急性同種異體心臟移植排斥反應

陳志高，鄭哲（北京協和醫學院，中國醫學科學院阜外醫院，國家心血管病中心，心臟移植中心，北京 100032）

1 概 述

急性排斥反應（acute rejection， AR）是心臟移植后，特別是移植后早期的常見問題［1-2］。多數排斥反應是由細胞反應所致?？贵w介導的排斥反應（antibody-mediated rejection， AMR）也稱非細胞性、血管性或體液性排斥反應，尚未被充分了解且不太容易診斷，但可能引起并發癥［3-4］。

國際心肺移植協會（The International Society for Heart and Lung Transplantation， ISHLT） 2016年的注冊資料顯示，2004-2012年， 24%～30%的患者在移植后第1年出現了排異反應，13%～23%的患者因排異反應需要接受治療［5］。由于該數據庫沒有收集關于輕度細胞排斥反應發作（1R級）或AMR的數據，所以總排斥反應發生率可能被低估。2015年ISHLT注冊報告顯示，初次心臟移植患者在出院至術后1年內所有排斥反應的發生率由2004-2006年的30%下降至2010-2012年的24%。隨著認識到輕度細胞排斥反應可能無需急性治療，經治療的排斥反應發生率由2004-2006年的23%下降至2010-2012年的13%［5］。雖然AR在移植后前3年內導致不超過11%的患者死亡，但急性和慢性免疫損傷可能是移植物衰竭的重要因素，而移植物衰竭仍是整個隨訪過程中的一個主要死因［6］。

2 危險因素

雖然急性細胞排斥反應（acute cellular rejection，ACR）是心臟移植受者的一個潛在顧慮，但排斥反應發作的可能性受到數種因素影響，尤其是移植術后的時間因素。ACR在心臟移植后早期相對常見。一項基于心臟移植數據庫實施的多中心分析納入了1990-1993年接受心臟移植的1251例患者，結果表明ACR發生率在移植后1個月達到高峰，在之后的5個月內迅速下降，并到術后第1年末達到一個較低的恒定發生率［7］，每例患者在術后第1年、2年、3年和4年發生排斥反應的平均次數分別為1.25、0.18、0.13和0.02。據2016年ISHLT注冊報告顯示，1994-2015年的所有死亡病例中，AR導致的病死率在術后前30天內為4.4%、術后31天至術后1年為9.3%、術后1～3年為10.2%、術后3～5年為4.9%，以及術后5年后不足2%［8］。

較新的免疫抑制策略使ACR發生的時間顯著延遲。在過去20年間，免于住院治療的排斥反應也顯著減少［9］。心臟移植出院時正在接受以他克莫司為基礎的免疫抑制治療的患者，尤其是當聯用嗎替麥考酚酯時，與接受環孢素聯合嗎替麥考酚酯的患者相比，其經治療的排斥反應（但不是指ISHLT分級大于2R的排斥反應）發生率更低［10］。2016年ISHLT注冊年度報告也得出相似的觀察結果，術后1年他克莫司聯合嗎替麥考酚酯治療患者排異反應發生率為24%，顯著低于環孢素聯合嗎替麥考酚酯的患者（P＜0.0001）［8］。其他增加排斥反應風險的因素包括：較年輕的受者、女性受者、女性供者、黑人受者以及供者與受者之間人類白細胞抗原（human leukocyte antigen， HLA）不匹配程度較高和移植前抗體水平較高的心室輔助裝置支持的受者，這些致死性排斥反應風險最高的患者最可能從誘導治療中獲益［3，7-8］。

3 臨床表現

大多數ACR病例是在無癥狀時通過心內膜心肌活檢被診斷出來。一項基于心臟移植數據庫的回顧性研究納入了根據程序化監測或有臨床指征而實施心內膜心肌活檢的3 367例患者，發現他們共經歷4 137次細胞排斥反應發作，僅約5%的患者存在嚴重血流動力學受損［11］。

當心臟移植患者確實出現癥狀時，最常見的是左室功能不全的表現包括勞力性或靜息時呼吸困難、夜間陣發性呼吸困難、端坐呼吸、心悸以及暈厥或近乎暈厥。然而，在常規程序化強制性活檢中發現顯著排斥反應患者大多數是無癥狀的?？赏ㄟ^超聲心動圖來發現是否移植心臟有左室功能不全。超聲心動圖可能顯示收縮功能急性遞減下降或是存在不太容易檢出的舒張功能惡化。發生心臟排異反應時，中心靜脈壓升高所致繼發性肝淤血引起的胃腸道癥狀可能十分顯著，當尋找引起胃腸道癥狀的其他原因時可導致排異診斷延遲。

