2020临床医学检验技士《免疫检验》第二十八章：移植免疫及其免疫检测

第二十八章　移植免疫及其免疫检测

　　被移植的细胞、组织或器官称移植物，提供移植物的个体称为供体，接受移植物的个体称为受体或宿主。 根据移植物来源的不同，可将移植分为自体移植、同系移植、同种异体移植、异种移植;根据移植部位的不同，可分原位移植和异位移植;视移植物种类的不同，又有器官移植、支架组织移植和细胞移植之分。

　　第一节　引起排斥反应的靶抗原

　　由主要组织相容性复合体（MHC）编码的人类白细胞抗原（HLA），是不同个体间进行器官或组织移植时发生排斥反应的主要成分，这种代表个体特异性的同种抗原又称组织相容性抗原或移植抗原。 此外，与移植排斥反应相关的抗原还有：①其他血细胞抗原，如红细胞血型抗原ABO和白细胞的特有抗原等;②组织特异性抗原：特异地表达于构成某一组织器官的细胞表面抗原;③次要组织相容性抗原，男性特有的Y染色体编码的某些蛋白质。

　　一、主要组织相容性抗原

　　在同种异体移植时，HLA引起移植排斥反应最强烈。 在三类HLA分子中，主要由Ⅰ、Ⅱ类分子触发移植排斥反应，HLA－DR反应最强。HLA－C与移植排斥反应无明显关系。 移植中，来自供体的强表达HLA的APC和其他免疫细胞，即作为同种异体抗原介导宿主抗移植物反应(HVGR);也作为过客细胞的重要膜分子参与移植物抗宿主反应(GVHR)。

　　在移植过程中，受体的免疫细胞对移植物表面HLA的识别存在着直接和间接两种方式。

　　直接识别： 受体T细胞对移植物表面完整的同种异型HLA分子的识别，无须对其加工、处理和提呈。活化以CD8+CTL为主的T细胞，参与强烈的急性排斥反应。

　　间接识别： 受体T细胞对APC所加工、处理的移植物HLA抗原肽的识别。识别则以CD4+Th为主，在慢性排斥反应中发挥重要作用。

　　二、其他组织相容性抗原

　　(一)次要组织相容性抗原 mHA在某些组织或器官移植时发挥重要作用，特别是骨髓移植。此外，在不同性别的个体间进行移植时，由Y染色体上的座位所编码的蛋白，可能是触发轻度移植排斥反应的mHA，这种与性别相关的mHA又称H-Y抗原，为男性所特有，可被HLA-B7分子结合。

　　（二）ABO血型抗原系统 几乎所有人体组织器官的血管内皮细胞表面均含有ABO血型抗原。在进行器官移植时，应尽量保证供、受体间ABO血型的一致。

　　（三）组织特异性抗原 是一类特异性地表达于各种器官、组织、细胞上的抗原系统。不同的组织器官可有不同的组织特异性抗原。如血管内皮细胞(VEC)特异性抗原、肾特异性抗原、肝脏特异性抗原、胰腺特异性抗原、心脏特异性抗原和皮肤特异性抗原等。

　　第二节　排斥反应的种类及发生机制

　　一、超急性排斥反应

　　在移植后的数分钟至1～2天内发生的不可逆转的体液排斥反应。常见于ABO等血型不符、多次妊娠、反复输血或接受过器官移植者，也可发生在被移植器官灌流不畅或缺血时间过长等情况时。超急性排斥反应发生迅速、反应强烈、不可逆转。移植前进行仔细的ABO、Rh、HLA配型和交叉配型。

　　二、急性排斥反应

　　发生于移植后数周至数月内，是排斥反应最常见的类型， 患者多有发热、移植部位胀痛和移植器官功能减退等临床表现。包括：

　　1.急性体液性排斥反应 由内皮细胞表面HLA分子的抗体所介导，病理：引起移植组织或器官的血管炎。 病程进展迅速，多数免疫抑制剂治疗效果差或无效，往往被迫切除移植物。

