肾移植抗体介导排斥反应专题 | 肾移植术后非HLA抗体的特征性移植肾病理表现与表达分析

文摘   2024-11-06 10:44   湖北  

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肾移植术后非HLA抗体的特征性移植肾病理表现与表达分析


黄照茹  刘磊  丰翼  王军祥  闫勇闯  王志刚
谢红昌  齐元博  李金锋  尚文俊 


郑州大学第一附属医院肾移植科,郑州  450000



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【作者简介】


黄照茹


尚文俊

教授,博导

河南省医学重点学科学科带头人

河南省卫生健康中青年学科带头人

中华医学会器官移植分会委员

中国医师协会儿童器官移植学组委员

中国医学生物技术协会移植技术分会副主任委员

河南省医师协会器官移植医师分会会长

【摘 要】

目的分析肾移植术后非HLA抗体特征性移植肾病理表现,并探讨不同病理表现时非HLA抗体的差异。

方法回顾性分析2021年2月至2023年6月郑州大学第一附属医院因不明原因血清肌酐升高而接受病理穿刺的同时行HLA抗体检测、检测结果为非HLA抗体阳性且HLA抗体阴性或HLA抗体阳性被判定为供者特异性抗体(donor specific antibody,DSA)且平均荧光强度(mean fluorescence intensity,MFI)>4 000的肾移植受者。根据非HLA抗体和HLA抗体检测结果将受者分为单纯非HLA抗体阳性组(45例)和HLA⁃DSA阳性组(28例)。采用Luminex单抗原微珠法检测抗体。采用χ2检验、t检验或Mann⁃Whitney U非参数检验两组受者的病理表现进行差异性分析,并根据差异分析结果将单纯非HLA抗体阳性组受者分为微血管炎性组(22例)和非微血管炎性组(23例)、间质纤维化组(36例)和非间质纤维化组(9例),将非HLA抗体水平进行标准化,采用R语言ComplexHeatmap包生成热图,用秩和检验对病理表现不同的非HLA抗体水平进行差异性分析。

结果单纯非HLA抗体阳性组和HLA⁃DSA阳性组受者的微血管炎症阳性率分别为48.9%(22/45)和82.1%(23/28),组间差异有统计学意义(χ2=8.073,P=0.006);两组受者间质纤维化阳性率分别为80.8%(36/45)和53.6%(15/28),组间差异有统计学意义(χ2=5.726,P=0.021)。单纯非HLA抗体阳性组受者中,微血管炎症组的抗蛛毒素受体1、角蛋白8、角蛋白18、干燥综合征抗原B的抗体的相对水平高于非微血管炎症组,差异有统计学意义[559.50(262.00,801.25)比285.00(183.00,460.00),P=0.024;504.50(369.5,725.25)比317.00(231.50,458.00),P=0.014;672.50(454.50,969.50)比399.00(246.50,772.50),P=0.030;967.50(482.00,2066.50)比399.00(246.50,772.50),P=0.033]。间质纤维化组的抗环瓜氨酸肽、集落刺激因子2、细胞间黏附分子1、胶原蛋白Ⅳ抗体的相对水平高于非间质纤维化组,差异有统计学意义[100.00(79.88,167.50)比64.50(37.00,89.00),P=0.016;146.25(93.38,244.75)比87.00(66.00,105.00),P=0.041;132.50(106.38,229.50)比95.00(55.00,125.00),P=0.037;432.50(280.75,653.75比208.00(192.00,301.00),P=0.028]。

结论与HLA⁃DSA相比,肾移植受者术后非HLA抗体的特征性移植肾病理表现为微血管炎症阳性率较低和间质纤维化阳性率较高,且均有不同种类非HLA抗体表达水平存在差异。

【关键词】 肾移植;非人组织相容性抗体;供者特异性抗体;肾脏病理
肾脏移植手术作为终末期肾脏病的首选方案,在接受肾脏移植术后,HLA抗体对移植肾病理的影响一直受到广泛关注。即使临床常见术后血清肌酐升高而HLA抗体阴性的受者,但由于近年来非HLA抗体检测技术的成熟,越来越多的学者才开始对此展开相关的研究。非HLA抗体包括抗细胞表面蛋白抗体,抗细胞骨架抗体,抗细胞外基质抗体等不同类型的抗体。非HLA抗体和HLA抗体与不同移植肾的病理特征并未展开过多的研究,引起移植肾的病理生理机制也尚未得到解决。本研究通过对比单纯非HLA抗体阳性组和HLA⁃DSA阳性组病理表现的差异性,根据差异性的结果,对单纯非HLA抗体阳性组组内进行水平的分析,以期探究非HLA阳性受者的移植肾脏病理特征。