少數情況下，ACR表現為房性心律失常，包括心房提前除極、心房顫動或心房撲動。在開展心臟移植的前10年，發熱和心電圖上QRS波幅降低是ACR的診斷性特征，但在鈣調磷酸酶抑制劑時代，這些表現不常見［12］。

4 AR的監測

ACR需要由心內膜心肌活檢進行病理確診，心內膜心肌活檢應作為心臟移植術后常規監測的一部分而實施，偶爾在因新發左室功能不全的提示性癥狀或有超聲心動圖證據時實施。在移植后最初3～6個月ACR最常見，這段時間應進行較為頻繁的排異反應監測。一項報道顯示77例患者中有8例出現3A級或更高級別的排斥反應；不存在早期排斥反應并不能預測無晚期排斥反應［13］。

移植術后心肌心內膜活檢監測方案：移植后4周內，每周1次；術后4～6周，每2周1次；移植后6周～6個月，每月1次；移植后6個月～1年，每3個月1次；移植后第2年，每年3～4次；移植2年后，每年1～2次。此外，在細胞排斥反應治療1～2周后通常進行隨訪活檢，以評估治療的充分性［14］。如果治療期間涉及到調整糖皮質激素或維持性免疫抑制方案，上述隨訪方案應當同時進行調整。然而，臨床情況穩定的患者，對其長期（如移植后大于1～2年）實施心肌心內膜活檢監測的價值已經產生爭議。一項來自心臟移植數據庫的研究顯示，移植5年后進行的活檢監測無獲益［14］。

心內膜心肌活檢一般在心導管室或專用活檢室中進行。在X線透視下或偶爾使用超聲心動圖監視下，心內膜心肌活檢鉗（類似于支氣管鏡活檢鉗）經由右頸內靜脈，或者不太常用股靜脈途徑，沿上腔靜脈穿過右心房和三尖瓣到達右心室。從右心室間隔部獲得3～4個或更多可評估的心內膜心肌組織標本，每個標本含至少50%的心肌層組織，送病理進行評估［9］。大多數獲取的活檢標本立即用10%甲醛緩沖液固定以行光學顯微鏡檢查；部分組織也可被冷凍處理用于免疫組織化學檢查。

三尖瓣關閉不全（tricuspid regurgitation，TR）是心臟移植受者相對特有的并發癥，可能是由于反復多次的活檢鉗夾使三尖瓣腱索受損所致。報道的TR發病率為47%～98%，多達1/3的患者為中至重度TR。重度TR最常呈現連枷狀瓣葉改變，連枷狀瓣葉可能反映了三尖瓣腱索被活檢鉗損傷。其他可能促成的因素包括供受體之間大小不匹配所致的三尖瓣環扭曲以及心臟移植后肺動脈高壓。心臟移植患者通常對TR耐受良好，但偶爾也需要進行瓣膜置換。美國一項對17例此類患者（占所有心臟移植受者的2%）的回顧性研究顯示，瓣膜置換術的平均時間為移植術后77個月，在診斷為重度TR前的平均活檢次數為33次［15］。

