慢性移植肾肾病及移植肾组织细胞衰老加速发展学说

1、慢性移植肾肾病及移植肾组织细胞衰老加速发展学说关键词慢性移植肾肾病肾移植慢性肾功能衰竭 慢性移植肾肾病（chronicallograftnephropathy，CAN）是肾移植患者重返透析的主要原因，特征是移植肾功能衰竭，同时伴有非特异性移植肾组织病理学改变(肾小管萎缩、间质纤维化、动脉内膜纤维素样增厚，以及不同程度地肾小球病变)。CAN既往称为慢性排斥反应，现今之所以称为CAN，主要是因为慢性排斥反应通常被认为是由免疫性因素所致，而新近研究结果显示，导致CAN的因素不仅有免疫性因素，而且还有供肾的质量和移植肾的负荷等非免疫性因素。CAN的临床防治，也不仅要考虑免疫性因素，同时还要兼顾供肾质量

2、及移植肾的负荷等非免疫性因素。本文介绍CAN的概念，影响CAN发生发展的有关因素，以及解释CAN发生发展的一种新学说移植肾组织细胞衰老加速发展学说。1慢性移植肾肾病的概念CAN与慢性排斥反应的不同之处，主要在于慢性排斥通常意味着它是一种进行性的免疫学反应，肾功能损害进行性发展，而实际上此种免疫学反应有时却难以证实，并且慢性排斥反应还排除了一部分肾功能不全但却稳定的病例，而包括了一部分肾功能本来正常但近期却出现恶化的病例。CAN则既肯定了免疫性因素的重要作用，同时还强调供肾的质量，以及移植肾的负荷等非免疫性因素，在CAN的发生、发展过程中同样也具有重要作用。此外，CAN所指的肾功能损害，也与慢性

3、排斥反应有所不同，肾功能并非都呈进行性恶化。目前认为CAN是：在肾移植术后至少3个月，移植肾功能损害的一种状态；诊断CAN需排除急性排斥反应、环孢霉素A（CsA）中毒、移植肾肾病复发或移植肾新生疾病等情况；非特异性的病理改变主要是：肾小管萎缩，间质纤维化，以及新近出现的动脉内膜纤维素样增厚（fibrousintimalthickening，FIT），此外，所有CAN病例都有血管损伤，并且血管损伤通常被认为是CAN的标志。不过，CAN的血管损伤有时常与供肾的老年化病理学改变重叠、交织、并存，难以鉴别。新近研究发现，电镜下观察到肾小管周围毛细血管基膜断裂（splitting of the peri

4、tubular capillary basement membrane），对诊断CAN可能更具特异性；导致CAN的因素，既有免疫性因素，也有供肾质量、移植肾负荷等非免疫性因素，而非单纯免疫性因素1，2。CAN导致移植肾功能不全的发生率，据加拿大Edmonton医院对600例肾移植患者的统计分析，35%的患者血清肌酐（SCr）150molL，15的患者SCr200molL。显然，免疫抑制剂的临床合理应用，已使急性排斥的发生率减低，但对CAN及移植肾失功并未能起多大作用。由此提示，除免疫学因素之外，非免疫性因素在CAN中的作用，应当引起临床重视。CAN在尸体肾移植中远比活体肾移植常见，但其一旦发生

5、，二者临床经过相似。2慢性移植肾肾病发生发展的相关因素CAN发生发展的相关因素，大致可分为供肾的质量、免疫性因素以及移植肾负荷三个方面(附表)。21供肾质量影响供肾质量的因素主要有二个方面，一是移植肾在肾移植术前早已存在的慢性病变；二是围手术期移植肾的急性损伤。老年或处于“边缘”年龄供体的供肾，或人为地降低供肾标准，都可降低供肾质量。现今，因为肾源紧张，等待移植患者较多，有时临床对供肾质量可能重视不够。实际上，供肾质量同排斥反应一样，是CAN及移植肾失功的重要因素之一。附表慢性移植肾肾病的相关因素 供肾质量免疫性因素移植肾负荷慢性病变急性损伤年龄高血压血管疾病遗传性因素脑死亡脑死亡类型(原因)

