郭晖

摘 要

抗体介导的排斥反应（AMR）亦称体液性排斥反应，是由抗体、补体等多种体液免疫效应因子参与所致的排斥反应免疫损伤。AMR在超急性排斥反应、急性排斥反应以及慢性排斥反应中均发挥了重要的致病作用。本文对AMR的基本定义、Banff移植病理学诊断标准（Banff标准）中AMR病理学的研究历程及其主要成果以及移植肾AMR的主要病变特征进行综述，旨在为准确诊断、及时治疗AMR提供依据，以保障移植肾和受者的长期存活。

抗体介导的排斥反应（antibody-mediated rejection，AMR）是肾移植术后常见的排斥反应类型，诊断及治疗相对棘手，其明确诊断必须借助移植肾穿刺活组织检查（活检）病理学诊断和精确的抗体检测分析。由于AMR病变表现程度不一、抗体检测技术水平的局限、C4d染色方法的稳定性等因素，AMR的免疫损伤机制在很长时间内无法得以揭示。2005年Banff移植病理学诊断标准（Banff标准）首次明确提出了AMR这一移植肾独立的并发症类型，并将AMR分为急性AMR和慢性活动性AMR（chronic active AMR，caAMR），2017年Banff标准在AMR的诊断类别命名上做了更新，取消了急性（acute）的冠名，而采用活动性（active）这一命名，即活动性AMR（active AMR，aAMR）和caAMR。2019年Banff标准在AMR的病理类别中增加慢性（非活动性）AMR的类别，即病变已经进展为caAMR的终末阶段，出现了慢性移植肾肾小球病（transplant glomerulopathy，TG）和（或）肾小管周毛细血管基膜多层（peritubular capillary basement membrane multilayering，PTCBMML）、在既往的活检病理学诊断中曾经出现过aAMR或caAMR以及供者特异性抗体（donor specific antibody，DSA）阳性。为了预防aAMR和caAMR进展到终末期阶段，应密切结合病理学诊断及其病变评分予以积极治疗和早期干预。本文对AMR的基本定义、Banff标准中AMR病理学的研究历程及其主要成果以及移植肾AMR的主要病变特征进行综述，旨在为准确诊断、及时治疗AMR提供依据。

1  AMR的基本定义

AMR亦称体液性排斥反应，是由抗体、补体等多种体液免疫效应因子参与所致的排斥反应免疫损伤。目前，越来越多的实验研究和临床研究结果充分表明，AMR在超急性排斥反应和急性排斥反应中，尤其在慢性排斥反应中，均发挥了重要的致病作用[1]。AMR中由体液免疫介导的免疫损伤有两种发病机制，其一为过敏性排斥反应，即受者体内因先前输血、妊娠或移植等原因而形成了预存抗体（performed antibody），这种预存抗体在移植术后与移植器官内的移植抗原结合后激活补体，释放缓激肽等多种血管活性物质，损伤移植器官的血管内皮细胞，形成动脉内膜炎、血栓并导致移植器官缺血坏死；其二为移植术后移植器官内的移植抗原逐渐刺激受者免疫系统的B细胞产生抗供者移植抗原的新生抗体，又称为DSA，这些抗体不仅可以通过激活补体，而且可以通过抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）破坏移植器官而形成AMR免疫损伤。AMR中除浆细胞这一抗体产生细胞外，也有巨噬细胞、自然杀伤（natural killer，NK）细胞以及嗜酸性粒细胞等多种细胞参与。

