同种异体静脉移植实验和临床研究进展
作者：罗小云 吴庆华
单位：北京安贞医院，100029，血管外科
关键词：
心肺血管病杂志000329 血管重建术是血管外科临床的主要治疗手段。尤其在我国静脉疾病具有很高的发病率，特别是对下肢深静脉血栓形成后综合征和原发性深静脉瓣膜病因无理想的静脉替代品多以保守治疗为主。然而，目前布—加氏综合征、上下腔静脉阻塞综合征、下肢深静脉阻塞和瓣膜功能不全多采用人工血管移植、静脉瓣成形术、自体静脉移植等。人工血管价格昂贵且易形成血栓而致通畅率低，静脉瓣成形效果亦欠佳。自体静脉因有较高的通畅率一直是首选材料。自体静脉常因已用于冠脉、周围动脉重建以及因静脉本身病变、口径不符等已渐难于满足临床需要。同种异体静脉具有生理结构相似、可较长时间保存、随意选用、低价等优点。近年国内外对同种异体静脉应用于动脉重建进行了大量研究[1～3]。现对近年来主要的移植方法做一概述。
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新鲜同种异体静脉移植 由于静脉与动脉的组织结构、血液动力学不同，异体静脉植入静脉组织反应与植入动脉不尽相同。Thiede通过在大鼠静脉中进行移植观察免疫反应[4]。发现随遗传差异增大，异体静脉的抗原性增强。表现为单核细胞浸润等，21天后逐渐消退而静脉仍保持通畅。而植入动脉却引起明显的组织排斥反应。他认为与静脉滋养血管较少有关，与角膜移植情况相似。如角膜移植随着组织差异性增大免疫原性增强，但仅在角膜边缘反应较严重，中间部位无变化，称为免疫赦免区(immunologically previliged position)不致移植物的破坏。静脉壁薄特别是小静脉，滋养血管较少，靠渗透作用获取营养，因此T淋巴细胞等较难作用于移植物。所以静脉—动脉移植比静脉—静脉移植排斥反应严重[5]。Ethridge在兔的股动、静脉进行移植实验[6]。自体静脉移植3周通畅率100%。异体静脉移植股静脉15～20天发生血栓栓塞，植入动脉3周通畅率100%，在第4周降至50%。阻塞的异体静脉移植后12天大量白细胞浸润包括巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞等，口服免疫抑制剂氢化可的松低剂量5mg/kg/d与中等剂量20mg/kg/d可分别提高通畅率至28%和57%，用环孢素A可提高3周通畅率至100%。免疫抑制剂可使淋巴细胞等细胞浸润减少有助于保护内皮完整。Gaudiani等实验示阻塞静脉一般在18±7天发生血栓[7]。但使用血小板活性药不能改善内皮破坏后引起的内皮下层增生。而且发现内皮下层增生与血栓形成并不一致。由此可见通畅率不仅与免疫有关，还与血流动力学密切相关。虽然移植入动脉排斥反应重，但高压、高流速的动脉血经冲刷效应(scouring effect)可保持高的通畅率。Ricotta用性染色体标志法证实新内皮来自宿主。随宿主新内皮恢复免疫反应亦消退，则可望获得长期通畅率[8]。因此尽快促进内皮再生成为目前一个重要课题。
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新鲜同种异体静脉移植因通畅率低及临床取用不便，除个别报道用于上腔静脉、门静脉等外[9，10]，尚未广泛应用临床。
醛化静脉 最早由Darkit等成功应用醛化脐静脉进行下肢动脉重建术。原理是脐静脉经过醛化，戊二醛等醛化剂渗入组织使蛋白质、胶原分子之间形成交联，能增加管壁强度和掩盖抗原部位不产生HLA等抗体，形成一层致密而又连续的内弹性膜，显示有良好的血液相容性。1988年报道903例醛化静脉移植1年、3年、5年通畅率分别为70%、57%、49%[11]。对其产生动脉瘤、内膜不规则、吻合口狭窄等并发症的研究发现[12]，移植后血管顺应性、杨氏模量等机械性能差异很大。说明醛化脐静脉由于生物活性降低和组织退化并发症也自然增多。Aslan应用醛化脐静脉移植入上腔静脉通畅率达96%。移植物未见有炎症及细胞排斥反应[13]。对于在低压、低流的静脉系统静脉移植物易扭曲塌陷而致阻塞，但醛化静脉不仅无抗原性、管壁强度较大而且血液相容性好，有利于防止血栓栓塞。醛化静脉移植入静脉系统会有较高的通畅率。但醛化脐静脉受血管口径、无静脉瓣等限制临床应用可能受限。目前对于醛化静脉作为静脉替代移植物实验值得进一步研究。
