魏健超 何凱鳴 孫啟全
腎移植作為治療終末期腎病的最優(yōu)選擇,經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已成為最成熟的器官移植手術(shù)[1]。但臨床上仍存在排斥反應(yīng)、腎缺血-再灌注損傷(ischemiareperfusion injury,IRI)、移植后相關(guān)感染等諸多問題亟待解決[2-3]。伴隨轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、生物材料等領(lǐng)域的發(fā)展,我國研究團(tuán)隊(duì)就腎移植領(lǐng)域的難點(diǎn)、熱點(diǎn)做了大量的工作。本文就2022年國內(nèi)腎移植領(lǐng)域基礎(chǔ)與臨床研究做一綜述,主要總結(jié)中國研究團(tuán)隊(duì)在國際期刊報道的工作,展示我國腎移植臨床診療上新的思路和策略。本文所述部分內(nèi)容也是2023年2月18日召開的第10 屆移植腎臟病嶺南論壇議程中“中國腎移植學(xué)術(shù)的2022”的會議報道。
為了解腎移植領(lǐng)域在2022年度文獻(xiàn)發(fā)表情況,筆者在PubMed 按以下檢索策略進(jìn)行限定檢索:選定檢索詞“kidney transplantation[MeSH Terms]OR kidney transplant*[Title/Abstract]OR renal transplant*[Title/Abstract]”,發(fā)表時間限定在2022年1月1日至2022年12月31日;共檢索出4 943 篇文獻(xiàn),在此檢索結(jié)果上,利用“AND China[Affiliation]”得到我國團(tuán)隊(duì)發(fā)表的400 篇文獻(xiàn),提示全年中國發(fā)表文獻(xiàn)占比8.1%。同時,為避免遺漏,筆者也擴(kuò)大了檢索范圍,一些移植相關(guān)的高水平文獻(xiàn)也一同解讀。
隨著巨噬細(xì)胞在急性排斥反應(yīng)(acute rejection,AR)中的作用被關(guān)注被日漸重視,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)SLAMF8 基因在AR 中上調(diào),且于巨噬細(xì)胞中特異性表達(dá),并通過維持Toll樣受體4(Toll-like receptor,TLR4)表達(dá)、激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路參與AR 發(fā)生[4]。而AR 中幾乎所有的SLAMF8+細(xì)胞均表達(dá)TLR4,且M1 型巨噬細(xì)胞中TLR4 的SLAMF8+細(xì)胞更高,揭示了SLAMF8 通過促炎癥巨噬細(xì)胞參與AR 進(jìn)程[5]。系列研究為AR 機(jī)制的理解和干預(yù)提供了新見解。當(dāng)AR 發(fā)生時,T 細(xì)胞和自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞釋放的顆粒酶B(Granzyme B,GzmB)可啟動移植物細(xì)胞的凋亡[6],故排斥反應(yīng)部位GzmB 明顯增多[7-8]。中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種針對GzmB 的響應(yīng)納米傳感器(GBRN),發(fā)生排斥反應(yīng)時,GBRN 被GzmB 裂解,釋放出經(jīng)腎排泄的納米金顆粒,通過對尿液中的納米金顆粒的檢測即可實(shí)現(xiàn)AR 的無創(chuàng)診斷[9]。
使用T 細(xì)胞耗竭劑免疫誘導(dǎo)方案可有效避免AR,但也顯著增加了感染風(fēng)險。筆者所在團(tuán)隊(duì)利用細(xì)胞表面工程技術(shù)構(gòu)建了同時包含程序性細(xì)胞死亡蛋白配體1(programmed cell death protein-ligand 1,PD-L1)和膜錨定蛋白的融合重組蛋白map-PD-L1[10]。通過離體灌注,map-PD-L1 可與內(nèi)皮細(xì)胞高效結(jié)合,激活程序性細(xì)胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1,PD-1)誘導(dǎo)T 細(xì)胞凋亡,抑制AR。該方法可有效減少移植物內(nèi)T 細(xì)胞浸潤并增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)浸潤,具有長期移植物保護(hù)潛能。體外灌注修飾器官的方法能顯著降低全身應(yīng)用藥物的不良反應(yīng),這一研究可能為器官移植免疫誘導(dǎo)治療提供新的臨床選擇。
