胰腺或胰島移植后1型糖尿病復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)

胡啟楨 張梅

1型糖尿病（type 1 diabetes，T1D）是在遺傳易感性和環(huán)境誘發(fā)因素等多因素共同作用下，體內(nèi)產(chǎn)生針對(duì)胰島β細(xì)胞的自身免疫應(yīng)答，導(dǎo)致β細(xì)胞破壞，最終胰島素合成絕對(duì)不足[1-2]。隨著胰腺移植和胰島移植在治療難治性T1D 的進(jìn)展，1型糖尿病復(fù)發(fā)（type 1 diabetes recurrence，T1DR）導(dǎo)致的移植物功能喪失受到越來越多的關(guān)注。如何預(yù)測(cè)T1DR 發(fā)生并及時(shí)采取干預(yù)措施，對(duì)延長移植物存活率至關(guān)重要。

一、T1DR

20 世紀(jì)90年代以來，越來越多的臨床研究證實(shí)胰腺移植和胰島移植能夠恢復(fù)終末期T1D患者的生理性胰島素分泌，減少嚴(yán)重低血糖事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，甚至逆轉(zhuǎn)包括腎臟病變?cè)趦?nèi)的慢性并發(fā)癥，是治愈T1D 的理想方法[3-5]。隨著免疫抑制方案的改善，移植后的急性排斥反應(yīng)相對(duì)少見，移植物近期存活率大幅度提高[6]。遠(yuǎn)期移植物功能丟失常歸因于慢性同種排斥反應(yīng)。然而，不可忽略的另一可能導(dǎo)致遠(yuǎn)期移植物功能丟失的免疫學(xué)因素，是胰島自身免疫復(fù)發(fā)，即T1DR[7-9]。20 世紀(jì)80年代，Sutherland 等[7]團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道T1DR。T1DR 的臨床表現(xiàn)為患者胰腺術(shù)后復(fù)發(fā)性高血糖和恢復(fù)對(duì)胰島素的依賴，組織學(xué)特征為移植胰外分泌腺和血管內(nèi)膜近乎正常的情況下，T細(xì)胞特異性浸潤胰島導(dǎo)致選擇性的β細(xì)胞丟失。

由于T1DR 的復(fù)發(fā)性高血糖表現(xiàn)缺乏特異性，許多研究中心并未定期監(jiān)測(cè)胰島自身免疫狀態(tài)。因而，以往認(rèn)為胰腺移植或胰島移植后的T1DR 是罕見的。美國邁阿密大學(xué)糖尿病研究所自2003年開始關(guān)注移植術(shù)后T1DR，據(jù)報(bào)道，由慢性胰島自身免疫復(fù)發(fā)導(dǎo)致的移植物功能喪失占7%，與慢性同種排斥反應(yīng)的發(fā)生率相當(dāng)[9]。這意味著一直以來T1DR 的發(fā)生率在臨床中被大大低估了。

二、T1DR 的發(fā)生機(jī)制

多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在T1D患者和部分健康對(duì)照組中均可檢測(cè)到針對(duì)β細(xì)胞自身抗原表位 的CD4+或 CD8+T細(xì)胞[10-13]，二者的關(guān)鍵區(qū)別在于，前者的自身反應(yīng)性T細(xì)胞呈現(xiàn)出一種抗原敏感狀態(tài)。這主要表現(xiàn)在：（1）T1D患者的自身反應(yīng)性T細(xì)胞在缺乏CD28/B7 共刺激信號(hào)的情況下，在體外仍可對(duì)β細(xì)胞抗原刺激產(chǎn)生增殖反應(yīng)[10]；（2）T1D患者的自身反應(yīng)性T細(xì)胞主要表達(dá)CD45RO 記憶細(xì)胞表型，而健康對(duì)照組幾乎均為CD45RO-或CD45RA+的幼稚細(xì)胞表型[11-12]；（3）T1D患者自身反應(yīng)性CD4+CD45RO+T細(xì)胞的端粒長度較CD4+CD45RO-T細(xì)胞縮短，這意味著前者在體內(nèi)歷經(jīng)了自身抗原刺激導(dǎo)致的激活和有絲分裂[13]。這些具有記憶表型的自身反應(yīng)性T細(xì)胞的形成和持續(xù)存在是胰島移植后自身免疫復(fù)發(fā)的病理基礎(chǔ)[14]。

