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仙桃: 移植病理学进展(zt)
作者:USMedEdu
发表时间:2008-12-03
更新时间:2008-12-03
浏览:2090次
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移植病理学进展

中国病理学网论坛
http://www.pathology.cn/bbs/viewthread.php?tid=3794&extra=page%3D1


移植病理学是随着器官移植学的发展而产生和发展的,移植学的进步与发展不仅提高了临床移植的疗效,同时也对病理学等基础学科提出了更多的研究课题和更高的要求,随着移植学临床与实验研究的深入,移植病理学亦取得了明显的进步,其已从最初的对多种原因所致的丧失功能的移植物的单纯形态学观察,到应用活组织检查的方法协助临床对移植术后排斥反应等合并症予以组织病理学诊断,直至目前可在一定程度上对移植物的预后予以评估,同时也帮助我们对缺血再灌注损伤、排斥反应、免疫抑制剂毒性损伤等多种合并症的致病机理有了更深入的认识。

一、 移植物活组织检查病理学诊断标准的进展

(一)心脏移植活检诊断标准
对移植物的活组织检查(活检)仍被认为是诊断移植术后以排斥反应为主的多种合并症的一项最直接可靠方法,在多数的文献中常被称为诊断的“金指标(golden standard)”。Carl Williamson在1926年最早报道了移植物的病理学形态1,随后随着各种类脏器移植的先后开展,已有了对各移植器官组织病理学特征的大量观察与全面研究,活检已被广泛应用到对术后合并症的诊断与鉴别诊断中。最初活检主要被少数有大的移植例数的移植中心所采用并取得了最初的经验,但各移植中心均依据自己的经验对排斥反应予以诊断而缺乏统一的诊断标准。最早建立活检病理学诊断标准的为心脏移植,也许由于移植心脏组织中除心肌炎、巨细胞病毒(CMV)感染或移植后淋巴组织异常增生(posttransplant lymphoproliferative disorder,PTLD)等情况外,较少有排斥反应出现的淋巴细胞浸润,因此移植心的排斥反应诊断标准早在1989年即由Billingham提出2并在1990年由ISHLT正式建立3,是移植器官中最早建立的活检诊断标准(见http://tpis.upmc.edu)。

这一标准的建立不仅为移植心脏的活检建立了一个规范的组织学诊断依据、为排斥反应划分了不同的程度及对活检标本的质量提出了明确要求,其更重要的意义是为其它移植器官活检的组织诊断标准的建立确立了一个典范,同时为单个移植中心内新的免疫抑制剂的应用与疗效评估提供了很好的帮助,而且进一步为多个中心间新的免疫抑制药物应用后疗效比较及多中心间的交流提供了良好的依据。1994年9月由最初制订1990年LSHLT标准的小组在Stanford大学医学中心对1990年的标准予以改进与简化,目前虽然1994年的简化标准仍未被ISHLT所采用,但各单个移植中心可自行予以引用。

在移植心脏活检组织中有时可见心肌心内膜下的淋巴细胞浸润并可侵入并损伤邻近的心肌组织,这一现象最初由Billingham 1995年发现并以最初被发现具有这一现象的者名字名名为“Quilty效应(Quilty effect)”,这一现象是指局限于心内膜下的单个核细胞聚集(称为Quilty A),其主要为T淋巴细胞,此外还有少数巨噬细胞和B细胞。时部分心肌活检中见有心内膜下淋巴细胞浸润并侵犯及损伤邻近内膜下的心肌而没有深部心肌组织内淋巴细胞浸润与损伤表现 (Quilty 。“Quilty效应”的意义一直未完全明了,目前Joshi等4较长期的研究发现ISHLT中的QuiltyA和QuiltyB在预后上没有明显差别,并在1994年的改进标准中建议将两中类型合并,并且部分研究显示此种情况下不必加强免疫抑制剂治疗也是安全的。

由于移植心脏发生急性排斥反应时常伴一定程度的心内膜下巴细胞浸润,部分研究认为其是急性细胞性排斥反应组织学表现的一个方面,同时有部分动物实验研究发现,移植心脏连续的心内膜下有Quilty效应的淋巴细胞浸润但心肌组织内却没有急性排斥反应表现。有时心内膜下浸润的密集的淋巴细胞与急性排斥时弥漫性的浸润方式不同但易与移植后淋巴组织异常增生(PTLD)混淆。在形态诊断中如果由于组织切片不完整或不全面常易造成排斥反应诊断的困难,连续的多张切片有助于确定淋巴细胞的浸润是位于心内膜下表浅部位或深部心肌内。有趣的是“Quilty效应”是在CsA作为免疫抑制剂在临床应用后才出现的,而且Mohacsi 等5在新型免疫抑制剂雷帕霉素(rapamyin)及莱氟米特(leflunomide)中也可观察到类似变化。