　　2.急性细胞性排斥反应

　　又称加速性细胞排斥反应。患者的血液中，可以有抗供者的抗体，但并不一定引起有效的脉管排斥反应。病理：以移植组织或器官实质性损伤为主，伴有淋巴细胞和巨噬细胞浸润。

　　三、慢性排斥反应

　　发生于移植后数月甚至数年，病程进展缓慢。病理：血管壁细胞浸润、间质纤维化和瘢痕形成，时有血管硬化性改变。

　　纤维化的形成与在迟发型超敏反应中活化的巨噬细胞分泌的IL-1，以及血小板和内皮细胞产生的血小板源性生长因子(PDGF)等有关。

　　引起慢性排斥反应的因素包括：①T细胞、巨噬细胞等介导的迟发型超敏反应等免疫损伤;②B细胞产生的抗体活化补体或通过ADCC破坏血管内皮细胞;③急性排斥反应反复发作所导致的移植物组织退行性变，此与细胞和体液免疫均有关系;④非免疫相关因素，诸如局部缺血、再灌注损伤、微生物感染等。慢性排斥反应对免疫抑制疗法不敏感，目前尚无特异性治疗方法，最终需要重新进行器官移植。

　　四、移植物抗宿主反应

　　在骨髓移植时 ，由于移植的骨髓也含有丰富的免疫细胞，且受体处于严重的免疫抑制状态，因而对供者骨髓表现免疫无能，使供者骨髓中的免疫细胞不仅得以生长，而且以受者细胞为抗原产生免疫应答，引起攻击受者的移植物抗宿主反应(GVHR)。GVHR也可见于脾、胸腺和小肠移植。

　　第三节　HLA分型

　　一、血清学分型法

　　应用一系列已知抗HLA的特异性标准分型血清与待测淋巴细胞混合，借助补体的生物学作用介导细胞裂解的细胞毒试验。因分型血清和淋巴细胞用量少，称为补体依赖的微量细胞毒（CDC）试验。能够应用该法检测的抗原称为SD抗原， 包括HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-DR、HLA-DQ。

　　二、细胞学分型法

　　以混合淋巴细胞培养（MLC）或称混合淋巴细胞反应（MLR）为基本技术的HLA分型法。能用本法测定的抗原称为LD抗原，包括HLA－D、HLA－DP。

　　（一）单向MLC

　　1.阴性分型法 又称纯合子细胞分型法。

　　2.阳性分型法 阳性分型法又称预致敏淋巴细胞分型法(PLT)。

　　HLA－D抗原可用阴性和阳性分型法检测，HLA－DP抗原只用阳性分型法检测。

　　(二)双向MLC

　　遗传型不同的两个个体淋巴细胞在体外混合培养时，由于两者HLA不同，能相互刺激导致对方淋巴细胞增殖，故称双向MLC。

　　本法不能判断型别，只能说明供、受体HLA抗原配合程度，双向MLC强度与两个体间HLA抗原差异成正比，器官或细胞移植时，应选择MLC最弱者为供体。

　　三、分子生物学分型法

　　（一）RFLP与PCR－RFLP分型法 限制性片段长度多态性（RFLP）分析，称为DNA－RFLP。

　　DNA片段进行体外扩增，然后再用限制性内切酶进行酶切分析，可使限制性长度分析的敏感度增加，此类方法称为PCR-RFLP分型法。PCR－RFLP分型法所应用的PCR引物为HLA组特异性的，此法特别适应于小量标本的研究和异基因骨髓移植供者的选择。

　　（二）PCR－SSO分型法 是PCR与杂交相结合的技术，从而对扩增产物作出HLA型别判断。

　　PCR-SSO是Ⅱ类HLA分型应用最广泛的方法，能鉴定所有已知序列的HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP等位基因。

　　基因芯片是与PCR-SSO结合应用于HLA分型，可使分型趋于规模化和自动化，尤其在HLA多态性和疾病遗传背景分析等方面更具优势。

　　（三）PCR/SSP分型法 应用HLA等位基因的序列特异性引物(SSP)，对待测DNA进行PCR扩增，从而获得HLA型别特异性的扩增产物。

　　（四）PCR－SSCP分型法 单链构象特异性-聚合酶链反应(PCR-SSCP)，是以待测基因PCR扩增为基础，对扩增的DNA单链(ssDNA)的HLA分型方法。

　　（五）SBT分型法 基于序列的HLA分型法(SBT)，可通过对扩增后的HLA基因片段进行的核酸序列测定判断HLA型别。

　　第四节　常见的组织或器官移植

　　一、肾脏移植

　　（一）组织配型在肾脏移植中的应用 包括ABO血型配型、HLA配型和交叉配型。 应遵循：①以ABO血型完全相同者为好，至少能够相容。②选择最佳HLA配型的供者器官。由于复杂的HLA抗原系统，难以选择到完全匹配的肾脏。

