肾移植中经移植肾动脉输注骨髓间充质干细胞3例报告

doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.53.041

摘要/Abstract

摘要：

背景：骨髓间充质干细胞可诱导移植免疫耐受，目前其输注方式尚无定论，临床上主要为经外周静脉全身输注，仅有少量经大鼠原肾动脉输注骨髓间充质干细胞，发现其可在肾小球内驻留，并可减轻肾小球肾炎，但无经移植肾动脉输注骨髓间充质干细胞的临床病例报道。
目的：分析肾移植中经移植肾动脉输注骨髓间充质干细胞的可操作性。
方法：于2009-10/12对3例慢性肾功能不全、尿毒症期患者行亲属活体供肾移植，移植过程中在移植肾动脉吻合口固定一留置针，开放移植肾血流时，经移植肾动脉以输血器加压快速输注骨髓间充质干细胞，移植过程中、移植后3个月内密切观察可能发生的并发症及移植肾功能恢复情况。
结果与结论：3例患者骨髓间充质干细胞输注过程顺利，移植肾血流充盈良好，移植过程中、移植后未发生栓塞、感染、移植物抗宿主病等并发症，未发生移植肾排斥反应，移植肾功能恢复顺利。结果说明经移植肾动脉输注骨髓间充质干细胞具有临床可操作性，但异位分化、肿瘤等远期并发症尚需进一步观察。

Abstract:

BACKGROUND: Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) have emerged as a promising cell population for inducing immune tolerance. Currently, it is difficult to predict which route of administration is going to give the best clinical results for infusion of BMSCs in renal transplantation. Experiments in rats demonstrated that BMSCs injected into the renal artery retain in glomeruli and can reduce glomerulonephritis. No clinical experiments concerning infusion of BMSCs through transplanted renal artery were reported.
OBJECTIVE: To investigate the operability of infusing BMSCs directly into the transplanted renal artery.
METHODS: Three uremic patients with live donor kidney transplantation from Octobem 2009 to December 2009 were selected. During transplantation procedure, an indwelling needle was fixed at the renal artery stoma, which infusing BMSCs from transplanted renal artery directly to renal allograft when opening blood flow of transplanted kidney. Potential complications and the recovery of transplanted kidney were observed.
RESULTS AND CONCLUSION: The course of the operation was smoothly, without complications, such as embolism, infection, rejection and graft-versus-host disease in three months. The results demonstrated that it is feasible to infusion BMSCs to renal transplants from transplanted renal artery, but the long-term complications, such as ectopic differentiation or tumor, need to be further confirmed.

中图分类号:

R617

徐璐，廖德怀，陈正，马俊杰，李光辉，方佳丽，杜杨春，毕文浩，潘光辉. 肾移植中经移植肾动脉输注骨髓间充质干细胞3例报告[J]. 中国组织工程研究, 2010, 14(53): 10049-10052.

Xu Lu, Liao De-huai, Chen Zheng, Ma Jun-jie, Li Guang-hui, Fang Jia-li, Du Yang-chun, Bi Wen-hao, Pan Guang-hui. Infusion of bone marrow mesenchymal stem cells through transplanted renal artery in renal transplantation: A 3-case report[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2010, 14(53): 10049-10052.