(二)肾移植排斥反应活检诊断标准

研究得最为广泛的应为移植肾活检诊断的Banff标准,自1991年移植外科医师及病理学家在加拿大的Banff国家公园制定以来,又不断通过个人交流、网络阅片及每隔两年召 开的Banff会议不断予以修订与完善。最先推出的为Banff’93-95诊断标准6 7,随后1999年推出Banff97’标准8,目前应用最广泛的即为Banff’97标准(见http:// tpis.upmc.edu),其较之Banff’93-95诊断标准的主要变化为提高了对肾活检标本的要求,banff’93-95标准中有7只肾小球及有一支动脉分支即为合格,而Banff’97标准中须有10只肾小球及至少2支动脉分支才为合格标本,具有7只肾小球及一支动脉血管分支只能为边缘性标本(marginal specimen);在排斥类型的确定中将“超急性排斥反应(hyperacute rejection)”的分类调整为“抗体介导性排斥反应(antibody-mediated rejection)”,并进一步将其分为“速发型”即超急性排斥和“迟发型”即加速性排斥两种类型;将“临界性变化(borderline changes)”调整为 “怀疑急性排斥反应(suspicious of rejection)”;将急性排斥反应的Ⅰ级进一步依据肾小管炎性损伤的程度分为ⅠA及ⅠB两个类型,同时将急性排斥反应的Ⅱ级依据动脉血管损伤程度的不同进一步分为ⅡA及ⅡB两个类型;由于目前的研究认为移植肾的慢性失功是由免疫因素与非免疫因素共同作用的结果,其中免疫因素所致的闭塞性动脉血管病等慢性排斥反应组织学表现仅是其中的一个方面,而其它非免疫因素也可造成移植肾的慢性损伤,因此Banff’97标准中除沿用Banff’93-95标准中将慢性移植性肾病及分为轻、中及重度三级外 ,进一步在每一级别中通过判断是否具有慢性排斥反应特有动脉血管病变以帮助临床区分在慢性排斥反应或其它非免疫因素所致的非特异性慢性损伤。同时在排斥反应外的“其它”合并栏中归纳出了其它合并症与排斥反应的鉴别诊断(见http://tpis.upmc.edu)。

(三)肝移植排斥反应活检诊断标准
在1994年洛杉矶世界胃肠病学大会(World Congress of Gastroenterology, WCOG)的组织与支助下的国际工作会议在结合移植肝排斥反应的免疫生物学机制、肝脏特有的组织解剖学特点并尽可能对以前的术语予以简化与标准化,以使能为各移植这中心所接受而提出了关于移植肝排斥反应的有关术语及诊断标准,而其它同义语或相关名词则建议尽可能不予采用。其提出的移植肝排斥反应的相应术语为体液性排斥反应、急性(细胞性)排斥反应和慢性排斥反应。

体液性排斥反应(humoral rejection)的定义为一种相对较少发生的由抗体与补体介导的移植肝排斥并导致移植肝失功,在移植后立即或在术后最初的1周内发生。与体液性排斥同义的名词还有急性体液性排斥反应(acute humoral rejection)、抗体介导性排斥反应(antibody-mediated rejection)和超急性排斥反应(hyperacute rejection)。引发体液性排斥反应的抗体为预存抗体或为移植后产生的抗供体MHC抗体、抗ABO血型抗体或抗血管内皮细胞抗体。WCOG国际工作会议认为,由于体液性排斥迅猛的发生常致移植肝迅速失功而无须分类。

急性(细胞性)排斥反应(acute /cellular rejection)为供受体间免疫遗传学的差异所致移植肝炎性损伤,最初导致小叶间血管包括门静脉、肝静脉及肝动脉分支在内的血管内皮损伤。与急性(细胞性)排斥反应同义及相关的名词有早期排斥(early rejection)、非胆管消失性排斥(non-ductopenic rejection)及可逆性排斥反应(reversible rejection)等。

慢性(胆管消失性)排斥反应(chronic/ductopenic rejection)是由于供受者免疫遗传学的差异所致并有其它非免疫因素共同参与的不可逆的损伤过程,主要见于术后60天后,具有闭塞性动脉血管及胆管消失两种同时或单独存在的组织学特征。与慢性/胆管消失性排斥同义及相关的名词有迟发性排斥(late rejection)、不可逆性排斥(irreversible rejection)及胆管消失综合征(vanishing bile duct syndrome,VBDS)等。

关于肝移植排斥反应活检诊断标准问题,随着多数移植中心肝移植的开展,产生了多种肝移植排斥反应诊断标准。1995年由Demetris等病理学家提出了移植肝排斥反应的术语及诊断分级体系即NIDDK-LTD排斥诊断体系9(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases Liver Transplant Database, NIDDK-LTD(见http://tpis.upmc.edu),其对急性及慢性排斥反应均予以分类。1996年Hubscher10提出了欧洲的移植肝急性排斥反应诊断及分级系统(European Grading System for Acute Liver Allograft Rejection)(见http://tpis.upmc.edu)。在NIDDK诊断系统及欧洲诊断系统的基础上,1997年由一个国际小组提出了移植肝排斥反应活检诊断与分级的Banff标准(见http://tpis.upmc.edu)并参照Knodell等1981年提出的慢性活动性肝炎的量化诊断评分体系提出了对急性排斥反应予以分级和量化评分的排斥活性指数(rejection Activity Index, RAI)11(见http://tpis.upmc.edu),目前应用较为广泛的主要为Banff诊断系统及RAI。2000年该国际小组再次对移植肝活检排斥反应诊断的Banff体系予以更新并增加了慢性排斥反应诊断分级(见http://tpis.upmc.edu)。