供體胰島除了表達(dá)人類白細(xì)胞抗原外，還可表達(dá)能被受體自身反應(yīng)性的記憶性T細(xì)胞識(shí)別和靶向的自身抗原，使得抗原特異性的T細(xì)胞和B細(xì)胞被再次激活，且臨床上尚無能夠阻遏這一過程的免疫抑制劑[15-16]。盡管目前認(rèn)為T1DR 是由受體體內(nèi)預(yù)先存在的記憶細(xì)胞克隆引起的，但它們是如何識(shí)別和破壞供體人類白細(xì)胞抗原不匹配的移植物β細(xì)胞仍有待進(jìn)一步闡明[14]。

三、T1DR 的生物標(biāo)志物

移植物組織活檢是T1DR 診斷的 “金標(biāo)準(zhǔn)”。然而，由于它是一種有創(chuàng)性操作，在缺乏相關(guān)代謝或免疫學(xué)指標(biāo)高度懷疑T1DR 的情況下，移植物組織活檢并不是篩查的首選方法[17-18]。另外，由于肝內(nèi)胰島移植的特殊性，經(jīng)皮肝穿移植物的成功率低，可靠性差，難以獲得足夠用于病理學(xué)檢查的胰島組織[19]。

2017年國際胰腺和胰島移植協(xié)會(huì)（International Pancreas and Islet Transplant Association， IPITA）和歐洲胰腺和胰島移植協(xié)會(huì)（European Pancreas and Islet Transplant Association，EPITA）召開會(huì)議，就術(shù)后移植物功能和結(jié)局評(píng)估達(dá)成共識(shí)。此共識(shí)將移植物β細(xì)胞功能評(píng)估分為最佳（Optimal）、良好（Good）、功能不足（Marginal）和無功能（Failed）4個(gè)等級(jí)，并推薦聯(lián)合使用糖化血紅蛋白、嚴(yán)重低血糖事件的發(fā)生、C肽和每日胰島素需要量4 項(xiàng)代謝相關(guān)指標(biāo)[20]。然而，這些指標(biāo)缺乏早期診斷復(fù)發(fā)性胰島自身免疫對(duì)移植物功能損傷的敏感性和特異性。相比之下，包括胰島特異性自身抗體和抗原特異性T細(xì)胞在內(nèi)的免疫學(xué)指標(biāo)似乎更能反映T1DR 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)以及其對(duì)移植物早期損傷，這對(duì)預(yù)測(cè)疾病進(jìn)展、評(píng)估干預(yù)措施的有效性、保護(hù)和延長移植物功能是至關(guān)重要的。

（一）胰島特異性自身抗體

胰島特異性自身抗體有5種，包括胰島細(xì)胞抗體、胰島素抗體、谷氨酸脫羧酶抗體（glutamic acid decarboxylase antibody，GADA）、胰 島 素 瘤 相 關(guān) 蛋 白2 抗 體（islet cell antigen-2 antibody，IA-2A）、鋅 轉(zhuǎn) 運(yùn) 體8 自 身 抗 體（zinc transporter 8 antibody，ZnT8A）。胰島自身抗體的檢測(cè)是臨床上評(píng)估T1D患者胰島自身免疫的金標(biāo)準(zhǔn)，多種抗體聯(lián)合檢測(cè)對(duì)T1D 預(yù)測(cè)和診斷有極其重要的價(jià)值[21]。但是，胰島自身抗體對(duì)胰腺或胰島移植術(shù)后T1DR 的預(yù)測(cè)和診斷價(jià)值仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

Braghi 等[22]回顧性地分析了110例胰腎聯(lián)合移植患者，并對(duì)其中75例患者進(jìn)行了長達(dá)11.2年的連續(xù)隨訪。他們發(fā)現(xiàn)移植前GADA 和（或）IA-2A 的存在與5年移植物存活率無關(guān)，這一結(jié)論彌補(bǔ)了前人的空白并且在后續(xù)的研究中得到證實(shí)[9,23-26]。相比之下，術(shù)后多種自身抗體[8]及自身抗體的變化[22,24-25,27-30]，包括血清轉(zhuǎn)化、表位擴(kuò)散、滴度水平升高與不良的移植物結(jié)局有關(guān)。Martins 等[24]和Rodelo-Haad 等[31]分析了術(shù)后自身抗體的存在與血糖控制的關(guān)聯(lián)，與自身抗體陰性組對(duì)比，伴有GADA、IA-2A、胰島細(xì)胞抗體或胰島素抗體中任意一種抗體的患者平均糖化血紅蛋白水平更高，C 肽水平更低，且糖化血紅蛋白的差異在GADA 陽性的人群中尤為明顯[24]。Rodelo-Haad 等[25]進(jìn)一步比較自身抗體的種類對(duì)移植物結(jié)局的影響，發(fā)現(xiàn)術(shù)后IA-2A 抗體陽性患者胰腺移植物存活率低于抗體陰性和GADA 陽性的患者。

