同种异体心脏移植急性排斥反应的无创监测

             作者：马涛，胡军，蔡振杰，李彤，王晓武，程亮  

【摘要】  目的: 观察同种异体心脏移植术后血清C?反应蛋白（CRP）的动态变化，探讨监测其血清浓度水平在评价移植成活质量及判断心脏排斥反应的作用. 并研究体外单项混合淋巴细胞培养作为无创心脏移植排斥反应监测方法及意义. 方法: 26例原位心脏移植患者手术前后及心内膜心肌活检（EMB）时同期监测受体血清CRP浓度水平，依术后30 d内受体是否成活分为成活组（n=24）与死亡组（n=2）；依EMB标本（n=32）病理等级（ISHLT）分为阴性组（0，1a,n=24）和排斥组（1b，＞1b，n=8）. 通过改良的单向混合淋巴细胞培养与心肌内膜活检(EMB)相对照，测定淋巴细胞活性与心肌活检病理等级的相关性. 结果: CRP值在移植早期随着手术创伤的恢复而降低，成活组与死亡组在后期CRP水平差别明显. 阴性组与排斥组两组间CRP水平有明显的差异(P<0.05)，心脏排斥反应发生时血浆中CRP浓度水平升高. 改良的体外单项混合淋巴细胞培养结果与心肌内膜活检病理等级有很好的相似性. 结论: CRP可作为判断心脏移植早期成活质量的标志，对监测心脏移植术后有否可能的排斥反应有一定的提示意义. 改良的体外单向混合淋巴细胞培养方法可作为无创监测心脏移植排斥反应的有效手段之一.

【关键词】  心脏移植； C?反应蛋白；混合淋巴细胞培养；急性排斥反应

      0引言

    排斥反应及严重感染是限制心脏移植受体成活的主要因素，目前用于移植后监测心肌损伤和排斥反应的指标还相对较少，诊断心脏移植排斥反应发生的“金标准”仍是心肌活检(EMB)，选择一种高敏感性和特异性、低风险、低成本、方便快速的无创监测指标，是临床研究的重要课题之一. C?反应蛋白（C?reactive protein CRP）由肝细胞合成，是一个急性时相特征蛋白，炎症和组织损伤可引起其血浆浓度升高. 淋巴细胞是构成机体免疫系统的基本单位，T淋巴细胞是心脏移植受体排斥异体抗原的重要部分，供体抗原在一定条件下可诱导淋巴细胞凋亡，我们经过对心脏移植受体血清CRP动态变化及免疫系统跟踪观察，并对传统的混合淋巴细胞培养（mixed lymphocyte culture，MLC）技术进行改良，采取心脏移植受体外周血淋巴细胞体外混合培养以期准确而无创监测心脏移植后急性排斥反应.

