国外：关于实体器官移植抗体介导排斥反应的综述

大光

来自巴黎器官移植转换研究中心的Prof.Loupy和Prof. Lefaucheur在2018年9月的新英格兰医学杂志（the new England journal of medicine, NEJM）上发表了关于实体器官移植（SOT）中抗体介导排斥反应（ABMR）的综述，该综述通过以下7个方面详细介绍了ABMR：
1.ABMR的诊断标准、
2.慢性ABMR、
3.ABMR的临床表现、
4. ABMR中的补体活化、
5.基因表达谱的诊断应用、
6.ABMR的非侵入性生物标志物监测、
7.ABMR的治疗。

　　一、ABMR的诊断标准

　　ABMR最早是在1997年的Banff会议上作为一种独特的临床病理类型被提出的，此后定期更新（最近一次更新是在2017年）。2017年公布的Banff诊断标准如下：



　　▼ 血液循环中的HLA或非HLA型的DSA　
　　HLA型DSA的存在是肾移植、肺移植和肝移植ABMR诊断的关键要素，目前也是心脏移植诊断ABMR的必要条件。除了预存抗体之外，还有移植术后因为免疫抑制不足或免疫抑制依从性差而出现的新生DSA。补体依赖的细胞毒试验是最早用来检测高水平HLA抗体的方法，而新的免疫测定方法可以将纯化的HLA抗原共价结合至固相平台，提高了HLA抗体检测的灵敏性和特异性。
　　除了HLA型的DSA外，在肾移植、心脏移植和肺移植受者体内，还发现了大量主要在内皮细胞上表达的针对自体或异体抗原的非HLA抗体（如肾移植受者的抗主要组织相容性复合物I类相关链A基因（MICA）抗体和抗血管紧张素II的I型受体的抗体，心肺移植受者体内的胶原蛋白自身抗体）。对于HLA-DSA阴性，病理表现为ABMR的移植受者，有必要去筛查病理性的非HLA型抗体。

　　▼ 抗体与血管内皮相互作用的病理证据
　　免疫过氧化物酶或免疫荧光技术被广泛用于检测内皮细胞膜相关补体C4d，C4d是抗体与移植物血管相互作用的重要标志物。C4d在毛细血管的沉积是心脏和肾移植受者ABMR的重要标志。（如图1）。近来，在肺移植和肝移植领域，C4d染色阳性也被作为排斥反应的标准。但是，C4d染色阳性在诊断ABMR时敏感度低，高达50%的ABMR可表现为C4d染色阴性。C4d染色阴性的ABMR的诊断则需要依据活检组织中的与ABMR强相关（被广泛证实）的基因转录因子或分类器的高表达。

　　▼ 急性移植物组织损伤的组织学证据
　　ABMR的经典组织学表现是移植物微血管的病变：如毛细血管扩张，胞质肿胀或内皮细胞增大或空泡化，毛细血管间存在活化细胞包括单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、T细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞（图1）。因此，对所有的器官移植而言，微血管炎症都是关键的诊断标准。微血管损伤包括中到重度的动脉内膜炎，单核细胞和淋巴细胞侵袭为主的内膜炎，伴或不伴透壁坏死。目前微血管损伤在诊断ABMR时也越来越受到重视（图1）。

　　二、慢性ABMR

　　随着对免疫抑制剂使用的日益娴熟，急性排斥反应已不是移植物丢失的常见原因，移植界开始关注ABMR引起的微小的迟发的病变和晚期移植物的变化，包括慢性ABMR。慢性ABMR对肾移植、心脏移植及肺移植的危害都非常严重。
　　尽管不同的器官移植类型ABMR的病理表现和术语可能不尽相同，但慢性的血管损伤都是其主要病理表现（图1）。
　　在肾移植，慢性血管损伤可表现为小球炎、管周毛细血管基底膜的分层和动脉病变。
　　肺移植： 除了毛细支气管闭塞综合症外，血管损伤还可以表现为肺动脉和静脉的内膜纤维化增厚。
　　而在肝移植，则表现为闭塞性动脉病变。