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冷冻保存同种异体静脉移植：冷冻保存同种异体静脉具有能较长保存时期、随意选用、抗原性降低等优点越来越受到重视。现冷冻保存同种异体静脉有直接冷冻、冷冻干燥、冷冻干燥辐射、液氮深低温保存等方法。直接冷冻虽可降低抗原性但对内膜等组织结构损伤严重。在低流的静脉系统中快速直接冷冻造成内膜严重损伤移植后12周血栓阻塞达85%[14]。张培华等应用冷冻干燥小剂量辐射法制备异体静脉移植入静脉后观察到排斥反应大为减轻[15]。且术后16、24、32周内膜逐渐恢复完整。6-keto-PGF12生成量随内膜的修复而逐渐升高到正常水平显示内皮功能亦可相应恢复。液氮深低温保存同种异体静脉常采用DMSO等抗冻剂及慢速降温方法可长期较好的保持组织结构。虽然皮肤埋植实验示仍具有抗原性[16]，但此抗原性已减弱使排斥反应所致内皮细胞脱落速度减慢。同时宿主因移植物保持有较好的组织结构易于修复。待内皮修复完整后有利于移植血管远期通畅率。Ahn CY将冷冻后异体股静脉植入大鼠股静脉，细胞毒实验示抗原性有降低，21天通畅率达100%[17]。张先龙等对兔股静脉移植后12周见内膜稍增厚，未见有增生、纤维化。内膜有完整内皮细胞覆盖。1周与12周通畅率分别为90%、85%与自体静脉移植相近似[18]。
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目前临床报道有冷冻异体髂静脉和大隐静脉用于肝移植的门静脉重建，随访21个月均通畅[19]。
已知血管组织抗原性主要在内皮细胞和平滑肌细胞。血管瓣膜组织结构简单，更易于形成免疫赦免区。当内皮细胞脱落后几乎无抗原性。带瓣主动脉移植已成功用于临床，未见有明显排斥反应。目前对异体静脉瓣膜移植研究增多[20]。国内有将犬的带瓣股静脉段经冷冻干燥辐射后移植亦取得一定效果。16周后内膜生理功能即恢复正常[21]。
因静脉自身的生理结构及血流特点，免疫和血液动力学是影响通畅率的主要因素。然而在免疫排斥反应对早期血栓形成的具体机制上尚缺乏进一步了解。目前仅知体液免疫主要产生针对内皮细胞的抗体，抗体产生滴度最高时间与血栓时间大致相同[4]。在异体静脉植入动脉中HLA抗体与血栓亦有一定联系[22]。静脉因低压、低流、壁薄等特点易于扭曲塌陷，所以血流动力学对静脉移植通畅率也有重要影响。异体静脉移植后血液动力学的改变以及如何利用血流动力学改善通畅率也是当前研究的一个重要课题。同样对异体静脉移植入静脉后内皮功能、管壁顺应性等生理变化对通畅率的影响还需作进一步研究。为通过使用免疫抑制剂等抑制免疫[6]，或施行暂时性动静脉瘘等方法[20，23]进一步提高移植血管通畅率。
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总之，同种异体静脉移植为了提高通畅率着重于降低抗原性和促进内皮细胞再生[24]。新鲜同种异体静脉移植因排斥反应较重，取用不方便，难以运用于临床醛化静脉应用于静脉系统的研究尚少。冷冻保存异体静脉不仅可降低抗原性亦有长期保存、使用方便等优点。因此对于探讨深低温液氮冷冻保存生物活性—适当的降温、复温程序广泛用于临床仍是当前深入研究的课题。近年来血管活动个性化的发现使得同种异体静脉移植因具有可根据不同部位选用相应的静脉移植更具有优点。随着研究的进一步深入，相信同种异体静脉移植能很快地成功并用于临床。
参考文献
1，Ochsher JL,Lawson JD,Eskind SJ,et al.Homologous vein as an arterial substitute:Long term results.J Vasc Surg,1984,1:306～313.
