氣管的一些良性或惡性病變從理論上說是可以通過簡單的手術切除,并將斷端進行端端吻合來治療的。然而這僅限于病損長度不超過成人氣管長度的50%、小孩氣管長度的30%。對大多患者而言,可以進行氣管移植替代。然而氣管移植有諸多問題有待解決,例如免疫排斥、再血管化、感染、肉芽組織增生等方面的問題。本文主要針對如何用不同的降低免疫排斥反應的方法來闡述免疫排斥反應在同種異體氣管移植物領域的研究進展及應用現狀。
引用本文: 劉星辰, 孫飛, 史宏燦. 排斥反應在同種異體氣管移植物中的研究進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(1): 71-74. doi: 10.7507/1007-4848.20150020 復制
氣管由于外傷、腫瘤及先天性疾病造成的氣管缺損在臨床上較為常見。在缺損較短時,可直接行端-端吻合修復,但是當缺損的長度大于氣管長度的1/2即6 cm時,由于吻合口張力過大而無法進行傳統的端-端吻合術,必須尋找合適的氣管替代物進行重建修復,以維持氣道通暢和生理功能[1]。目前,無論是氣管同種異體移植、自體組織假體、生物材料假體、組織工程假體都不同程度地面臨著免疫排斥、再血管化、再上皮化、內皮細胞再生、感染、肉芽組織增生等方面問題,無法獲得滿意的臨床療效。理想的氣管替代物應該滿足以下條件:(1)良好的側向強度;(2)縱向彈性;(3)完全密閉;(4)組織兼容性;(5)無免疫原性;(6)抑制細菌定植;(7)結構永久性;(8)易于植入;(9)呼吸道上皮細胞重塑;(10)長度大于6 cm;(11)可再血管化[2]。迄今為止,同種異體氣管移植物仍然是不錯的選擇。2004年,Klepetko等[3]將人類同種異體氣管包埋在受體的大網膜內,并獲得了同種異體氣管移植物再血管化的成功。再血管化同種異體氣管的成功使同種異體氣管移植修復長段氣管缺損的研究向前邁了一大步,但是移植造成的免疫排斥反應依然是一個世界性難題。
免疫排斥反應一直是同種異體器官移植領域中難以解決的問題之一,在氣管移植領域方面同樣如此。Rees等[4]認為氣管黏膜內的免疫活性細胞在氣管移植中起著決定性的作用。降低同種異體氣管移植物免疫排斥反應,減少移植段的抗原性和降低受者的免疫排斥反應成為研究的重點。為此,國內外學者專家先后采用了放射、深低溫冷凍以及脫細胞基質等方法去除氣管移植物的抗原成分,以及對受體應用免疫抑制劑和誘導受體免疫耐受能力的方法。本文主要針對如何用不同的降低免疫排斥反應的方法來闡述免疫排斥反應在同種異體氣管移植物領域的研究進展以及應用現狀。
1 降低移植物的免疫原性
1.1 放射法
研究發現,軟骨經超大劑量放療后仍可保持其活性,而具有強免疫原性的黏膜上皮細胞則被殺傷。利用這個發現可以將移植氣管進行放療以降低其免疫排斥反應。Yokomise等[5]利用犬模型進行原位氣管移植,供體氣管先經過cGy60Coγ射線照射,而后期手術使用大網膜包裹移植,結果經10萬cGy60Coγ射線照射后移植犬生存1年多,且放療后的氣管移植物其組織學僅顯示輕度充血,黏膜上皮及腺體組織未見破壞性改變,氣管形態、結構保持正常。隨后Yokomise等[6]利用犬模型將經過cGy60Coγ射線照射含5個和10個軟骨環的氣管進行了同種異體氣管移植,結果移植含5個軟骨環的狗存活了700多天,而移植含10個軟骨環的狗在3 周后死于氣管狹窄和局部缺血。實驗結果表明放射處理氣管移植物在降低移植物免疫原性方面有較好的作用,但是在長段氣管移植中還存在氣管狹窄和缺血等問題。因此,放射處理氣管移植物在應用于臨床移植問題上還有待于進一步研究和探討。