　　三、ABMR的临床表现

　　既往认为，ABMR的急性发作会引起慢性排斥反应，与此形成鲜明对比的是，现在已经认识到，在没有移植物功能急性恶化的情况下，抗HLA的DSA（donor-specific anti-HLA antibodies）同样可以引起惰性的微血管异常（indolent microvascular abnormalities）。在肾、心、肝以及肺脏移植中已经观察到了此类亚临床的ABMR（subclinical antibody-mediated rejection）。相关动物试验，例如Prof.Smith等的非人灵长类动物的肾移植慢性ABMR模型证明了此类ABMR的发展进程；此外，在肾移植和心脏移植中程序性活检的时间纵向分析中也揭示了ABMR疾病活动水平的动态波动性。

　　因此，目前认为，ABMR的严重程度是一种连续的动态变化（a disease process with a continuum of severity），可以在移植后的任何时间开始，以不同的强度持续，逐步导致慢性移植物损伤的发展、功能障碍和丢失。对ABMR疾病生理病理进程的进一步理解从而引起了对于临床上各种情况更加复杂的解释，ABMR在临床以及病理方面的解释存在异质性、多样性以及时间依赖性。

　　四、ABMR中的补体活化

　　来自基础科学和临床科学的证据汇总认为，补体级联反应（complement cascade）在人类和动物的排斥反应中扮演着至关重要的致病作用。抗体引起的补体级联中的经典激活途径（Classical-pathway activation）通过产生数种生物活性片段引起移植物血管内皮损伤（如图）。
　　补体激活的程度取决于以下几点：抗体的种类（isotype，例如Ig可以分为IgA、IgG等）；靶抗原的丰度；免疫球蛋白的密度；补体调节蛋白的局部浓度。
　　抗体靶向治疗的效果主要取决于IgG（ABMR中最常见的免疫球蛋白isotype）亚类的组成（subclass composition of the IgG isotype，例如IgG1、IgG2等）。
　　近期的数据显示，抗HLA的DSA IgG亚类同移植物损伤的表型（phenotype）以及结局（outcomes）有所关联，补体结合的IgG3亚类（complement-fixing IgG3 subclass）同移植肾和移植肝的丢失密切相关。


图A. 典型补体活化病例：针对HLA DR17的DSA检测结果；包括标准全部IgG（Pan IgG）的平均免疫荧光强度（MFI），C1q IgG的MFI以及不同IgG亚类的MFI。
图B. 补体激活DSA同血管内皮细胞结合，引发多种免疫效应，主要由自然杀伤细胞（NK细胞）和单核细胞引导。

　　今天，我们可以利用single-antigen bead assays（单抗原珠试验）检测SOT受者血液循环中C1q-binding或者C3q-binding的抗HLA DSA（HLA-DSA），以及抗原珠表面的C4d沉积（C4d deposition onto the bead surface）。
　　相关研究证明，补体激活的HLA-DSA会增加SOT受者ABMR的风险，以及更严重的抗体介导的损伤；同时引起移植物自然杀伤细胞、巨噬细胞、内皮细胞活化相关基因的过度表达。评估HLA-DSA的补体激活可以指导基于发病机理更加合理的补体靶向药物的使用。

　　除补体激活途径以外，在动物模型中发现了非补体依赖性（complement-independent mechanisms）的ABMR移植物损伤机制；现在关于此机制在人类体内的报道也越来越多。临床上C4d阴性的ABMR阐明了该机制，临床上观察到非补体结合的HLA-DSA患者其移植物存活率低于无抗体的患者，并且此类患者接受补体抑制剂的治疗效果较差。