基于納米技術(shù)開發(fā)的藥物遞送系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)時空維度的精準(zhǔn)調(diào)控釋放[11]。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院團(tuán)隊(duì)巧妙地構(gòu)建了一種光熱靶向納米遞藥系統(tǒng),其以硫化銅(CuS)為核,介孔二氧化硅粒子(MSN)為外殼,并涂覆熱敏性聚合物PNcM,同時將甲潑尼龍(MP)作為抗炎劑負(fù)載其中,表面偶聯(lián)C4d 抗體(C4dAb),構(gòu)建出的靶向納米顆粒MP-NP-C4dAb在近紅外照射下可引起CuS 產(chǎn)熱,誘導(dǎo)PNcM 的膨脹以達(dá)到精準(zhǔn)釋放MP,可有效緩解排斥反應(yīng)[12]。為臨床治療抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)(antibody-mediated rejection,AMR)提供了新的策略。
細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)作為生物來源運(yùn)輸載體,因其靶向治療潛能且兼具低免疫原性和毒性的特點(diǎn),在移植領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景[13]。受天然Treg 的啟發(fā),浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院團(tuán)隊(duì)選定Foxp3 轉(zhuǎn)錄物對EV 進(jìn)行基因工程改造,從Foxp3 工程化的Treg 制備出的EV 可同時表達(dá)細(xì)胞毒T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4,CTLA-4)和PD-1 等分子,在移植物損傷區(qū)域產(chǎn)生免疫抑制,減輕排斥反應(yīng)[14]。中山大學(xué)藥學(xué)院(深圳)團(tuán)隊(duì)對來源于間充質(zhì)干細(xì)胞的EV 進(jìn)行生物工程改造,獲得同時穩(wěn)定表達(dá)纖維蛋白原樣蛋白1(fibrinogen-like protein1,F(xiàn)GL1)/PD-L1(FP)的FP-sEV。FP-sEV 可同時激活FGL1/淋巴細(xì)胞活化基因3(lymphocyte activation gene 3,LAG-3)和PD-L1/PD-1的免疫抑制通路,抑制T細(xì)胞的活化,且FP-sEV 包被低劑量他克莫司可進(jìn)一步增強(qiáng)其免疫抑制作用[15]。這些研究提示EV 在移植物排斥反應(yīng)治療中極具前景。
慢性移植物功能障礙(chronic allograft dysfunction,CAD)作為多種移植物損傷共同結(jié)局,伴隨移植腎間質(zhì)纖維化等改變,最終可引起移植腎失功。其中上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)是CAD 進(jìn)展中的關(guān)鍵,而自噬通量改變是其重要機(jī)制[16-17]。依維莫司對于改善AR 及CAD 均具有一定的療效,但其機(jī)制有待進(jìn)一步探討[18]。南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院的研究發(fā)現(xiàn)依維莫司可通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)/Unc-51 樣激酶1(Unc-51 like kinase 1,ULK1)途徑調(diào)節(jié)腎細(xì)胞自噬,緩解CAD 的腎功能損傷及腎間質(zhì)纖維化[19]。依維莫司通過調(diào)節(jié)自噬、核因子(nuclear factor,NF)-κB 通路,抑制腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α誘導(dǎo)的EMT,實(shí)現(xiàn)延緩CAD 進(jìn)程。該研究為CAD的治療提供了新的思路。