1.2 深低溫冷凍法
自從1965年Smith成功地冷凍保存了游離的軟骨細胞以及1972年Wilmut等成功地將胚胎長時間冷凍保存以來,一些學者致力于通過冷凍處理改變異體組織的免疫原性,減輕或延緩移植后排斥反應的發生,從而提高移植效果。Makris等[7]用深低溫冷凍處理的同種異體主動脈在16只成年小型豬模型上進行原位氣管移植,同時用硅膠支架支撐12個月,并用支氣管鏡觀察評估。3個月后主動脈替代物上逐漸轉化出與宿主氣管相同的雜亂無章的彈性纖維組織、成熟的呼吸道上皮細胞、呼吸腺體、島狀軟骨等。12個月后去除硅膠支架,6只在氣管移植臨界處出現嚴重狹窄,4只發生無癥狀中度狹窄。其余6只正常,直至在15~18個月后處死。應用原位雜交法,檢測出新生的島狀軟骨表達出2-α-1型膠原蛋白mRNA,聚合酶鏈反應(PCR)基因檢測證明新衍生的軟骨細胞來源于宿主。Radu等[8]用相同方法處理的同種異體氣管移植物以羊為動物模型進行原位移植實驗,取得了相似的結果。2011年,Martinod等[9]報道1例78歲男性患者右中肺葉鱗狀細胞癌,并向右上葉蔓延,行支氣管肺葉切除術,主支氣管到右下肺葉的支氣管因管腔外惡性粘連而整段切除,右下肺葉因肺下靜脈和肺動脈的限制無法與主支氣管吻合。他們插入了一條長2.5 cm、ABO血型相同的、-80 ℃深低溫冷凍處理的同種異體主動脈來重塑氣道的連續性,并在主動脈移植物內置入鎳鈦合金支架防止塌陷,然后用受體背闊肌皮瓣包裹深低溫冷凍處理的同種異體主動脈進行再血管化,同時防止與周圍組織形成吻合口瘺。術后右下肺葉正常擴張,且未給予免疫抑制劑治療。1年后對患者進行胸部X線片、CT、三維立體支氣管鏡檢,結果表明移植處未出現并發癥、遷移、斷裂,未出現因黏液和肉芽組織造成的氣道阻塞,撤除支架后CT掃描顯示深低溫冷凍處理的同種異體主動脈與周圍組織很好的融合。低溫冷凍降低移植物免疫原性的機制可能為:(1)凍融過程造成上皮損傷;(2)低溫冷凍調節同種異體氣管移植術后Th型細胞因子的表達,降低植物中淋巴細胞浸潤程度;(3)在冷凍過程中主要組織相容性抗原MHC-Ⅱ抗原性喪失[10-11]。雖然低溫冷凍處理移植物能降低免疫性,但是其機制尚不明確,而且冷凍的適宜溫度及保存時間都未形成統一的標準,這些問題的解決將有力地推動同種異體氣管移植的發展。
1.3 脫細胞法
2008年,Macchiarini等[12]在生物反應器中將自體呼吸上皮細胞及間充質干細胞衍生的軟骨細胞種植在脫細胞基質處理的7 cm長的同種異體氣管支架,移植到支氣管軟化晚期的1例30歲女性患者,成功替代患者左主支氣管。患者在沒有免疫抑制治療干預下,未發生免疫排斥反應,也未出現任何并發癥,而且2個月后肺功能檢測能達到同年齡段女性的一般水平。這是脫細胞基質的組織工程氣管移植第一次成功地應用于臨床,同時在氣管移植解決氣管替代物免疫排斥反應領域中開辟了一條新途徑。目前,氣管脫細胞的主要方法是去污劑聯合酶法[13]。2009年,Jungebluth等[14]將約克郡公豬脫細胞氣管基質植入到同種豬(同種異體移植)和鼠(異種移植)的體內,發現在同種異體移植或異種移植中炎癥反應和P-選擇蛋白表達都顯著性減少,在鼠體內未出現IgG和IgM的增加,證實脫細胞基質的方法能很好地解決移植過程中所面臨的免疫排斥反應。Go等[15]將來自受體豬的軟骨細胞和上皮細胞附著在同種異體豬脫細胞氣管基質上,并移植到受體豬體內。