(四)肺移植排斥反应诊断标准
虽然移植肺排斥反应的诊断与分级标准早在70年代初即最先由Prop等在动物实验中进行了一系列研究,但直到1990年才由国际心脏及肺移植学会(International Sociaty of Heart and Lung Transplantation, ISHLT)提出了正式的关于移植肺排斥反应的标准术语及分类。1995年对这一标准予以进一步改进进而提出了ISHLT1995年的诊断与分类系统12(见http://tpis.upmc.edu),这一系统对1990年的诊断系统予以简化并进一步明确了支气管的炎性损伤在急性肺移植排斥诊断中的意义,使血管及支气管的损伤成为移植肺排斥诊断的两个主要依据。对支气管损伤的认识是基于Yousem等的研究发现,急性排斥所致的支气管炎性损伤和管腔的纤维粘液样增厚可引起闭塞性细支气管炎(branchiolitis obliterans, OB),以及肺感染因素引起的淋巴细胞浸润性气管或支气管炎也可增加发生闭塞性细支气管炎的可能性,从而使得在排斥时支气管的病变引起广泛的重视。目前研究显示,移植肺的慢性排斥反应在心肺联合移植中又较单纯的肺移植更多见,而在单纯肺移植中,慢性排斥在双肺移植中较之在单肺移植中多见。

(五)胰腺移植排斥反应诊断标准
1987年由Sibley和Sutherland对移植胰腺进行了最大例数的、包括100例移植胰腺在内的组织病理学及免疫组织化学研究与报道,也是当时最大例数移植胰腺的临床病理学研究,其中认为对移植胰腺急性排斥反应的组织学诊断应在胰腺外分泌部分的间质内有不同成熟阶段的淋巴细胞浸润、以及包括血管内皮炎和/或动脉管壁纤维素样坏死(fibronoid necrosis)在内的血管病变,而胰腺内分泌的胰岛没有淋巴细胞浸润并且胰岛内β细胞数量正常,但移植胰腺排斥反应的活检诊断缺乏公认的诊断标准。1997年由Drachenberg等提出胰腺急性排斥反应的诊断与分级系统13(见http://tpis.upmc.edu),其将移植胰腺急性排斥分为5个级别,其中0级为正常,Ⅰ级为无诊断价值炎性浸润,Ⅱ级为轻微的急性排斥、Ⅲ为轻度、Ⅳ为中度、Ⅴ为重度急性排斥。

二、移植病理学研究的进展


(一)肾移植病理学研究进展

1、 移植肾缺血再灌注损伤:
移植肾缺血再灌注损伤(ischemia/reperfusion injury, I/R injury)是术后移植肾原发性无功能(primary non-function,PNF)或功能延迟(delayed graft function,DGF)的最主要原因。Florack等14报道10分钟内的热缺血虽然可较快的恢复,但30分钟的热缺血损伤则需要1周甚更长的时间才能恢复,Wijnen 15及Shoskes等16亦同样观察到类似结果。Troppmenn等17报道虽然肾脏可以较好的耐受24-72小时的冷缺血,但仍有23%的可能性会发生移植物功能延迟。I/R损伤的直接结果是造成移植肾急性肾小管坏死(acute tubular necrosis, ATN)。新近的研究发现缺血与再灌注中的细胞凋亡(apoptosis)和炎症因子及氧自由基的产生在移植肾的损伤机制中占有重要地位,并且I/R损伤与排斥反应也具有密切的关系。

2、供肾活检:
供肾活检在一些主要的尤其是国外的肾移植中心较受重视,其目的主要是对供肾质量予以评估,排除是否存在供肾预存性病变(preexisting disease)并为移植后的活检提供肾脏组织形态学参照。随着供肾的日益短缺,在现有条件下,为扩大供肾来源,选用一些可能存在预存病变的边缘性供肾(marginal donor)也成为一种不得已的选择,这些边缘性供肾的不利因素包括供体年龄大于55岁、供体高血压、糖尿病、弥漫性血管内凝血(disseminated intravascular coagualtion, DIC)、长的冷缺血时间或无心跳的尸体供肾(non-heart-beating donor)等。虽然临床资料和供肾的肌酐等生化检查可帮助了解供肾状况,但并不足以作为选择供肾的标准,因为虽然年龄可反映肾脏退行性变化的情况,如55岁时肾脏内硬化性肾小球的比例为0.2-16.7%, 而75岁者其硬化性肾小球的比例达到10.5-23.0%,但单纯并绝对的以年龄界限作为供肾取舍的依据并不合适,如动脉的玻璃样变也有报道见于25-40岁的人群并成为早期动脉硬化的信号,而且人体肾脏内年龄因素相关的病变差异非常大,除活检外的其它检查很难予以明确,此外活检还可以发现以前未曾发现的供肾病变,因此Pittsburgh大学移植中心的 Randhawa等18认为供肾的活检才是了解其结构并帮助临床决定取舍的关键手段,在Pittsburgh中心边缘性供肾的年龄界限为55岁,超过55岁者均予以供肾活检以确定是否具有老年性动脉硬化及其程度,同时供肾相关的病变包括毛细血管微血栓、细小动脉硬化、肾小球硬化和间质纤维化等均可观察并作为以后活检的参考。关于供肾活检的取材,Randhawa认为单纯的针穿活检不足以提供充分的组织以满足诊断,而应采用皮质的楔形活检,也有报道19 认为活检组织内应包含25个肾小球方可确立诊断。

