文兵等[32]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),BMMSC在體內(nèi)對(duì)不同的T細(xì)胞亞群表現(xiàn)出不同的調(diào)節(jié)作用。BMMSC聯(lián)合移植組與單純異基因骨髓移植組比較,CD4+細(xì)胞數(shù)量明顯減少,CD8+細(xì)胞數(shù)量明顯增多,說明BMMSC在體內(nèi)能夠減少CD4+細(xì)胞數(shù)量,同時(shí)增加CD8+細(xì)胞數(shù)量。
GVHD發(fā)生機(jī)制尚不明確,診斷困難,治療往往延誤,GVHD患者最終常因膿毒癥等死亡,故應(yīng)常規(guī)監(jiān)測(cè),盡早給予敏感抗菌藥物及有針對(duì)性的支持治療是有必要的。關(guān)于細(xì)胞因子在GVHD中的作用,目前的研究尚缺乏系統(tǒng)性,其潛在有效性尚需大量實(shí)驗(yàn)予以進(jìn)一步證實(shí)與探索。