2，Brockbank KG,Mcnally RT,Walsh KA.Cryopreserved vein transplantation.J Cardio Surg,1992,7(2):170～176.
, 百拇医药
3，Shah RM,Faggioli GL,Magione S,et al.Early results with cryopreserved saphenous vein allografts for in frainguinal bypass.J Vasc Surg,1993,18:965～971.
4，Thiede A,Engemann R,Korner H,et al.A comparison of transplantation in RT-1-different rat strain combinations.Ann Surg,1981,193(3):283～287.
5，Thiede A,Engemann R,Korner H,et al.Comparison of the immunologic reactions of arterial transplants in the arterial system and of venous transplantation in venous system using inbred strains of rats.Transplant proc,1979,11(1):603～606.
, 百拇医药
6，Ethridge CP,Mitchell GM,Barton RM,et al.Long microvenous allografts in rabbit femoral arteries and veins.Br J Plast Surg,1988,41:52～61.
7，Gaudiani.VA,Miller.C,Kosek.JC,et.al.Venous-venous allografts:patency.Subendothelial proliferation and the role of plateletactive agents.J Surg Res,1983,34:263～270.
8，Ricotta JJ,Collins GJ,Rich NM,et al.Failure of immusuppresion prolong to venous allograft survival.Arch Surg,1980,115(1):99～101.
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9，Launois B,Jamieson GG,Maddern G,et al.Venous allograft:A useful alternations to venous autografts in digestive surgery survival.Aust NZ J Surg,1995,65:579～581.
10，Danilowicz D,Isom AW,Whiddon L,et al.Superior vena caval syndrome after mustard repair:Surgical decompression using a saphenous vein homograft.Am Heart J,1981,101:862～863.
11，Darkit H,Miller N,Darkit A,et al.A decade of experience revascularization of the lower limb.J Vasc Surg,1988,7:336～346.
, 百拇医药
12，Gagnon Y,Guidoin R,Downs AR,et al.The virgin modified human umbilical vein graft:morphologic characteristics and mechanical properties.Cana J Surg,1986,29(6):411～418.
13，Aslan R,Serin B,Dernek S,et al.Human umbilical cord vein grafts for replacement of the superior vena cava.J Cardiovasc Surg,1992,33:154～159.
14，周健生，胡汝麟，潘功平，等.冷冻保存同种异体静脉移植初探.蚌埠医学院学报，1992，17(4)：265～267.
15，张培华，蒋米尔，陆明，等，同种异体血管移植内膜形态和功能的研究.中华实验外科，1995，12(1)：11～12.
, 百拇医药
16，Axthelm SC,Perter JM,Strickland S.et al.Antigenicity of venous allografts.Ann Surg,1979,189(3):290～293.
17，Ahn CY,Narayanan K,Tran S,et al.The use of cryopreserved microvenous allografts in the venous system without immunosuppression:An exeperimenal study.Ann Plast Surg,1996,37(2):173～177.
18，张先龙，胡汝麟，张军，等.冷冻保存异体显微静脉重建血循环实验研究.中国修复重建外科杂志，1996，10(4)：247～249.
19，Heffron TG,Contis JC,Watkins CW,et al.Use of cryopreserved vein allogeneic homografts in liver transplantation.Trans Proc,1995,25(1):1091～1092.
