腎移植免疫學(xué)研究進(jìn)展

伊特格樂圖 綜述 陳國俊 審校

青海大學(xué)附屬醫(yī)院泌尿外科，青海 西寧 810001

腎臟是人體重要的器官，血液通過腎臟后腎小球的滲透、腎小管和集合管的分泌和重吸收生成尿液；體內(nèi)代謝產(chǎn)物通過血液運(yùn)送至腎臟，腎臟重吸收機(jī)體所需的營養(yǎng)物質(zhì)如葡萄糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、電解質(zhì)離子和水分等，某些廢物和毒物排出體外。腎臟不僅具有調(diào)節(jié)電解質(zhì)和酸堿平衡的作用，還具有免疫調(diào)節(jié)功能和內(nèi)分泌功能如分泌腎素、紅細(xì)胞生成素、維生素D等。腎臟的主要作用為維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和新陳代謝正常運(yùn)行。腎臟解剖結(jié)構(gòu)比較特殊，形狀像大號扁豆，扁豆凹陷處屬于腎門，腎門連接著三個管狀結(jié)構(gòu)如腎靜脈、腎動脈和輸尿管。腎臟微小結(jié)構(gòu)中主要是腎單位，正常成人具有100多萬個腎單位，足夠保障腎臟血液凈化功能。腎臟是腹膜外器官，緊貼于脊柱兩側(cè)，腹膜后間隙小，后腹腔鏡手術(shù)時操作空間較狹窄，手術(shù)難度大。腎臟含有甘油激酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶，可分解脂肪，再糖異生途徑生成葡萄糖，最后進(jìn)入三羧酸循環(huán)被利用。腎臟受多種疾病的影響導(dǎo)致腎臟功能不全，腎功能減退，最終發(fā)展成腎臟功能衰竭。導(dǎo)致腎衰竭病因如慢性腎炎、高血壓、糖尿病、多囊腎、泌尿系結(jié)石、紅斑狼瘡性腎病、過敏和藥物中毒等。近年來我國慢性病發(fā)病逐年上升趨勢，是主要危害健康的因素；慢性病主要受累器官是腎臟，最終引起尿毒癥。據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年我國尿毒癥患者在290 萬左右并呈逐年上升趨勢，目前尿毒癥期患者治療以透析治療為主。但是透析只能延緩病情，使患者壽命延長10 年左右；透析治療過程是痛苦的，治療費(fèi)用也高，患者生活質(zhì)量下降。腎移植在終末腎臟治療中效果顯著，優(yōu)于透析治療。

1 終末腎臟流行病學(xué)研究

腎臟移植是腎臟移植在腹膜后髂窩內(nèi)、髂靜脈與腎靜脈吻合、髂動脈與腎臟動脈吻合、輸尿管與膀胱黏膜吻合的手術(shù)，主要適用于終末期腎臟的替代治療，慢性腎衰竭到終末期常規(guī)治療無效時適合腎移植[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016 年全球終末期腎臟患者764 萬人，腎衰竭主要誘因是糖尿病、高血壓等慢性病，亞太地區(qū)占比57%，增至435 萬人。腎衰竭治療率較高地區(qū)的是北美，治療率約73.8%，而亞太地區(qū)治療率約28.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于北美。在我國慢性腎病發(fā)病率為11%左右，隨著全球化和中國社會的老齡化，糖尿病、高血壓和慢性炎癥等慢性疾病發(fā)病率同比上升，糖尿病、高血壓主要靶器官是腎臟，損傷腎臟功能，導(dǎo)致慢性腎病，慢性腎病最終發(fā)展變成尿毒癥。我國人口較多，按發(fā)病率11%換算，我國慢性腎病患者數(shù)量龐大，2017 年慢性腎病患者約為13 300 萬人，急需要治療和干預(yù)，這些給社會發(fā)展帶來重大的負(fù)擔(dān)。終末期腎臟治療當(dāng)中腎移植是療效最好的治療手段，腎臟來源缺乏是現(xiàn)在移植腎臟治療的最大障礙。

2 腎移植手術(shù)