2  Banff标准中AMR病理学的研究历程及其主要成果2.1   既往导致AMR免疫损伤机制未明的主要原因

伴随着T细胞介导的排斥反应（T cell-mediated rejection，TCMR）的研究，AMR的免疫损伤现象始终若隐若现，但相比于TCMR，AMR及其病理学研究历程经历了更多的迷茫和曲折。这主要归因于以下几个方面：（1）在早期的实验研究和临床研究中，最初的病理学观察发现，失功的移植物内存在大量炎症细胞浸润，提示炎症细胞可能是导致移植物失功的关键因素[2-3]；（2）基于啮齿类动物的移植免疫学实验研究中，可通过输注T细胞等过继免疫的方式引发和转移急性排斥反应，导致细胞免疫在排斥反应中的作用根深蒂固[4-6]；（3）由于抗体检测技术水平的局限，无法对参与排斥反应的相应抗体予以精确检测[7-9]；（4）对于AMR病理形态学特征的认识相对模糊和肤浅，同时一直缺乏一项可将抗体免疫机制与相应的移植物免疫损伤相衔接的可视化组织病理学标志物。上述客观因素导致AMR的免疫损伤机制在很长时间内无法得以揭示。

2.2   AMR的研究背景

Gorer[10-11]在1938年发现并报道了小鼠主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC），并通过同种肿瘤组织移植观察到受体小鼠可以产生针对该MHC抗原的抗体以形成排斥反应。紧接着Gorer等[12]证实该抗MHC抗原的抗体可以通过补体介导的溶解实验予以检测。这一系列研究使得Gorer等确信抗体在排斥反应中发挥了作用。1958年，Kaliss[13]和van Rood等[14]均报道了人体血清中的抗体可以针对人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）产生。随后Starzl[15]在1964年证实抗HLA抗体可以引发超急性排斥反应。同年Terasaki等[16]报道了抗体的微量淋巴细胞毒检测方法，使得移植术前的抗体检测及其研究成为可能。紧随其后，Kissmeyer-Nielsen等[17]（1966年）和Patel等[18]（1969年）的研究进一步明确预存的抗HLA抗体可以导致移植物损伤。Jeannet等[19]在20世纪70年代最早提出了临床肾移植受者术后早期可产生DSA，进而导致急性血管性排斥反应甚至发生移植肾失功，同时也最早提出抗体可导致慢性移植物失功。在肾移植的临床研究中亦逐渐发现，由移植抗原诱发的血清抗体是导致不可避免的排斥反应的重要因素[20]。20世纪90年代早期，Halloran等[21]和Trpkov等[22]提出了抗体所致免疫损伤的途径为补体-中性粒细胞途径（complement-neutrophil pathway），即DSA与移植物HLA结合后激活补体，介导炎症细胞反应导致局部组织免疫损伤。这些研究成果为进一步寻找到诊断AMR的病理学标志物，以及将AMR的致病机制与病理学表现结合起来奠定了重要的基础。Feucht等[23-24]在1993年最早报道了补体片段C4d在移植肾毛细血管内皮细胞表面的沉积与移植肾失功密切相关，并推荐将C4d作为AMR的组织病理学标志物，这一发现几乎可以称为器官移植AMR病理学研究上的一次革命。在此基础上，美国麻省总医院的Collins等[25]在移植肾活检组织的C4d免疫组织化学（免疫组化）染色诊断及其临床-病理联系方面进行了深入的研究，规范性地建立了C4d免疫荧光法以及免疫酶法的免疫组化染色方法，随后瑞士Basel大学病理学研究所也确定了C4d染色可作为临床移植肾AMR的特异性诊断标志物。紧随其后，奥地利Vienna大学的Böhmig等[26]通过研究也进一步证实了上述发现。这一系列研究进展，不仅迅速改变了长期以来单纯以TCMR作为免疫损伤效应机制的片面观念，也改变了一直以来缺乏一种可视化、特异性诊断标志物导致AMR免疫损伤机制混沌不清的局面。