6、重症监护救治措施取肾情况供肾保存情况肾移植手术情况再灌注情况群体反应性抗体(PRA)HLA配型免疫抑制急性排斥患者服药配合程度(依从性)移植肾大小错配高血压药物中毒(CsA中毒)移植肾病复发脂质代谢性疾病供肾巨细胞病毒(CMV)阳性 211供肾在移植手术前即已存在的慢性病变供肾在肾移植手术前即已存在的慢性病变，除个别病例外，主要是指与供体年龄相关的一些慢性病变，尤其是高血压及肾血管病变。现今认为，供体年龄是影响移植肾长期存活的重要因素之一，CAN的损伤程度与老年供体的年龄正相关，接受老年供体的肾移植患者，其移植肾功能延迟恢复（delayed graft function，DGF）和血清肌酐水平

7、升高的发生率增加；与供体年龄相关的肾脏损害发生率，随年龄增加而增多，如高血压和血管性疾病等的发生率，即随年龄增大而增加，尤其是在男性肾移植患者。供肾与年龄相关的肾脏损伤，病理改变主要见于肾皮质及肾皮质髓质交界区域，表现为部分肾小球全球性硬化，肾小球数目逐渐减少，未硬化肾小球代偿性肥大，但局灶节段性肾小球硬化病变少见。即老年肾的肾小球病理改变，主要是肾小球全球性硬化，而非局灶节段性肾小球硬化。正常情况下，健康人体随年龄增大，即出现不同程度的肾小球病变，如健康个体40岁时，肾小球全球硬化数占整个肾小球数的5%，到80岁时，肾小球硬化数则升至10%30。显然，老年供体的慢性肾脏病变有时可以很明显，而

8、此“生理性”病变又可以与CAN的“病理性”改变交叉重叠，复合存在，影响肾移植患者的预后。供肾与年龄相关的慢性肾脏病变，对肾移植患者1年后的存活具有一定影响。其原因通常认为与供肾肾单位数量减少有关。但实际情况可能要比此复杂得多，除移植肾本身的“寿命”有限外，肾单位数量的减少，移植肾负荷过重，以及已有慢性病变的供肾更易遭受组织损伤等，都是影响预后的重要原因。现今，在临床尸体肾移植过程中，常用硬化肾小球数占整个肾小球数的百分比，即肾小球硬化的程度，作为剔除某些供肾的指标。但在实际工作中，应当注意只取到浅层肾皮质标本，而未取及皮髓交界肾组织不一定能准确地反映肾小球硬化程度的情况。实际上，肾小球硬化并非

9、是判断移植肾功能情况的最好指标，FIT的程度，可能是评估供肾质量更好的一项指标。212供肾急性损伤移植肾功能延迟恢复(DGF)与移植肾存活率之间具有明显的相关性。DGF实则是取肾及肾移植手术前后诸多急性损伤因素的综合反应，具体包括：脑死亡情况、取肾、热缺血、冷缺血、供肾灌注保存、复温、再灌注，以及血管吻合后数小时内肾内动脉血管的痉挛等，而并非以往认为的单由缺血再灌注损伤所致。不管HLA是否匹配，活体肾移植患者的存活率高于尸体肾移植者，说明尸体肾移植围手术期急性损伤，对移植肾长期存活率具有一定影响，也说明尸体肾移植过程中，冷缺血时间，热缺血时间及手术吻合时间等，是影响移植肾功能及时恢复的重要因素