    1对象和方法

    1.1对象截止2003?09?26我科心脏移植患者26（男21，女5）例，年龄12～68岁，体质量31～86（平均59±14） kg. 其中17例为扩张性心肌病，4例为缺血性心肌病，3例为克山病，1例先心病，1例为冠心病搭桥术（CABG）后. 心功能（NYHT） III级4例，Ⅳ级22例. 术前超声心动图示左室射血分数（EF） 0.21～0.42，平均0.31±0.09；术前右心导管检查示肺动脉收缩压（PAP） 32～56（平均45±12） mmHg （1 mmHg=0.133 kPa）；肺小血管阻力1.3～6.33（平均2.95±0.8）Woods；心排指数2.1～3.8（平均2.7±0.6） L/(m·m2). 常规全身麻醉，体外循环采用离心泵、膜式氧合器. 经前正中开胸，常规中度低温体外循环，中度血液稀释，手术中鼻温最低降至25.5～28.5℃，复温至36.5～37.5℃. 移植术均采用标准原位心脏移植术式，供心采用改良St. Thomas液灌注，4℃ Stanford大学配方液保存. 主动脉阻断时间60～80 min，供心冷缺血时间为90～120 min，体外循环（CPB）时间为110～157 min. 术后随访时间4～58 mo. 术前24 h开始口服FK506 0.2 mg/（kg·d）和MMF 2 g/d(分2次口服)，术中开始体外循环前将甲基强的松龙1000 mg加入预充液中，停机后再静脉推注甲基强的松龙500 mg. 术后采用FK506, MMF（骁悉）和泼尼松三联免疫方法，给予甲基强的松龙5 mg/（kg·d），持续1 wk后改为泼尼松1 mg/(kg·d)，总量每日递减5 mg，直至15 mg维持半年；FK506用量为0.1～0.33 mg/(kg·d)，术后1 mo维持血中FK506的谷值在15～25 μg/L，3 mo后为5～15 μg/L；MMF用量为2.0 g/d，分2次口服，术后半年减至1.0 g/d，分2次口服. 术后1 mo行心肌内膜活检(endomyocardial biopsy, EMB)时抽取外周静脉抗凝血，分离外周淋巴细胞. 在获取脑死亡心脏移植供体心脏时，同时无菌切取部分供体脾脏，以制备供体淋巴细胞样本.

    1.2方法

    1.2.1CRP检查采取受体外周静脉血离心后ELISA法检测，移植前检查1～2次，移植后每天检查1次至1 mo，在受体复查及心内膜心肌活检时同期检查. 其的正常范围0.2～5.0 mg/L.

    1.2.2心内膜心肌活检（endomyocardial biopsy, EMB)心脏移植后3 mo内做活检1～2次，3 mo后每隔6 mo左右检查一次，怀疑发生排斥反应时随时做. 每次活检均在局麻、X线引导下取右心室室间隔处标本，40 g/L甲醛固定液固定做病理和2.5 g/L戊二醛固定液固定做电镜检查. 病理切片石蜡包埋，HE染色，急性心脏排斥反应等级按照ISHLT（International Society of Heart and Lung Transplantation）1990年分级标准（0～4等级）进行排斥反应分析.

    1.2.3混合淋巴细胞培养①供体淋巴细胞的制备 在RPMI?1640培养液中研磨供体脾脏，将细胞悬液离心10 min，加入温热氯化铵溶解红细胞，再次离心10 min，全部吸取中层灰色细胞层，生理盐水离心清洗2次，台盼蓝染色，计数板计数. 调整细胞密度为2×109/L，分成3管，各自离心,每管中加入250 μL丝裂霉素（终浓度50 mg/L）和1.75 mL生理盐水，37℃水浴40 min，生理盐水离心洗涤2次. 用含100 mL/L胎牛血清的RPMI?1640液调整细胞浓度为1×1010/L. -70℃冰箱冻存备用. 在进行混合淋巴细胞培养时，37℃水浴解冻，生理盐水洗涤1次，用含120 mL/L胎牛血清的RPMI?1640培养液调整细胞浓度为1×1010/L. 标记为D. ②受体淋巴细胞的制备 新鲜外周静脉血按1∶1比例加在装有比重为1.077的淋巴细胞分离液的离心管中，离心20  min，吸取中间雾状淋巴细胞层. 生理盐水洗涤2次. 用含120 mL/L胎牛血清的RPMI?1640培养液调整细胞密度为1×1010/L. 标记为R. ③混合淋巴细胞培养及分组 将已制备好的R和D按如下分组加入96孔板，置37℃，50 mL/L CO2孵箱中培养24 h. A组：R 50 μL+D 50 μL；B组：R 50 μL+D 50 μL+IL?2纯化中和单抗15 μL；C组：R 50 μL+IL?2纯化中和单抗15 μL；D组：R 50 μL. 每组3个复孔，空白对照组RPMI?1640培养液100 μL. ④酶标分析仪检测 培养24 h后，每孔加入MTT试剂（5 mg/L） 15 μL，继续37℃，50 mL/L CO2孵箱中培养2～4 h. 离心20 min，弃上清，每孔加入DMSO 150 μL，震荡10 min，静置20 min，待结晶完全溶解后，在酶标分析仪上测定A值，测定波长为570 nm. 结果判定：(A)倒置显微镜下直接观察，各孔细胞转化黄色可溶性MTT为紫蓝色结晶物质的量，比较试验孔和阴性对照孔的差异；(B)以刺激指数（stimulation index,SI）判断细胞活性高低：SI=A实验孔/A空白对照.