2.3   历届Banff会议及Banff标准中AMR的研究历程及其主要成果

经过首届Banff会议研讨，在1993年发表的首部Banff标准中确定了移植肾并发症的主要类型，其中将由预存抗体介导的、严重的不可逆性排斥反应确定为超急性排斥反应[27]，并在病理学上初步定义为在肾移植术后数小时内迅猛发生的、肾小球内和肾小管周毛细血管内大量多形核的中性粒细胞淤积以及微血栓栓塞导致的移植肾迅速失功。可见在最初的病理学[苏木素-伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色]观察中已经注意到肾小球毛细血管袢腔内和肾小管周毛细血管内炎症细胞淤积这一微血管炎的特征，同样在1993年Banff标准中也提到在ABO血型不相容（ABO incompatible，ABOi）肾移植中亦发现微血管内中性粒细胞淤积并提示可能与AMR有关[21, 28]，但这一特征性病变的真正临床意义仍未明确。

1997年Banff标准中整合了美国国立卫生研究院（National Institute of Health，NIH）移植肾临床协作研究组（Collaborative Clinical Trials in Transplantation，CCTT）的移植肾急性排斥反应诊断标准（CCTT标准）[29]，认为Ⅲ级（重度）急性排斥反应的动脉炎及动脉管壁的纤维素样坏死中有AMR因素参与。

2003年Banff会议中初步确定C4d免疫组化染色是诊断AMR和判定其预后的重要指标，并对C4d免疫组化染色及其阳性结果的判定方法、AMR的微血管炎及其病理学评分方法进行专题讨论[30]。2003年和2005年Banff会议以及随后发布的2005年Banff标准对于AMR的病理学诊断具有里程碑式的作用[31]：（1）首次明确提出了AMR这一移植肾独立的并发症类型，并将AMR分为急性AMR和caAMR；（2）在明确提出了caAMR以后，可以明确区分导致慢性移植肾失功的病因类型，从而摒弃了慢性移植肾肾病（chronic allograft nephropathy，CAN）这一病因不明的并发症类型；（3）确立了诊断AMR的重要病理学特征，包括C4d染色、肾小管周毛细血管炎[过碘酸-雪夫（periodic acid-Schiff，PAS）、过碘酸六胺银（periodic acid-silver methenamine，PASM）染色]及其评分；（4）首次提出应对所有的移植肾活检组织进行电子显微镜（电镜）观察，并关注到PTCBMML与caAMR和AMR导致的TG协同发生且密切相关；（5）首次提出了利用定量聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）、基因芯片、蛋白质组学等分子病理学技术应用于移植肾AMR诊断的观念。

2007年Banff会议的进展包括：（1）确立了AMR病理学诊断的框架，包括组织病理学损伤尤其是肾小管周毛细血管炎和肾小球炎在内的微血管炎病变、C4d免疫组化染色和DSA检测3个方面的证据；（2）推荐对每例移植肾活检组织均进行C4d免疫组化染色；（3）确立了C4d染色的量化评分和肾小管周毛细血管炎的量化评分；（4）提出C4d阳性但缺乏典型AMR病理学特征的类别并列入AMR类型中；（5）通过基因组学、转录组学等分子病理学研究提出AMR的主要靶部位为移植物微血管床的内皮细胞[32]。同时，与会代表Jabs等[33]首次提出慢性AMR的病理损伤机制的4阶段模式假说，即肾移植术后DSA产生、C4d在移植肾管周毛细血管的沉积、引起AMR相应的慢性组织病理学损伤表现如TG及肾组织纤维化、最终进展为慢性移植肾失功。

2009年Banff会议的进展包括：（1）首次针对移植肾的不同病变成立了包括肾小球病研究工作组在内的多个专题工作组，针对AMR所致的肾小球炎和慢性肾小球损伤病变中的基底膜增厚及系膜基质增生的量化计分予以研究；（2）明确了移植物的微血管内皮细胞是AMR损伤的主要靶部位[34]；（3）扩展了对C4d免疫组化染色的认识，即部分AMR呈C4d阴性、部分AMR呈C4d阳性但缺乏AMR损伤及其病理学表现提示为免疫适应（accommodation）现象[35]，以及C4d对部分caAMR诊断并不具有良好的灵敏度[36]；（4）进一步明确了电镜在AMR的诊断和鉴别诊断中的独特作用，建议对移植肾活检组织均进行电镜诊断，对疑为AMR者也应尽早进行活检并予以电镜诊断[37]；（5）进一步明确认识到AMR不仅存在于移植肾，也存在于移植心脏、移植肺、移植胰腺以及移植肝等各类移植器官[38]，需要予以广泛重视。

