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编号:10253442
移植肾临界改变的免疫病理研究
http://www.100md.com 《肾脏病与透析肾移植杂志》 1999年第6期
     作者:戴春笋 杨俊伟 陈惠萍 尹广 季曙明 周虹 刘志红 黎磊石

    单位:南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所 (南京,210002)

    关键词:移植肾临界改变;急性排斥反应;免疫病理

    肾脏病与透析肾移植杂志990605 摘 要 目的:观察临界改变的移植肾组织免疫病理变化与正常移植肾和急性排斥间的差异,分析不同临床表现患者的免疫病理特点。 方法:免疫组化方法检测22例临界改变,20例正常移植肾及15例急性排斥肾间质浸润的CD4+、CD8+,PCNA+和CD25+细胞,以及皮质肾小管DR和ICAM-1蛋白的表达。以单位面积内计数的方法对皮质间质浸润的细胞及DR+和ICAM-1+小管数进行半定量测定。 结果:22例诊断为临界改变的患者中,14例肾功能正常,8例有肾功能异常。肾功能异常者与肾功能正常者的临界改变,其组织形态学差异不显著。临界改变多发生于术后3个月内(20/22例)。临界改变肾组织免疫病理表现为:①肾间质中浸润的CD4+、CD8+、PCNA+及CD25+细胞数均高于正常移植肾但是低于急性排斥。②肾皮质DR+小管数显著多于正常移植肾,但是与急排肾皮质区DR+小管数之间无差异;③皮质ICAM-1+小管数与正常相近,急排的ICAM-1+小管数明显增加,与临界改变相比差异非常显著。 结论:临界改变肾组织中,CD4+、CD8+、PCNA+及CD25+细胞数介于正常与急性排斥之间。其小管DR蛋白表达与急排相近,而ICAM-1蛋白的表达与急性排斥相比差异非常显著。
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    IMMUNOHISTOCHEMICAL FEATURES OF “BORDERLINE CHANGES”IN CADAVERIC KIDNEY TRANSPLANTATION

    Dai Chunsun,Yang Junwei,Chen Huiping,Ying Guang,Ji Shuming,Zhou Hong,Liu Zhihong,Li Leishi

    Research Institute of Nephrology,Jinling Hospital,School of Medicine,Nanjing University,Nanjing,210002

    OBJECTIVE To examine the immunohistochemical features in renal allograft biopsy sections of borderline changes patients,and to evaluate the relationship between immunohistochemical and clinical features in recipients of cadaveric kidney transplantation.
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    METHODOLOGY We reviewed the clinical and immunohistochemical data in 22 patients with borderline change,and compared them to 20 recipients with normal allograft function and 15 patients with acute rejection.PAP four-layer immunohistochemical staining was applied in the detection of CD4+,CD8+,PCNA,CD25+ cell infiltration and ICAM-1,HLA-DR protein synthesis.All biopsies were systematically evaluated according to BANFF schema.

    RESULTS 20 of the 22 patients with “borderline changes”were diagnosed within 3 months after transplantation.In “borderline changes”biopsies,there were more infiltrating CD4+,CD8+,PCNA+ and CD25+ cells than those in normal allografts,but still significantly less than those in allografts with acute rejection.Among all of the infiltrating cells,PCNA+ cell infiltration increased most prominently in acute rejection.Compared to normal allografts,HLA-DR protein production in cortical tubular cells was found greatly elevated in allografts of “borderline changes”,which was similar to that in acute rejection,while ICAM-1 production was found only slightly increased in allografts of “borderline changes”,which was significantly lower than that in acute rejection.
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    CONCLUSION Borderline change renal allograft had distinct immunohistochemical featrues as compared to normal allograft change or acute rejection.

