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编号:10214404
协调性异种肝移植免疫病理学的实验研究谈
http://www.100md.com 《第二军医大学学报》 2000年第2期
     作者:景旺 张绍庚 杨甲梅 钱光相 吴孟超

    单位:钱光相(第二军医大学东方肝胆外科医院,上海 200433);杨甲梅(第二军医大学东方肝胆外科医院,上海 200433);吴孟超(第二军医大学东方肝胆外科医院,上海 200433);谈景旺(南京军区福州总医院肝胆外科中心,福州 350025);张绍庚(南京军区福州总医院肝胆外科中心,福州 350025)

    关键词:肝移植;移植;异种;病理学

    第二军医大学学报000221 摘 要:目的:观察协调性异种肝移植免疫病理变化,探讨其免疫排斥反应机制。方法:建立仓鼠到大鼠原位肝移植模型,运用组织学方法检测异种肝移植受体脾脏、淋巴结的组织学的改变;采用免疫组织化学的方法检测移植肝大鼠抗体的沉着、淋巴细胞的浸润及穿孔素、Fas-L的表达;原位末端标记方法(TUNEL)检测移植肝细胞凋亡。结果:在移植免疫排斥反应中,受体脾脏、淋巴结内淋巴细胞迅速增殖;移植肝3 d后出现越来越多的大鼠抗体沉着和淋巴细胞浸润,并表达穿孔素、Fas-L,随之遭受免疫损害而产生大量的细胞凋亡及细胞坏死。结论:协调性异种肝移植免疫排斥反应中,T淋巴细胞可通过产生穿孔素、Fas-L而使供肝细胞凋亡或坏死;脾脏可产生大量抗体沉着于移植物而致免疫损害。
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    分类号:R 657.3 文献标识码:A

    文章编号:0258-879X(2000)02-0166-03

    The immunopathology in concordant liver xenograft

    YANG Jia-Mei

    (Department of Hepatobiliary Surgery, Eastern Hospital of Hepatobiliary Surgery, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)

    QIAN Guang-Xiang

    (Department of Hepatobiliary Surgery, Eastern Hospital of Hepatobiliary Surgery, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
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    WU Meng-Chao

    (Department of Hepatobiliary Surgery, Eastern Hospital of Hepatobiliary Surgery, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)

    TAN Jing-Wang

    (Department of Hepatobiliary Surgery,Fuzhou General Hospital,Nanjing command Area, Fuzhou 350025, China)

    ZHANG Shao-Geng

    (Department of Hepatobiliary Surgery,Fuzhou General Hospital,Nanjing command Area, Fuzhou 350025, China)
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    ABSTRACT:Objectives: To investigate the immunopathologic change in the rejection of liver xenograft. Methods: After orthotopic liver transplantation model was established, the histologic change of spleen,lymphocyte node and the graft was observed histologically; the expression of perforin and Fas-L and the deposits of antibody was detected by immunohistochemistry; the apoptosis in grafts was examined by histology and TUNEL. Results: In the xenogenic rejection,the spleen and lymphocyte node proliferate rapidly and become larger. In the graft, the antibody deposits, the T lymphocyte infiltration,the expression of Fas-L and perforin could be detected, and increasing as time passes, the incidence of hepatocyte apoptosis increased markedly,too. Conclusion: In the xenogenic rejection,the antibody and T cell mediated-cytotoxicity plays an important role, T cell make the target cell necrotic or apoptotic by the pathway of Fas-L and perforin.
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    KEY WORDS:liver transplantation; transplantation, heterologous; pathology▲

    异种移植是解决供体器官不足的根本办法。基因工程等技术的迅猛发展,显示了异种移植的广阔前景。基于异种器官具有选择方便、来源丰富、大小适宜等优点,人们的兴趣重新转向了异种移植的研究,目前存在关键的问题仍然是异种移植免疫学方面的障碍。我们在建立仓鼠到大鼠原位肝移植模型的基础上,运用免疫学、病理学等方法检测异种移植免疫排斥反应时的受体器官病理变化,探讨其免疫排斥反应机制。