2.1 移植腎臟的來源 在我國腎臟提供者短缺是限制腎移植的主要原因，最初的親屬關(guān)系個體腎臟移植是主要移植腎臟的來源[3]。但是親屬供體和受體之間還存在著血清不相容的問題，是屬于血型不相容腎移植(blood group incompatible renal transplantation，BGICRT)。血型不相容性腎移植在國外已開展研究多年，在親屬供體和受體間跨越血型的腎臟移植已經(jīng)成功開展[4]。

2.2 腎臟移植手術(shù)術(shù)前準(zhǔn)備 術(shù)前檢測紅細(xì)胞血型配型和人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)的配型。HLA 是通過氨基端殘基配型標(biāo)準(zhǔn)、淋巴細(xì)胞毒交叉實(shí)驗(yàn)(complement-dependent lymphocytoxicity，CDC)和群體反應(yīng)性抗體(panel reactive antibody，PRA)等實(shí)驗(yàn)。通過CDC 實(shí)驗(yàn)檢測淋巴細(xì)胞染色率＜10%，PRA＜10%篩查出符合條件腎臟提供者；通過腎臟動態(tài)顯像明確腎臟功能狀態(tài)，腎臟血管成像(CT angiography，CTA)明確腎動脈和腎靜脈情況，最終評估供者腎臟功能。手術(shù)前1 d腎臟提供者靜脈補(bǔ)充血容量和白蛋白、腎臟受者血液透析一次，手術(shù)前應(yīng)免疫抑制治療如手術(shù)前1 h 口服嗎替麥考酚酯1 g、咪唑立定100 mg免疫抑制治療。

2.3 腎臟移植手術(shù)方法 腎移植傳統(tǒng)的手術(shù)方式是開放手術(shù)，通過髂靜脈與腎靜脈吻合、髂動脈與腎臟動脈吻合、輸尿管與膀胱黏膜吻合方式移植腎臟；現(xiàn)在微創(chuàng)技術(shù)的普及，利用腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)腎臟移植；ROSDES 等[5]在世界上首次成功行腹腔鏡下腎臟移植手術(shù)。腹腔鏡下腎臟移植具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、對患者痛苦小和能達(dá)到手術(shù)預(yù)期目的等優(yōu)勢[6-7]。

2.4 腎臟移植手術(shù)步驟

2.4.1 游離供者腎臟及血管、輸尿管 全身麻醉成功后，常規(guī)手術(shù)區(qū)域消毒，鋪無菌單子，在取腎臟同側(cè)腹部穿刺3 個孔，第一個孔在臍平腹直肌旁為氣腹使用，第二孔在同側(cè)肋弓下2 cm 處，第三孔在腋中線髂脊上3 cm處。氣腹后進(jìn)腹腔鏡，用超聲刀切開結(jié)腸溝旁側(cè)腹膜，暴露腎臟，首先順著輸尿管在髂血管分叉處游離輸尿管，之后在腎門處暴露腎靜脈后游離腎靜脈，在腎靜脈后方游離腎動脈。剝離腎臟取出腎臟，檢查無活動性出血后關(guān)閉切口。

2.4.2 移植供者腎臟 取出腎臟后在低溫條件下修剪腎臟并灌洗腎臟備用，受者全身麻醉成功后，常規(guī)手術(shù)區(qū)域消毒，鋪無菌單子，取下腹部腹直肌旁以Gibson 切口，暴露髂靜脈和髂動脈；髂靜脈與腎靜脈吻合，髂動脈與腎臟動脈吻合，輸尿管與膀胱黏膜吻合，開放腎臟血循環(huán)，查看腎臟顏色，吻合血管有無滲出血，檢查手術(shù)創(chuàng)口無活動性出血后關(guān)閉切口。

3 免疫反應(yīng)

免疫反應(yīng)是外源性抗原被巨噬細(xì)胞吞噬并溶酶體降解加工，與組織相容性復(fù)合物(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ結(jié)合后，表達(dá)在細(xì)胞表面，激活CD4 T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞，成熟B 淋巴細(xì)胞分泌抗體，啟動體液免疫。內(nèi)源性蛋白被固有免疫細(xì)胞內(nèi)組織相容性復(fù)合物Ⅰ結(jié)合后，表達(dá)在細(xì)胞表面，激活CD8 淋巴細(xì)胞，CD8 T 淋巴細(xì)胞激活自然殺傷性細(xì)胞(natural killer，NK)和分泌穿孔素，啟動細(xì)胞免疫[8]。