    Key words kidney transplantation borderline change immunohistochemistry

    根据Banff分类方案,临界改变是介于正常移植肾和急性排斥反应(简称急排,下同)之间的一类移植肾组织改变[1,2]。迄今为止,临界改变的免疫病理性质、及其对移植肾组织-结构及功能的影响仍未引起人们足够的重视,临界改变是否需要强化免疫抑制治疗及其对移植预后的影响目前尚有争议[3~5]。本文以22例诊断为临界改变的肾移植患者作为观察对象,通过比较其肾组织免疫病理与正常移植肾和急性排斥肾组织的差异,观察临界改变的肾组织免疫病理变化与临床表现之间的关系。
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    1 对象和方法

    1.1 研究对象 1994年7月至1996年12月我院共施行156例次肾脏移植,其中男性111例,女性45例,平均年龄35.5±6.0(18~55)岁,供受体间ABO血型相配,补体依赖的淋巴细胞毒性试验(CDC)水平分别低于10%。术前及术后1个月和3个月时行常规移植肾组织穿刺活检术(简称肾穿,下同)。患者短期内出现肾功能减退疑为急排时行急诊肾穿。156例患者术后共行369例次肾穿,44例次诊断为临界改变。其中22例次为强化抗排斥治疗后重复肾活检获得的临界改变标本,故未列入本研究。另选20例肾功能正常及15例发生急性排斥的同期肾移植患者,分别作为正常对照组和急排对照组。

    1.2 免疫抑制治疗方案 所有患者均采用常规“三联(硫唑嘌呤+环孢素A+强的松)”免疫抑制疗法。免疫抑制治疗分为诱导和维持两个阶段,具体方法参见文献[6]。

    1.3 移植肾组织标本 肾穿标本分成三份,分别留做普通光镜,电镜和免疫组化检查。光镜标本常规HE,PAS及PAM-Masson染色。肾组织冰冻切片(4μm)用于免疫组化染色。应用特异性针对标记蛋白的单克隆抗体(均购自DAKO公司),采用PAP四层染色法,检测肾皮质区间质CD4+、CD8+、PCNA,CD25+细胞及ICAM-1,HLA-DR阳性小管数。显微测微器中分别计数皮质区染色阳性肾小管或间质中染色阳性细胞数,实验结果以肾皮质区阳性小管数目或阳性细胞数/mm2分别表示。
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    1.4 临界改变与急排的诊断 急排的诊断:临床出现发热,24h内尿量减少到原尿量的50%以上,同时SCr水平进行性上升(24h内上升到原肌酐水平的25%以上);并伴有移植肾胀痛,高血压及体重增加者;排除急性CsA中毒,急性肾小管坏死,感染及手术并发症,并经肾活检病理确诊。移植肾临界改变与急排的病理根据肾小球,肾小管,肾间质血管病变及间质单核细胞浸润,参照Banff 93-95分类方案[1]。以轻度小管炎(浸润细胞<4个/小管截面,t1级),和(或)间质炎性细胞浸润低于50%(i1或i2级),且无血管炎的形态学改变诊断为临界改变。

    1.5 血生化指标检测 采用Hitach-7150自动生化分析仪对血清肌酐(SCr),尿素氮(BUN)及其它生化指标进行检测。

    1.6 统计学处理 计量资料以均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。计数资料以例数表示,组间比较采用卡方检验;P<0.05为差异显著,P<0.01为差异非常显著。
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    2 结果

    2.1 患者的一般情况 22例患者中男性14例,女性8例,平均年龄35.8±7.0岁。本组患者年龄与性别分布,移植肾热/冷缺血时间,术前CDC水平,均与正常对照及急排对照组患者差异不显著(表1)。

    表1 各组肾移植患者的一般情况

    正常对照组(n=20)

    临界改变组

    (n=22)

    急排对照组

    (n=15)

    性别(男/女)

    13/7
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    14/8

    12/3

    年龄(岁)

    35.4±9.4

    35.8±7.0

    36.3±8.2

    缺血时间

    热缺血(min)

    7.2±2.0

    7.6±1.7

    7.5±1.4

    冷缺血(h)
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    14.5±7.1

    14.2±6.0

    15.0±6.9

    CDC(%)