60 d后受體豬依然存活,未出現氣管塌陷及缺血壞死的現象,在沒有進行免疫抑制的情況下,在臨床表現、免疫學、組織學等方面未出現免疫排斥反應的跡象。孫飛等[16]用去污劑聯合酶法,以新西蘭兔為動物模型,成功地制備了無免疫原性、與原生氣管相似的體系結構及生物力學性能的脫細胞氣管支架。隨著第1例脫細胞氣管臨床移植的成功,脫細胞法研究的不斷完善,章方彪等[17]提出了用脫細胞法制備細胞外基質來修補長段氣管病損的新思路。然而脫細胞氣管臨床移植也有不足之處,在跟進調查中發現移植物附近有局部塌陷[18],這可能是因為脫細胞過程對移植物成分、超微結構、機械性能、表面形貌造成了影響[19]。這個方法還存在的不足是氣管移植物缺乏固有的血液供應,沒有血供的組織工程氣管不適合應用于修復氣管缺陷,因為移植物要暴露在氣道管腔內,并且要隨著呼吸、吞咽、咳嗽做連續平滑運動[20]。
2 降低受體免疫排斥反應
2.1 免疫抑制劑的應用
免疫抑制劑是對機體的免疫反應具有抑制作用的藥物,能抑制與免疫反應有關細胞(T細胞和B細胞等巨噬細胞)的增殖和功能,降低抗體免疫反應。免疫抑制劑降低免疫排斥反應在臨床器官移植方面有廣泛的應用,例如腎移植。2010年,Pierre等[21]將來自1例同血型死亡男性供體8 cm長的氣管包埋在1例25年前因車禍而造成氣管缺損的55歲女性患者左前臂皮下組織適當的位置進行再血管化,并給予他克莫司(以12~15 μg/L為最小劑量)、咪唑硫嘌呤(100 mg/d)、皮質類固醇[0.4 mg/(kg·d)]進行靜脈注射,同時他克莫司(6 mg/d)、咪唑硫嘌呤(100 mg/d)、甲基潑尼松龍(4 mg/d)口服,34 d后將受體口腔黏膜種植到氣管腔內。4個月后,同種異體氣管移植物黏膜完全恢復,此時將同種異體氣管縮短至4.5 cm進行原位移植,并將橈血管吻合到頸部血管(橈動脈和甲狀腺上動脈端端吻合,橈靜脈和頸內靜脈進行端側吻合)。將切除的3.5 cm移植物進行組織學評估,肉眼觀察軟骨環彈性保存完好,顯微鏡檢測顯示氣管環軟骨組織活性存在,黏膜分別由來源于受體口腔黏膜的鱗狀上皮和供體氣管的呼吸道上皮組成。熒光原位雜交分析呼吸道上皮顯示出男性供體細胞,但是在鱗狀上皮中未檢測到Y染色體。CT進行冠狀面和矢狀面掃描,影像表明受體氣管缺損已被氣管移植物修復。免疫抑制劑用量逐漸減少,并在移植后的第229 d終止。氣管修復1 年后,患者肺功能檢測顯示用力肺活量為3.85 L(是預期值的121%),第1秒用力呼氣容積2.21 L(是預期值的81%),最大呼氣峰速為5.23 L/s(是預期值的80%),結果一致表明患者未出現上呼吸道阻塞的重要功能障礙。完全撤除免疫抑制治療1年后的CT掃描影像與移植后1周的結果相似,未出現免疫排斥現象。上述同種異體氣管移植案例的成功表明免疫抑制劑在降低氣管移植免疫排斥反應有一定效果。
2.2 誘導受體免疫耐受
介于免疫抑制劑在同種異體氣管移植應用中的各種不確定性,誘導臨床可操作性免疫耐受的想法應運而生。免疫耐受是指對抗原特異性應答的T細胞與B細胞在抗原刺激下不能被激活,不能產生特異性免疫效應細胞及特異性抗體,從而不能執行正免疫應答的現象。通過不同的方法,不同類型的調節性T細胞在自體抗原和異體抗原免疫應答中的調節作用在許多免疫介導性疾病中得到證實,包括自身免疫性疾病和移植排斥反應[22]。調節性T細胞表達T細胞抗原受體并能抑制固有免疫應答和自適應免疫應答,能調節靶細胞不同階段的活性,包括早期激活、增殖、分化、效應功能[23]。