3.1 固有免疫 固有免疫屬于非特異性免疫，廣泛存在于植物和哺乳動物[9]。HILDEMANN等[10]研究發(fā)現(xiàn)無T/B淋巴細(xì)胞的盲鰻對預(yù)刺激過的移植物產(chǎn)生遲發(fā)性過敏反應(yīng)(delayed type hypersensitivity，DTH)，對移植物產(chǎn)生記憶，增強(qiáng)二次排斥反應(yīng)，表明非特異性免疫具備記憶性。固有免疫的二次防御是非特異性的，所以固有免疫對于病原體之間存在交叉保護(hù)作用[11]。研究 表明卡 介疫 苗(bacillus calemtte-guerin，BCG)不僅防止結(jié)核分枝桿菌，而且還能防止白色念珠菌、金黃色葡萄球菌和鼠傷寒沙門氏菌[12]。固有免疫的記憶性是非特異的，病原體相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular pattern，PAMP)識別受體(pattern recogniton receptors，PRRs)，以一對多的識別模式[13]。固有免疫細(xì)胞的獲得性記憶與誘導(dǎo)產(chǎn)生表觀遺傳重編程(epigenetic reprogramming)的免疫記憶有關(guān)，在核酸序列不改變前提下，功能的可逆的可遺傳的改變包括核酸序列的甲基化、組蛋白的修飾等[14]。

3.2 獲得性免疫 獲得性免疫是T/B 淋巴細(xì)胞參與免疫應(yīng)答時的特異性免疫反應(yīng)，存在于高等脊柱動物。抗原刺激后T淋巴細(xì)胞增殖和分化和B淋巴細(xì)胞分泌抗體，初始免疫反應(yīng)分泌IgM 型抗體，再次免疫反應(yīng)分泌IgG 型抗體，使得其產(chǎn)生免疫記憶，所以獲得性免疫二次防御是特異性的、一對一識別的配體與受體識別模式。獲得性免疫記憶與編碼抗原受體可變區(qū)V(variable)、D(diversity)和J(joining)基因片段組合重排有關(guān)[15]。

4 免疫耐受

4.1 移植免疫耐受的主要機(jī)制 免疫耐受包括中樞和外周免疫耐受，中樞免疫耐受可以通過嵌合體現(xiàn)象、特異性免疫細(xì)胞B 淋巴細(xì)胞和T 淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)耐受等方式獲得；外周免疫耐受是外周成熟的T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞缺乏共刺激信號不能產(chǎn)生第二信號、效應(yīng)T 細(xì)胞凋亡、抗原提呈細(xì)胞誘導(dǎo)耐受等。

4.2 免疫耐受機(jī)理

4.2.1 T 淋巴細(xì)胞增殖受阻 T 淋巴細(xì)胞活化需要兩個信號刺激，T 細(xì)胞表面受體(T cell receptor，TCR) CD3 和MHC 分子復(fù)合物的結(jié)合形成第一刺激信號，抗原特異性；抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cell，APC)上的配體CD80/CD86 與T 淋巴細(xì)胞表面協(xié)同刺激分子CD28結(jié)合形成第二刺激信號[16]。當(dāng)只有第一刺激信號作用，而第二刺激信號CD80/CD86-CD28 的缺乏可導(dǎo)致T 淋巴細(xì)胞不能有效的激活，免疫細(xì)胞無法增殖，導(dǎo)致免疫耐受[17]。所以，T 淋巴細(xì)胞激活需要第一刺激信號TCR 和MHC 復(fù)合物及第二刺激信號共刺激分子與TCR 分子結(jié)合的共同作用下才能完成激活。阻斷或缺乏共刺激分子，T 細(xì)胞增殖會受阻甚至凋亡[18]。通過阻斷第二刺激信號誘導(dǎo)免疫耐受，CD28 和B7 受體配體及CD40 和CD40L受體配體系統(tǒng)成為第二信號通路成員。最近有研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(T regulatory cell，Treg)可以減少B細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體，并且Treg細(xì)胞在體內(nèi)和體外均抑制B 細(xì)胞的增殖，其機(jī)制與B細(xì)胞中鈣離子通道的減少有關(guān)[19]。