    5.0±2.0

    4.7±2.4

    5.2±2.3

    CDC=补体依赖的淋巴细胞毒性试验

    2.2 临界改变发生的时间及与临床症状的关系 本组22例临界改变多发生于术后3个月以内(20例,90%),其中1月内有11例(50%),术后1月至3月间有9例。13例临界改变表现为t1级小管炎,同时伴有i1或i2级的间质单核细胞浸润。另外9例患者移植肾组织的临界改变仅见i1或i2级的间质单核细胞浸润。13例出现轻度小管炎的临界改变多发生在术后的1个月至3个月之间(8/13例,62%);仅有间质单核细胞浸润的临界改变以术后1个月为主(7/9,78%)。
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    22例患者中有14例(64%)是术后常规肾活检时发现的,其肾穿前的肾功能稳定。余下8例临界改变是因患者短期内出现明显的SCr升高行急诊肾活检时发现。出现小管炎的13例患者和未见小管炎病变的9例患者中,均各有4例是因短期内出现肾功能异常行急诊肾穿诊断为临界改变。作者注意到,出现小管炎的4例急诊肾穿患者的SCr水平高于未见小管炎的4例急诊肾穿患者,但无统计学意义。此外,该8例患者与14例肾功能正常临界改变患者的年龄、移植肾缺血时间及术前CDC结果均未见明显差异。

    2.3 移植肾临界改变的免疫病理改变 如表2所示,正常移植肾间质中存在着一定量的CD4+、CD8+细胞以及少量的PCNA+和CD25+细胞,CD4+和CD8+细胞的数量基本相等。皮质小管有少量HLA-DR蛋白的表达,未见ICAM-1表达。临界改变肾间质中CD4+、CD8+、PCNA+及CD25+细胞均明显增多。CD8+细胞的增加略高于CD4+细胞。临界改变肾皮质小管中DR抗原的表达也显著增加,但ICAM-1蛋白的表达并无明显增加(见附图A)。表2 各组肾移植患者肾组织免疫病理改变
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    正常对照组

    (n=20)

    临界改变组

    (n=22)

    急排对照组

    (n=15)

    间质阳性细胞(/mm2)

    CD4+

    36.8±18.1

    178.4±94.3*△

    264.7±59.5*
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    CD8+

    33.8±9.6

    250.2±155.2*#

    683.3±266.3*

    RT

    1.08±0.3

    0.72±0.30*

    0.51±0.25*

    PCNA+

    9.6±4.7
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    22.8±18.8*#

    167.5±172.6*

    CD25+

    2.7±3.0

    21.5±9.4*△

    46.1±23.9*

    间质阳性小管(%)

    DR+

    8.9±8.4

    48.1±26.5*
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    52.8±22.2*

    ICAM-1+

    0

    0.9±1.5

    40.3±16.7*

    RT=CD4/CD8比值:*P<0.01(与正常对照相比);

    P<0.05(与急排相比):P<0.01(与急排相比)

    发生急排的肾皮质间质中,浸润的CD4+细胞和CD8+细胞的数量进一步增加,CD8+细胞增加更明显,多出CD4+细胞近一倍。急排肾间质中CD25+细胞及PCNA+细胞明显增多,以PCNA+细胞增多更为显著。急排中肾小管ICAM-1蛋白的表达量也显著增加,但其肾小管DR抗原的表达与临界改变接近(见附图B)。
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    附图 临界改变与急排肾组织中浸润细胞数和肾小管DR+/ICAM-1+小管数的变化

    A:临界改变和急性排斥肾组织中不同免疫病理指标的变化(取与正常对照的相对值);B:急性排斥肾组织中不同免疫病理指标相对临界改变的变化

    3 讨论

    本文报道了22例临界改变的免疫组化改变及其与患者临床表现的关系。本研究中,临界改变多发生于术后3个月以内,其中有近2/3的患者发现临界改变时临床上无肾功能异常的表现。与正常移植肾组织相比,临界改变的肾间质中细胞浸润增加,其中CD8+细胞和CD25+细胞增加的最多,CD4+细胞次之,PCNA+细胞仅有轻度的增加,但均少于相同类型细胞在急排肾间质中的浸润。