在過去的數十年,大量的報道顯示,在動物模型上進行的心臟、腎臟、皮膚移植實驗中,調節性T細胞在促進移植耐受中起重要作用[24-28]。?Sugimoto等[29]用組蛋白去乙酰化酶抑制劑抑制輔助性T細胞17(Th17)、刺激調節性T細胞數量增加,來延長移植的胰島細胞在受體內的存活時間。?Pasquet等[30]以老鼠為動物模型,證實了受體產生調節性T細胞能阻止慢性排斥反應的發生,從而獲得對同種異體移植物的長久耐受。目前鮮有調節性T細胞在誘導同種異體氣管移植免疫耐受的報道,能否將此技術應用于同種異體氣管移植、降低免疫排斥反應,還有待進一步研究。
3 小結和展望
目前異基因移植面臨的最大問題是嚴重的移植排斥反應,從最初的氣管移植開始,研究人員一直在尋找降低免疫排斥反應的方法,并偶然在散發病例中獲得良好的效果。但是到目前為止,上述降低同種異體氣管移植免疫排斥反應的策略多數還處于實驗研究階段,放射法、低溫冷凍法還存在很多不足,脫細胞基質法是目前研究的熱點,并在試驗和臨床中獲得成功。2012年,Haag等[31]將鼠氣管進行脫細胞處理并用京尼平對氣管進行交聯處理,能夠獲取與原生組織近乎相同層次結構、機械性能及強烈體內血管再生特征的脫細胞氣管。天然生物交聯劑京尼平解決了脫細胞基質組織工程氣管移植物的遠期性能,其臨床應用前景值得期待。免疫抑制劑的應用擁有一定的效果,但是不良反應及其他不確定因素限制了它在臨床中的應用。由于目前尚無有效的指標來指導用藥,用藥量往往不足或過度,用藥依從性不盡人意,從而導致免疫損害或免疫抑制劑不良反應的發生,如器官毒性、感染、腫瘤等。雖不斷尋找解決方法,包括劑量最優化或聯合應用,但方案還不一致,結果也不確定或不具說服力。誘導受者對供者器官特異性免疫耐受是解決排斥反應最理想的措施。其優勢顯而易見,主要體現在:(1)獲得移植免疫耐受,可避免長期使用免疫抑制劑等藥物,從而避免由其帶來的不良反應,如感染及腫瘤的發生;(2)減輕昂貴的經濟負擔,極大提高受者的生活質量。雖然誘導免疫耐受不能完全避免慢性排斥的發生,長時間同種異體器官移植存活率不高,但臨床應用依然值得期待。
氣管由于外傷、腫瘤及先天性疾病造成的氣管缺損在臨床上較為常見。在缺損較短時,可直接行端-端吻合修復,但是當缺損的長度大于氣管長度的1/2即6 cm時,由于吻合口張力過大而無法進行傳統的端-端吻合術,必須尋找合適的氣管替代物進行重建修復,以維持氣道通暢和生理功能[1]。目前,無論是氣管同種異體移植、自體組織假體、生物材料假體、組織工程假體都不同程度地面臨著免疫排斥、再血管化、再上皮化、內皮細胞再生、感染、肉芽組織增生等方面問題,無法獲得滿意的臨床療效。理想的氣管替代物應該滿足以下條件:(1)良好的側向強度;(2)縱向彈性;(3)完全密閉;(4)組織兼容性;(5)無免疫原性;(6)抑制細菌定植;(7)結構永久性;(8)易于植入;(9)呼吸道上皮細胞重塑;(10)長度大于6 cm;(11)可再血管化[2]。迄今為止,同種異體氣管移植物仍然是不錯的選擇。2004年,Klepetko等[3]將人類同種異體氣管包埋在受體的大網膜內,并獲得了同種異體氣管移植物再血管化的成功。再血管化同種異體氣管的成功使同種異體氣管移植修復長段氣管缺損的研究向前邁了一大步,但是移植造成的免疫排斥反應依然是一個世界性難題。