对象与方法

一、 研究对象和分组

2021年2月至2023年6月期间,于郑州大学第一附属医院因肾移植术后不明原因血清肌酐升高而行移植肾病理穿刺和HLA抗体检测的受者,对于HLA抗体检出阴性的受者,进一步行非HLA抗体的检测。纳入标准:非HLA抗体阳性且HLA抗体阴性的单纯非HLA抗体阳性的受者,以及HLA抗体阳性且判定为供者特异性抗体(donor specific antibody,DSA),平均荧光强度(mean fluorescence intensity MFI)>4 000的受者;接受标准的免疫抑制剂方案。排除标准:术前有DSA、淋巴细胞毒实验阳性、ABO血型不相容肾移植、术后发生其他外科并发症、移植肾零点病理Banff评分结果间质纤维化及肾小管萎缩≥10%;HLA抗体阳性但无DSA受者。根据非HLA抗体和HLA抗体检测结果将研究对象分为单纯非HLA抗体阳性组和HLA⁃DSA阳性组。
所有移植肾活检前均签署知情同意书,并对本研究知情同意。本研究获郑州大学第一附属医院科研和临床伦理委员会批准(批准文号:2023⁃KY⁃0612)。所有移植肾脏均来自遗体捐献或亲属活体捐献,由中国器官移植分配系统统一分配。

二、 免疫抑制剂及随访方案

免疫诱导方案:糖皮质激素联合兔抗人T淋巴细胞免疫球蛋白(Anti⁃human T⁃lymphocyte Rabbit Immunoglobulin,ATG⁃F)。其中,ATG⁃F给予的总量为5 mg/kg,总疗程5~6 d;术中给予甲泼尼龙琥珀酸钠15 mg/kg,术后第1、2、3、4天分别予以7.50、5.00、2.50、1.25 mg/kg,第5天口服甲泼尼龙50 mg,后每天口服甲泼尼龙16 mg或泼尼松20 mg。
免疫抑制维持方案:采用钙调神经磷酸酶抑制剂(环孢素A或他克莫司)联合霉酚酸酯。他克莫司起始剂量0.1 mg·kg–1·d–1,分2次口服,根据血药浓度调整谷浓度,术后1~3个月、3~6个月、7~12个月、12~24个月分别维持在8~12 g/L、6~8 g/L、5~7 g/L、5~6 g/L。环孢素A起始剂量5 mg·kg–1·d–1,根据血药浓度调整谷浓度,术后1~3、3~6、7~12、12~24个月分别维持在200~250 g/L、150~200 g/L、100~150 g/L、100~120 g/L。霉酚酸酯的血药浓度⁃曲线下面积维持至60~100 mg·h·L–1。术后3个月泼尼松或甲泼尼龙逐渐减至10.0 mg/d或者8.0 mg/d,术后6个月后减至5.0~7.5 mg/d,术后12个月后减至4.0~5.0 mg/d并维持。
受者均规律门诊随访,根据随访结果调整免疫治疗方案。

三、 抗体的检测方法和指标

非HLA抗体检测:采用Lifecodes non⁃HLA Antibody Kit(Immucor,USA),MFI高于1.5倍阈值判断为阳性。HLA抗体检测:先将受者的血清利用Lifecodes Life Screen Deluxe Kit(Immucor,USA)进行筛查后,再利用Lifecodes LSA Class I and Class II SAB kits(Immucor,USA)检测,将MFI>4 000判断为中强阳性。

四、 病理学检测方法和指标

移植肾穿刺后的标本经4%甲醛溶液固定、石蜡包埋切片后,采用苏木精⁃伊红、过碘酸雪夫、马松染色及C4d免疫组织化学染色。根据Banff 2019的标准,急性损伤指标:肾小球炎(g)、间质性炎症(i)、肾小管炎(t)、肾小管周围毛细血管炎(ptc)、微血管炎症(g+ptc)和动脉内膜炎(v)等,慢性损伤指标:间质纤维化(ci)、慢性移植肾肾小球病(cg)、小动脉玻璃样变(ah),肾小管萎缩(ct)等。