    统计学处理：所得数据以x±s表示，使用SPSS 11.5软件进行数据分析，采用单因素方差分析比较组间差别，P<0.05为差异有显著统计学意义.

    2结果

    2.1一般情况本组26例，死亡5例（19%），2例术前已有肝、肾功能不全，分别于术后16，23 d死于多脏器功能衰竭， 1例死于精神抑郁，1例死于消化道大出血，另1例死于曲霉菌感染. 余21例顺利康复出院（存活率74%）. 长期随访1例出现房性早搏，1例表现为轻度腹胀. X线检查心影均无明显扩大，其血液动力学，射血分数，均未见明显改变.

    2.2CRP变化将心脏移植受体术后30 d内按是否成活分为成活组（n=24）与死亡组（n=2），各组分别统计CRP值并绘制曲线图（图1）. 可以看出术后8 d左右血浆CRP水平均有明显下降，CRP值在移植早期随着手术创伤的恢复而降低，2例死亡病例在早期下降后又有一明显的再次升高(P<0.001). 成活组与死亡组在后期（14~21 d） CRP水平差别明显.

    图1心脏移植受体术后CRP的变化

    2.3EMB26例心脏移植共检测32例次心肌样本，14例次阴性（0等级），10例次1a等级，1例次1b等级，7例次＞1b等级（1例次2等级，4例次3a等级，2例次3b等级）. 病理等级0和1a［CRP为(4.81±2.36) mg/L, n=24］认为是阴性，等级≥1b［CRP为(14.26±9.08) mg/L, n=8］看作可能的急性排斥反应.

    2.4倒置显微镜观察各孔细胞转化黄色可溶性MTT为紫蓝色结晶物质的量呈现一定的. EMB病理等级≥1b紫蓝色结晶量多呈现为D组＞C组＞A组＞B组，而病理等级＜1b紫蓝色结晶量多无明显规律可循.

    2.5EMB病理等级与CRP检测数值比较分析心内膜心肌活检时同时检测CRP数值，EMB病理等级0和1a为阴性组，EMB病理等级1b和＞1b为排斥组. 经检测及统计分析，阴性组(4.81±2.36) mg/L与排斥组(14.26±9.08) mg/L两组间有明显的差异(P<0.05)，既可能的急性心脏排斥反应时血浆中CRP浓度水平升高.

    2.6EMB病理等级与MLC检测数值比较分析心肌内膜活检同时MLC，EMB病理等级0，1a等级有24人次，MLC时3个复孔，共获取72组数据；EMB病理等级≥1b等级有8人次，MLC时3个复孔，共获取24组数据. 经检测及统计分析，EMB病理等级＜1b时MLC A, B, C, D各组差异不明显（P>0.05），即淋巴细胞活性在受到特异抗原和中和抗体作用下，淋巴细胞活性无明显影响. EMB病理等级≥1b时，A, B, C组与D组均有显著差异（P<0.05），在分别受到特异抗原和中和抗体作用时，淋巴细胞活性减弱，在两者共同作用下，淋巴细胞活性减弱更加明显（P<0.05）.  由此可见，EMB病理等级≥1b MLC各组刺激指数（SI）明显呈现D组＞C组＞A组＞B组的规律(表1).表1不同EMB病理等级MLC刺激指数的变化

