目前,临床移植多属同种异体移植,移植排斥是移植成功的最大障碍,其本质是一种受体对供体特异性的免疫反应,具有获得性免疫反应的特征,如特异性与记忆性,包括T细胞介导的细胞免疫反应和抗体类物质介导的体液免疫反应。
(一)移植抗原引起免疫应答的供体移植物抗原称为移植抗原,包括:①主要组织相容性复合物分子(majorhistocompatibilitycomp1exmolecules,MHC);②次要组织相容性抗原(minorhistocompatibilityantigen,mH抗原);③内皮糖蛋白(endothelialglycoproteins),如ABO血型抗原(blood-groupantigens)。
1.MHC分子组织相容性是指不同个体间进行组织器官移植时,供受体双方相互接受程度,编码最强移植抗原的基因座位即为MHC,在人类MHC定位于人第6号染色体的短臂上,MHC分子首先是用血清学方法在白细胞上发现的,所以又称人类白细胞抗原(humanleucocyteantlgen,HLA),分为三类分子,与移植相关的是I类和Ⅱ类分子。I类分子(HLA-A,B,C)存在于体内几乎所有有核细胞的表面;Ⅱ类分子(HLA-DR-DQ,DP)通常仅表达于抗原递呈细胞(antigenpresenntingcell,APC)表面,主要是树突状细胞、巨噬细胞、B细胞和其他有抗原递呈功能的细胞。MHC具有广泛的多态性,供受体之间的MHC差异是发生急性排斥反应的主要原因。
2.mH抗原可引起较弱的排斥反应,包括与性别相关的抗原(如H-Y抗原)、表达于白血病细胞或正常细胞表面的非Y染色体连锁的mH抗原等。该抗原被降解形成的肽段具有同种异型决定簇,以MHC限制性方式被T细胞识别。
3.ABO血型抗原ABO抗原亦可表达于血管内皮,违反血型配伍原则时,可以与受体血液中原已存在的血型抗体结合,通过激活补体引起血管内皮细胞损伤和血管内凝血,导致超急性排斥反应。
(二)移植抗原的识别与免疫应答移植抗原识别分为直接识别与间接识别两种途径。直接识别是指供体来源的抗原递呈细胞经血液迁移至二级淋巴组织(淋巴结和脾),将表面的MHC分子或抗原肽-MHC分子复合物直接递呈给受体淋巴细胞,使其识别并产生应答。间接识别是指供体移植物的脱落细胞或抗原经受体抗原递呈细胞摄取、加工和处理,以供体抗原肽-受体MHCⅡ分子复合物的形式递呈给受体T细胞,使之活化。Th细胞激活后,通过分泌细胞因子,不但促进自身分裂增殖,同时也激活CD8+的细胞毒性T细胞、B细胞等。细胞毒性T细胞通过分泌穿孔素、颗粒酶等形成对移植器官靶细胞的损伤。B细胞主要通过转化为浆细胞,分泌抗体,经体液免疫或抗体介导的细胞免疫反应作用于移植物。每一个B细胞表面表达的免疫球蛋白抗体都是抗原特异性的。静止期B细胞表达IgD和IgM抗体。在抗原和细胞因子的刺激下,其表面抗体表型适应性转变,在内源性血管内免疫反应中表达IgM和IgG,IgM最先表达,随
着IgM的消耗,IgG逐渐增加。致敏B细胞(primedBcell)通过进一步突变来增加抗体的亲和力被称作体细胞超突变(somatichypermutation)。体内预先存在的抗体如ABO血型抗体、抗MHC抗体可激活补体和凝血反应,引起血管内皮损伤和血管内凝血。一般认为直接识别在移植早期急性排斥反应中起重要作用,间接识别机制协同发挥作用,在急性排斥反应中晚期或慢性排斥反应中,间接识别机制更为重要。
(三)临床排斥反应的机制和分类器官移植后,由于免疫攻击的方向不同,可分为两种不同类型的排斥反应:一种是宿主抗移植物反应(HVG),即临床常提到的排斥反应。另一种为移植物抗宿主反应(GVHR)。根据排斥反应机制可分为T细胞介导性排斥反应和抗体介导性排斥反应,根据排斥反应的组织学表现可以进一步划分为急性、慢性T细胞介导性排斥反应以及急性、慢性抗体介导性排斥反应。临床上通常根据排斥反应发生的时间和强度,以及发生的机制和病理表现分为超急性排斥反应、急性排斥反应和慢性排斥反应。
1.超急性排斥反应(hyperacuterejection,HAR)通常由于受体预先存在抗供体抗原的抗体(如ABO血型不符或妊娠、输血和曾接受过器官移植而致敏)。移植物再灌注后数分钟或数小时内,预存抗体迅速与移植物内皮细胞结合,激活补体和凝血反应,导致溶解反应,移植物微血管系统广泛微血栓形成。术中可见移植物肿胀、色泽变暗、血流量减少而变软,无弹性,器官功能迅速衰竭。病理特点为广泛的急性动脉炎伴血栓形成,可见器官实质明显水肿、出血和坏死,毛细血管与小血管内血栓,管壁有多形核粒细胞浸润和纤维素样坏死。一旦发生只能切除移植物,重新移植。可以通过术前ABO血型相配、淋巴细胞毒试验、抗HLA抗体检测等手段进行预防。
加速性急性排斥反应(acceleratedacuterejection)又称血管排斥反应(vascularrejection),通常是由于受体体内预存抗供体低浓度抗体所致,在本质上与超急性排斥反应类似,是典型的体液免疫反应,由抗体介导补体的细胞毒作用、抗体依赖细胞介导的细胞毒性造成损伤。通常在移植术后3~5天发生,可导致移植物功能迅速减退或衰竭。主要病理特征是小血管炎症和管壁纤维素样坏死,实质出血或梗死,抗排斥治疗往往难以逆转。
2.急性排斥反应(acuterejection,AR)是临床最常见的一种排斥反应,细胞免疫反应和体液免疫反应均发挥重要作用。以往认为急性排斥反应主要发生于移植术后3个月内,但由于目前临床强效免疫抑制剂的应用,其发生已不具有明确的时间概念,可见于移植后的任何时间段。排斥反应程度轻微时无特征性临床表现,需与原发性移植物功能不全、免疫抑制剂毒副作用等病因相鉴别。目前尚无可靠的生化或免疫学指标可助早期诊断,最后诊断仍靠病理学检查,其特征为明显的炎性细胞浸润,包括淋巴细胞、单核细胞、浆细胞,有时可见中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。一旦确诊则应尽早治疗,大剂量激素冲击或调整免疫抑制方案通常有效。
3.慢性排斥反应(chronicrejection,CR)是移植物功能丧失的常见原因,部分病人在移植数月后穿刺活检即有发现。其发生机制尚不完全清楚,主要为免疫因素如急性排斥反复发作,多种非免疫因素促进慢性排斥反应进展共同导致慢性移植物失功。临床表现为移植器官功能缓慢减退,其病理特征主要是移植物动脉血管内膜因反复的免疫损伤以及修复增生而增厚,形成移植物血管病,继而导致移植物广泛缺血、纤维化直至功能丧失。目前免疫抑制剂对慢性排斥反应无效,是目前器官移植的最大障碍之一。
4.移植物抗宿主反应(graftversushostreaction,GVHR)是移植物中的特异性淋巴细胞识别宿主抗原所致,可导致移植失败。其引起的移植物抗宿主病(graftversushostdisease,GVHD)可引发多器官功能衰竭和受体死亡。
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