免疫原性在同种心脏膜中的研究进展

中图分类号：R654.2　R256.2　文献标识码：A　文章编号：1672－1349(2007)10－0982－03

深低温保存后的同种心脏膜以优良的生理特性及组织结构等特点，广泛应用于膜替换手术及婴幼儿复杂先心病矫治术中，并取得良好的临床疗效，有效地减少了由人工膜引起的心内膜炎的发生率，但同种移植后远期钙化毁损、再次移植率高。目前认为这是由于其免疫原性及移植后免疫排斥反应所致，同种移植后免疫排斥反应及探讨相应的治疗措施是多年来研究的热点，现就此问题作一综述。

1　同种组织的免疫原性

以往多数学者认为，低温保存的同种膜植人体内后即使有免疫原性，其程度也很弱。事实上，近年研究发现，同种膜及带血管不仅具有免疫原性，而且移植后激发的慢性免疫排斥是导致同种心脏膜术后远期退行性变、钙化毁损、影响其耐久性的重要原因之一。

最近研究表明，人脑死亡阶段，细胞因子等炎性介质释放增多，部分内皮细胞激活，表达血管细胞黏附分子－1(VCAM－1)、细胞间黏附分子－1(ICAM－1)、人类白细胞组织相容性抗原I(HLA－Ⅰ)，HLA－Ⅱ，CD31等，参与免疫细胞向膜组织的迁移、黏附。Wilhelmi等对取出的同种膜行表面黏附分子表达检测，结果同前面的研究结果相一致。E－选择素等黏附分子在膜表面的表达，首先通过调节淋巴细胞表面受体的亲和性，当其贴附于叶，进一步启动VCAM－1，ICAM－1，ICAM－2等黏附分子的表达，使宿主淋巴细胞与叶内皮细胞紧密黏附，激活免疫系统。Oei等在大鼠同种带血管移植研究中发现，移植后21 d取出的同种膜结构毁损严重，细胞成分几乎丧失，在血管外膜和中层有广泛的CD4+，CD8+和CD68+细胞浸润，提示大鼠同种膜发生了T细胞介导的免疫排斥反应，并可导致膜的衰变。另一项研究将同种膜移植到裸鼠体内，发现同种膜移植物无炎性细胞浸润及蜕变，进一步说明免疫排斥反应在同种膜衰变中有重要作用。

2　同种辩膜中不同细胞的免疫原性的差异

研究发现，在膜组织中参与免疫排斥反应的主要是以下4种细胞：内皮细胞是同种膜中免疫原性最强的部分，位于叶和动脉内膜表面。能够较强地表达组织相容性复合物－Ⅰ(MHC－Ⅰ)型抗原，亦可被诱导表达MHC－Ⅱ型抗原且移植后呈持续的、较低水平的表达黏附分子。平滑肌细胞的免疫原性仅次于内皮细胞，位于叶基质中和动脉壁的中层。具有表达细胞免疫反应的效应细胞(CD8+细胞)所能识别的HLA－Ⅰ型抗原和参与细胞免疫反应初期的HIA－Ⅱ型(主要是HLA－Ⅱ型抗原DR亚区)抗原的能力。成纤维细胞位于叶基质、动脉壁的内膜下层和外膜，是膜中免疫原性最弱的细胞成分，不能表达MHC－Ⅱ型抗原。

树突状细胞位于叶基质和动脉内皮下层，具有较强免疫原性，主要表达MHC－Ⅱ型抗原。膜移植后供体组织中未成熟的树突状细胞由供体向受体的二级淋巴组织(脾脏)迁移，以一种非特异性抗原的形式成熟为有繁殖能力的免疫刺激细胞、激活受体中静止的T淋巴细胞。

3　同种移植后免疫反应

3．1　体液免疫反应 ttaWkins等观察深低温保存膜置换术后3个月，免疫排斥反应现象显著，其中免疫反应的主要因子为HLA－Ⅰ和HLA－DR。最近研究同种膜移植后儿童体内也检测到抗供体HLA抗体，并且证实术后早期为IgM型抗体，3个月后转化为Iga抗体。