　　非O型血受者，HLA相配程度与移植肾脏的存活率呈正相关，这在O型血受者则不明显。如果无合适的肾脏选择，而用ABO血型不合的器官时，可选择血浆交换或免疫吸附法清除受者体内预存的ABO血型抗体。

　　（二）肾移植受者的疗效检测 肾移植中，急性、超急性排斥反应和慢性排斥反应均可出现。因应用免疫抑制剂，导致感染，也将影响移植物的存活和受者的健康。肾移植的疗效监测，主要依赖于受者免疫状态的检测。

　　临床观测的项目包括：T细胞总数、CD4/CD8比值和IL-2及其受体的检测，以帮助判断排斥反应的发生和评估免疫抑制剂治疗效果;

　　组织活检观察肾组织炎症细胞的浸润或CsA中毒情况，以预测排斥反应的发生和调整用药剂量;

　　根据条件，选用RIA或HPLC法动态测定CsA血药浓度，以指导合理用药，减少肾毒性。

　　二、肝脏移植

　　肝脏移植一般考虑实施于移植存活可达18个月以上的患者。此外，对合适的患者也可采取肝脏部分移植，此时单一供体可以用于两个以上的受体。

　　三、心脏移植与心肺联合移植

　　（一）组织配型在心脏和心肺联合移植中的应用 进行ABO血型鉴定、HLA配型、淋巴细胞毒交叉配合试验和群体反应性抗体检测。

　　（二）移植受者的疗效检测 除可根据患者的临床表现或移入器官功能指征作出判断外，对受者机体进行免疫监测有助于评估和预测排斥反应发生的情况。

　　免疫监测主要包括：外周血淋巴细胞总数;T、B细胞的转化能力;T细胞亚类百分数及比值;CTL细胞毒作用;NK、K细胞数及其介导的自然杀伤或ADCC效应;细胞因子及其受体表达或转录水平;黏附分子及其配体在各类细胞表达情况等，可选择性进行。

　　四、骨髓与其他来源的干细胞移植

　　（一）骨髓移植

　　移植的骨髓和受者之间可同时存在HVGR和GVHR。

　　此类移植可被应用于造血系统疾病和原发性免疫缺陷病的治疗。

　　根据被移植骨髓的来源，骨髓移植分为自体骨髓移植、同基因骨髓移植、同种异基因骨髓移植三种类型。

　　为了提高移植的成功率，应进行HLA、红细胞血型配型。对配型不理想者，可通过适当减少供体骨髓中的T细胞，以减轻GVHR。皮疹活检、血清总胆红素及结合胆红素测定、腹泻症状等，均有助于判断GVHR的发生。患者造血功能的恢复可看成是移植成功。

　　（二）外周血和脐血干细胞移植

　　使用药物动员剂促使造血干细胞从骨髓释放到外周血，从中获取足量的干细胞用于移植，可获得与骨髓移植同样的治疗目的。与骨髓移植相比，具有采集方便、供者不需麻醉、移植后造血恢复快，GVHR发生率和严重程度不高等优点。

　　在进行外周血和脐血干细胞移植时，应进行相同于骨髓移植的一系列实验室检查。

　　第五节　排斥反应的预防与治疗

　　一、组织配型

　　（一）HLA配型 多用血清学方法作HLA－A、HLA－B、HLA－DR配型，然而需要MLC确定的HLA－Ⅱ类分子是否匹配，是关系到移植物能否长期存活更有用的指标。

　　配型的关系是：①供、受者HLA-A和HLA-B相配的位点数越多，移植物存活几率越高;②供、受者HLA-DR位点相配更重要，因为HLA-DR和HLA-DQ基因有很强的连锁不平衡，DR位点相配的个体，通常DQ位点也相配;③不同地区HLA匹配程度与移植结果的关系有着不同的预测价值。

　　（二）HLA交叉配型与预存抗体的检测 移植前如果受者血清中预先存在抗供者淋巴细胞的抗体，移植后80%发生超急性排斥反应 ，因此必须做HLA交叉配型，以检测受者体内抗供者淋巴细胞的细胞毒性抗体。

　　交叉配型阳性表明受者预存有抗供体的抗体。在做受体选择时，组织配型差，但交叉配型为阴性，仍可实施移植。若交叉配型阳性，即使组织配型好，也不宜进行移植，否则将发生超急性排斥反应。交叉配型常用于肾脏移植，而并不用于肝、心、肺等器官移植，因为预存抗体与这些器官移植的排斥反应并无明显关系。