ZnT8A 目前被國際公認(rèn)是繼胰島細(xì)胞抗體、胰島素抗體、IA-2A、GADA 之后的第5種主要胰島自身抗體。近年來人們發(fā)現(xiàn)了ZnT8A 與T1DR 的發(fā)生有著很強(qiáng)的時(shí)間關(guān)聯(lián)。Vendrame 等[33]通過對(duì)1例胰腎聯(lián)合移植患者進(jìn)行隨訪觀察，發(fā)現(xiàn)該患者術(shù)前與術(shù)后5年內(nèi)GADA、IA-2A 和ZnT8A均為陰性并能維持良好的胰島素脫離，但是ZnT8A 水平在復(fù)發(fā)性高血糖前3個(gè)月驟然升高至臨界值的40倍左右，隨后不久GADA 水平也升高。迄今為止最大的全面評(píng)估T1DR發(fā)生危險(xiǎn)因素的隊(duì)列中，研究人員比較了GADA、IA-2A 和ZnT8A 從移植到血清轉(zhuǎn)化，從血清轉(zhuǎn)化到T1DR 發(fā)生以及自身抗體陽性持續(xù)時(shí)間[9]。研究結(jié)果顯示這3種抗體在移植后轉(zhuǎn)化的時(shí)間類似，但是ZnT8A 的特點(diǎn)在于：（1）從ZnT8A陽性到發(fā)生T1DR 的時(shí)間短于IA-2A（P= 0.0004）和GADA（P= 0.0530），提示ZnT8A 陽性預(yù)示在近期可能出現(xiàn)明顯的T1DR 癥狀；（2）ZnT8A 陽性的持續(xù)時(shí)間短于IA-2A（P=0.0007）和GADA（P= 0.0300）。另外，將ZnT8A 納入到常規(guī)的自身抗體監(jiān)測(cè)譜（GADA 和IA-2A）中作為預(yù)測(cè)移植物功能丟失的指標(biāo)，其靈敏度達(dá)95%，特異度達(dá)80%，且可將預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率由60%提高到80%[25]。

（二）胰島抗原特異性T細(xì)胞

針對(duì)胰島抗原特異性的T細(xì)胞反應(yīng)，被認(rèn)為是預(yù)測(cè)胰腺或胰島移植臨床結(jié)局和評(píng)估T1DR 進(jìn)展最具潛力的方法。雖然近年來不同的實(shí)驗(yàn)室通過體外增殖法、主要組織相容性復(fù)合物Ⅰ類多聚體或Ⅱ四聚體法來表征或定量檢測(cè)移植受者外周血中抗原特異性的T細(xì)胞，但是此類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，操作復(fù)雜，限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用[34]。

1.CD4+自身反應(yīng)性T細(xì)胞：早期的研究表明，β細(xì)胞抗原引起的體外淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)與胰島移植物的功能喪失有關(guān)[35]。之后兩項(xiàng)回顧性研究比較了基線和胰島移植后胰島自身免疫狀態(tài)對(duì)移植結(jié)局的影響，發(fā)現(xiàn)基線時(shí)谷氨酸脫羧酶（glutamic acid decarboxylase，GAD）和（或）胰島素瘤相關(guān)蛋白2 T細(xì)胞反應(yīng)與術(shù)后較高的空腹血糖變異性和較低的血漿C 肽水平相關(guān)，在單一變量分析中術(shù)后T細(xì)胞對(duì)胰島自身抗原的反應(yīng)性和移植物功能不相關(guān)[23,27]。移植前后自身抗原反應(yīng)性T細(xì)胞陽性組無一能夠脫離胰島素治療，而術(shù)后轉(zhuǎn)陰組中67%的患者可達(dá)到胰島素脫離[23]。