10、，同时也说明现今尸体肾移植所采用的取肾、保存等方法还不够理想，自本世纪60年代延用至今的尸肾保存概念，可能需要重新予以评估。22免疫学因素免疫学因素，如组织相容性较差，急性排斥反应等，对移植肾的预后具有重要影响，业已成为共识。对于免疫学因素进行干预，也是目前临床上关注较多，防治CAN的主要措施。急性排斥反应，特别是严重的、反复发生的，对于治疗抵抗的后期急性排斥反应，强烈地预示将较早地发生CAN。在某些病例，CAN的发展与患者体内正在进行的供体特异性的免疫学反应密切相关等，都说明免疫学因素在CAN的发生、发展中具有重要作用。事实上，并非所有的CAN病例都由免疫学因素所致，也并非所有的CAN病例都

11、被证实有免疫学反应的异常，但免疫学因素是导致CAN发生、发展的重要因素，已是不容争辩的事实3，4。综合近年研究结果，对于免疫学因素在CAN中的作用，已经比较清楚的主要有以下几点：221避免急性排斥的发生，可防止CAN及移植肾失功，二者关系密切。说明急性排斥反应的确是影响CAN的重要因素。222急性排斥反应与晚期移植肾失功相关。特别是严重的、反复发生的、伴有肾动脉血管病变的急性排斥反应，尤其是在已有肾功能损伤者。223良好的HLA配型，可以减少早期及晚期急性排斥反应的发生率。224合理地应用免疫抑制剂，可以降低排斥反应的发生率，但是对于CAN及晚期移植肾失功的影响，比理论上预想的要差。现今，临床

12、上可供使用的新型免疫抑制剂，如CsA、MMF及FK506等，已使急性排斥反应的发生率降低，但移植肾的长期存活率，或CAN的组织病理学改变却并未改善。说明CAN的发生、发展，除免疫学因素之外，非免疫学因素同样也具有重要作用。225非免疫学因素，如DGF、供肾者的年龄、因脑卒中脑死亡的供体等，对尸体肾移植患者移植肾的存活具有重要影响。现今认为，非免疫学因素对移植肾存活率的影响，至少与HLA不匹配，或其它一些免疫学因素一样重要。不配型配偶间活体肾移植患者的存活情况，与HLA单一配型活体肾移植患者相当，都优于全配型尸体肾移植患者的存活率。226已有损伤的供肾更易发生排斥反应，并且多较严重，从这个角度上

13、讲，急性排斥反应可以看作是移植肾急性损伤的一部分。因为即使不发生急性排斥反应，DGF也可使移植肾的存活率降低，说明DGF对移植肾存活的影响，仅仅部分由免疫性因素介导，DGF主要是一种非免疫性因素。227肾移植患者治疗不配合，不按时按量服药治疗，可导致排斥反应的发生，即使是肾移植术后已相当长的时间，治疗不配合也会导致排斥反应的发生。以DGF为代表的围手术期移植肾急性损伤，可使急性排斥反应的发生率增加，而与年龄相关的供肾慢性病变与急性排斥之间的关系，目前尚未完全明确。肾移植术后发生DGF者，往往更易发生急性排斥反应，并且如若是在移植肾功能尚未恢复正常时即出现急性排斥反应，预后往往较差。DGF与急性

14、排斥同时并存者，预后也较差。至于发生DGF后，肾移植患者容易发生急性排斥反应的原因，有人认为可能与损伤的移植肾肾小管上皮细胞、血管内皮细胞，对MHC类抗原表达增强，从而诱发免疫反应有关。目前已知，动脉粥样硬化症具有慢性炎症的特征，供肾的动脉粥样硬化病变，可使肾血管及肾实质具有更强的免疫学活性，并且在动脉粥样硬化的血管内膜有时可见T淋巴细胞（CD8细胞多于CD4细胞）及单核细胞浸润，以及MHC类抗原的表达；在血管内皮细胞有时也可见粘附分子ELAM-1，VCAM-1及ICAM-1的表达，以及诸多细胞因子表达的增强，故从理论上讲，FIT及动脉血管硬化症可能会参与免疫反应的识别过程。但是在人类肾移植中