4.2.2 T細(xì)胞的凋亡 經(jīng)過陽性選擇的自身反應(yīng)性，T淋巴細(xì)胞通過受體TCR與胸腺樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面的自身抗原肽MHC復(fù)合物發(fā)生高親和力結(jié)合，發(fā)生自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞程序性死亡，不能結(jié)合的自身反應(yīng)性T 淋巴細(xì)胞成熟后進(jìn)入外周淋巴器官；形成對自身抗原的中樞耐受，成為陰性選擇。如果胸腺樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞缺陷，無法形成陰性選擇，自身反應(yīng)性T細(xì)胞克隆長期存在，出生后會引起自身免疫病。

4.2.3 調(diào)節(jié)性免疫細(xì)胞參與耐受 調(diào)節(jié)性免疫細(xì)胞是促進(jìn)免疫耐受、有利于器官移植的細(xì)胞。包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)、調(diào)節(jié)性B細(xì)胞、調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞、總骨髓源性抑制細(xì)胞(myeloid derived suppressor cell，MDSC)、粒系MDSC 細(xì)胞、單核系MDSC、NK 細(xì)胞和漿樣樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)。Treg是具有免疫抑制作用的CD4 T細(xì)胞[20-21]，抑制效應(yīng)T細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)控免疫應(yīng)答，特別是CD4+CD25+Treg 是免疫低反應(yīng)性和免疫抑制作用的T淋巴細(xì)胞[22-23]，在自身耐受和移植免疫中發(fā)揮重要的作用：(1)Treg細(xì)胞與效應(yīng)CD4+T細(xì)胞競爭性結(jié)合抗原提呈細(xì)胞APC；(2)抑制樹突狀細(xì)胞DC 的抗原提呈功能，從而抑制T 淋巴細(xì)胞活化增殖；(3)通過分泌抑制性細(xì)胞因子IL-10 使T 淋巴細(xì)胞免疫功能失活，維持免疫耐受[24-25]。NK細(xì)胞不表達(dá)特異性抗原識別受體，無MHC 限制和不依賴抗體[26]；缺乏受體TCR 和膜結(jié)合免疫球蛋白(membrance bound immunoglobulin，Mlg)的淋巴樣細(xì)胞具有抑制T細(xì)胞的免疫反應(yīng)[27-28]。樹突狀細(xì)胞DC 不僅抗原提呈可誘導(dǎo)免疫耐受[29-30]；未成熟DC 細(xì)胞低表達(dá)模式識別受體MHC 和共刺激分子CD80/CD86，識別和攝取外源性抗原的能力弱，加工抗原能力弱；這些特征可維持免疫耐受[31]。漿細(xì)胞是分泌抗體參與體液免疫應(yīng)答的主要細(xì)胞，是具有B 細(xì)胞抗原受體(B cell re-ceptor，BCR)陰性、CD5 陰性表型的細(xì)胞，由B2 細(xì)胞分化而來[32]。

5 免疫抑制的應(yīng)用

5.1 供者腎臟在體外預(yù)處理 高滲枸櫞酸腺嘌呤液(hypertonic citrate adenine，HCA)是臨床廣泛應(yīng)用于腎臟移植的保存液，因?yàn)镠CA 與鈣離子形成絡(luò)合物的特性，鈣離子在細(xì)胞新陳代謝有重要調(diào)節(jié)作用[33]。腎臟摘取后，用4℃高滲枸櫞酸腺嘌呤液(HCA) 500 mL 內(nèi)沖洗和浸泡并保存，HCA 保存液借助灌注器與腎動脈插管連接，以1 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)壓灌洗離體腎臟，直至腎臟蒼白，離體腎臟移植時用4℃的生理鹽水通過動脈清洗腎臟內(nèi)部和腎臟表面。

5.2 移植腎臟的體內(nèi)免疫干預(yù)