参考文献

引言

材料方法

讨论

2.1 病例中需要认知的教训与不足 BMSCs是首先由Friedenstein等^[1]在骨髓基质中发现，后来被证实广泛存在于骨髓基质、脂肪、骨实质、胎盘、肝脏及骨骼肌等多种组织中的一群非造血干细胞^[2] ，BMSCs具有多分化潜能、抑制T细胞活性、向肾脏定向迁移以及很强的免疫调节功能等特性^[3-4] 。
BMSCs对移植肾的修复及诱导耐受作用是目前国内外学者研究的焦点。本实验主要通过经移植肾动脉输注定量的BMSCs来探讨输注BMSCs的其他可行方式，并通过减少术后免疫抑制剂剂量来初步观察BMSCs应用于肾移植免疫耐受的临床效果。
由于BMSCs所具有的免疫学特性，其在体内很难被免疫系统识别，输注到异基因宿主体内后，能够逃逸宿主的免疫监视系统，在宿主体内长期存活^[5] 。有研究表明BMSCs可通过改变抗原提呈细胞的成熟而抑制T细胞活性，其基础是细胞与细胞间的接触抑制，BMSCs通过接触和剂量依赖的伴随释放大量白细胞介素10和阻止抗原提呈细胞成熟而间接抑T细胞的活性^[6] 。
已有许多研究表明BMSCs不仅具有抑制骨髓移植后的同种异体免疫反应及降低移植物抗宿主病的作用^[7]，而且在实体器官移植免疫耐受的诱导中可能有良好的应用前景：Bartholomew等^[8]报道，静脉输入供体BMSCs可以显著延长狒狒的异体皮肤移植的存活时间，认为BMSCs具有与临床上常用的免疫抑制药物强度相当的免疫抑制效力；Zhou等^[9]报道，于手术前后共5次注射供者(Wistar大鼠)的BMSCs给受者(Fisher344大鼠)可以使移植心脏的存活时间从6.4 d延长到 12.4 d；Casiraghi等^[10]报道，输注半相合小鼠的BMSCs可以显著延长受体小鼠的心脏移植物的存活时间。
目前仍没有监测免疫耐受的特异性指标，早期认为嵌合体形成是免疫耐受的重要标志，现已受到质疑，本实验中3例患者在移植前及移植后1个月与供体行STR-PCR检测植入位点，均未发现嵌合体形成，同时对3例未输注BMSCs的亲属活体肾移植受体进行检测，亦未发现嵌合体形成。淋巴细胞亚群结果显示NK细胞(自然杀伤细胞)比例术后均减少，而T抑制/细胞毒细胞则稍有增加，在服用较少的免疫抑制剂条件下，输注BMSCs是否能够延长移植肾的长期存活，是反映免疫耐受的关键，也是本实验的远期观察目标。
同时BMSCs对缺血再灌注损伤组织具有修复作用，王共先等^[11]通过建立雌性SD大鼠缺血再灌注损伤模型，经下腔静脉输注雄性大鼠BMSCs，证实了外源性BMSCs可迁移、定居于缺血再灌注损伤后的肾组织中并分化为肾小管上皮细胞，可促进损伤肾组织的细胞再生，对缺血再灌注肾损伤具有一定的保护作用。张中华等^[12]在缺血再灌注肾损伤大鼠模型中应用DAPI标记的BMSCs，结果证实移植的BMSCs能够向肾小管上皮细胞分化。李玲莉等^[13]通过观察兔自体BMSCs移植对急性肾功能衰竭治疗效果的影响，发现BMSCs移植能有效治疗缺血再灌注损伤引起的急性肾功能衰竭。亲属活体供肾移植手术的冷、热缺血时间短，但仍存在一定程度的缺血再灌注损伤，3例患者冷缺血时间< 1 min，热缺血时间< 30 min，无1例发生急性肾小管坏死及移植肾功能延迟恢复。
BMSCs在骨髓中的细胞量很少，在BMSCs的临床应用中，需通过将骨髓中的MSCs分离、纯化并进行体外扩增^[14] 。本院3例患者输注的BMSCs均为中山大学干细胞中心提供，体外分离、纯化、扩增达到所需数量，过程均严格无菌操作，并保证细胞活性。
目前输注BMSCs的剂量、时间、输注方式尚无定论，国外有报道在体型较小动物如大鼠、小鼠输注(2~10)×10⁶/kg的BMSCs^[15-17] ，体型较大的如猪、猴则输注(5~15)×10⁶/kg BMSCs^[18]，无移植肾栓塞发生。目前国内外输注BMSCs方式主要为外周静脉全身输注及经下腔静脉输注^[19] ，仅有很少经大鼠原肾动脉输注BMSCs，发现BMSCs可在肾小球内驻留，并可减轻肾小球肾炎的报道^[20-21] ，无经移植肾动脉输注BMSCs的临床病例报道。而由于肾移植本身需吻合移植肾动脉，为经移植肾动脉输注的方式提供了便利，具有其特殊性。本实验考虑移植肾质量约为120 g，局部输注5×10⁶个BMSCs至移植肾动脉，亦未发生栓塞；输注时间定为术中开放移植肾血流同时， BMSCs不需经过全身血液循环迁移至移植肾，而是直接进入移植肾，在移植肾与受体免疫系统接触的同时将BMSCs直接输注入移植肾是否可更直接的将排斥反应抑制在起始阶段，是需要进一步探讨的。
输注BMSCs的并发症包括感染、BMSCs的异位分化、肿瘤等，输注BMSCs不但不会引起移植物抗宿主病，且目前已被应用于临床治疗骨髓及皮肤移植后出现的移植物抗宿主病^[22] 。经移植肾动脉输注BMSCs可能引起移植肾小动脉栓塞，本院所行3例经移植肾动脉输注BMSCs患者3个月内均未出现特异性并发症，临床效果良好，但异位分化、肿瘤等远期并发症尚需进一步观察。
2.2 病例中值得借鉴的经验本实验中经移植肾动脉输注BMSCs的方法操作方便、快捷、安全，BMSCs在血流开放同时短时间内快速输注入移植肾，充分保证了进入移植肾的BMSCs数量，未增加手术难度、手术时间及手术风险，具有可行性。输注BMSCs术后采用低剂量免疫抑制维持，3个月内未发生排斥反应，可降低感染、肝功能损害、肾毒性等不良反应发生的风险，短期内移植肾功能良好，具有进一步深入研究的良好前景。

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