五、 统计学处理

采用SPSS statistics 19软件进行数据分析和统计学处理,计数资料用绝对数值和相应频率百分比表示,采用χ2检验或者Fisher精确检验。符合正态分布的计量资料以x±s表示,组间比较采用t检验;非正态分布的计量资料以M(Q1,Q3)表示,组间比较采用Mann⁃Whitney U检验。使用R语言4.2.0的scale函数将非HLA抗体的MFI数据进行标准化处理后,采用R语言的ComplexHeatmap包生成热图,并使用秩和检验进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。

结  果

一、 基线资料

共纳入73例受者,其中男性54例,女性19例。单纯非HLA抗体阳性组45例,HLA⁃DSA阳性组28例。单纯非HLA抗体阳性组与HLA⁃DSA阳性组受者在年龄、性别、供肾类型、透析类型、原发肾病、供肾冷热缺血时间、移植肾穿刺活检时估算肾小球滤过率值、病理活检距离肾移植手术的时间、HLA错配位点(A、B、DR)、首次移植/二次移植等方面差异无统计学意义(表1)。28例术后发生DSA的受者中,有69个针对HLA⁃A、B、C、DR、DQA、DQB、DPA、DPB不同位点的抗体,DSA的最高MFI值为14 140.04±5 794.15。

表1   单纯非HLA抗体阳性组和HLA⁃DSA阳性组肾移植受者基本特征

注:ANCA为抗中性粒细胞胞质抗体;FSGS为局灶性阶段性肾小球硬化;eGFR为估算的肾小球滤过率;HLA为人类白细胞抗原


二、 移植肾病理特征

在纳入研究的73例受者中,抗体介导排斥反应(antibody⁃mediated rejection,AMR)的病理特征较为常见。45例非HLA阳性组中g≥1者21例(46.7%)、ptc≥1者36例(80.0%)、g+ptc≥2者22例(48.9%),28例HLA⁃DSA阳性组中g≥1者16例(57.1%)、ptc≥1者24例(85.7%)、g+ptc≥2者23例(82.1%)。两组间微血管炎症的程度(g+c≥2)差异有统计学意义(χ2=8.073,P=0.006,表2)。

表2   单纯非HLA抗体阳性组与HLA⁃DSA阳性组受者病理表现比较

注:HLA为人类白细胞抗原;DSA为供者特异性抗体

两组受者均存在不同程度的间质纤维化/肾小管萎缩,45例单纯非HLA抗体阳性组中ci≥1者36例(80.0%),ct≥1者40例(88.89%),28例HLA⁃DSA组中ci≥1者15例(53.6%),ct≥1者23例(82.1%)。其中非HLA阳性组的间质纤维化(ci≥1)阳性的受者为36例(80.0%),HLA⁃DSA阳性组的间质性纤维化(ci≥1)阳性的受者为15例(53.6%),组间差异有统计学意义(χ2=5.726,P=0.021)(表2)。

三、 特征性病理表现下单纯非HLA抗体阳性组受者非HLA抗体表达分析

根据病理表现差异分析结果将单纯非HLA抗体阳性组受者分为微血管炎性组(22例)和非微血管炎性组(23例)、间质纤维化组(36例)和非间质纤维化组(9例)
(一) 微血管炎性组和非微血管炎性组
进一步探索非HLA阳性组中,微血管炎症组(g+ptc≥2)与非微血管炎症组的非HLA抗体水平的差异性。将45例单纯非HLA抗体阳性组的抗体特征进行组内分析,绘制热图反应非HLA抗体相对水平的差异,微血管炎症组(g+ptc≥2)与非微血管炎症组受者组的非HLA抗体水平的差异见图1,秩和检验结果表明微血管炎症组的抗蛛毒素受体1(Latrophilin 1,LPHN1)、角蛋白8(keratin 8,KRT8)、角蛋白18(keratin 8,KRT18)、干燥综合征抗原B(Sjogren syndrome antigen B,SSB)抗体的MFI高于非血管炎症组,差异有统计学意义[559.50(262.00,801.25)比285.00(183.00,460.00),W=153,P=0.024;504.50(369.5,725.25)比317.00(231.50,458.00),W=145,P=0.014;672.50(454.50,969.50)比399.00(246.50,772.50),W=157,P=0.030;967.50(482.00,2 066.50)比399.00(246.50,772.50),W=159,P=0.033]。