3．2　细胞免疫反应 供体特异性高亲和性细胞毒性T淋巴细胞前体(CTLp)在心膜急性排斥反应中起重要作用。Frans等监测15例病人同种膜移植前后1年内CTLp的表达，发现移植后(3～6)个月，外周血单核细胞中供体特异性CTLp明显升高，12个月持续升高。提示同种膜移植可介导细胞免疫反应。

3．3　延迟免疫反应 同种膜移植后供体HLA－Ⅰ，Ⅱ特异性的IgG抗体于移植后30 d出现，1年中持续增高，且T淋巴细胞反应亦增高。移植后延迟免疫反应经免疫组化证实，供体膜上未发现S100、CD45+的树突状细胞，可能是宿主的APC通过非直接途径激活免疫系统，而递呈抗原是一个非常缓慢的过程。

4　对 策

4．1　冷冻保存同种膜　液氮冻存后的心脏膜内皮细胞严重脱落，某些低温敏感性免疫细胞失活，致使移植后排斥反应减弱，所以心脏膜冻存是降低移植排斥反应的有效途径之一。Yacoub等进一步发现，人体膜中MHC－Ⅱ类抗原阳性细胞多为树突状细胞，在同种排斥反应中起关键作用。现已证明，树突状细胞属低温敏感细胞，冷冻可使其失活，丧失免疫原性，降低移植排斥反应。

4．2　免疫抑制剂 已证实同种膜移植后免疫抑制剂的使用大大降低了免疫反应的发生。Hooper等临床观察发现，47例病人同种膜移植后35个月，7例出现不同程度的叶钙化，关闭不全，1例接受小剂量的环磷酰胺治疗，4年后病情平稳。而其他6例均行再次手术。但是，由于同种膜移植后主要是引起慢性免疫排斥反应，如果术后常规给予免疫抑制剂治疗，可能对受体的损害远远超过其保护作用且费用昂贵。所以，开展同种心脏膜移植术后免疫反应监测及免疫抑制治疗，探索简便、准确、快捷、特异的免疫反应监测方法，并针对免疫排斥反应的情况进行及时、适量、有效的免疫抑制治疗，具有较重要的临床价值。

4．3　HLA抗原匹配 ABO抗原匹配已被许多学者赞同并已经在许多心脏中心应用。Rebecca等研究了HLA匹配与同种膜结构、功能的相关性，结果显示HLA－Ⅱ匹配与否和移植后叶结构是否退变有显著相关性，而HLA－Ⅰ不匹配与叶退变相关性不显著。采用HLA－DR抗原匹配与不匹配的同种膜相比，淋巴细胞产生减少，移植后免疫反应明显减弱。所以，建议同种膜移植，尤其是二次手术、年轻病人，采用HLA－Ⅱ抗原匹配。

4．4　同种再内皮化 内皮细胞具有强抗原性，易引起膜衰败，去除同种膜表面的供体内皮细胞，代之以受体内皮细胞覆盖，不但能够去除外源性内皮细胞的强抗原性，而且可以发挥自体内皮细胞隔离循环血液、封闭抗原的作用，使同种的免疫原性下降，免疫损伤减轻；同时还可防止血栓形成、抑制钙化，从而提高同种的耐久性。因此，同种膜再内皮化已逐渐成为国内外研究的热点。Elkins等将去除内皮细胞的绵羊肺动脉植入幼年绵羊体内，(3～6)个月后进行观察，发现同种功能良好而且逐渐被受体细胞再内皮化。Zhang等利用浸有人类血管内皮生长因子(VEGF)基因的缝线将去内皮的牛心包片

植入猪的右心房内，结果显示：16 d后处理组宿主内皮化的速度是对照组的2.6倍，且在术后30 d全部内皮化。该实验表明通过基因缝线进行VEGF基因转染可以显著加速再内皮化速度，为防止膜钙化，改善耐久性提供了一个新的思路。

4．5　基因治疗 随着基因工程技术的发展、成熟，通过分子生物学技术，抑制免疫抗原的表达、诱导免疫耐受，减轻免疫反应。降低免疫原性和(或)改变局部的免疫反应微环境，达到免疫抑制的目的。目前应用于同种膜的免疫抑制基因治疗主要有以下几种。