由于供肾活检是帮助临床确定肾脏取舍而并不应因诊断而延长供肾冷缺血的时间,其诊断应快速并应可以在2小时内完成,但冰冻切片并不适合于该活检。虽然供肾活检尚无公认的诊断标准,但基于Lehtonen及Gasber等的研究,建议如供肾活检内有大于20%的肾小球有硬化则该肾应不宜选用。令人费解的是lehtonen等发现供肾活检中的慢性病变并不完全与移植后近期的功能相关,我们的191例移植肾活检中的50例移植术前活检亦发现少数供肾中存在小动脉硬化、慢性间质性肾炎等,但移植术后近期肾功能未见异常。有的研究中显示供肾活检中的急性肾小管上皮细胞坏死20 21或凋亡22可预示术后移植物功能延迟。而供肾活检中如可见严重的肾小球内毛细血管内血栓则该肾应放弃。关于供肾的IgA肾病,最近的文献认为轻度的IgA肾病病变在移植后不会对移植肾功能产生不良影响并在移植术后缓解23,类似的情况还见于供肾感染后肾小球肾炎24,Ⅰ型膜增生性肾小球肾炎和狼疮性肾炎25,而供肾的局灶性硬化性肾小球肾炎则在移植后不会进一步进展26。而关于供肾的良性肿瘤病变,如果是平滑肌瘤(leiomyoma)或血管肌脂肪瘤(angiomyolipoma)则并不影响该供肾的移植。对于恶性肿瘤如肾细胞癌,确定癌肿的直径大小非常重要,对于直径小于0.5cm并已完全切除者,移植后肿瘤复发的可能性是非常小的,但对此仍存在争议。

3、亚临床型排斥反应:
由于术后6个月内有近1/3的功能稳定的移植肾的活检中可见亚临床型急排斥(subclinical acute rejection),由此亚临床型排斥反应越来越引起临床的重视。Grimm等27对临床明显的急性排斥与亚临床型排斥两种排斥类型中的浸润细胞表型进行对比研究,通过免疫组织化学和图像分析技术发现,两种类型排斥具有相同的Banff评分,但CD8+和CD68+细胞在临床排斥中略多于亚临床急性排斥,而淋巴细胞活性产物包括Cd25、穿孔素(perforin)、TNF-α在两者间没有明显差别,而仅活化的巨噬细胞在两者间有明显差异,表明巨噬细胞在临床排斥时的肾功能损伤中具有关键作用。

虽然有如FK506(tacrolimus)、骁悉(Myciphenolate Mofetil, MMF)及雷帕霉素(rapamysin)等新的免疫抑制剂开始在临床肾移植中应用,但术后最初1周内经肾活检证实的急性排斥反应发生率仍维持在9-12%左右28 29,而急性排斥中一个重要的免疫病理学机制即肾小管上皮细胞和血管内皮细胞粘附分子的表达增加,Koo等30最早注意到供肾的状况及由此导致的肾组织内细胞粘附分子的表达情况对术后急性排斥反应的影响,其研究证明了供肾的细胞粘附分子水平与移植后急性排斥反应的发生率有相关性,其结果中显示尸体供肾由于血液动力学改变、缺血和非特异性炎症等因素,使得其细胞粘附分子的表达较之亲属供肾明显增高。此后Schwarz等31通过对20例亲属肾移植及53例尸体肾移植的供肾所作的活检,并应用免疫组织化学方法对活检肾组织中细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、血管内皮细胞粘附分子(vascular adhesion molecule-1,VCAM-1)及E选择素(E-selectin)的表达水平予以分析,以试图明确供肾活检组织中的细胞粘附分子是否可预示术后急性排斥反应,结果显示移植供肾活检组织中ICAM-1、VCAM-1及E-Selectin并不能预示是否发生急性排斥,但ICAM-1的高表达可预示可能发生因缺血导致的肾损伤。

4、移植肾急性体液性排斥反应:
肾移植术后急性体液性排斥反应(acute humoral rejection, AHR)常见于术后1周至数周内,通常先有术后移植肾功能正常,而后发生AHR,往往预示有不良的预后32。其活检组织学表现有小动脉和细小动脉管壁的纤维素样坏死(fibrinoid necrosis)、肾小球毛细血管丛的纤维素样坏死、肾小管周毛细血管内中性白细胞淤积、肾实质缺血性坏死或梗死。以前的报道认为其活检证实的严重血管病变的发生率在环孢素A应用以前为7%,在环孢素时代为1-3%,最近Crespo等32经大例数的临床活检组织学研究分析,认为其在临床肾移植中的总体的发生率大约为7.7%。绝大多数AHR发生时伴有抗供体特异性抗体(donor specific antibody, DSA),几乎所有DSA阳性的AHR移植肾的活检组织,经免疫荧光检查均发现在肾小管周毛细血管内皮有弥漫性的C4d沉积。这一研究确定了DSA的检测及活检组织中的c4d检查为早期诊断AHR提供了一个的有效途径。同时这一研究也提示移植后的肾脏原发性无功能/功能延迟,部分原因可能是由于移植术前受者体内难以检测的低水平的DSA,而在移植术后几天内其抗体水平不断升高直至产生AHR。以前的研究者证实AHR中抗HLAⅠ类抗原的DSA起主导作用,而本研究证实AHR中抗HLAⅡ类抗原的DSA也发挥作用。此外这项研究显示10例中有9例AHR采用连续5天的血浆清除及合并FK506与骁悉的联合应用成功予以逆转。

