肾移植抗体介导排斥反应的研究进展

2017-04-01石炳毅解放军第309医院全军器官移植研究所北京100091

实用器官移植电子杂志 2017年2期

石炳毅（解放军第309医院全军器官移植研究所，北京 100091）

近年来，移植外科、移植病理学以及移植免疫学的研究均取得了令人瞩目的进步，促进了人们对器官移植排斥反应机制、诊断及治疗的认识不断提高。20世纪90年代初，Halloran等［1-2］确立了人类白细胞抗原（human leukocyte antigen， HLA）抗体在移植肾排斥反应损伤中的重要作用。Feucht等［3］把移植肾活检中的C4d沉积作为抗体介导免疫损伤的特异指标，此后抗体介导排斥反应（antibody mediated rejection， AMR）才逐渐被人们所接受并不断深入研究。HLA 抗体检测技术的发展使供体特异性抗体（donor specific antibodie，DSA）的研究更进一步深入，为AMR的病理生理机制和临床诊断提供了重要的工具，为AMR临床预防和治疗提供了有力的依据。

1 AMR发病机制的研究进展

急性AMR主要表现为微血管炎，肾小球炎和管周毛细血管炎。急性AMR可迁延为慢性移植物损伤，包括移植肾肾小球病（transplant glomerulopathy， TG）、动脉内膜纤维化和间质纤维化/小管萎缩［4］。TG与移植肾失功具有密切的相关性。急性AMR可能在移植后任何时间发生，晚期发生的AMR是移植肾失功的主要原因，多与新生 DSA（de novo DSA，dnDSA）相关［5］。

AMR分为2种类型：1型AMR是移植前致敏的预存DSA所致，发生在肾移植术后早期；2型AMR则由移植后dnDSA所介导，往往发生在至少1年以后［6］。2种类型的AMR在病理特征方面有所不同，例如C4d是否阳性以及是否合并细胞免疫介导的损伤等。Haas等［7］将80例诊断为AMR的受者分为1型组（37例）和2型组（43例）进行比较，发现2型组受者AMR的发生多与HLA-Ⅱ类抗体相关，更多发生间质纤维化/小管萎缩等，且多合并细胞介导排斥反应。通过单因素分析得出结论，2型AMR组受者移植肾的存活时间低于1型AMR组。1型AMR多发生于再次移植的受者，与Ⅰ、 Ⅱ类DSA均相关，急性活动性改变较多见，一般不合并或仅伴有边界性细胞介导的排斥反应。

研究表明，除了HLA抗体之外尚存在许多非HLA抗体与内皮细胞抗原相互作用而参与AMR的机制［8］。例如血管紧张素Ⅱ 1型受体抗体就是移植物失功的独立危险因素，其AMR病理损伤与DSA 并不相关［9］。MHC I类相关链 A（MHC class I-related chain A， MICA）抗体阳性的受者排斥反应以及移植物失功的风险增高［10］。许多其他抗血管内皮细胞的非HLA抗体也不断被发现，包括集聚蛋白、波形蛋白、凝集素内皮因子、Fms样酪氨酸激酶3配体、EFG样重复序列黏盘基蛋白I样结构域3和细胞间黏附分子4等［11］。

体液免疫的主要过程是：抗体与内皮细胞的靶点结合，通过经典途径激活补体，使补体从抗炎介质反转移为促炎效应机制［12］。补体裂解产物可以作为淋巴细胞的激活剂，最终形成膜攻击复合物（membrance attack complex，MAC），破坏内皮细胞的保护机制使其发生裂解［13］。激活的内皮细胞释放von Willebrane因子，快速结合和激活血小板，加速炎症和内皮损伤［14］。补体的Fc段与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和NK细胞结合。通过对AMR活检标本微阵列的分析表明，非补体依赖的C4d阴性的损伤机制主要以抗体依赖的细胞毒作用为代表。抗体的Fc段与NK细胞结合引起细胞毒颗粒的释放并刺激细胞因子〔包括肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α， TNF-α）及γ-干扰素（interferon-γ，INF-γ）〕的产生，这一过程与慢性AMR相关。

2 分子病理学诊断技术的进展

由于DSA检测、C4d评估和组织学检查均存在一定的局限性，促进了人们探索其他诊断方法的热情，其中一个热点问题就是分子病理学技术［15］。Sis等［16］研究发现，在AMR的组织中不论C4d是否表达，均有ENDAT的表达。相比于C4d， ENDAT表达能更好地预测移植物丢失，敏感度高（71%比31%），但特异度较差（71% 比 94%）［16］。Sellarés等［17］通过评估403例C4d阳性/阴性 AMR的活检组织病理特点，发明了AMR评分。常规诊断AMR的评分较高，并且高评分能够预测移植物丢失。Loupy等［15］在对早期AMR常规诊断的基础上加入了AMR分子评分和ENDAT评分，发现这些因素能独立预测移植物丢失。有时在组织结构相似的AMR病例中，其评分差异性却很大，优势更明显，更有助于危险分级和精准治疗。关于使用血尿样本评估基因转录和蛋白质特征的方法也在研究中［15］。