目前有一些研究提出了無創排異反應監測手段，包括基因表達譜監測和外周血中供體來源游離DNA的百分比。

目前已發現一種11個基因的聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction， PCR）檢測可鑒別0級排斥反應（靜止）與中至重度排斥反應（1990年版分級系統中，分級≥3A級；2004年版分級系統中，分級≥2R級）［16］。這項檢測正確識別了84%的中至重度排斥反應。移植后超過1年的患者如果評分＜30分，則出現中至重度排斥反應的可能性很小，陰性預測值為99.6%。盡管只是初步證據，但這一檢測已被數個臨床心臟移植項目采納，主要用于心臟移植后6～12個月患者的觀察?；虮磉_譜與有創檢測對比試驗（invasive monitoring att enuation through gene expression， IMAGE）對基因表達譜檢測和常規活檢之間進行了非劣效性對比，研究的主要復合結局為排斥反應伴血流動力學受損、其他原因所致的移植物功能障礙、死亡或再次移植［17］。602例患者于心臟移植后6個月至5年被納入該試驗?；虮磉_檢測得分為30分（在中期試驗中將該閾值增加至34分），則進行強制性心內膜心肌活檢。2年復合結局累計發生率，在基因表達譜檢測組和常規活檢組之間差異無統計學意義〔14.5%和15.3%；風險比（HR）＝1.04；95%可信區間（95%CI）＝0.67～1.68〕?；蜃V檢測組發生需治療的排斥反應發作比常規活檢組更少?；虮磉_譜檢測組發現的34次排斥反應發作中，只有6次是根據基因譜檢測被發現的，其余排斥反應發作是通過心力衰竭癥狀或移植物功能障礙的超聲心動圖證據而被檢出的。在常規活檢組，47例排斥反應發作中22例無癥狀。之所以說這些觀察結果可能對移植后監測有更深刻的含義，是因為根據移植物功能障礙發現的排斥反應其結局并不比早期活檢檢測發現的排斥反應結局更差。IMAGE研究的一個不足是該研究只納入移植后6個月以上的患者，且85%的參與者為移植后1年或1年以上，而ACR主要發生在移植后前6個月。E-IMAGE（即早期IMAGE研究）是一項單中心非劣效性對比研究，將移植后2個月的60例患者隨機分入基因表達譜組或心內膜心肌活檢指導治療組（每組30例患者）［18］。其主要復合終點與原始IMAGE試驗一樣。結果顯示，兩組在復合終點、檢出排斥反應或心功能方面沒有差異。與IMAGE研究不同，該研究還包含基線時和移植后1年的血管內超聲檢查（intravascular ultrasonography， IVUS），兩組心臟同種異體移植物血管病變的IVUS標志也沒有差異。E-IMAGE研究結果提示，基因表達譜檢測可能可以安全地用于移植后早期階段（2個月及以上）。

另一種ACR的非侵入性診斷方法是評估外周血中供體來源游離DNA的百分比。定量游離DNA已在臨床上用于21-三體產前診斷，并被開發作為“液體活檢”來發現轉移性癌［19］。心臟移植受者中，ACR造成移植心臟損傷后，可觀察到外周血中供體來源的游離DNA升高［20］。一項前瞻性研究顯示，在出現ISHLT 2R級ACR或ISHLT 2級AMR時，有44例成人和21例兒童心臟移植受者的外周血供體來源的游離DNA升高［21］。一個研究組采用一種略微不同的外周血中供體來源的游離DNA定量的方法，在26例心臟移植受者中非侵入性地檢出了由ACR和心臟同種異體移植物血管病變引起的移植心臟損傷［22］。目前尚需進一步研究來確定外周血中定量供體來源游離DNA作為檢測ACR和其他形式心臟同種異體移植物損傷的非侵入性診斷技術的效用。

分子診斷性檢測方法作為替代程序化心內膜心肌活檢的效用以及其在免疫抑制劑減量和心臟移植受者長期管理其他方面的作用還需進一步驗證。還有一些無創排斥反應監測手段的臨床效果尚不確定，指南不建議應用，包括肌鈣蛋白T；評估心電圖的變化；心室起搏期間心肌內心電圖；多普勒超聲心動圖測定；檢測到整合反向散射分析的心肌聲學改變；采用放射性標記的淋巴細胞、抗肌球蛋白抗體或膜聯蛋白V（一種對凋亡細胞具有高親的內源性蛋白）的影像學檢查；心血管磁共振成像［23］。

5 AR的病理學表現

ACR是應用光學顯微鏡檢查，通過觀測蘇木精和伊紅染色的心內膜心肌組織標本來診斷的。ACR在形態學上表現以淋巴細胞為主的的單個核細胞浸潤至心肌層的炎癥反應為特征。在更嚴重的ACR病例中，還可見粒細胞浸潤［11］。分級較嚴重的排斥反應伴心肌損傷或壞死的證據。免疫組織學評估顯示浸潤性單個核細胞以T淋巴細胞為主［9］。這些細胞呈CD4和CD8陽性，且在其表面表達高親和力的白細胞介素-2受體。排斥反應還誘導主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ類分子及細胞間黏附分子在心肌細胞和內皮細胞表面的表達增加［24］。偶有患者發生顯著影響血流動力學的AR，活檢標本上卻有極少或沒有明顯的淋巴細胞浸潤或心肌細胞壞死［24］。這些患者可能存在體液性排斥反應，這與抗體沉積有關，抗體沉積可通過免疫熒光（immunofluorescence，IF）顯微鏡來檢測。體液性排斥反應的正規化描述在移植界已達成共識［25］。