環(huán)孢素(ciclosporin,CsA)所致腎毒性是腎移植受者常見的臨床問題,而慢性炎癥是其核心病理機(jī)制。安徽醫(yī)科大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用一氧化碳(carbon monoxide,CO)的抗炎效應(yīng),使用苯乙烯馬來酸共聚物(styrene maleic anhydride,SMA)開發(fā)了的納米制劑SMA/CORM2,改善了天然CO 釋放分子的水溶性,實(shí)現(xiàn)了CO 在循環(huán)中緩慢持續(xù)釋放,有效減輕CsA 所致腎損傷,延緩腎纖維化的病理學(xué)進(jìn)展[20]。該研究為CsA 誘導(dǎo)的腎損傷及腎纖維化提供了新的治療選擇。
他克莫司臨床使用常伴隨血壓升高,但其潛在機(jī)制仍有待探索。中山大學(xué)附屬第七醫(yī)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他克莫司誘導(dǎo)的高血壓能被Ras 基因家族同源物A(Ras homolog gene family member A,RhoA)/RhoA 相關(guān)激酶(Rho-associated kinase,ROCK)抑制劑法舒地爾抑制。研究發(fā)現(xiàn)他克莫司能激活RhoA/ROCK/肌球蛋白磷酸酶靶標(biāo)亞基1(myosin phosphatase target subunit 1,MYPT-1)通路,加重入球小動脈等血管收縮、增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子動員,進(jìn)而誘發(fā)高血壓[21]。同時,該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)清除活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)可以阻斷他克莫司對血管收縮的影響,證實(shí)了他克莫司可以引起ROS 過度產(chǎn)生。該研究拓寬了對他克莫司誘導(dǎo)高血壓機(jī)制的認(rèn)識,提示法舒地爾可作為預(yù)防他克莫司誘導(dǎo)高血壓的候選藥物。
供者感染會影響器官利用率,且對移植成功與否具有重大影響。來自武漢大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過觀察不同器官灌注方法聯(lián)合抗生素對供體病原菌的清除作用,證實(shí)抗生素灌注預(yù)防供體來源性感染的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)低溫機(jī)械灌注+抗生素和常溫機(jī)械灌注+抗生素處理對供體來源性感染均有顯著的治療作用[22]。提示機(jī)械灌注聯(lián)合抗生素是降低感染器官內(nèi)細(xì)菌載量的有效方法,這一方法有望提升活動性感染供者的利用率。
低溫保存/復(fù)溫與移植腎IRI 和移植物功能延遲恢復(fù)(delayed graft function,DGF)密切相關(guān)。中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙?;?(histone deacetylase 3,HDAC 3)在腎冷保存模型中動態(tài)變化,而HDAC3 抑制劑可以減少移植物冷藏后的腎小管損傷[23]。證實(shí)了HDAC3 在腎移植的冷保存/復(fù)溫?fù)p傷中的作用,可作為DGF 的潛在治療靶點(diǎn)。
IRI 通常伴隨腎實(shí)質(zhì)的炎癥損傷[24]。黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM 2)炎癥小體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在腎臟疾病中起關(guān)鍵作用[25-26]。復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)IRI 過程存在AIM2 炎癥小體的激活,而羅沙司他處理可增加腎臟中CD73的合成,抑制AIM2 活化,從而改善IRI[27]。ROS 增加與IRI 密切相關(guān),清除ROS 可減輕氧化應(yīng)激對腎臟的損傷[28]。四川大學(xué)華西醫(yī)院團(tuán)隊(duì)通過一步合成的方法構(gòu)建出一種金核包被松散鉑殼的金-鉑納米顆粒(AuPt NPs),其具有強(qiáng)大的ROS 清除能力,可抑制細(xì)胞凋亡、炎癥因子釋放和炎癥小體形成,進(jìn)而有效減輕腎IRI[29],為腎IRI 的臨床治療提供了新的思路。