2011年Banff会议的进展包括：（1）最大进展为确立了C4d阴性AMR并将其纳入新的Banff标准中，并成立了C4d阴性AMR的研究工作组[39]；（2）在C4d阴性的前提下，移植肾包括肾小管周毛细血管炎和肾小球炎在内的微血管炎成为诊断AMR的重要特征性病变[40-43]；（3）持续存在的亚临床AMR的微血管炎病变是进展为以TG和PTCBMML为特征的caAMR的重要致病因素[44]；（4）对于超敏受者，术后早期（3个月内）的电镜观察对于早期发现AMR所致内皮细胞损伤非常重要[37]。

2013年Banff会议的进展延续了2011年Banff会议的成果，由此发布了2013年Banff标准[42]，该标准是AMR研究及其病理学诊断方面一项最为全面的总结。其主要进展包括：（1）确定了C4d阴性AMR的诊断标准为出现微血管炎[40-41, 45-46]，包括肾小管周毛细血管炎和肾小球炎，尤其是两者的合计分≥2分[47]，甚至出现血栓性微血管病（thrombotic microangiopathy，TMA）病变，并能检测出DSA；（2）改变了既往单一依赖C4d染色结果的片面观念，改为需要获得新近的移植物微血管内皮细胞免疫损伤的证据（包括转录组学等分子生物学证据、微血管炎表现或者电镜中内皮细胞损伤的证据）；（3）明确规定对于超敏受者、术后检测出DSA者、既往活检中C4d染色阳性者和具有微血管炎者均须进行电镜诊断[48-51]；同时也确定动脉内膜炎不仅是急性TCMR，而且也是急性AMR的特征性病变[52]。

2015年Banff会议进一步延续了2013年Banff会议中对于AMR尤其是C4d阴性AMR的讨论，其进展包括：（1）在AMR的诊断中必须加强对DSA的研究和检测，在关注抗HLA抗体的同时也需要高度关注非HLA抗体[53-55]；（2）同时也需要注意基于不同抗体的类型及其与移植物血管内皮细胞结合力的差异、滴度的波动等多种因素，并非所有的DSA均与移植物活检病理学及其临床表现平行出现[56-61]，因此在具备典型的AMR病理学表现而缺乏DSA阳性时，亦可从活检病理学上诊断AMR[62-63]；（3）需要注意亚临床AMR[64]；（4）在慢性移植肾排斥反应中不仅有慢性活动性TCMR（chronic active TCMR，caTCMR），也常常合并caAMR即混合性排斥反应（mixed rejection）[65]；（5）成立了电镜研究工作组。

基于历届会议对AMR的认识日渐丰富，2017年Banff会议及2017年Banff标准在AMR方面的主要进展并非在病理形态学上，而是在AMR的诊断类别命名上做了更新，取消了急性（acute）的冠名，而采用活动性（active）这一命名，即aAMR和caAMR [66-67]，这一更新的目的更多是面向临床，提示临床需要警惕AMR的发生并不具有严格的时间性，可见于术后受者处于低免疫抑制状态的任何时间段内，而明确诊断需要活检病理学观察及DSA的详细检测和分析。对于aAMR和caAMR，应密切结合病理学诊断及其病变评分予以积极治疗和早期干预，预防其进展到终末期阶段。同时在AMR的病理类别中也增加了C4d阳性而缺乏AMR特征性病变这一独特类别，其主要表现为C4d染色呈阳性但未见其他如微血管炎在内的aAMR或caAMR的特征性病变，初步考虑为免疫适应等因素所致，但仍未完全明确其机制及其临床意义。在病理学上仅有小的改进，包括对移植肾活检组织内C4d阳性（>10%肾小管周毛细血管阳性，即免疫荧光染色阳性计分C4d2或C4d3，亦或免疫酶组化染色阳性计分C4d1）但合并有微血管炎者，无论DSA阳性与否都可在病理学上诊断AMR；同时也强调了对于活检提示AMR病变者均应进行DSA检测。