5.1 ACR：1990年版ISHTL急性細胞排斥反應分級系統于2004年進行了修訂，并在2005年發表［9］，組織學表現可分為四個級別：0級，無排斥反應；1R級，輕度–間質性和/或血管周圍浸潤伴最多1個心肌細胞損傷灶；2R級，中度–2個或以上的浸潤灶伴相關心肌細胞損傷；3R級，重度–彌漫性浸潤伴多灶性心肌細胞損傷，伴或不伴水腫、出血或血管炎。目前專家學者逐漸認識到，不同病理學家和醫療中心對心內膜心肌活檢病理結果的解讀可能存在較大差異。對結果解讀缺乏一致性以及活檢操作的成本和潛在并發癥，已促使人們尋找檢測排斥反應的替代方法

5.2 急性AMR：2004年ISHLT報告對于急性AMR存在爭議［9］。此后，一項美國全國性會議的報告給出了AMR的定義［25］。2011年，一個共識會議補充了AMR的診斷標準［26］。 AMR的診斷基于下列急性心肌毛細血管損傷的組織學特征［9］：① 光學顯微鏡下，心肌毛細血管損傷伴血管內巨噬細胞積聚；其他表現可能包括血管內血栓和間質水腫、出血和毛細血管內皮周圍的中性粒細胞浸潤。② 針對毛細血管內AMR的IF或免疫過氧化物酶染色呈陽性，包括免疫球蛋白（IgG、IgM和/或IgA）、補體（C4d、C3d和/或C1q）以及CD68巨噬細胞染色。

幾乎所有急性AMR患者的移植心臟組織學中均可發現伴有抗供體HLAⅠ類和Ⅱ類抗原的血清抗體；這些抗體可能在移植后新產生，或可能由于輸血、使用左心室輔助裝置、妊娠及先前移植而預先形成。還可能形成針對多種非HLA抗原的抗體，但這類抗體在AMR中的作用尚未充分確定［27］。

與細胞排斥反應不同，大多數中心不常規篩查AMR，因此不同移植中心所報道的AMR發病率差異較大［24］。一項納入587例患者的單中心回顧性研究發現，19%的排斥反應發作由單純AMR或血管性排斥反應所致，60%由單純細胞排斥反應所致，23%由細胞和AMR的混合型排斥反應所致［28］。

AMR可能發生在移植后第1個月內，并伴有抗供體抗體；如果受者已對供體HLA預先致敏，AMR可早至移植后2～7天發生；AMR還可能晚至移植后數月至數年發生［28］。有2/3患者的早期發作存在移植物功能障礙，其中約1/2伴有血流動力學受損〔休克、低血壓、心輸出量降低和/或肺毛細血管楔壓（pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）升高〕［29］。相比之下，晚期發作時移植物功能障礙較少見（10%～15%），但也可能伴有血流動力學受損［29］。

5.3 非排異反應表現：有幾種情況可引起心臟同種異體移植物中細胞浸潤，必須將這些過程與AR進行區分。2004年ISHLT修訂版中納入了下列非排斥反應的活檢病理表現［9］：缺血性損傷、Quilty效應、感染、淋巴細胞增殖性疾病。

心臟移植圍術期缺血性損傷可導致心肌細胞壞死，這是由于供者外傷伴兒茶酚胺過量、危重癥治療期間的升壓治療、體外器官缺血，或再灌注損傷。移植后早期缺血性損傷的組織學表現包括與細胞浸潤不成比例的心肌細胞壞死，以多形核細胞而不是單個核細胞浸潤為主。較晚期缺血性損傷與同種異體移植物冠狀動脈疾病有關，又稱為移植性血管?。?0］。

Quilty效應是指存在1個或以上的心內膜下致密的淋巴細胞浸潤灶，由第1例被發現的患者的名字命名。Quilty病灶在以下2個方面不同于排斥反應：病灶延伸至心臟心內膜表面，它們包含相當大一部分B淋巴細胞。Quilty病灶被認為沒有臨床意義［31］。

機會性感染可引起同種異體移植心臟心肌層淋巴細胞浸潤［32］，如巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）和弓形蟲心肌炎。這些感染可通過在淋巴細胞中存在特征性CMV包涵體或者在心肌層中存在弓形蟲微生物來與排斥反應進行鑒別［33］。

罕見情況下，移植后淋巴增殖性疾?。╬osttransplant lymphop roliferative disorders，PTLDs）累及心臟，表現為異型淋巴細胞的心肌浸潤［34］。大多數PTLDs由B淋巴細胞的惡性轉化所致；免疫組織學評估可將此類浸潤與排斥反應中以T淋巴細胞為主的浸潤相鑒別。此外，使用原位雜交?？蓹z出這些細胞中的EB病毒基因表達。