图1   微血管炎症组和非微血管炎症组的非HLA抗体水平热图
(二) 间质纤维化组和非间质纤维化组
采用R语言的scale函数将间质性纤维化组(g+ptc≥2)与非间质性纤维化组两组的非HLA抗体MFI数据进行标准化,并用ComplexHeatmap包绘制热图(图2),采用秩和检验发现间质性纤维化组的抗环瓜氨酸肽(cyclic citrullinated peptide,CCP)、集落刺激因子2(colony stimulating factor 2,CSF2)、细胞间黏附分子 1(intercellular adhesion molecules⁃1,ICAM1)、Ⅳ型胶原蛋白抗体MFI值高于非间质性纤维化组,组间差异有统计学意义[100.00(79.88,167.50)比64.50(37.00,89.00),W=76.5,P=0.016;146.25(93.38,244.75)比87.00(66.00,105.00),W=90,P=0.041;132.50(106.38,229.50)比95.00(55.00,125.00),W=88,P=0.037;432.50(280.75,653.75)比208.00(192.00,301.00),W=85,P=0.028]。


图2   间质性纤维化组与非间质性纤维化组的非HLA抗体水平热图

讨  论

非HLA抗体在肾移植术后评估肾脏病理状态的重要性越来越引起重视,与肾脏病理的关系也在慢慢探索中。HLA⁃DSA引起AMR的机制已逐渐明确,DSA的产生预示着AMR的发生,主要通过形成抗原⁃抗体复合物经过经典途径激活补体系统,形成攻膜复合物后直接损伤血管内皮。而非HLA抗体产生机制较为复杂,多与血管内皮损伤、相关抗原暴露相关。对于移植等待者而言,一方面,急/慢性肾损伤、狼疮性肾炎、局灶性阶段性肾小球硬化、糖尿病等因素会使内皮损伤[1⁃3];另一方面,终末期肾病患者长期透析也会使内皮损伤,进而导致非HLA抗体的升高。而对于移植术后的受者,缺血再灌注损伤、抗HLA⁃DSA、免疫抑制剂的使用、病毒(尤其是BK病毒)感染等,都会导致相关血管内皮细胞受损[4⁃6],并暴露细胞骨架及相关蛋白(TUBULIN、KRT8、KRT18、Actin等)、细胞核蛋白(NCL、SNRPB2、LMNA等),引起继发性的非HLA抗体升高。因此,一部分HLA抗体为阴性的肾移植术后的受者,非HLA抗体检测结果也呈现阳性。在肾移植领域,目前已发现了许多非HLA抗体,它们针对同种异体和自身抗原的异质亚群,包括MHC I类相关链A(MHC class I polypeptide⁃related sequence A,MICA)、血管紧张素Ⅱ型1受体(Angiotensin Ⅱ type 1 receptor, AT1R)和内皮素⁃1 A型受体(endothelin type A recep⁃tor,ETAR)。既往研究中,MICA、AT1R和ETAR被认为和严重的AMR有关,但是其他的非HLA抗体与排斥反应的关系并不明确,这限制了非HLA抗体检测在可疑AMR受者中的应用。
本研究采取了60种指标的非HLA panel和HLA⁃DSA检测,对肾移植术后受者抗体情况进行评估,并对HLA⁃DSA组及单纯非HLA抗体阳性组的移植肾脏病理结果进行差异性分析。因本研究为回顾性研究,HLA⁃DSA阳性组缺乏非HLA抗体的结果,HLA⁃DSA的MFI值越高,对于肾脏病理影响就越占优势,因此我们仅入组中高MFI值(MFI>4 000)HLA抗体的受者。结果表明,非HLA抗体阳性受者微血管炎症阳性率低于HLA⁃DSA组,证明非HLA抗体阳性诊断AMR的价值低于HLA⁃DSA。非HLA抗体阳性受者间质性纤维化阳性率高于HLA⁃DSA组,这与Sigdel等[7]对非HLA与移植后的组织学慢性同种异体移植损伤相关的报道一致。但其他指标差异无统计学意义,如肾小管周围毛细血管炎、C4d免疫组化阳性等诊断AMR的关键性指标,其中的机制值得进一步探索。