主要組織相容性復(fù)合物多聚體的發(fā)展使得定量分析抗原特異性T細(xì)胞成為可能。邁阿密大學(xué)糖尿病研究所在3例經(jīng)組織學(xué)確診T1DR 患者的外周血和（或）胰腺引流淋巴結(jié)檢測(cè)到GAD65 或胰島細(xì)胞特異性葡萄糖-6-磷酸酶催化亞基相關(guān)蛋白特異性的T細(xì)胞。通過給予靶向T細(xì)胞、B細(xì)胞和自身抗體的免疫抑制治療，包括抗胸腺球蛋白、達(dá)克珠單抗、利妥昔單抗和血漿置換療法，患者表現(xiàn)為外周血中抗原特異性的T細(xì)胞頻率降低到臨界值以下，自身抗體出現(xiàn)波動(dòng)，C 肽分泌維持在較好的水平。然而，在1年內(nèi)隨著抗原特異性T細(xì)胞再次出現(xiàn)在外周血中，患者自身抗體水平再次升高，C 肽分泌呈持續(xù)下降[33]。值得注意的是，對(duì)不同隨訪時(shí)間點(diǎn)外周血GAD65 特異性CD4+T細(xì)胞群進(jìn)行T細(xì)胞受體的分析，結(jié)果顯示直接與抗原肽結(jié)合并決定T細(xì)胞受體抗原特異性的β 鏈互補(bǔ)決定區(qū)3 的序列相同[33,36]。因此，這進(jìn)一步顯示非特異性抑制治療可能不會(huì)對(duì)胰島自身免疫產(chǎn)生持久的抑制作用，在移植術(shù)后很長時(shí)間內(nèi)仍可鑒定具有相同互補(bǔ)決定區(qū)3 序列的GAD65 特異性CD4+T細(xì)胞群，體現(xiàn)了T1D 免疫記憶的持久性。

2.CD8+T細(xì)胞：自身反應(yīng)性 CD8+T細(xì)胞克隆可直接殺傷胰島β細(xì)胞，故而被認(rèn)為是胰腺或胰島移植后監(jiān)測(cè)的最重要細(xì)胞類型[16]。T1DR 患者外周血中胰島素B10-18特異性CD8+T細(xì)胞比例高于術(shù)后移植物功能良好組和因同種異體排斥反應(yīng)致移植物功能喪失組[37]。在移植術(shù)后的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)到針對(duì)多種抗原表位的CD8+T細(xì)胞是復(fù)發(fā)性胰島自身免疫的標(biāo)志[38]。傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)技術(shù)和人類白細(xì)胞抗原-多聚體法在檢測(cè)多種抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)時(shí)需要患者的大量血液，為了克服這一缺點(diǎn)，研究人員開發(fā)出一種“Diab-Q-kit”法[39]。這種方法可以利用有限的、經(jīng)過冷凍儲(chǔ)存的外周血同時(shí)檢測(cè)一系列胰島自身反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞，包括胰島素B10-18、前胰島素原15-24、胰島素瘤相關(guān)蛋白2797-805、GAD65114-123、胰島細(xì)胞特異性葡萄糖-6-磷酸酶催化亞基相關(guān)蛋白265-273、胰島前淀粉樣多肽5-13 特異性 CD8+T細(xì)胞[40]。該方法預(yù)測(cè)6例胰島移植受者將恢復(fù)胰島素依賴性，實(shí)際上最終4例患者需要注射外源性胰島素，準(zhǔn)確率為66%。有趣的是，在2例經(jīng)過抗胸腺球蛋白免疫誘導(dǎo)治療的患者中最先出現(xiàn)了胰島素B10-18和前胰島素原15-24 特異性CD8+T細(xì)胞。這些細(xì)胞的重新出現(xiàn)，可能是免疫抑制治療淋巴細(xì)胞減少后的穩(wěn)態(tài)增殖所致[41]，盡管在抗胸腺球蛋白治療后未在外周血中檢測(cè)到，但它們?nèi)砸杂洃浖?xì)胞群長久存在于淋巴器官中。Monti 等[41]證實(shí)，達(dá)克珠單抗、雷帕霉素和他克莫司的免疫抑制會(huì)導(dǎo)致慢性的淋巴細(xì)胞減少和反應(yīng)性白細(xì)胞介素-7與白細(xì)胞介素-15 因子水平升高，從而驅(qū)動(dòng)外周記憶性T細(xì)胞擴(kuò)增，包括胰島抗原反應(yīng)性的CD8+T細(xì)胞。

四、總結(jié)

越來越多的研究提示，胰腺或胰島移植術(shù)后T1DR 是影響T1D患者遠(yuǎn)期移植物存活的主要原因之一。對(duì)胰島自身抗體和抗原性T細(xì)胞的監(jiān)測(cè)有助于了解患者的自身免疫狀態(tài)，這對(duì)預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)性胰島自身免疫對(duì)移植物的損傷、予以適當(dāng)?shù)拿庖吒深A(yù)治療、評(píng)估治療的臨床療效有重要的價(jià)值和臨床意義。胰島抗原特異性T細(xì)胞在T1DR 中發(fā)揮的作用及其機(jī)制需要進(jìn)一步探究，以此作為靶點(diǎn)研制新型免疫抑制劑將是預(yù)防和治療T1DR 的新方向。