    1 材料和方法

    1.1 原位肝移植动物模型的建立 (1) 实验动物 供体:仓鼠(上海计划生育研究所动物中心提供),雌性,40~46 d龄,体质量110~150 g;受体 :近交系Wistar大鼠(中科院上海分院动物中心提供),雄性,50~60 d龄,体质量150~220 g。 (2) 操作步骤: 采用改进的Harihara法[1],简述如下:供体氯胺酮麻醉,“十”字切口,游离肝周韧带及血管,并切除胆囊,结扎肝动脉,然后经门静脉插管,4℃乳酸盐液灌注,取下供肝,各血管套好套管后4℃冷藏待植。受体乙醚麻醉,切除受体肝脏,植入供肝,各血管袖套吻合,胆管内置管引流。
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    1.2 取材 分别于术后1,3,5,7 d处死动物,每组至少3只,留取受体脾、淋巴结及移植肝冻存,待检测。

    1.3 普通组织学检查 常规石蜡切片,苏木精-伊红(HE)染色,常规光镜下观察。

    1.4 免疫组织化学检查 (1) CD4,CD8,Fas-L,穿孔素的检测:取上述新鲜肝组织标本,液氮速冻,-80℃保存,冰冻切片ABC法[2]免疫组化染色。一抗:小鼠抗大鼠CD3,CD4,CB8单克隆杭体(均为Serotec公司产品,日本学者吴笑山博士惠赠),Fas-L免抗人、大鼠等多克隆抗体(北京中山公司产品),小鼠穿孔素多克隆抗体(美国Podack博士惠赠)。 二抗:生物素化羊抗小鼠单克隆抗体(华美公司产品)、生物素化羊抗兔单克隆抗体(华美公司产品)。(2)移植肝大鼠抗体沉着及脾脏大鼠抗体产生的检测: 直接运用生物素化兔抗大鼠抗体(华美公司产品)检测大鼠抗体。 DAB染色,苏木精复染,常规封片。
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    1.5 肝细胞凋亡的检测 参见TUNEL法[3]标记凋亡肝细胞。主要试剂:末端脱氧核糖核酸转移酶(TdT)、生物素化的dUTP(Biotin-11-dUTP)、亲和素碱性磷酸酶(Avidin-AKP)、显色液为NBT+BCIP(宝灵曼公司产品)。结果判断:细胞核染成蓝色者为阳性细胞,即凋亡细胞,表现为固缩状、或向核周边集聚、或呈碎片状等。

    2 结 果

    2.1 移植肝脏病理变化 术后第1天,肝组织结构正常,无淋巴细胞浸润;术后第3天,肝组织结构轻度损害,门管区可见少量的淋巴细胞浸润(图1A);术后5 d,肝组织结构严重损害,肝间质及门管区可见大量的淋巴细胞浸润;术后第7天,肝组织结构进一步损害,动物死亡。

    2.2 脾脏及淋巴细胞的病理变化 术后第1天,脾脏及淋巴细胞迅速增殖,术后5 d达到高峰;整个脾脏增大约4~5倍,其中边缘区增厚最为明显。
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    2.3 移植肝的淋巴细胞的分型 普通组织学观察结果显示,移植肝术后3 d可见少量的淋巴细胞浸润,术后5 d达到高峰;免疫组织化学的结果证实浸润的淋巴细胞包括CD4,CD8亚型T淋巴细胞,其中以CD8细胞为主。

    2.4 移植肝穿孔素、Fas-L的表达 移植肝术后4 d可见少量穿孔素、Fas-L的表达,术后5~6 d达到高峰,穿孔素表达始终较Fas-L高(图1 B,C)。

    图1 肝脏异种移植术后病理变化

    Fig 1 Pathologic and histochemical changes of liver tissue after xenograft

    A: The histopathologic manifestations characteristic of xenograft rejection detected 3 d after transplantation (×66);
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    B: The expression of perforin in liver grafts 5 d after xenograft (×400);

    C: The expression of Fas-L in live grafts 5 d after xenograft (×400)

    2.5 移植肝细胞凋亡的检测结果 普通组织学及原位末端标记方法均显示异种组术后1 d即可见少量的细胞凋亡,术后2 d稍下降,术后4 d迅速增加,第5~6天达到高峰。

    2.6 移植肝大鼠抗体沉着、脾脏产生大鼠抗体的检测 异种组术后3 d,即可见移植肝大鼠抗体的沉着,逐日增加,至第5~6天达到高峰;术后3 d,脾脏边缘区即可见大鼠抗体的产生,逐日增加,术后5 d达到高峰。