5、急性排斥反应的小管上皮炎:
早先的认识认为移植肾活检或因失功切除的肾组织内,间质内的淋巴细胞浸润即证明有急性排斥反应存在,但目前已认识到单纯的间质内以淋巴细胞为主的单个核细胞浸润并不能作为诊断急性排斥的依据,而移植肾动脉内膜炎(arteritis)和肾小管被淋巴细胞等单个核细胞侵入而形成的明显的小管上皮炎(tubulitis)才是诊断急性排斥反应的组织学依据,这已被广泛认同并成为移植肾活检国际诊断标准中的一项主要依据33 34, 但小管上皮炎形成的细胞学机制及其小管上皮细胞与侵入细胞之间的相互作用仍不完全明了,而且急性排斥时的小管炎,由于侵入的炎症细胞在多种因子的作用下可在小管上皮层内持续浸润,逐渐形成慢性排斥的病理结构变化,使损伤进入不可逆阶段,因此小管上皮炎的研究成为目前急性排斥中细胞免疫机制研究的重点。在急排形成的小管上皮炎时,肾间质内浸润的单个核细胞突破肾小管基膜进入小管上皮层,停留在上皮细胞与基膜之间或上皮细胞之间。目前已明确浸润的单个核细胞主要为活化的CD8+T淋巴细胞35 36。最新的一系列研究发现小管上皮细胞不仅是细胞免疫损伤的靶细胞,而且其本身亦是启动与调节这种细胞免疫损伤的中心环节37,其具有异常复杂的免疫与细胞分子生物学机制,虽然Harrison等38和Isobe等39在实验动物心脏移植模型中成功地阻断了LFA-1(lymphocyte function-associated antigen)与ICAM-1间地协同作用而避免了排斥反应,但在临床肾移植中却难以成功40的结果提示,移植肾的损伤实际上从缺血再灌注时即已开始,而关键的损伤即肾小管上皮细胞的损伤41。

Ysebaert等42证实再灌注时的损伤可以引发炎症反应,刺激血管内皮或小管上皮释放多种趋化因子(chemokine)和细胞因子(cytokine),上调和产生血管内皮和小管上皮细胞上的MHCⅡ类抗原表达及VCAM-1、ICAM-1等粘附分子,吸引淋巴细胞浸润,产生免疫损伤。

Rossi等43认为实质细胞可产生细胞因子并可上调多种细胞因子受体以吸引特异性白细胞向炎症反应局部的迁移与定位。Baer 等44发现在人体肾小管上皮细胞上有细胞因子尤其是RANTES的表达,随后 Robertson等45通过对人体移植肾急排时活检组织的间接免疫荧光和激光扫描共聚焦显微镜技术(scaning laser confocal microscopy, SLCM)证实小管炎时有RANTES,MCP-1,MIP-1α,MIP-1β的表达,并观察到这些趋化因子在严重的小管炎时在小管上皮细胞及其外周的毛细血管均有强烈表达,同时浸润入小管上皮的炎症细胞也有上述4种趋化因子的高水平表达,这一研究进一步证实小管上皮细胞自身即是某些趋化因子的主要来源,而且该研究还发现,小管上皮细胞产生的多种趋化因子与移植术后的时间和以往的急性排斥的次数无关,而与排斥的严重程度相关,并且在急排的各个级别中均有RANTES的高表达,提示RANTES在肾小管炎中具有关键作用。

Nadeau等46研究证实RANTES也在急性排斥向慢性排斥的转变中发挥作用。Murphy等47发现游走到炎症局部的淋巴细胞等炎症反应细胞可通过进一步产生趋化因子强化局部的炎症损伤。Dustin 等48发现穿过肾小管基膜的淋巴细胞可在高浓度的MHC分子的作用下停留在小管上皮层内,MHC分子充当了“stop signal”的作用。Roberston等49 50相继发现淋巴细胞可在肾小管上皮内充分停留发挥活性作用,并且可予以增生。在肾小管上皮细胞上表达有钙粘连素(cadherin),它的主要作用为建立小管上皮细胞之间的紧密连接并参与细胞内骨架的形成。