, 百拇医药
20，Barkhart HM,Fath SW,Dalsing MC,et al.Experimental venous valvalur insufficiency using a cryopreserved venous valve allograft aided by a distal arteriovenous fistula.J Vasc Surg,1997;26(5):817～822.
21，张培华，蒋米尔，陆民，等.带瓣静脉段同种异体移植的研究.中华实验外科杂志，1995，12(1)：1～2.
22，Carpenter JP,Tomaszewski JE.Immunosuppression for human saphenous vein allograft bypass surgery:A prospective randomized trial.J Vasc Surg,1997,26(1):32～42.
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23，Hiratzka LF,Wright CB.Experimental and clinical results of grafts in the venous system:A current review.J Surg Res,1978,25:542～561.
24， Showalter D,Durham S,Sheppeck R,et al.Cryopreserved venous homograft as vascular conduits in canine carotid arteries.Surgery,1984,106:652～659.
1999-04-01收稿，1999-07-06修回, http://www.100md.com
单位：北京安贞医院，100029，血管外科
关键词：
心肺血管病杂志000329 血管重建术是血管外科临床的主要治疗手段。尤其在我国静脉疾病具有很高的发病率，特别是对下肢深静脉血栓形成后综合征和原发性深静脉瓣膜病因无理想的静脉替代品多以保守治疗为主。然而，目前布—加氏综合征、上下腔静脉阻塞综合征、下肢深静脉阻塞和瓣膜功能不全多采用人工血管移植、静脉瓣成形术、自体静脉移植等。人工血管价格昂贵且易形成血栓而致通畅率低，静脉瓣成形效果亦欠佳。自体静脉因有较高的通畅率一直是首选材料。自体静脉常因已用于冠脉、周围动脉重建以及因静脉本身病变、口径不符等已渐难于满足临床需要。同种异体静脉具有生理结构相似、可较长时间保存、随意选用、低价等优点。近年国内外对同种异体静脉应用于动脉重建进行了大量研究[1～3]。现对近年来主要的移植方法做一概述。
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新鲜同种异体静脉移植 由于静脉与动脉的组织结构、血液动力学不同，异体静脉植入静脉组织反应与植入动脉不尽相同。Thiede通过在大鼠静脉中进行移植观察免疫反应[4]。发现随遗传差异增大，异体静脉的抗原性增强。表现为单核细胞浸润等，21天后逐渐消退而静脉仍保持通畅。而植入动脉却引起明显的组织排斥反应。他认为与静脉滋养血管较少有关，与角膜移植情况相似。如角膜移植随着组织差异性增大免疫原性增强，但仅在角膜边缘反应较严重，中间部位无变化，称为免疫赦免区(immunologically previliged position)不致移植物的破坏。静脉壁薄特别是小静脉，滋养血管较少，靠渗透作用获取营养，因此T淋巴细胞等较难作用于移植物。所以静脉—动脉移植比静脉—静脉移植排斥反应严重[5]。Ethridge在兔的股动、静脉进行移植实验[6]。自体静脉移植3周通畅率100%。异体静脉移植股静脉15～20天发生血栓栓塞，植入动脉3周通畅率100%，在第4周降至50%。阻塞的异体静脉移植后12天大量白细胞浸润包括巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞等，口服免疫抑制剂氢化可的松低剂量5mg/kg/d与中等剂量20mg/kg/d可分别提高通畅率至28%和57%，用环孢素A可提高3周通畅率至100%。免疫抑制剂可使淋巴细胞等细胞浸润减少有助于保护内皮完整。Gaudiani等实验示阻塞静脉一般在18±7天发生血栓[7]。但使用血小板活性药不能改善内皮破坏后引起的内皮下层增生。而且发现内皮下层增生与血栓形成并不一致。由此可见通畅率不仅与免疫有关，还与血流动力学密切相关。虽然移植入动脉排斥反应重，但高压、高流速的动脉血经冲刷效应(scouring effect)可保持高的通畅率。Ricotta用性染色体标志法证实新内皮来自宿主。随宿主新内皮恢复免疫反应亦消退，则可望获得长期通畅率[8]。因此尽快促进内皮再生成为目前一个重要课题。