免疫排斥反應一直是同種異體器官移植領域中難以解決的問題之一,在氣管移植領域方面同樣如此。Rees等[4]認為氣管黏膜內的免疫活性細胞在氣管移植中起著決定性的作用。降低同種異體氣管移植物免疫排斥反應,減少移植段的抗原性和降低受者的免疫排斥反應成為研究的重點。為此,國內外學者專家先后采用了放射、深低溫冷凍以及脫細胞基質等方法去除氣管移植物的抗原成分,以及對受體應用免疫抑制劑和誘導受體免疫耐受能力的方法。本文主要針對如何用不同的降低免疫排斥反應的方法來闡述免疫排斥反應在同種異體氣管移植物領域的研究進展以及應用現狀。
1 降低移植物的免疫原性
1.1 放射法
研究發現,軟骨經超大劑量放療后仍可保持其活性,而具有強免疫原性的黏膜上皮細胞則被殺傷。利用這個發現可以將移植氣管進行放療以降低其免疫排斥反應。Yokomise等[5]利用犬模型進行原位氣管移植,供體氣管先經過cGy60Coγ射線照射,而后期手術使用大網膜包裹移植,結果經10萬cGy60Coγ射線照射后移植犬生存1年多,且放療后的氣管移植物其組織學僅顯示輕度充血,黏膜上皮及腺體組織未見破壞性改變,氣管形態、結構保持正常。隨后Yokomise等[6]利用犬模型將經過cGy60Coγ射線照射含5個和10個軟骨環的氣管進行了同種異體氣管移植,結果移植含5個軟骨環的狗存活了700多天,而移植含10個軟骨環的狗在3 周后死于氣管狹窄和局部缺血。實驗結果表明放射處理氣管移植物在降低移植物免疫原性方面有較好的作用,但是在長段氣管移植中還存在氣管狹窄和缺血等問題。因此,放射處理氣管移植物在應用于臨床移植問題上還有待于進一步研究和探討。
1.2 深低溫冷凍法
自從1965年Smith成功地冷凍保存了游離的軟骨細胞以及1972年Wilmut等成功地將胚胎長時間冷凍保存以來,一些學者致力于通過冷凍處理改變異體組織的免疫原性,減輕或延緩移植后排斥反應的發生,從而提高移植效果。Makris等[7]用深低溫冷凍處理的同種異體主動脈在16只成年小型豬模型上進行原位氣管移植,同時用硅膠支架支撐12個月,并用支氣管鏡觀察評估。3個月后主動脈替代物上逐漸轉化出與宿主氣管相同的雜亂無章的彈性纖維組織、成熟的呼吸道上皮細胞、呼吸腺體、島狀軟骨等。12個月后去除硅膠支架,6只在氣管移植臨界處出現嚴重狹窄,4只發生無癥狀中度狹窄。其余6只正常,直至在15~18個月后處死。應用原位雜交法,檢測出新生的島狀軟骨表達出2-α-1型膠原蛋白mRNA,聚合酶鏈反應(PCR)基因檢測證明新衍生的軟骨細胞來源于宿主。Radu等[8]用相同方法處理的同種異體氣管移植物以羊為動物模型進行原位移植實驗,取得了相似的結果。2011年,Martinod等[9]報道1例78歲男性患者右中肺葉鱗狀細胞癌,并向右上葉蔓延,行支氣管肺葉切除術,主支氣管到右下肺葉的支氣管因管腔外惡性粘連而整段切除,右下肺葉因肺下靜脈和肺動脈的限制無法與主支氣管吻合。他們插入了一條長2.5 cm、ABO血型相同的、-80 ℃深低溫冷凍處理的同種異體主動脈來重塑氣道的連續性,并在主動脈移植物內置入鎳鈦合金支架防止塌陷,然后用受體背闊肌皮瓣包裹深低溫冷凍處理的同種異體主動脈進行再血管化,同時防止與周圍組織形成吻合口瘺。術后右下肺葉正常擴張,且未給予免疫抑制劑治療。1年后對患者進行胸部X線片、CT、三維立體支氣管鏡檢,結果表明移植處未出現并發癥、遷移、斷裂,未出現因黏液和肉芽組織造成的氣道阻塞,撤除支架后CT掃描顯示深低溫冷凍處理的同種異體主動脈與周圍組織很好的融合。低溫冷凍降低移植物免疫原性的機制可能為:(1)凍融過程造成上皮損傷;(2)低溫冷凍調節同種異體氣管移植術后Th型細胞因子的表達,降低植物中淋巴細胞浸潤程度;(3)在冷凍過程中主要組織相容性抗原MHC-Ⅱ抗原性喪失[10-11]。雖然低溫冷凍處理移植物能降低免疫性,但是其機制尚不明確,而且冷凍的適宜溫度及保存時間都未形成統一的標準,這些問題的解決將有力地推動同種異體氣管移植的發展。