　　（三）群体反应性抗体的检测 应用群体反应性抗体(PRA)水平，判断器官移植时受体的敏感程度。

　　二、移植物与受体的预处理

　　（一）移植物的预处理：多采用体外补体依赖的细胞毒作用， 即选择针对过客细胞的单克隆抗体，在补体的存在下，特异性地清除过客细胞。

　　（二）受体的准备：除了进行必要的组织配型或交叉配型外，对于移植受体，于移植前应用免疫抑制剂，可有效地提高器官移植的成功率，尤其是在异基因骨髓移植时。

　　三、免疫抑制措施

　　器官移植成功的最大障碍是排斥反应。移植术后，人工调节受者机体的免疫状态是控制排斥反应发生的主要途径。

　　采取的措施有：①使用免疫抑制剂，控制受者的免疫应答，降低对移植物的排斥能力；免疫抑制药物主要是抑制T细胞的作用。②诱导受者对移植抗原的特异性免疫耐受。可以在不影响整体免疫功能的情况下，保护移植物不被排斥，是最理想的排斥反应防治措施。

　　第六节　排斥反应的免疫检测

　　一、体液免疫与细胞免疫水平检测的临床意义

　　（一）体液免疫水平检测的临床意义

　　1.特异性抗体水平的检测 相关的免疫指标包括：ABO等血型和HLA抗体、抗供者组织细胞抗体、血管内皮细胞抗体、冷凝集素等。测定的方法：交叉配型、补体依赖的细胞毒性试验等。

　　2.补体水平的检测 补体活性与急性移植排斥反应的发生有关。当移植物遭受排斥时，补体成分的消耗增加，导致血清中总补体或单个补体成分的减少，可采用溶血法或比浊法进行检测。此外，补体的裂解产物，如C3a、C3b、C3d等的测定，对了解补体的活性也很有帮助，其常用的检测方法有免疫电泳、免疫标记技术等。

　　（二）细胞免疫水平检测的临床意义

　　1.外周血T细胞及其亚类的计数 免疫荧光法或流式细胞仪测定。CD4/CD8比值大于1.2时，预示急性排斥即将发生，而此比值小于1.08时则发生感染的可能性很大。若进行动态监测，对急性排斥反应和感染具有鉴别诊断的意义。 此外，淋巴细胞转化试验也可用于T细胞总数和功能的测定，例如4小时T细胞转化试验，是一项预报急性排斥反应危象较为满意的方法。

　　2.NK细胞活性测定

　　3.血清细胞因子测定 骨髓移植中发生的GVHR是移植排斥反应的特殊类型。

　　4.黏附分子及其配体的检测 免疫细胞以及血管内皮细胞等细胞膜表面黏附分子及其配体的表达，与急性排斥反应的发生密切相关。诸如ELAM-1、VCAM、ICAM和HLA分子等。

　　二、尿微量蛋白检测的临床意义

　　尿微量蛋白，是指用常规定性或定量方法难以测出的蛋白质。机体蛋白质非正常地经尿排出，可发生于肾脏损伤性病变。

　　尿微量蛋白的检测，有助于判断大器官移植，尤其是肾脏移植时排斥反应的发生;也可作为免疫抑制药物肝肾毒副作用的观察指标。

　　传统尿蛋白检测采用免疫扩散、免疫电泳、免疫比浊、放射免疫、ELISA等方法;高效检测技术还有高效液相层析、毛细管电泳、质谱等。以及生物传感器技术的生物芯片等。

　　三、急性时相反应物质检测的临床意义

　　临床同种异基因干细胞移植时发现，受者血清的CRP水平增高，且在移植后发生细菌或真菌感染时更为显著。此外，CRP与器官移植后并发症的发生相关。

　　四、免疫抑制剂体内药物浓度检测的临床意义

　　移植术后的患者，常规应用CsA、FK506、麦考酚吗乙酯(MMF)等免疫抑制剂，这些药物的治疗窗窄、效用强度大，加之患者本身的个体差异、状态、饮食、用药时间和次数、合并用药等因素影响，致使不同患者甚至是同一患者不同时期的血药浓度都有很大差异。因此，对移植患者需在常规监测血药浓度的情况下随时调整给药剂量。

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