3 预后和风险分层

急性AMR、急性细胞性排斥反应和无排斥反应这三者相比，前者移植肾的转归明显较差。Lefaucheur等［18］基于10年随访的2 079例患者，定义了移植肾排斥反应的4种类型：T细胞介导的血管性排斥反应、抗体介导的血管性排斥反应、没有血管炎的T细胞介导排斥反应和没有血管炎的抗体介导排斥反应，与没有血管炎的T细胞介导排斥反应组相比，抗体介导的血管性排斥反应组移植物丢失率增加了9.07倍，没有血管炎的抗体介导排斥反应组增加了3.1倍。Orandi等［21］近期的研究表明，在2000-2012年移植的2 316例受者中（10%HLA不相容受者并进行脱敏治疗），6%的受者在移植1年内出现临床确诊的急性AMR，该组受者5年移植物存活率为69.5%，而无急性AMR的对照组为92.5%，且早期发生排斥反应的受者移植物丢失率增加5.79倍。Dörje等［19］对2005-2011年移植的受者进行研究，发现67例临床诊断AMR的受者移植物丢失的风险与排斥反应发生时间相关，早期和晚期急性AMR受者4年移植物丢失率分别为25%和40%，早期和晚期T细胞介导的排斥反应受者4年移植物丢失率分别为19%和31%。

在一些研究队列中，HLA不相容的移植能将急性AMR的风险增至50%［20］。急性AMR的发生率和移植物丢失率与DSA浓度成正相关［21］。研究表明，导致急性AMR风险增加的DSA平均荧光强度（mean flurescence intensity， MFI）具体数值亦不尽相同［22］。例如，一项研究表明Ⅰ、 Ⅱ类DSA数值仅为100和200即可显著增加急性AMR的风险［23］。然而，Malheiro等［24］采用单抗原磁珠法对462例受者行移植前细胞毒性交叉配型，结果表明，35% DSA阳性者术后1年内发生急性AMR，而DSA阴性者仅为0.9%。DSA MFI大于3 000与急性AMR相关，大于11 000者急性AMR的发生率高达92.3%。Kannabhiran等［25］筛查了543例受者术前DSA，发现MFI值大于6 000能预测移植物1年存活率。在不同方法预测急性AMR风险的研究中，DSA MFI 的阈值存在较大的差异性，这种差异的原因包括不同研究中研究人群的差异、HLA不相容性水平、术前DSA检测方法、研究方案、脱敏方案以及术后DSA检测和治疗方案的不同。

尽管急性AMR的诊断依赖于术后DSA检测，但并非所有DSA都是有害的。大量研究致力于主要的致病变量，包括临床背景信息、MFI、补体结合和IgG亚群等。术后DSA常规监测能减少HLA不相容移植受体急性AMR的发生［26-27］；但是对于免疫风险较低的受者而言，此类研究较少［28-29］。一项对于244例术前DSA阴性、术后新发DSA的前瞻性研究表明，119例患者出现dnDSA阳性和AMR，而只有3例患者在AMR发生前检测到DSA［28］。急性排斥反应前的任何形式在任意时段检测到DSA，对于移植物存活率的预测价值均较低［28，30］，而延迟恢复、依从性差、小管炎、慢性肾小球炎、DSA MFI值等更能预测移植物丢失［31］。Everly等［32-33］的研究表明，急性AMR治疗后DSA MFI下降50%或更多，则明显改善移植物存活率。

考虑到DSA的出现常导致补体介导移植物损伤，越来越多的研究关注风险分级DSA。因为C1q是激活经典补体途径的第一步，所以DSA检测常结合C1q进行。Loupy等［34］对1 016例移植受者进行了补体结合DSA检测，研究发现这些抗体阳性者急性AMR的发生率较高、移植物损伤严重、移植物丢失率增加4倍。同样，术前DSA结合补体检测可以预测术后急性AMR的发生［35］。特定IgG亚群，尤其是IgG1和IgG3与补体结合力更强，能用于受者风险分级。Lefaucheur等［36］的研究纳入了125例术后1年内DSA阳性的受者，结果发现体内存在IgG3亚群者排斥反应发生更快、微循环损伤更重、C4d的沉积更多，而且多数发生急性AMR。

在“C4d阴性急性AMR”作为病理诊断之前，大量研究结果表明，与活检样本C4d阴性相比，C4d沉积阳性患者的转归较差［37-38］，并且转归结局受C4d沉积强度的影响［39-40］。近几年，关于C4d阴性AMR的定义更趋清晰，新型分子诊断技术得到进一步发展，C4d检测因其具有局限性而变得不再重要。然而，小管周围毛细血管C4d出现对急性AMR的诊断仍具有重要意义。Orandi等［41］的研究对比了156例C4d阳性AMR和51例C4d阴性AMR，发现C4d阳性容易更早出现移植物损伤。Kikić等［42］研究了1 976例组织样本，检测C4d和AMR组织损伤相关性，结果发现无论是否伴有AMR征象，C4d阳性受者移植物存活率均较低。相反，一些研究证明微血管炎症比C4d预测预后的意义更大［43］。