最近的研究发现51 cadherin与整合素(integrin)αEβ7具有组织嗜异性的相互结合作用。Cepek等52通过对正常以及炎症时的粘膜上皮层中浸润的淋巴细胞的研究证明,95%以上的CD8+T淋巴细胞均表达有αEβ7,而外周血T淋巴细胞内αEβ7表型阳性的仅占2%。αEβ7的作用为促进淋巴细胞与上皮的粘附,而最新的研究53发现αEβ7还具有促进浸润于粘膜上皮内的淋巴细胞增生及发挥细胞免疫功能的作用。随着肾小管上皮炎的研究,上皮淋巴细胞CD103的作用逐渐引起重视,Hadley等最先注意到在CTL CD8+淋巴细胞中有部分表型为CD103 54,并进一步证明在肾组织内浸润的淋巴细胞中有约16%的细胞为CD103,Roberston等55对正常肾组织及移植后的肾组织的比较研究发现,正常肾组织内没有浸润于小管内的淋巴细胞和CD103+细胞,在急性排斥时,间质内及小管内的CD8+细胞数量明显增多,且可见CD103+细胞并且仅局限于肾小管上皮层内,小管上皮层内的CD103+ 与CD8+细胞的比例的增加表明排斥严重程度的增加,而且肾小管上皮层内的CD103+在急性排斥缓解后仍持续存在,提示在急性排斥进展为慢性排斥的过程中也有一定作用。

慢性排斥反应形成后,由于其组织病理学变化已不具有特异性,难以判断其确切原因,Minervini等56研究的结论认为急性排斥时的肾小管上皮炎对移植肾的预后有非常不利的影响,这似乎又为慢性移植肾失功的免疫学基机制增加了一个新的砝码。


6、慢性排斥反应:
慢性排斥反应或慢性移植肾肾病(chronic allograft nephropathy, CAN)是导致移植肾丧失功能的主要原因之一,并成为限制移植肾及受者长期存活的主要因素,而移植肾肾小球病(transplant glomerulopathy,TG)又是其中的主要病变。目前研究发现在移植肾活检组织中,肾小管周毛细血管基膜(peritubular capillary basement membrances, PTCR)的增厚与移植肾肾小球病有明显的相关性。PTCR增厚最早也是在移植肾中被观察到57 58 59,并且它被认为是在组织学上早期诊断移植肾肾小球病的一个主要线索。PTCR增厚的定义为在电镜下,肾小管旁毛细血管基膜增厚,并依据增厚的层数分为轻、中及重度三个级别,轻度为毛细血管基膜增厚为2-3层,中度为4-6层,4-6层以上为重度。。稍早仅有Drachenberg等60最先对PTCR在移植肾及非移植肾中的表现进行了较系统的研究,其通过50例移植肾与85例非移植肾的比较发现,25例移植肾(50%)具有移植肾肾小球病,并且全部有 PTCR 增厚的表现,而没有出现移植肾肾小球病的25例中仅有3例出现PTCR增厚,而非移植肾中仅有极个别出现PTCR 增厚现象。

最近Gough等 61对移植肾慢性排斥中的肾小球病中的PTCR增厚进行了进一步的研究,其对278例肾活检(其中移植肾135例,非移植肾143例)研究发现,移植肾中的15例移植肾肾小球病中有14例 具有PTCR增厚表现,并且其严重程度的分级与移植肾肾小球病的严重程度相吻合,而在120例无移植性肾小球病的移植肾中仅有7例出现 PTCR增厚,在143例非移植肾中仅有13例表现有 PTCR增厚,分别见于恶性高血压肾病、肾的微血管血栓、狼疮性肾炎、新月体性肾炎及可卡因滥用所致的肾功能衰竭等。由此可见PTCR增厚可作为诊断慢性排斥/慢性移植肾肾病的可靠依据,尤其在活检组织中没有肾小球时,PTCR增厚可作为移植肾肾小球病的一个间接证据。关于PTCR增厚的机理目前认为应以免疫因素为主,毛细血管同样可成为免疫因素攻击的靶目标62。Takeuchi 63和Mauiyyedi等64在最近的文献中也支持这一免疫损伤机制,此外毛细血管以自分泌方式产生内皮素(endothelin)-1也具有重要作用。

7、保护基因:
Bach等已认识到移植物的命运不仅取决于受体对其的免疫攻击强度 而且也取决于移植物自身的自我保护效应65。来自Avihingsanon等66报道的最新的研究发现显示,在怀疑为急性排斥的移植肾活检组织内有“保护基因(protect gene)”A20、HO-1(血红素加氧酶-1)和 Bcl-xL表达,这一报道是这一领域目前唯一的系统的研究。Bcl-xL为细胞凋亡抑制基因中的一种,稳定地表达于无排斥的移植肾及静息状态的血管内皮;A20最早由Opipari等67在脐静脉血管内皮细胞上发现,它参与调节血管内皮细胞对损伤的反应,对TNF及Fas诱导的细胞凋亡具有拮抗作用,同时可抑制血管平滑肌细胞的增生,Arvelo等68还报道A20可阻止移植物动脉血管病的发生;HO-1是一种应激反应基因,其产物可催化分解血红素为胆绿素、铁离子及一氧化碳(CO),HO-1的生物分解副产物具有重要的抗氧化、抗炎症、抗细胞凋亡及稳定细胞的作用。Avihingsanon根据对31例功能稳定的、急性排斥及慢性排斥的移植肾活检组织内这三种“保护基因”表达水平的变化及表达部位的研究发现,在急排时A20及 HO-1表达水平明显升高,其表达的部位不仅位于浸润的单个核细胞,而且也位于血管内皮细胞(EC)、平滑肌细胞(SMC)、肾小管上皮细胞及肾小球,而在急性排斥时,A20、HO-1的表达下降,此时A20位于EC细胞和SMC细胞,HO-1主要位于肾小球。与A20及HO-1不同,Bcl-xL主要表达于静止状态的EC细胞,因此在无排斥肾组织内有Bcl-xL稳定地表达,而在慢性排斥时A20及 HO-1及 Bcl-xL三者的表达均明显下调,从而失去了对血管内皮的保护作用。重要的是研究还发现,A20及 HO-1仅能在急性排斥时才能检测到,而在急性肾小管坏死(ATN)所导致的移植肾原发性无功能(PNF)和环孢素毒性损伤(CsA-NT)时无法检测到,由此A20及 HO-1成为临床诊断急性排斥反应的一个新标志物,并为临床上急排与肾小管坏死及环孢素毒性损伤间的鉴别提供了一个有效的途径。