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新鲜同种异体静脉移植因通畅率低及临床取用不便，除个别报道用于上腔静脉、门静脉等外[9，10]，尚未广泛应用临床。
醛化静脉 最早由Darkit等成功应用醛化脐静脉进行下肢动脉重建术。原理是脐静脉经过醛化，戊二醛等醛化剂渗入组织使蛋白质、胶原分子之间形成交联，能增加管壁强度和掩盖抗原部位不产生HLA等抗体，形成一层致密而又连续的内弹性膜，显示有良好的血液相容性。1988年报道903例醛化静脉移植1年、3年、5年通畅率分别为70%、57%、49%[11]。对其产生动脉瘤、内膜不规则、吻合口狭窄等并发症的研究发现[12]，移植后血管顺应性、杨氏模量等机械性能差异很大。说明醛化脐静脉由于生物活性降低和组织退化并发症也自然增多。Aslan应用醛化脐静脉移植入上腔静脉通畅率达96%。移植物未见有炎症及细胞排斥反应[13]。对于在低压、低流的静脉系统静脉移植物易扭曲塌陷而致阻塞，但醛化静脉不仅无抗原性、管壁强度较大而且血液相容性好，有利于防止血栓栓塞。醛化静脉移植入静脉系统会有较高的通畅率。但醛化脐静脉受血管口径、无静脉瓣等限制临床应用可能受限。目前对于醛化静脉作为静脉替代移植物实验值得进一步研究。
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冷冻保存同种异体静脉移植：冷冻保存同种异体静脉具有能较长保存时期、随意选用、抗原性降低等优点越来越受到重视。现冷冻保存同种异体静脉有直接冷冻、冷冻干燥、冷冻干燥辐射、液氮深低温保存等方法。直接冷冻虽可降低抗原性但对内膜等组织结构损伤严重。在低流的静脉系统中快速直接冷冻造成内膜严重损伤移植后12周血栓阻塞达85%[14]。张培华等应用冷冻干燥小剂量辐射法制备异体静脉移植入静脉后观察到排斥反应大为减轻[15]。且术后16、24、32周内膜逐渐恢复完整。6-keto-PGF12生成量随内膜的修复而逐渐升高到正常水平显示内皮功能亦可相应恢复。液氮深低温保存同种异体静脉常采用DMSO等抗冻剂及慢速降温方法可长期较好的保持组织结构。虽然皮肤埋植实验示仍具有抗原性[16]，但此抗原性已减弱使排斥反应所致内皮细胞脱落速度减慢。同时宿主因移植物保持有较好的组织结构易于修复。待内皮修复完整后有利于移植血管远期通畅率。Ahn CY将冷冻后异体股静脉植入大鼠股静脉，细胞毒实验示抗原性有降低，21天通畅率达100%[17]。张先龙等对兔股静脉移植后12周见内膜稍增厚，未见有增生、纤维化。内膜有完整内皮细胞覆盖。1周与12周通畅率分别为90%、85%与自体静脉移植相近似[18]。
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目前临床报道有冷冻异体髂静脉和大隐静脉用于肝移植的门静脉重建，随访21个月均通畅[19]。
已知血管组织抗原性主要在内皮细胞和平滑肌细胞。血管瓣膜组织结构简单，更易于形成免疫赦免区。当内皮细胞脱落后几乎无抗原性。带瓣主动脉移植已成功用于临床，未见有明显排斥反应。目前对异体静脉瓣膜移植研究增多[20]。国内有将犬的带瓣股静脉段经冷冻干燥辐射后移植亦取得一定效果。16周后内膜生理功能即恢复正常[21]。
因静脉自身的生理结构及血流特点，免疫和血液动力学是影响通畅率的主要因素。然而在免疫排斥反应对早期血栓形成的具体机制上尚缺乏进一步了解。目前仅知体液免疫主要产生针对内皮细胞的抗体，抗体产生滴度最高时间与血栓时间大致相同[4]。在异体静脉植入动脉中HLA抗体与血栓亦有一定联系[22]。静脉因低压、低流、壁薄等特点易于扭曲塌陷，所以血流动力学对静脉移植通畅率也有重要影响。异体静脉移植后血液动力学的改变以及如何利用血流动力学改善通畅率也是当前研究的一个重要课题。同样对异体静脉移植入静脉后内皮功能、管壁顺应性等生理变化对通畅率的影响还需作进一步研究。为通过使用免疫抑制剂等抑制免疫[6]，或施行暂时性动静脉瘘等方法[20，23]进一步提高移植血管通畅率。
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总之，同种异体静脉移植为了提高通畅率着重于降低抗原性和促进内皮细胞再生[24]。新鲜同种异体静脉移植因排斥反应较重，取用不方便，难以运用于临床醛化静脉应用于静脉系统的研究尚少。冷冻保存异体静脉不仅可降低抗原性亦有长期保存、使用方便等优点。因此对于探讨深低温液氮冷冻保存生物活性—适当的降温、复温程序广泛用于临床仍是当前深入研究的课题。近年来血管活动个性化的发现使得同种异体静脉移植因具有可根据不同部位选用相应的静脉移植更具有优点。随着研究的进一步深入，相信同种异体静脉移植能很快地成功并用于临床。
参考文献
1，Ochsher JL,Lawson JD,Eskind SJ,et al.Homologous vein as an arterial substitute:Long term results.J Vasc Surg,1984,1:306～313.