    3 讨 论
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    异种肝移植分为非协调性与协调性两种,既往的研究主要集中在非协调性异种移植上,发现其免疫排斥反应较剧烈,移植物建立血流后,天然抗体、补体系统、内皮细胞三大免疫因素相互作用,致移植物迅速遭受破坏而失去功能,而在协调性异种肝移植免疫排斥反应中,上述三大免疫因素作用不明显,而其他的免疫因素如细胞、体液作用相对较强,但具体作用机制目前尚不尽明确[1]

    众所周知,同种移植免疫排斥反应主要为细胞免疫,而在异种移植免疫排斥反应中,目前还没有肯定的答案。Thomas等[4]的研究发现,缺乏T淋巴细胞和NK细胞并不能减轻其免疫排斥反应和延长受体的存活时间,据此推断异种抗原不同于同种抗原,无须细胞免疫的参与,这与其他的学者的发现相矛盾,如实验运用CD4、CD8 单克隆抗体可延长仓鼠移植到大鼠心脏的存活时间,间接证实细胞免疫的作用[5]。我们的结果也显示异种移植免疫排斥反应发生时,移植肝中存在大量淋巴细胞浸润,并且表达穿孔素及Fas-L。据研究,穿孔素为T淋巴细胞和NK细胞激活产生的主要效应物质,通过使靶细胞膜穿孔,致使靶细胞凋亡或坏死,而Fas-L则主要为T淋巴细胞激活的产物,可通过与靶细胞的Fas抗原结合,使靶细胞内发生一系列的生化变化而最终凋亡[6,7]。因此,本实验结果直接证实细胞免疫在异种肝移植中的作用。Thomas等之所以得出的结论不同,主要因为其所选择的实验对象为非协调性异种移植,其免疫排斥反应非常强烈,即使缺乏细胞免疫,同样可使移植物遭受致命的损害。
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    细胞凋亡不同于细胞坏死,移植术后早期,异种移植肝与同基因间肝移植一样也出现细胞凋亡[7],为缺血再灌注损伤所致,同基因肝移植术后早期细胞凋亡即明显减少,但与之不同的是异种移植肝术后4 d组细胞凋亡急剧增高,与移植肝中穿孔素、Fas-L的表达水平相一致,间接说明细胞免疫的作用。

    除细胞免疫外,我们的实验结果还显示体液免疫也参与了其免疫排斥反应。不同于非协调性异种移植,移植物恢复血流后天然抗体即与移植物结合激活补体,产生超急性免疫排斥反应,而在协调性异种免疫排斥反应,异种抗原必需激活免疫系统,使脾脏边缘区增厚,产生抗体,沉积于移植肝,致使移植肝遭受破坏。

    总之,免疫病理结果显示,在协调性异种肝移植免疫排斥反应中,移植物可通过激活淋巴细胞产生穿孔素、Fas-L致移植肝细胞凋亡或坏死;脾脏经边缘区分泌特异性抗体,致移植物遭受破坏。

    作者简介:谈景旺(1968~),男(汉族),硕士,主治医师
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    参考文献:

    [1]Harihara Y, San JR, Idesuki Y, et al. A modified cuff technique for super hepatic vena cava anastomosis[J]. Transplantation, 1992, 53(6):707-710.

    [2]倪灿荣,宋亚贵. 免疫组织化学实验新技术及应用[M]. 北京: 北京科学技术出版社, 1993. 248-250.

    [3]Gavriell Y,Sherman Y,Ben-Sasson SA.Identification of programmed cell death in situ via specific labelling of number DNA fragmentation[J]. J Cell Biol, 1992, 119(3):493-495.
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    [4]Thomas F,Aranneda O,Henretta J,et al.Extended and expanded studies of xenograft rejection in immunodeficient animal[J]. Transplant Proc,1994,26(3):1224-1227.

    [5]Ibrahim S, Burdick J,Baldwin W, et al. CTLA4Ig inhibits humoral and cellular immune responses to concordant xenografts[J]. Transplant Proc,1996,28(2):715-718.

    [6]Kabelitz D.Apoptosis,graft rejection,and transplantation tolerance[J].Transplantation,1998,65(7):869-875.

    [7]Kagi D,Vignanx F,Lederman B,et al.Fas and perforin pathways as major mechanisms of T cell mediated cytotoxicity[J].Science,1994,265(5171):528-530.

    收稿日期:1999-07-05

    修稿日期:1999-11-20, 百拇医药