(二)肝移植病理学进展

1、移植肝慢性排斥反应的演变过程:
移植肝急性排斥反应在活检组织中的特征包括汇管区内以淋巴细胞为主的单个核细胞浸润(portal tract infiltration)、汇管区内因炎性细胞浸润并侵犯小叶间胆管形成的胆管上皮炎(bile duct damage)和小叶中央静脉和/或汇管区内小叶间动、静脉的血管内皮炎(endothelialitis/endotheliitis)三个方面,而慢性排斥反应的组织依据主要为移植物闭塞性动脉血管病及50%以上的汇管区内胆管消失。肝移植中约有3-4%因移植肝慢性排斥导致的移植肝丧失,其中多数病例是由于以前的急性排斥反应未予以充分的治疗最终形成慢性排斥反应的不可逆性病变69。由于移植物动脉血管病主要累及大的及中等的动脉血管,以及由于活检组织取材所固有的局限性,常无法在移植肝活检组织内判断是否已出现以动脉内膜泡沫细胞增生为特征的移植物血管病,而确立是否有胆管消失成为关键的依据,近来的报道认为肝活检组织应至少应包含20只汇管区并确定有50%以上的汇管区内有胆管消失70当活检确定为胆管消失时,往往已进入不可逆的慢性排斥阶段。移植肝慢性排斥反应的直接始动因素、演进过程以及如何应用活检的方法,在移植肝进展为不可逆的慢性排斥之前予以诊断,并指导临床予治疗,成为目前肝移植病理学研究中的一个重要内容71 72。Desley等73的最新研究发现移植肝急性排斥反应是其慢性排斥反应直接始动因素,而且急排后发生慢排非常迅速(3个月),。在组织学上贯穿于满排的演进过程中的最关键的表现为肝小叶中央静脉血管内皮炎以及以它为中心的小叶中央坏死性炎症(centrilobular necroinflammation,CLNI)和小叶中央肝细胞坏死(centrilobular necrosis,CLN),这一研究再次证明74肝小叶的坏死性炎症在进展为慢性排斥反应中的重要性。同时也发现,CLNI在急性排斥的诊断中的意义也有提高,在移植肝活检组织中发现了CLNI而没有或仅有轻微的炎性浸润时也可判断为急性排斥75 76。通过增加免疫抑制剂的用量可使急性排斥组织学特征之一——汇管区炎性浸润消失,但CLNI却仍然存在,提示它是一种较为严重的的排斥反应表现,需要延长免疫抑制剂冲击治疗的时间或存在其它的目前尚未明了的致病机制。由于Nakazawa等77的研究也有类似发现,因而最近的移植肝活检诊断与分级的Banff标准中将CLNI增补为急性排斥的诊断依据78,并且认为以前的名称“中央静脉炎(central venulitis,CV)”并不恰当,而小叶中央坏死性炎症(CLNI)更为准确。进一步的研究还发现,CLNI可进展为小叶中央纤维化(centrilobular fibrosis),形成肝小叶第3区肝组织纤维化,并成为移植肝向慢性排斥反应进展的重要指征。

2、 中央静脉炎:
Krasinskas等79对儿童肝移植中的中央静脉炎及其意义进行了详细的组织学研究,结果显示不与急性排斥时的汇管区炎性浸润伴同发生的孤立性中央静脉炎(isolated central venulitis, ICV),在儿童肝移植中的发生率大约为16%,且与肝移植后复发性肝病、病毒性肝炎、FK506等免疫抑制药物或肝脏缺血再灌注损伤无关,而是由肝小叶中央区域的MHCⅡ类抗原及树突状细胞参与并介导的排斥反应损伤,并可预示慢性排斥的可能。

3、 排斥时胆管与血管损伤:
排斥反应时胆管的损伤也有了进一步的研究,Lunz等80发现排斥损伤时的胆管上皮表达衰老相关蛋白(senescence-associated protein)P21,该蛋白的出现表明损伤的胆管失去再生的能力并最终形成胆管上皮消失。 关于移植肝汇管区内血管的消失与慢性排斥的关系,Pittsburgh组发现汇管区内三联组织结构中血管的消失可预示慢性排斥反应的发生81,并且部分较早的研究报道82 83汇管区内血管的消失要早于胆管的消失。