5.2.1 血型不相容腎移植 對于血型不相容腎移植(BGICRT)，1955年HUME等[34]首次報道血型不相容性腎移植發(fā)生急性排斥反應(yīng)，直到1987 年ALEXANDRE等[35]通過血漿置換+脾切除手術(shù)成功移植血型不相容性移植腎臟。2001 年有研究使用免疫抑制劑利妥昔單抗取代脾切除術(shù)效果顯著[36]。對于血型不相容性腎移植，腎臟移植手術(shù)前1 個月開始使用血漿置換(plasma exchange，PE)+利妥昔單抗預(yù)處理，根據(jù)受者初始血型抗體效價決定使用方案。移植手術(shù)的目標(biāo)抗體效價是＜1∶16，如果抗體效價高1：16可使用血漿置換，抗體效價低于1∶16可不用血漿置換，而且要求使用利妥昔單抗后CD19+細(xì)胞計(jì)數(shù)變?yōu)榱恪?/p>

5.2.2 同種異體腎臟移植 對于同種異體腎臟移植者，使用高效特異性免疫抑制劑及其聯(lián)合應(yīng)用能大大地減低移植器官的急性免疫排斥反應(yīng)。受者術(shù)前口服免疫抑制劑三聯(lián)，如他克莫司+嗎替麥考酚酯+潑尼松；免疫抑制劑作用于免疫反應(yīng)過程中特異性免疫細(xì)胞T/B 淋巴細(xì)胞增殖分化期和效應(yīng)期，在增殖分化期聯(lián)合應(yīng)用抗嘌呤劑、抗葉酸劑、烷化劑和皮質(zhì)激素可抑制B淋巴母細(xì)胞分化變?yōu)闈{細(xì)胞，進(jìn)而抑制漿細(xì)胞分泌抗體；免疫抑制劑可抑制輔助性T 淋巴細(xì)胞增殖分化，進(jìn)而抑制輔助性T 淋巴細(xì)胞提呈B 淋巴細(xì)胞；并且抑制T 免疫母細(xì)胞分化成為致敏小淋巴細(xì)胞。在效應(yīng)期聯(lián)合應(yīng)用抗嘌呤劑、抗葉酸劑、烷化劑和皮質(zhì)激素可抑制術(shù)后免疫排斥引起的炎癥反應(yīng)。

5.2.3 移植術(shù)后護(hù)理 腎移植術(shù)后早期ICU 護(hù)理與移植腎臟的功能恢復(fù)、術(shù)后預(yù)后有關(guān)，檢測和預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生以及大量使用免疫抑制劑導(dǎo)致機(jī)體免疫功能降低，感染發(fā)生的概率明顯上升，故預(yù)防感染非常重要[37-38]。移植腎臟者出院后應(yīng)改變不良的生活習(xí)慣，少吃多餐、無暴飲暴食，禁煙禁酒等；每個月在門診行B超檢查腎臟血管和血流情況；行CT檢查腎臟情況[39]。

6 結(jié)語

免疫技術(shù)對于腎臟器官移植成功與否具有關(guān)鍵作用，腎臟組織學(xué)配型、腎臟的預(yù)處理以及移植部位選擇可明顯減輕移植免疫排斥反應(yīng)，并且免疫制劑的聯(lián)合應(yīng)用有效抑制了急性免疫排斥反應(yīng)。由于移植腎臟的組織配型難度較大，適合配型成功的較罕見，很難找到相同HLA的個體；使用免疫抑制的并發(fā)癥導(dǎo)致受者免疫功能低下，對于外界環(huán)境抗病能力下降，引起腎臟手術(shù)部位的感染，受者變得脆弱，不利于治療。這些治療方法對于急性免疫排斥反應(yīng)控制較理想，但慢性移植排斥還沒有很好的控制方法，所以臨床應(yīng)使用新的技術(shù)手段解決當(dāng)前面臨的問題。隨著基因技術(shù)的發(fā)展，基因轉(zhuǎn)移技術(shù)可應(yīng)用于移植器官的免疫耐受[40]。

基因轉(zhuǎn)移技術(shù)是外源性目的基因或DNA 片段植入與受體細(xì)胞或細(xì)胞基因當(dāng)中并且表達(dá)在受體細(xì)胞或組織中。該技術(shù)可用于控制自身免疫抑制分子和天然的免疫系統(tǒng)達(dá)成誘導(dǎo)耐受，該種治療方法應(yīng)用經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究到臨床試驗(yàn)和臨床中使用需要走很長的路，缺乏實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)支持，具體臨床治療方案仍有待進(jìn)一步研究。