根据上述结果,虽然单纯非HLA抗体阳性组微血管炎症阳性率低于HLA⁃DSA阳性组,但微血管炎症是AMR的标志性病理表现之一,因此我们进一步探索单纯非HLA抗体阳性组中是否发生微血管炎症的非HLA表达水平的差异性,研究发现LPHN1、KRT8、KRT18、SSB抗体的相对水平差异有统计学意义。LPHN1为细胞表面受体,属于G蛋白偶联受体中的一种,介导细胞黏附和信号传导[8]。SSB属于细胞核蛋白抗原,抗SSB抗体作为干燥综合征、系统性红斑狼疮等风湿免疫疾病的诊断指标[9⁃10]。Butler等[11]报道抗LPHN1抗体和抗SSB抗体为心脏移植排斥反应的独立危险因素。KRT8和KRT18为内皮细胞的细胞骨架构成成伤[12],据报道,针对这些抗原的细胞骨架⁃抗内皮细胞抗体与心脏移植排斥反应密切相关,可能成为AMR的良好标志物,并且其升高早于排斥反应的发生[13]。本研究首次在肾移植术后样本中观测到上述抗体与微血管炎症的相关性,对于今后进一步研究非HLA抗体与AMR发生机制之间的关系有一定指导意义。
在非HLA阳性组中,对比间质性纤维化组与非间质性纤维化组受者的60种非HLA panel的水平,我们发现CCP、CSF2、ICAM1、Ⅳ型胶原蛋白抗体的相对水平差异有统计学意义。CCP为细胞骨架蛋白,抗CCP抗体是类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的诊断与预后评估指标之一[14]。有报道称,RA患者肾移植术后使用雷帕霉素无法抑制抗CCP抗体水平,从而导致RA的复发[15]。CSF2又称粒细胞⁃巨噬细胞集落刺激因子,是一种控制粒细胞和巨噬细胞的产生、分化和功能的细胞因子。发生肾损伤后,肾小管表达的CSF2增加,CSF2促进肾损伤修复,而抗CSF2抗体不仅阻碍肾损伤修复,而且加重肾损伤[16];肾移植受者血清中的抗CSF2抗体的水平高于健康人[17]。ICAM1为细胞表面蛋白,其高表达被认为是内皮细胞激活和血管炎症的标志[18],而本研究中抗ICAM1抗体水平升高与间质纤维化相关,这究竟是炎症引起的反应性升高,还是其他原因,需要进一步研究。Ⅳ型胶原蛋白为胞外基质,在肾移植术后可能会产生抗Ⅳ型胶原蛋白抗体[19],且这种抗体与移植术后的肾小球损伤有相关性;同时,抗Ⅳ型胶原和抗纤维连接蛋白抗体的患者,分泌IFN⁃γ和IL⁃17的Ⅳ型胶原和纤维连接蛋白特异性T细胞显著激活,分泌IL⁃10的特异性T细胞显著减少,这解释了针对自身抗原的免疫反应和外周耐受性的丧失[20]。本研究发现上述抗体和肾脏间质纤维化间可能存在相关性,具体机制需要进一步研究。
因本研究为回顾性研究,抗内皮细胞抗体、MICA抗体、AT1R抗体并未在本中心常规开展,故未纳入本研究的单纯非HLA抗体组中,所以结果具有一定的局限性。
本研究对部分非HLA抗体与移植肾病理特征进行了研究,发现了上述的几种抗体与微血管炎症和间质纤维化之间的关系,而非HLA抗体与其他病理指征之间的相关性仍需进一步分析。HLA⁃DSA与非HLA抗体双阳性的受者与单独HLA⁃DSA阳性受者在临床症状、病理表现和预后上有何异同,也是今后研究的重点。

作者贡献声明

黄照茹:研究设计、数据分析、论文撰写;刘磊、王军祥、王志刚、谢红昌、李金峰:研究指导;丰翼、闫勇闯:数据整理、统计学分析;尚文俊:研究指导、论文修改

利益冲突声明

所有作者声明不存在利益冲突
● 引用本文:

黄照茹,刘磊,丰翼,等. 肾移植术后非HLA抗体的特征性移植肾病理表现与表达分析[J]. 中华器官移植杂志,2024,45(10):710-717.

DOI:10.3760/cma.j.cn421203-20230923-00104


● 版权声明:

本文为《中华器官移植杂志》原创文章,版权归中华医学会所有。其他媒体、网站、公众号等如需转载,请联系本刊编辑委员会获得授权,并在文章下醒目位置注明“原文刊发于《中华器官移植杂志》,卷(期):起止页码”。谢谢合作!


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