基于臨床樣本的分析為排斥反應(yīng)的機(jī)制研究提供了一些新的思路。來自河南省人民醫(yī)院的團(tuán)隊(duì)利用宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)分析了腸道微生物與排斥反應(yīng)的關(guān)系,鑒定出與AMR 相關(guān)的311 個下調(diào)和27 個上調(diào)腸道微生物種,其中13 個與代謝相關(guān)[30]。此外,AMR 患者還有32 種不同的糞便代謝物,提示腸道菌群生態(tài)與AMR 存在關(guān)聯(lián),腸道菌群調(diào)控有望成為治療AMR 的新途徑。桂林醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)對腎移植受者術(shù)后早期的B 細(xì)胞/T 細(xì)胞受體進(jìn)行免疫組庫分析,發(fā)現(xiàn)抗體的動態(tài)變化過程[31],為預(yù)防排斥反應(yīng)發(fā)生提供了新的思路。而來自浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院的團(tuán)隊(duì)利用生物信息學(xué)方法在多組學(xué)維度篩選出的生物標(biāo)記物的方法,為排斥反應(yīng)機(jī)制的研究提供了更多的選擇[32]。
在臨床實(shí)踐中,ABO 血型不相容腎移植排斥反應(yīng)風(fēng)險更高,但目前尚無標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)處理方案。華西醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計的基于抗體滴度方案的ABO 血型不相容腎移植個體化預(yù)處理方案,有效控制了排斥反應(yīng)的發(fā)生[33]。低抗體滴度患者不采取利妥昔單抗預(yù)處理即可避免AR,成功地完成腎移植,但術(shù)后抗體滴度的反彈仍是有待解決的問題。此外,該團(tuán)隊(duì)另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后更高的尿酸水平與排斥反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)[34]。這對臨床工作亦具有啟示作用,但其機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。
BK 病毒感染以及BK 病毒相關(guān)腎?。˙K virusassociated nephropathy,BKVAN)是腎移植受者常見臨床問題,但現(xiàn)有的診療手段十分有限[35-36]。中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)首次總結(jié)出BKVAN 在高頻超聲監(jiān)測下有腎盂壁厚、偏心性積液、包膜下低回聲區(qū)的影像學(xué)特點(diǎn),為BKVAN 患者的無創(chuàng)診斷、監(jiān)測提供了新思路[37]。而供者來源性細(xì)胞游離DNA(donor-derived cell-free DNA,dd-cfDNA)這一新興的移植腎損傷監(jiān)測指標(biāo),具有較高的靈敏度,但特異度不強(qiáng),使其在臨床應(yīng)用上仍存在爭議[38]。來自中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院的一項(xiàng)前瞻性研究針對各種移植腎損傷進(jìn)行尿液和血漿dd-cfDNA 聯(lián)合檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以內(nèi)皮損傷為主要特點(diǎn)的AMR,以血漿dd-cfDNA 升高為主;而以腎小管損傷為主要特點(diǎn)的BKVAN,尿液dd-cfDNA 上升顯著[39]。該研究提示尿液和血漿ddcfDNA 聯(lián)合診斷移植腎損傷更具意義。四川省人民醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)建立的基于血漿dd-cfDNA 診斷BKVAN的預(yù)測模型,以及復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院團(tuán)隊(duì)建立的基于臨床風(fēng)險因素的預(yù)測模型也提示了聯(lián)合各項(xiàng)臨床指標(biāo)的綜合判斷對BKVAN 的診斷至關(guān)重要[40-41]。腸道菌群能影響宿主的免疫功能調(diào)節(jié),但在移植受者中腸道菌群與BK 病毒感染的關(guān)系仍有待探究。首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院的一項(xiàng)對照研究發(fā)現(xiàn)厚壁菌門與擬桿菌門之比在BK 病毒感染受者中升高,同時發(fā)現(xiàn)擬桿菌門數(shù)量與CD4/CD8 比例呈正相關(guān),并基于腸道菌群的差異建立了BK病毒感染的預(yù)測模型[42]。此外,南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院團(tuán)隊(duì)建立的腎移植術(shù)后BK 病毒再激活風(fēng)險時間動態(tài)預(yù)測模型,也為BK 病毒陽性受者術(shù)后監(jiān)測隨訪提供了新思路[43]。