4 防治策略

AMR的治疗主要集中在4个方面：① 抑制T淋巴细胞依赖抗体反应，如抗淋巴细胞抗体，霉酚酸酯，钙调磷酸酶抑制剂；② 清除循环HLA抗体，如血浆置换或免疫吸附；③ 抑制抗体，如静脉输注免疫球蛋白（intravenous immunoglobulin，IVIG）；④ 清除B淋巴细胞、记忆B淋巴细胞、阻断补体激活途径。以减少体内B细胞和浆细胞池为目的的挽救性脾切除术可作为急性AMR治疗的最后选择。

AMR预防的意义大于治疗，两者所采取的措施相似。致敏患者肾移植术前进行脱敏治疗，清除和抑制抗体产生，可以有效降低术后AMR；术后充分的免疫抑制可以减少dnDSA的产生。急性AMR常用的治疗措施包括血浆置换、蛋白A免疫吸附、IVIG、ATG、利妥昔单抗等。多数治疗方案以血浆置换为基础，进行抗体清除，联合或不联合IVIG，其治疗有效率高达80%～90%［44-47］。IVIG可补充血浆置换造成的免疫球蛋白丢失，减少患者感染风险，大剂量IVIG对T淋巴细胞和B淋巴细胞具有免疫调节作用，可诱导B细胞凋亡和调节B细胞信号，也可抑制抗体和移植物的结合以及补体系统的激活，但其作用机制至今未完全明确［48-49］。应根据理想体重而非实际体重决定IVIG的使用剂量，且需在血浆置换后给予。无论是使用大剂量（2 g/kg）还是小剂量（100～500 mg/kg）IVIG，其治疗有效率为50%～90%［50-53］。血浆置换及IVIG治疗也存在某些风险，包括感染、血栓、溶血性贫血、肾功能衰竭和脑膜炎［54］。尽管血浆置换联合IVIG已广泛应用于AMR的治疗中，但目前有效的随机对照研究提供的高级别证据支持仍然有限。

目前已应用于治疗AMR的清除B淋巴细胞或抑制B淋巴细胞活化的方案主要包括ATG、利妥昔单抗以及阿伦单抗。利妥昔单抗联合血浆置换和IVIG （或不用）治疗急性AMR的报道较多，治疗有效率为75%～100%［55-59］。阿伦单抗虽然可以有效且迅速清除淋巴细胞，但T细胞在治疗6～12个月，B细胞在6个月内呈现恢复，且新产生的细胞有可能促进AMR的发生。硼替佐米（蛋白酶抑制剂，Bortezomib）可诱导浆细胞凋亡，阻止HLA抗体的产生，也有用其联合血浆置换和IVIG或利妥昔单抗成功的报道，治疗有效率为85%～100%［60-65］。移植术后6个月内的AMR，血清肌酐低于265.2 μmol/L或尿蛋白定量小于1 g/天时，硼替佐米的治疗效果更佳［61］。并且已经接受血浆置换、IVIG或利妥昔单抗治疗的AMR，再接受硼替佐米治疗仍可能有效［56］。

补体激活是AMR发生的重要途径之一，也是治疗AMR的主攻方向。艾库组单抗通过抑制补体C5向C5a和C5b裂解，阻止炎症因子C5a的释放及C5b-9的形成，从而抑制抗体对移植物的直接损伤，但其对DSA作用甚微。TNT003是一种新型补体C1的单克隆抗体，可抑制由HLA-Ⅰ、 Ⅱ类抗体诱导的补体活化，阻止补体经典途径的激活，减少HLA抗体诱导的C3d沉积，阻断补体在内皮细胞的沉积以及补体裂解产物的形成［66］。

新型药物制剂还包括新型蛋白酶抑制剂（ixazomib）［67］，针对B淋巴细胞活化及存活的单克隆抗体（atacicept）［68］，强效抗 CD20抗体奥法木单抗（ofatumumab）和奥克雷珠单抗（ocrelizumab），抗CD22抗体依帕珠单抗（epratuzumab）以及以B细胞活化因子（B cell activating factor，BAFF）为靶向的药物制剂如阿塞西普（atacicept）和贝利单抗（belimumab）［69-70］。

目前，急性AMR的治疗仍处于探索阶段，共识和指南尚缺乏有力证据的支持，推荐意见包括单独或者联合应用糖皮质激素、血浆置换、IVIG、抗CD-20抗体和淋巴细胞清除抗体等。

亚临床AMR定义为活检存在免疫组织损伤证据但移植肾功能正常。持续存在的免疫损伤可造成慢性微血管改变导致慢性AMR，但是否对该类型进行治疗目前尚无定论。因此，建议对致敏、DSA阳性受者于移植术后3个月进行程序性活检，以决定有效的治疗措施与时机，改善患者预后。慢性AMR可造成移植肾组织不可逆的免疫损伤，明显降低移植肾存活率，治疗更为困难和棘手。