1.3 脫細胞法
2008年,Macchiarini等[12]在生物反應器中將自體呼吸上皮細胞及間充質干細胞衍生的軟骨細胞種植在脫細胞基質處理的7 cm長的同種異體氣管支架,移植到支氣管軟化晚期的1例30歲女性患者,成功替代患者左主支氣管。患者在沒有免疫抑制治療干預下,未發生免疫排斥反應,也未出現任何并發癥,而且2個月后肺功能檢測能達到同年齡段女性的一般水平。這是脫細胞基質的組織工程氣管移植第一次成功地應用于臨床,同時在氣管移植解決氣管替代物免疫排斥反應領域中開辟了一條新途徑。目前,氣管脫細胞的主要方法是去污劑聯合酶法[13]。2009年,Jungebluth等[14]將約克郡公豬脫細胞氣管基質植入到同種豬(同種異體移植)和鼠(異種移植)的體內,發現在同種異體移植或異種移植中炎癥反應和P-選擇蛋白表達都顯著性減少,在鼠體內未出現IgG和IgM的增加,證實脫細胞基質的方法能很好地解決移植過程中所面臨的免疫排斥反應。Go等[15]將來自受體豬的軟骨細胞和上皮細胞附著在同種異體豬脫細胞氣管基質上,并移植到受體豬體內。60 d后受體豬依然存活,未出現氣管塌陷及缺血壞死的現象,在沒有進行免疫抑制的情況下,在臨床表現、免疫學、組織學等方面未出現免疫排斥反應的跡象。孫飛等[16]用去污劑聯合酶法,以新西蘭兔為動物模型,成功地制備了無免疫原性、與原生氣管相似的體系結構及生物力學性能的脫細胞氣管支架。隨著第1例脫細胞氣管臨床移植的成功,脫細胞法研究的不斷完善,章方彪等[17]提出了用脫細胞法制備細胞外基質來修補長段氣管病損的新思路。然而脫細胞氣管臨床移植也有不足之處,在跟進調查中發現移植物附近有局部塌陷[18],這可能是因為脫細胞過程對移植物成分、超微結構、機械性能、表面形貌造成了影響[19]。這個方法還存在的不足是氣管移植物缺乏固有的血液供應,沒有血供的組織工程氣管不適合應用于修復氣管缺陷,因為移植物要暴露在氣道管腔內,并且要隨著呼吸、吞咽、咳嗽做連續平滑運動[20]。
2 降低受體免疫排斥反應
2.1 免疫抑制劑的應用
免疫抑制劑是對機體的免疫反應具有抑制作用的藥物,能抑制與免疫反應有關細胞(T細胞和B細胞等巨噬細胞)的增殖和功能,降低抗體免疫反應。免疫抑制劑降低免疫排斥反應在臨床器官移植方面有廣泛的應用,例如腎移植。2010年,Pierre等[21]將來自1例同血型死亡男性供體8 cm長的氣管包埋在1例25年前因車禍而造成氣管缺損的55歲女性患者左前臂皮下組織適當的位置進行再血管化,并給予他克莫司(以12~15 μg/L為最小劑量)、咪唑硫嘌呤(100 mg/d)、皮質類固醇[0.4 mg/(kg·d)]進行靜脈注射,同時他克莫司(6 mg/d)、咪唑硫嘌呤(100 mg/d)、甲基潑尼松龍(4 mg/d)口服,34 d后將受體口腔黏膜種植到氣管腔內。4個月后,同種異體氣管移植物黏膜完全恢復,此時將同種異體氣管縮短至4.5 cm進行原位移植,并將橈血管吻合到頸部血管(橈動脈和甲狀腺上動脈端端吻合,橈靜脈和頸內靜脈進行端側吻合)。將切除的3.5 cm移植物進行組織學評估,肉眼觀察軟骨環彈性保存完好,顯微鏡檢測顯示氣管環軟骨組織活性存在,黏膜分別由來源于受體口腔黏膜的鱗狀上皮和供體氣管的呼吸道上皮組成。