2019年Banff会议及2019年Banff标准中的进展为推荐将PTCBMML的名词缩写简化为PTCML；在AMR的病理类别中除aAMR、caAMR以外，增加慢性（非活动性）AMR的类别，即病变已经进展为caAMR的终末阶段，包括微血管炎在内的aAMR的病理学活动性表现已基本消失，而遗留下单纯的慢性病变即出现TG和（或）PTCML、在既往的活检病理学诊断中曾经诊断过aAMR或caAMR以及DSA阳性[68]。

3  移植肾AMR的主要病变特征3.1   移植肾aAMR的病变特征

除严重的、经典的超急性排斥反应以外，多数发生aAMR的移植肾肉眼观常难见明显异常，也可表现为移植肾肿胀、质硬，表面呈灰红色，严重者表面和剖面可见局灶性出血坏死或点状出血。部分典型病例C4d免疫荧光染色或免疫酶组化染色呈阳性（图 1），其镜下特征性的病理学表现主要为微血管炎，同时也可见动脉内膜炎或TMA表现。

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3.1.1   微血管炎

微血管炎是抗体对血管内皮细胞损伤的表现，微血管（毛细血管）是aAMR损伤的主要靶部位。微血管炎病变包括肾小球炎和肾小管周毛细血管炎，且两者往往同时出现。在实际的病例中，微血管炎病变中的肾小球炎和肾小管周毛细血管炎不仅出现在aAMR，也可以持续出现在caAMR病变中，此时往往提示虽存在AMR慢性病变，但aAMR仍处在活动性、持续的进展中，需要予以及时、积极的干预治疗。

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肾小球炎为肾小球的毛细血管袢腔内出现数量不等的炎症细胞淤积、浸润，病变初期或病变严重时，淤积及浸润的炎症细胞中可混有中性粒细胞，而多数情况下为淋巴细胞、单核巨噬细胞（图 2），有时可见炎症细胞贴附于毛细血管内皮细胞。

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肾小管周毛细血管炎表现为肾小管周毛细血管的管腔扩张、管腔内可见数量不等的炎症细胞淤积，在病变初期或病变严重时，滞留的炎症细胞以中性粒细胞为主，但多数情况下也同样以淋巴细胞和单核巨噬细胞淤积为主（图 3）。

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3.1.2   动脉内膜炎

2013年Banff标准中明确提议将动脉内膜炎纳入aAMR的病理学诊断标准中，虽然动脉内膜炎病变是严重的急性TCMR病变，但研究发现其同样可见于aAMR和急性混合性排斥反应中，且与aAMR的预后有明确的相关性。动脉内膜炎表现为小动脉内膜有不同程度的单个核炎症细胞浸润，病变轻者仅为动脉内皮炎（图 4A）；重者见内膜内多数的炎症细胞浸润以及内膜水肿、内皮细胞空泡变即动脉内膜炎（图 4B）；更为严重者可见炎症细胞浸润累及小动脉壁的各层，包括内膜、中膜和外膜，即透壁性小动脉炎或透壁性血管炎；最为严重者甚至导致动脉管壁纤维素样坏死（图 4C）。

