外周造血干细胞诱导器官移植免疫耐受的研究进展

     在器官移植领域，如何阻止排斥反应的发生，延长移植物的健康存活，一直是人们关注的热点。人类很早就认识到机体对抗移植物和抗感染是同源的，长期应用免疫抑制剂是保持移植物长期存活的重要手段，但伴随而来的是受者感染机会的增加，如何能够避免排斥同时又不失机体的抗病能力，免疫耐受就是人类对此产生的一种美好的愿望。所谓免疫耐受，是指受体对移植物无反应，同时最大限度的减少对机体抗病能力的干扰。近年来，许多科学家对通过何种手段避免器官移植受者排斥的发生，同时终止或减少应用免疫抑制剂方面进行了诸多的研究，同源造血干细胞器官联合移植就是目前研究的热点之一，现综述如下：
      
      造血干细胞的生物学特征
      造血干细胞由胚胎干细胞发育而来，它是所有血细胞的最原始的起源细胞，它具有三个重要的特征：1、高度自我更新复制的能力；2、进一步分化为各系祖细胞的能力；3、绝大多数可长期维持在非增殖状态。这些特征随着干细胞的分化逐渐减弱和消失。造血干细胞可呈连续增殖分化瀑布样放大式产生大量的各种各样的血细胞过程。人类造血干细胞的临床特征是通过移植在接受骨髓清髓后受体内可以重建完全的、永久的、全部的造血功能的细胞。目前作为临床移植的造血干细胞至少有三种来源：即骨髓、外周血和脐带血干细胞，它们的生物学特性不尽相同，例如，外周血中的CD34+CD38细胞的Thy-1（CD90）呈阳性，而骨髓和脐血CD34+CD38细胞Thy-1的表达相当低；脐血CD34+CD38细胞的干细胞因子受体c-kit(CD117)、IL-3受体表达强阳性，而骨髓和外周血则否。临床上干细胞移植后的造血重建在外周血者最快，其次是骨髓移植后，最慢者为脐血干细胞移植。

      
      外周造血干细胞移植的特点
      造血干细胞移植泛指将各种来源的正常造血干细胞在受者接受超剂量化/放疗后，通过静脉输注移植入受者体内，以替代原有的病理性造血干细胞，从而使正常的造血与免疫功能得以重建。外周造血干细胞移植是造血干细胞移植的一种，它是采集某种方法动员的外周血或收集脐血中的干/祖细胞为移植物移植给受体，以使其建立正常的造血和免疫功能。实际上和骨髓移植一样，外周血移植物中绝大多数是各类造血祖细胞、各分化阶段的增殖细胞以及成熟血细胞，严格讲它们与移植无关，进入受体后或继续增殖分化或完成一定功能后自终，只有造血干细胞能在受体内植活并重建造血与免疫系统的功能。造血干细胞的显著特点之一是表达CD34+抗原。CD34+细胞是异质性的细胞群，包括造血干细胞和早期的祖细胞。从移植学角度上来讲，CD34+细胞才能使受者的造血和免疫功能重建。从移植方式方面来讲，外周血造血干细胞输注更加优越，外周血中造血干细胞收集比较方便，供体无需麻醉，也无多部位骨髓穿刺之痛苦和不便，易于被供者接受。外周血造血干细胞输注后，受体造血功能重建快,免疫功能恢复早，感染、出血等并发症少且轻，减少了抗生素和成分血的应用，降低了移植相关疾病的病死率，缩短了住院时间，节约了费用等。
      
      造血干细胞移植前的清髓和非清髓治疗之争论
      
      以往的经验认为造血干细胞因保存不同程度的免疫功能，必须在移植以前接受大剂量的免疫抑制剂或放疗，使骨髓细胞处于“腾空”状态即“清髓”治疗，据认为这是移植成功的前提，否则移植的干细胞将被排斥，另外对于白血病患者，不彻底的清髓还有可能导致白血病的复发等诸多问题，但对于慢性器官衰竭患者如尿毒症，患者的骨髓内并没有白血病细胞等，加上患者的免疫力原来已经十分低下，应用强化预处理方案有许多的毒副作用甚至致命，标准的清髓治疗有无必要，这是一个值得深思的问题，人们也在寻找有效的方法及其理论依据。近年，对与非清髓性预处理方案不断地进行改良，不同疾病的预处理方案有所不同，其毒性更小，适应症更广，甚至可以在门诊进行。这一依据同样适应于器官移植受者的造血干细胞移植。
      
      造血干细胞、器官移植顺序的探讨
      从理论上讲，造血干细胞、器官移植的顺序应为先行造血干细胞移植，待受者产生免疫耐受后再进行器官移植较为合理，但器官衰竭患者往往合并有多脏器的损伤，造血干细胞移植前的预处理及造血干细胞移植后免疫维持治疗往往置病人于死地，使病人失去了接受器官移植的机会，不少同道探讨了先进行器官移植，然后再行造血干细胞移植的可能性。多个研究发现，器官移植后通过输注造血干细胞后可形成对供者器官移植的耐受性，器官移植以后机体应用了大量的免疫抑制剂，实际上相当于非清髓性治疗，移植后免疫抑制治疗既针对宿主细胞，又针对供者细胞，从而建立稳定的混合型供者宿主造血嵌合体为表现的移植物宿主相互间的免疫耐受。
      
      造血干细胞诱导免疫耐受机制及临床观察报告
      异体组织移植以后，机体会发生两种排斥反应，第一种为宿主抗移植物（HVG）反应；第二种为移植物抗宿主（GVH）反应。以往认为二者不能相容，只能通过强的免疫抑制治疗解决其排斥反应。1993年，Starzl发现肝脏移植长期存活患者皮肤、淋巴、骨髓及胸腺中存在供者来源的白细胞，将供、宿双方白细胞共存的现象称为微嵌和状态（Micro），并据此提出了双向移植排斥理论，这一理论认为，供者器官移植后，移植物内白细胞等“过客细胞”发生“细胞移动”，分布于宿主的全身各组织，在免疫抑制状态下，HVG和GVH反应均不强，由于veto机制、抑制细胞、细胞因子回子偏移、增强抗体等免疫机制作用下，移植物和宿主双方的白细胞发生了免疫耐受，达到一种无反应状态，形成供体和宿主白细胞共存的混合嵌合体状态。
           
      根据以上理论有学者提出在同种异体器官移植受者中，采用从尸体或活体供者中获取的造血干细胞进行外周性输注以争取免疫耐受状态的形成，较大地降低急性细胞性排斥、慢性排斥的发生，以停止或撤消特异性的免疫抑制治疗。S.Rao
      等于1992年启动了一项旨在通过外周血造血干细胞输注诱导免疫耐受的临床试验：无明显感染、肿瘤或妊娠证据的晚期器官衰竭患者进行了该项试验；以每公斤体重3~6×108未修饰的供者造血干细胞行一次性静脉输注：观察同种异体器官移植受者229例，采用同样方法，42例同种异体器官移植受者于移植后2天内多次静脉输注每公斤体重2×108的供者造血干细胞。对照组为133例受者。结果证实，试验组的急性排斥发生率显著低于对照组，造血干细胞强化组的急性排斥反应积累危险性低于一次性或未接受造血干细胞输注的病人，进一步的报道证实，与单一输注相比，多次供者造血干细胞外周性输注与受者嵌合水平密切相关。
         
      综上所述，外周血造血干细胞输注可诱导器官移植受者体内微嵌合体的形成，但尚无成熟的临床报告。随着研究的进一步深入，可望使器官移植受者脱离应用免疫抑制剂并获得长期的健康存活。