熒光原位雜交分析呼吸道上皮顯示出男性供體細胞,但是在鱗狀上皮中未檢測到Y染色體。CT進行冠狀面和矢狀面掃描,影像表明受體氣管缺損已被氣管移植物修復。免疫抑制劑用量逐漸減少,并在移植后的第229 d終止。氣管修復1 年后,患者肺功能檢測顯示用力肺活量為3.85 L(是預期值的121%),第1秒用力呼氣容積2.21 L(是預期值的81%),最大呼氣峰速為5.23 L/s(是預期值的80%),結果一致表明患者未出現上呼吸道阻塞的重要功能障礙。完全撤除免疫抑制治療1年后的CT掃描影像與移植后1周的結果相似,未出現免疫排斥現象。上述同種異體氣管移植案例的成功表明免疫抑制劑在降低氣管移植免疫排斥反應有一定效果。
2.2 誘導受體免疫耐受
介于免疫抑制劑在同種異體氣管移植應用中的各種不確定性,誘導臨床可操作性免疫耐受的想法應運而生。免疫耐受是指對抗原特異性應答的T細胞與B細胞在抗原刺激下不能被激活,不能產生特異性免疫效應細胞及特異性抗體,從而不能執行正免疫應答的現象。通過不同的方法,不同類型的調節性T細胞在自體抗原和異體抗原免疫應答中的調節作用在許多免疫介導性疾病中得到證實,包括自身免疫性疾病和移植排斥反應[22]。調節性T細胞表達T細胞抗原受體并能抑制固有免疫應答和自適應免疫應答,能調節靶細胞不同階段的活性,包括早期激活、增殖、分化、效應功能[23]。在過去的數十年,大量的報道顯示,在動物模型上進行的心臟、腎臟、皮膚移植實驗中,調節性T細胞在促進移植耐受中起重要作用[24-28]。?Sugimoto等[29]用組蛋白去乙酰化酶抑制劑抑制輔助性T細胞17(Th17)、刺激調節性T細胞數量增加,來延長移植的胰島細胞在受體內的存活時間。?Pasquet等[30]以老鼠為動物模型,證實了受體產生調節性T細胞能阻止慢性排斥反應的發生,從而獲得對同種異體移植物的長久耐受。目前鮮有調節性T細胞在誘導同種異體氣管移植免疫耐受的報道,能否將此技術應用于同種異體氣管移植、降低免疫排斥反應,還有待進一步研究。
3 小結和展望
目前異基因移植面臨的最大問題是嚴重的移植排斥反應,從最初的氣管移植開始,研究人員一直在尋找降低免疫排斥反應的方法,并偶然在散發病例中獲得良好的效果。但是到目前為止,上述降低同種異體氣管移植免疫排斥反應的策略多數還處于實驗研究階段,放射法、低溫冷凍法還存在很多不足,脫細胞基質法是目前研究的熱點,并在試驗和臨床中獲得成功。2012年,Haag等[31]將鼠氣管進行脫細胞處理并用京尼平對氣管進行交聯處理,能夠獲取與原生組織近乎相同層次結構、機械性能及強烈體內血管再生特征的脫細胞氣管。天然生物交聯劑京尼平解決了脫細胞基質組織工程氣管移植物的遠期性能,其臨床應用前景值得期待。免疫抑制劑的應用擁有一定的效果,但是不良反應及其他不確定因素限制了它在臨床中的應用。由于目前尚無有效的指標來指導用藥,用藥量往往不足或過度,用藥依從性不盡人意,從而導致免疫損害或免疫抑制劑不良反應的發生,如器官毒性、感染、腫瘤等。雖不斷尋找解決方法,包括劑量最優化或聯合應用,但方案還不一致,結果也不確定或不具說服力。誘導受者對供者器官特異性免疫耐受是解決排斥反應最理想的措施。其優勢顯而易見,主要體現在:(1)獲得移植免疫耐受,可避免長期使用免疫抑制劑等藥物,從而避免由其帶來的不良反應,如感染及腫瘤的發生;(2)減輕昂貴的經濟負擔,極大提高受者的生活質量。雖然誘導免疫耐受不能完全避免慢性排斥的發生,長時間同種異體器官移植存活率不高,但臨床應用依然值得期待。