　　五、基因表达谱的诊断应用

　　抗体介导的排斥反应(antibody-mediated rejection，ABMR)的复杂性和标准组织学评估公认的局限性，推动了新的评估方法的改进发展。在肿瘤学领域，常规临床实践中已经实现了对组织中多基因表达谱(multigene-expression profiles)的检测，移植研究者遵循了这一范例，自2003年开始仔细研究了转录组范围内的微阵列(transcriptome-wide microarray)数据，并发现了离散表型和病变之间的关联。
　　最近，已确认ABMR具有明显特异的分子特征，并且在肾移植和心脏移植受者中具有相似性，支持了在多种类型的实体器官移植中，有共同机制促进排斥反应的假设。来自欧洲和北美各中心的数据是一致的，提供了特定发病机制下转录产物的常用组织测量方法(图S2)。这些数据表明ABMR涉及自然杀伤细胞、内皮细胞和巨噬细胞的存在和激活。



　　由同种异体移植物分子评估提供的信息，使人们对控制ABMR的生物学过程有了更好的理解，并有可能揭示药理学可改变的机制通路，这些通路可用于检测治疗反应。同种异体移植物基因表达的评估在2013年被引入Banff分类中，目的是开发和验证一种广泛适用的用于诊断ABMR的分子检测方法。到目前为止，这种分子检测还没有广泛使用，并且还没有得到食品药品管理局(FDA)或其他国家类似的管理机构的批准。如果使用分子技术具有更高的诊断精度，并对疾病的活动性、分期和治疗反应能做出更精确的定义，则分子诊断的临床价值将超过目前的组织学分析标准。

　　六、ABMR的非侵入性生物标志物监测

　　▼ HLA和非HLA抗体
　　由于抗HLA抗体是预测不同类型器官移植相关临床结果的良好生物标志物，因此目前其系统监测是移植协会抗体共识小组制定的共识指南的一部分。然而，因为所有抗HLA抗体的致病性并不等同，监测患者的供体特异性抗HLA抗体(donor-specificanti-HLA，HLA-DSA)，对ABMR和同种异体移植物丢失的风险分层是一种有限的方法。因此，当移植后检测出HLA-DSA时，移植物活检对于检测ABMR仍然很重要，即使是在移植物功能未受损的病情稳定的患者中也是如此。
　　越来越多的证据表明，从效价水平和激活补体或IgG亚类组成的能力来表征HLA-DSA，可以大大提高我们预测ABMR和同种异体移植物丢失的能力。
　　此外，对HLA-DSA水平和补体激活能力的评估，也许可以预测经标准方案治疗ABMR的移植结局，具有重要的管理意义。
　　几项关于肾移植受者中靶向内皮细胞的非HLA抗体(non-HLA antibodies targeting endothelial cells)的临床研究表明，其与同种异体移植物存活率降低有关，并可能与抗HLA抗体产生有害的协同作用。然而，筛查或监测患者的非HLA抗体是否有助于目前的抗HLA抗体评估标准，以诊断ABMR和风险分层尚不确定。

　　▼ 其他潜在的生物标志物
　　血液或尿液中的其他非侵入性生物标记物已被研究用于诊断各种类型的实体器官移植患者的排斥反应，尽管大多数研究并非专门设计用于解决ABMR或覆盖其临床和组织学表现的广泛范围。
　　已在肾移植受者中进行了白细胞或全血基因表达的变化评估，包括多基因检测。一些分子被认为是潜在的肾移植排斥反应的生物标志物，如尿CXCL9和CXCL10蛋白、穿孔素、颗粒酶B、颗粒酶信使RNA(mRNA)、血颗粒酶B和穿孔素mRNA。此外，有证据表明，对微小RNA(miRNA)分子的评估可能有诊断潜力。
　　一项研究表明，心脏移植受者外周血中的特定miRNA分子与同种异体移植排斥反应相关。
　　在心脏移植受者中，AlloMap测试用于评估外周血中11个基因的表达，旨在区分排斥反应和无排斥反应，可能识别出有急性排斥反应风险的患者。近期提高非侵入性生物标记物特异性以区别ABMR和其他排斥反应的工作，聚焦在血浆中供体来源的细胞游离DNA(dd-cfDNA)、外周血中HLA特异性记忆B细胞(HLA-specific memory B cells)，以及释放到受者循环中的供体特异性组织外来体(donor specific tissue exosomes)。