在新型冠狀病毒感染流行時期,河南省人民醫(yī)院團(tuán)隊(duì)使用病原體宏基因組測序鑒定出腎移植受者主要的肺部感染病原體為細(xì)環(huán)病毒、人巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus,CMV)及人皰疹病毒1 型[44]。機(jī)會性感染仍是腎移植受者感染的關(guān)鍵,耶氏肺孢子菌肺炎(pneumocystis jiroveciipneumonia,PJP)是嚴(yán)重威脅腎移植受者生命健康的機(jī)會性感染。武漢大學(xué)人民醫(yī)院的研究顯示,CMV 與PJP 混合感染病死率超過20%,是單純CMV 感染的9.4 倍[45]。復(fù)方磺胺甲唑(trimethoprim-sulfamethoxazole,TMP/SMX)已廣泛應(yīng)用于移植術(shù)后PJP 的預(yù)防,但其合適的預(yù)防劑量仍有待探究。上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院的一項(xiàng)真實(shí)世界研究明確20 mg TMP/100 mg SMX 隔日服用的超低劑量方案對預(yù)防腎移植術(shù)后PJP 有效,提示臨床上使用更低劑量的TMP/SMX 在預(yù)防PJP 上可行[46]。而在嚴(yán)重PJP 的治療上,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)亦證實(shí)低劑量的TMP/SMX 聯(lián)合克林霉素的治療方案優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)治療劑量[47]。提示臨床實(shí)踐更低劑量的TMP/SMX 能在有效治療PJP 的基礎(chǔ)上更好地保護(hù)移植腎功能。
擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)供者帶來的DGF 是心臟死亡器官捐獻(xiàn)時代難以回避的主題[48-49]。腎小管損傷被認(rèn)為是DGF 發(fā)生的核心機(jī)制,供者腎小管損傷與DGF 發(fā)生具有明確關(guān)系,但與腎移植的長期預(yù)后是否有關(guān)仍有待進(jìn)一步探討。中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院一項(xiàng)長達(dá)7年的觀察性研究提示,重度腎小管損傷的DGF 發(fā)生率較高、恢復(fù)時間更長,但遠(yuǎn)期估算腎小球?yàn)V過率、移植物和受者存活率差異無統(tǒng)計學(xué)意義,聯(lián)合其他臨床指標(biāo)對預(yù)測移植腎結(jié)局更有意義[50]。這也提示供者腎小管損傷、DGF 發(fā)生和腎移植預(yù)后三者間的關(guān)系仍待進(jìn)一步深入探究。
圍手術(shù)期處理對DGF 的防治具有重要意義,蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科團(tuán)隊(duì)納入114 受者的隨機(jī)對照研究提示含有右美托咪定麻醉方案可減少心臟死亡器官捐獻(xiàn)腎移植術(shù)后DGF 的發(fā)生[51]。圍手術(shù)期的各個環(huán)節(jié)在器官功能保護(hù)的作用都不可忽視,對改善腎移植受者預(yù)后均具有重要意義。
過去1年,中國腎移植領(lǐng)域研究發(fā)展喜人,在國際移植舞臺發(fā)出了響亮的中國聲音。多學(xué)科交叉仍是發(fā)展的趨勢,新興技術(shù)在器官移植研究中的應(yīng)用為腎移植事業(yè)發(fā)展帶來了更廣闊的前景。筆者堅信,在國內(nèi)移植工作者的不懈努力下,隨著對移植生物學(xué)的不斷深入理解,以及越來越多科技成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用,臨床上的困境將逐步突破。伴隨我國移植量與質(zhì)上協(xié)調(diào)發(fā)展,來自中國移植界的聲音將更加響亮。