4．5．1　他汀类药物 最近研究表明他汀类药物除了调脂、抑制炎症、改善内皮功能、抗血小板聚集和稳定动脉粥样斑等作用以外，还具有免疫调节作用，可作用于APC且能使干扰素－γ(IFN－γ)诱导MHC－Ⅱ表达减少，包括血管内皮细胞(EC)和巨噬细胞。而不同类型的他汀类药物对MHC一Ⅱ表达的阻遏作用相差很大，其中阿托伐他汀的作用最强。Kwak等对他汀类药物作用机制研究发现：他汀类药物通过CⅡTA启动子Ⅳ的结合而减少诱生性的MHC－Ⅱ表达，而对启动子Ⅰ和Ⅲ并无影响，所以不影响持续性的MHC－Ⅱ表达。CⅡTA是MHC－Ⅱ基因表达的反式作用因子，也是其表达的基本调节物。

4．5．2　Fas受体(Fas L) Fas L是重要的细胞凋亡诱发因子，它和细胞表面Fas受体结合引发细胞凋亡，而T淋巴细胞表面具有Fas受体。Fas L已被证实在防止移植物排斥方面起重要作用。Li等将全长Fas L cDNA整合到真核表达载体，并转入内皮细胞系HMEC－1，筛选出阳性克隆，发现Fas L在阳性克隆中高表达，实验表明其细胞毒性较原细胞明显提高。利用FLq L基因转染至内皮细胞诱导T细胞的凋亡，阻止免疫排斥反应，这对提高同种膜的耐久性有重要意义。

4．5．3　白细胞介素－10(IL－10) IL－10是近年发现为数不多的抑制性细胞因子之一，主要由Th2细胞产生，能够抑制白细胞介素－2(IL－2)、白细胞介素－1(IL－1)、IFN－γ、肿瘤坏死因子(TNF－α)等多种细胞因子的合成及活性。器官移植后产生免疫耐受时出现IL－10的高表达，移植后发生排异反应时则表现为IL－10的低表达，移植后应用IL－10或将IL－10基因转染至移植物能够延长移植物的存活。Osamu等将IL－10应用于心脏移植中，移植心脏的存活时间明显延长。但也有研究表明IL－10基因在移植心脏成功转染并局部高表达的情况下，移植物的存活时间并未明显延长。表明也许IL－10可通过其他途径激活T细胞引起免疫排斥反应，具体机制有待进一步研究。

4．5．4　转化生长因子(TGF－β1) TGF－β1是25kD的同源二聚体多肽，具有很强的负性调节作用，能抑制胸腺细胞、T细胞、B细胞、自然杀伤细胞和细胞毒性T细胞等多种免疫细胞增殖。张晶等将外源性TGF－β1的基因片段转入同种细胞中，结果显示浸润的炎性细胞明显减少；血管内膜增生程度和移植物中CD4+与CD8+的含量亦有显著性变化，提示TGF－β1可通过抑制局部免疫排斥反应、中性粒细胞和T细胞黏附同种内皮细胞、拮抗炎症效应因子来保护移植后同种。

4．6　单克隆抗体治疗

4．6．1　树突状细胞单克隆抗体 陈艰等将树突状细胞单克隆抗体用于成年大鼠同种膜移植模型中，结果显示术后2周CD40及T细胞抗原受体(TCR)α，β的表达均明显减少，(2～4)周ICAM－1的升高幅度亦明显降低，各时间段病理损害程度均明显减轻，表明树突状细胞单克隆抗体可抑制免疫排斥反应，减轻术后膜病理损害。

4．6．2　抗整联蛋白α1、β2单克隆抗体 整联蛋白α1、β2在T细胞激活和结合中发挥重要作用。Legare等将抗整联蛋白α1、β2单克隆抗体用于大鼠同种膜移植模型中，结果显示浸润的巨噬细胞、CD4+与CD8+炎性细胞明显减少，膜保存完整，因此针对T细胞激活和结合的免疫调节方法可减少炎性细胞的浸润并能保持膜结构完整。