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4，Thiede A,Engemann R,Korner H,et al.A comparison of transplantation in RT-1-different rat strain combinations.Ann Surg,1981,193(3):283～287.
5，Thiede A,Engemann R,Korner H,et al.Comparison of the immunologic reactions of arterial transplants in the arterial system and of venous transplantation in venous system using inbred strains of rats.Transplant proc,1979,11(1):603～606.
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6，Ethridge CP,Mitchell GM,Barton RM,et al.Long microvenous allografts in rabbit femoral arteries and veins.Br J Plast Surg,1988,41:52～61.
7，Gaudiani.VA,Miller.C,Kosek.JC,et.al.Venous-venous allografts:patency.Subendothelial proliferation and the role of plateletactive agents.J Surg Res,1983,34:263～270.
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17，Ahn CY,Narayanan K,Tran S,et al.The use of cryopreserved microvenous allografts in the venous system without immunosuppression:An exeperimenal study.Ann Plast Surg,1996,37(2):173～177.
18，张先龙，胡汝麟，张军，等.冷冻保存异体显微静脉重建血循环实验研究.中国修复重建外科杂志，1996，10(4)：247～249.
19，Heffron TG,Contis JC,Watkins CW,et al.Use of cryopreserved vein allogeneic homografts in liver transplantation.Trans Proc,1995,25(1):1091～1092.
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20，Barkhart HM,Fath SW,Dalsing MC,et al.Experimental venous valvalur insufficiency using a cryopreserved venous valve allograft aided by a distal arteriovenous fistula.J Vasc Surg,1997;26(5):817～822.
21，张培华，蒋米尔，陆民，等.带瓣静脉段同种异体移植的研究.中华实验外科杂志，1995，12(1)：1～2.
22，Carpenter JP,Tomaszewski JE.Immunosuppression for human saphenous vein allograft bypass surgery:A prospective randomized trial.J Vasc Surg,1997,26(1):32～42.
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23，Hiratzka LF,Wright CB.Experimental and clinical results of grafts in the venous system:A current review.J Surg Res,1978,25:542～561.
24， Showalter D,Durham S,Sheppeck R,et al.Cryopreserved venous homograft as vascular conduits in canine carotid arteries.Surgery,1984,106:652～659.
1999-04-01收稿，1999-07-06修回, http://www.100md.com