    人们往往觉得临界改变是介于正常移植肾与急排之间的一类改变,作者认为可能并非如此简单。尽管急排中肾间质浸润的CD4+、CD8+、CD25+及PCNA+细胞数多于临界改变,但是各类细胞增加的程度相去甚远,除去PCNA+细胞明显增加达6.6倍外,CD8+和CD25+细胞数分别增多1.7倍和1.2倍,而CD4+细胞数仅增加0.4倍。尤其值得注意的是,临界改变的肾小管只表达极少量的ICAM-1+蛋白,而急排中ICAM-1+表达量非常显著地增加,超出临界改变达40余倍。相同条件下,两组肾小管HLA-DR蛋白的表达却差异不显著。
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    以往研究表明,宿主针对移植肾的免疫反应是以T细胞活化为中心环节的细胞免疫反应。根据T细胞表面膜蛋白的不同可将其分为若干亚群。CD4+和CD8+细胞分别代表辅助性T细胞和细胞毒性/抑制性T细胞。PCNA是增殖期细胞核内的蛋白质,S期细胞表达至峰值,是与细胞增殖密切相关的蛋白之一,通常将PCNA+细胞认作处于增殖状态的细胞。CD25即白介素-2受体α链,只有在Τ细胞被激活时才表达于细胞膜表面,可将其视为活化T细胞的标志蛋白。DR抗原是由多态性基因MHC-Ⅱ编码的跨膜蛋白,有α、β两个亚基的异二聚体。正常条件下仅表达于少数的所谓“专业性”抗原呈递细胞(APC)表面,如树突状细胞、B细胞和巨噬细胞等,起到抗原呈递作用。ICAM-1是属于免疫球蛋白超家族的粘附蛋白之一,不仅可以介导细胞之间的粘附作用,而且能够为T细胞的活化与增殖提供辅助性刺激信号。

    正常情况下,移植肾间质中有少量的淋巴细胞浸润,但其中只有极少量的PCNA+和CD25+细胞。说明此时观察到的淋巴细胞多是些“过路”淋巴细胞。临界改变肾间质中CD4+、CD8+细胞、PCNA+和CD25+细胞均明显增加,表明此时肾组织中存在较多活化的T细胞。急排肾间质中PCNA+细胞进一步明显增多,表明移植肾组织局部可能存在大量的T细胞增殖,这很可能是急排时肾间质淋巴细胞大量聚集的原因之一。
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    正常条件下,人的肾小管上皮细胞不表达HLA-DR蛋白,只有在免疫反应和炎性刺激时,肾小管上皮细胞才大量表达此类蛋白质[10,11]。有报道认为,在特定条件下,肾小管上皮细胞能够表达HLA-DR,可以起到抗原呈递细胞的作用,并且参与移植肾组织局部的免疫损伤[12,13]。因此,急排造成移植肾组织损伤时,小管上皮细胞不仅是炎性损伤的靶细胞,而且也主动参与了移植肾局部的免疫调节过程[14]。本研究结果发现,无论是未见明显肾组织损伤的临界改变,还是已发生严重损伤的急排,其皮质HLA-DR+肾小管数差异不显著,而ICAM-1+小管数却差异显著。由此可以说明仅有DR蛋白的表达尚不足以介导移植肾的损伤,可能同时还需要诸如ICAM-1等辅助因子的参与。肾小管表达的ICAM-1蛋白不仅能够通过粘附,吸引循环中的淋巴细胞进入移植肾间质,而且同时还能够为促进T细胞的增殖起到辅助刺激因子的作用。

    迄今为止排斥反应仍然是阻碍器官移植发展的最重要因素[1]。正确地分析和评价移植器官的病理变化,是施行恰当的抗排斥治疗以及客观评价免疫抑制剂疗效的前提。Banff方案未能明确移植肾临界改变的意义。有关临界改变的研究报告不多,各家所得的结果也不尽相同。临界改变可能表示易发生急排,或可能(将要)发生急排,也可能仅仅表示移植肾的轻-中度的炎症改变。临界改变的对于抗排斥治疗的意义,主要取决于临床经验,所采取的抗排斥治疗措施,肾活检的时间,以及其它相伴的临床和组织形态学特点,如浸润的淋巴细胞是否是活化的细胞,有无组织损伤的证据,和移植肾功能等。本文报道的移植肾临界改变免疫病理研究的结果,可能有助于认识此类病变的性质。
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    作者简介:南京大学医学院博士研究生

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    (1999-11-01收稿), http://www.100md.com