    3讨论

    EMB目前被认为是诊断心脏急性排斥反应的“金标准”，但却是有创性检查方法，频繁的右心活检会造成心肌的损伤，反复静脉穿刺容易形成血栓或导致感染并发症，而且还需昂贵的费用，患者比较痛苦，不易接受. 移植心脏的排斥反应是灶型病理改变，从右心室局部取材有误诊可能，且心肌活检本身可引起心肌的炎症反应，干扰对病变情况的判断. CRP是一个急性时相性敏感性特征蛋白，它的检测对于疾病的诊断虽无特异性，但其浓度上升是各种原因引起的炎症和组织损伤的指标，是心脏移植受体免疫或炎症反应活性增强的标志［1］. 在心脏移植前后，我们对受体CRP监测发现CRP值在移植早期随着手术创伤的恢复而降低，但有的受体CRP数值波动很大，死亡与存活患者有明显区别，推测CRP可作为判断心脏移植受体“健康”或病变状态的一个指标，也是观察心脏移植受体早期成活质量的标志.

    本研究我们发现在EMB（1b和＞1b）时，血浆中CRP浓度水平升高，推测在心脏移植排斥反应发生时，其CRP值可能会明显上升［2］. 心脏移植后急性排斥反应是以淋巴细胞为主的一系列免疫反应，其中T淋巴细胞起着核心的作用. 研究发现在特定抗原的诱导下，成熟T淋巴细胞可发生凋亡［3-5］，在我科心脏移植患者长期临床随诊观察中，也发现免疫淋巴细胞活性抑制的现象. 由此，设计了改良体外单向混合淋巴细胞培养方法，在加入丝裂霉素灭活的供体细胞同时，引入IL?2纯化中和抗体，通过改变反应条件诱导淋巴细胞的主动及被动性凋亡从而对活化淋巴细胞的增殖产生影响，而最终通过MTT法来测定细胞的增殖活性，使反应序列细化，增加了反应的特异性，检测手段相对简单，可行.

    本研究采用供体灭活细胞与IL?2纯化中和单抗联合培养的方法，在体外证实供体特异受体淋巴细胞在特定供体抗原诱导下，淋巴细胞活性受到抑制. 同时发现，供体特异的受体淋巴细胞在供体抗原和IL?2中和单抗联合作用下，淋巴细胞活性被强烈抑制；仅单独IL?2中和单抗对淋巴细胞活性也有抑制，但弱于供体细胞抗原对淋巴细胞活性的抑制作用，提示其供体细胞抗原是始动因素并起关键作用. 引用特异的供体细胞抗原和IL?2中和单抗多种配组方式，监测反应序列化，监测手段特异性强，对照直观而敏感，减少了感染等因素的干扰，较单个核细胞活性检测有更高的应用价值. 但本实验仅在体外诱导出外周淋巴细胞活性受抑制，其具体抑制机制及体内情况还需要进一步深入研究.

【】
  ［1］ Marc SE, Hong JC, Mark KW,et al. Elevated levels of plasma C?reactive protein are associated with decreased graft survival in cardiac transplant recipients［J］. Circulation, 2000,102(17): 2100- 2105.

［2］ Chance JJ, Segal JB, Wallerson G, et al. Cardiac troponin T and C?reactive protein as markers of acute cardiac allograft rejection［J］. Clin Chim Acta,2001,312:31.

［3］ Gollapudi S,Gupta S. Anti?P?Glycoprotein antibody induced apoptosis of activated peripheral blood lymphocytes: A possible role of P?Glycoprotein in lymphocyte survival［J］.J Clin Immunol, 2001,21(6): 420-430.

［4］ Fourel S,Genestier L,Robinet E. Human T cells require IL?2 but not G1/S transition to acquire susceptibility to Fas?mediated apoptosis［J］. J Immunol,1996,157:4309-4315.

［5］ Musci MA,Latinis KM,Koretzky GA. Signaling events in T lymphocytes leading to cellular activation or programmed cell death［J］.Clin Immunol Immunopathol, 1997,83:205-222.