　　七、ABMR的治疗

　　（1）针对B细胞或浆细胞
　　抗体介导的排斥反应（AMR）的主要治疗目的是通过去除循环中供体特异性抗HLA抗体（DSA）来阻断其效力，减少其产物。虽然FDA尚无批准的用于治疗抗体介导的排斥反应方案，但目前主要的治疗方案当属血浆置换治疗和静脉注射免疫球蛋白或两者联合糖皮质激素治疗。根据FDA关于AMR的专家共识会议，该治疗方案被认为是当今对活动性体液免疫病变患者的标准治疗，尽管其有效性证据不强。
　　研究表明，使用血浆置换和静脉免疫球蛋白来治疗抗体介导的排斥反应可以提高短期预后，但长期结果较差，因此更强调了新药开发和试验的必要性。
　　在最近的两项随机、对照试验（RITUX ERAH和BORTEJECT）研究中，抗CD20单克隆抗体（利妥昔单抗）和蛋白酶抑制剂（bortezomib）在降低供体特异性抗体抗HLA抗体的产生（分别通过靶向针对B细胞及浆细胞）和改善ABMR患者移植物生存率方面的作用得以证明，但均无临床获益。

　　（2）针对补体系统
　　通过针对补体系统预防和治疗抗体介导的排斥反应，这类研究也越来越吸引人眼球。
　　报道显示，抗C5单克隆抗体eculizumab，通过抑制终端补体活化，可降低HLA致敏肾移植患者早期抗体介导的排斥反应的发生率，尽管其仍未能阻止持续高水平DSA受者慢性抗体介导的排斥反应。
　　此外，两项II期研究（一项随机、非盲、多中心试验；一项单组、多中心试验）研究eculizumab在HLA不相容肾移植受者中预防抗体介导的排斥反应有效性，未得出明确结论（临床实验研究网站号，NCT01399593和NCT01567085）。
　　此外，近端补体抑制剂也被视作治疗靶点，两项初步研究表明，血浆C1酯酶抑制剂Berinert（CSL Behring）和Cinryze（Shire Viropharma）可改善发生抗体介导排斥反应的肾移植受者的肾功能。
　　两项延伸临床试验评估了C1酯酶抑制剂联合血浆置换和静脉免疫球蛋白治疗抗体介导的排斥反应的治疗（NCT02547220）和对血浆置换和静脉注射免疫球蛋白（NCT03221842）耐受的肾移植受者的治疗。

　　（3）针对白细胞介素-6（IL-6）与IgG降解酶
　　对于慢性抗体介导的排斥反应患者，报道数据更为有限，通常对上述治疗反应较差。因此，对这一患者人群来说，开发新治疗策略是一个未被满足的需求。肾移植受者慢性抗体介导的排斥反应研究中，对促炎细胞因子阻断的研究近来很受重视。使用tocilizumab抑制IL-6，对IL-6的抑制可能会有良好的预后，提示未来IL-6和IL-6受体抑制剂的临床试验可能在慢性抗体介导的排斥反应患者中得到应用。
　　最后，一些小型研究涉及到供受者HLA不相容的情况，在肾移植前使用IgG降解酶的脓毒链球菌（IdeS）减少或消除供体特异性抗HLA抗体。然而，在抗体介导的排斥反应患者中，IdeS还没有得到有效评估。

　　八、总结

　　抗体介导的排斥反应被认为是过去二十年来器官移植失败的一个主要原因，通过更好地了解抗体介导的排斥反应的发病机制，对抗HLA抗体特点及异基因表达的重视等，使得精准诊断成为可能。
　　对AMR器官特异性方法的整合为阐明这一问题的范围和鉴定各种类型器官移植物的特定病原学机制提供了机会。
　　然而，在治疗领域还有很多工作要做，即，将我们对病理生理学进展理论的深入理解转化为针对抗体介导的排斥反应的有效个体化治疗。

摘自：《NEJM-ABMR第一期～第四期》（来源：与时推移 2018-10-11～16）

大光

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