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3.1.3   急性血栓性微血管病

发生aAMR时，其形态学上也可以出现类似于急性TMA的病理改变。光学显微镜（光镜）下，可见肾小球毛细血管内皮细胞肿胀、增生伴不同程度炎症细胞浸润，有时可见系膜溶解，增生的内皮细胞甚至可充满整个毛细血管腔，有时可见微血栓形成（图 5）。细小动脉内皮细胞肿胀，内膜可有同程度的黏液变性和增厚，细动脉内可伴有血栓形成。电镜下，典型的急性TMA可见肾小球内皮细胞肿胀，主要表现为肾小球基底膜内疏松层弥漫性水肿、增厚致毛细血管内皮细胞下间隙增宽。由于肾移植术后能引起急性TMA的原因很多，包括感染、恶性高血压、系统性硬化等，因此在考虑急性AMR引起的急性TMA病变时，要排除其他可能引起TMA的原因。

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3.2   移植肾caAMR的病变特征

移植肾caAMR的肉眼观可见移植肾明显萎缩及体积缩小、质硬、表面苍白或色泽灰暗。光镜下，caAMR病变多样，可出现如下几种相对特异性的病理学表现。

3.2.1   慢性移植肾肾小球病

慢性TG主要表现为肾小球基底膜弥漫性增厚伴双轨征，病变轻者有时仅在电镜下见肾小球基底膜的双轨征。病变进一步发展可在光镜下见肾小球基底膜节段性双轨征形成，病变重者见弥漫肾小球基底膜增厚伴明显双轨征形成（图 6），肾小球系膜细胞和基质、内皮细胞可呈不同程度增生，有时可伴节段性肾小球硬化和分叶。光镜下病变类似于膜增生性肾小球肾炎，但肾小球分叶状往往不明显，也无显著嗜复红物质沉积，其明确诊断需要电镜观察，电镜下在基底膜和系膜区内往往无明显电子致密物沉积，但可见足突弥漫性融合，同时需排除其它肾小球病因素。

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3.2.2   肾小管周毛细血管基膜多层

PTCML即肾小管周毛细血管基膜正常为单层，在反复的AMR免疫损伤和修复过程中增生为多层，在PAS和PASM染色光镜观察中可见肾小管周毛细血管基膜不同程度增厚，但其明确诊断必须借助电镜诊断（图 7）。PTCML的诊断标准为，电镜下见1支肾小管周毛细血管基膜增生达7层，或2支肾小管周毛细血管基膜均达到5层。目前Banff标准中将PTCML病变作为诊断caAMR的特征性病变，其在非移植肾活检组织中的出现概率不足1%。这一病变进一步深刻体现出移植肾微血管床是AMR免疫损伤的主要靶部位。

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3.3   移植肾慢性移植物血管病的病变特征

与caTCMR类似，移植肾发生caAMR时也可形成慢性移植物血管病（chronic allograft vasculopathy，CAV），病变特征为动脉内膜增生、增厚致管腔狭窄甚至闭塞。

4  小  结

随着移植免疫学研究的深入和抗体检测技术水平的提高，移植科和病理科医师对移植肾AMR的认识日益提高，也意识到其对肾移植术后受者的预后非常重要，而明确诊断必须借助移植肾穿刺活检病理学诊断和精确的抗体检测分析。移植肾aAMR的病理学特征为肾小球炎和肾小管周毛细血管炎；caAMR的病理学特征包括慢性TG和PTCML，同时也可见CAV。虽然目前已经对移植肾AMR的相应病变有了一定的认识，但临床中仍可见许多诸如AMR的病理学表现与其C4d染色或DSA检测结果不一致的情况，其原因包括病变表现程度不一、抗体检测技术灵敏度的差异、抗体的类型以及体内抗体水平的波动或C4d染色方法的稳定性等多个方面，因此更需要临床与病理科室的密切沟通和讨论，准确诊断并及时予以针对性的治疗，预防其进展为caAMR，保障移植肾和受者的长期存活。

致谢: 本文中电镜图片由武汉大学人民医院超微病理中心官阳教授提供，特此致谢！

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作者单位：

华中科技大学同济医学院附属同济医院器官移植研究所

器官移植教育部重点实验室

国家卫生健康委员会器官移植重点实验室

中国医学科学院器官移植重点实验室

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