4、 供肝脂肪变:
Nanashima等对移植肝原发性无功能的最新研究84再次证明,供肝的脂肪变,尤其是中等程度(30%-60%的肝细胞有脂肪变)至严重(60%以上)的脂肪变是肝移植后原发性无功能的重要危险因素。供体大于55岁的年龄因素在原发性无功能和未出现原发性无功能两组间没有差别,这与欧洲肝移植登记处显示的供体年龄大于55岁是一个移植肝存活的危险因素不同。

5、 酒精性肝炎肝移植:
早前的部分研究报道酒精性肝炎肝移植后急性排斥的发生率要低于其他非酒精性肝炎肝移植者,Rodriguez等85对酒精性肝炎及非酒精性肝炎肝移植最新的比较研究发现,两者的急性排斥的发生率是相同的,但在酒精性肝炎肝移植者中,其急性排斥的次数及严重程度要略低于非酒精性肝炎肝移植者,但这仅限于实际病例中,而在统计学上没有显著性差异。

6、 肝移植后HBV复发:
最近的对亚裔及白种人群乙型病毒性肝炎肝移植的大例数对比研究86发现,亚裔人群与白种人群肝移植后HBV感染的复发率相同,但亚裔在肝移植复发HBV感染后的死亡率明显高于白种人群; 两者之间的另一个不同是在因HBV感染致肝硬化或肝癌而等待肝移植者中,亚裔人群中 HBV合并 HDV感染者较少,而白种人群中HBV合并HDV感染者多,这或许与两种人群 HBV感染的模式不同有关,白种人群中多为滥用毒品或性开放而感染HBV,而后者也是HDV感染的重要途径。


(三)腺移植病理学进展
胰腺移植排斥反应时,经皮穿刺活检(percutaneous biopsy)虽然在1991年即由Allen等87最早报道用于移植胰腺的活检诊断,但由于对其有效性及安全性认识的不足,限制了它的临床应用。Klassen等88对183例移植胰腺(其中SPK91例、 PAK77例及 PTA15例)进行了共426次经皮穿刺胰腺活检,这也是目前经皮胰腺活检的最大例数的临床病理研究。结果显示,活检的合并症发生率为2.8%,主要包括胰腺出血、胰液漏等,其它的合并症与移植肾、移植肝等类似。适合用于病理学诊断的标本应为带有外分泌部腺泡及小叶间胰管和血管分支的活检组织,所有426次活检组织中有88%适于诊断,活检组织不仅适用于排斥反应的组织学诊断,而且也适用于鉴别诊断移植胰腺的胰岛细胞CsA或FK506的毒性损伤、CMV感染性胰腺炎及移植后淋巴组织异常增生(PTLD )等合并症,此外对慢性排斥反应的诊断也非常有用。由此证明移植胰腺经皮穿刺活检是一项安全、有效的诊断方法,并可适用于膀胱引流式和近来较多采用的肠内引流式移植胰腺的活检诊断中。

(四)远程病理学在移植病理学中的应用
远程病理学(Telepathology)是指借助远程多媒体计算机通信技术在异地之间进行的病理学诊断、教学、科研和学术交流,其中最重要的为远程病理学会诊。其设想最初由Weintein等89在1987年提出应用远程计算机网络进行病理学诊断。目前已成为发达国家病理学诊断及交流的常用技术。远程病理学对硬件设备的要求包括,显微镜、彩色摄像头或显微数码照相机、图形采集卡、申请方与会诊方各有一台带调制解调器的计算机及相应的连线,通信方式主要有普通电话线、DDN专线、ISDN专线及卫星通信等,其中ISDN专线由于传送速度快、并可与电话、传真及图象传输共用一条专线(“一线通”)等优点,成为目前远程病理学最好的通信方式。会诊方式主要有点对点方式和互联网通讯方式。点对点方式即发出会诊申请方与接受会诊方同步进行图像的传输与接受,当时进行诊断并提出诊断结果;互联网通讯方式通过发送电子邮件、文件传输、远程登录和进入Web页进行,后者为目前最好的远程病理会诊形式,即通过网络服务器进入专业的病理学会诊网站,上传会诊病例的图像,由各专业的会诊专家提出会诊意见。

目前的经验显示远程病理会诊的准确率在90%左右,有经验的远程病理医师通过有针对性的选择图像予以观察,可将诊断的准确率由91%提高到99%。目前国际上较好的移植病理学网站主要为美国匹兹堡大学移植中心移植病理学部主持的移植病理学服务网站http://tpis.upmc.edu ,其对所有实质器官移植后的病理学变化结合典型的图片资料进行全面的介绍,同时可接受网上上传的会诊病例,并定期将会诊病例予以公布以供交流与相互学习。而目前国内较好的网上会诊的网站主要为福州军区总医院病理科主持的“远程病例会诊中心http://www.cipc.org.cn ,它虽然不是移植病理学的专门网站,当也可接受移植病理学的会诊申请。通过我所接受的30余例移植肝及移植肾活检的会诊病理诊断的体会来看,远程病理会诊技术由于可充分利用大的移植中心对移植后排斥反应等合并症病理诊断的经验、快速及时的诊断以指导临床对排斥予以有针对性的治疗以及时挽救患者来之不易的“第二次生命(second life)”,此非常适合于移植病理学诊断流。

作者: 仙桃 发表日期: 2007-03-12 12:04

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