15、，除已明确与年龄相关的供肾慢性病变和血管疾病，在CAN中具有重要作用之外，与年龄相关的供肾慢性病变与急性排斥之间是否具有直接联系，目前尚不清楚。23移植肾负荷影响肾移植患者预后的非免疫性因素，除供肾质量之外，还有患者自体肾原发性疾病进行性发展机制对移植肾的影响，以及移植肾的负荷。移植肾的负荷，主要包括肾移植患者的性别，身高体重，高血压，高脂血症，蛋白尿，以及巨细胞病毒（CMV）感染等因素。上述因素除直接影响CAN的发生、发展外，还可间接地通过引起炎症损伤，进而引发免疫学反应，加剧CAN的发展。231性别女性受体接受男性供体的肾移植患者预后较好，其原因通常认为系供肾单位数量较多的缘故。女性体内的

16、免疫应答反应大都较为活跃，尤其是妊娠可影响女性对同种异体抗原的反应性，故临床上一般较少采用女性供体肾脏进行移植。232肾单位数量及肾小球高滤过学说肾脏体积缩小是原发性肾脏疾病进行性发展的一项标志。对肾移植患者的多因素分析结果也显示，供肾较小而受体是身材高大的男性患者，移植肾的存活率低下，并且移植肾往往出现肾小球高滤过状态，继之发生肾小球节段性硬化，说明供肾肾单位的数量对移植肾的存活情况具有一定影响。但是，供体的性别或受体的身高体重在CAN发生发展中的作用，可能远不及供体年龄及DGF那样重要。此外，目前尚无证据表明，局灶节段性肾小球硬化是CAN进行性发展的主要机制，或CAN的主要病变始自移植肾的

17、肾小球。233高血压肾移植患者的高血压，不论是作为原因，还是作为结果，都与CAN及晚期移植肾功能情况密切相关。若以肾移植术后患者需要进行降压治疗来界定高血压，那么肾移植患者高血压的发生率约在75%左右。肾移植患者发生高血压的原因，主要有受体术前即存在高血压、供体有高血压病史、反复发生的排斥反应、移植肾功能不全，以及临床应用的免疫抑制剂，如CsA和激素的副作用等。高血压是否可以直接导致CAN，目前尚无直接证据，有待进行有对照的临床观察。234高脂血症高胆固醇血症和高甘油三酯血症，不仅仅是导致动脉粥样硬化，患者心源性死亡的重要原因，而且高脂血症在CAN的发生、发展中还是一项独立的危险因素。肾移植患

18、者常见高脂血症。现已明确，高甘油三酯血症与CAN相关，尤其是甘油三酯及极低密度脂蛋白同时升高者，与CAN相关更为密切。235蛋白尿大量蛋白尿可导致肾小管上皮细胞损伤。虽然现今对蛋白尿是否可以直接触发肾小管损伤还不完全清楚，但蛋白尿可以导致肾脏损伤的进行性发展已渐趋明了。236巨细胞病毒（CMV）感染临床观察到，CMV感染与肾移植患者的慢性排斥反应相关。但因为CMV感染通常是与应用大剂量强有力的抗排斥药物有关，故CMV感染是否直接与CAN有关，尚待进一步证实。如若CMV感染在CAN中发挥一定作用的话，那么，预防和治疗CMV感染应当能够减少CAN的发生。另外，CMV可否引起动脉血管病变，目前尚不清

19、楚。虽然有人在冠状动脉狭窄患者中观察到CMV感染与血管病变相关，但在有FIT病变的移植肾组织中，应用原位杂交，免疫组化及PCR方法，却都未发现动脉血管有CMV蛋白质或DNA的存在。237CsA及FK506肾毒性免疫抑制剂CsA及FK506都是通过作用于细胞内的Calcineurin而发挥免疫抑制作用，二者都具有肾毒性。典型的肾毒性损伤表现为肾小球入球小动脉收缩，血管壁透明样变性。CsA及FK506的肾毒性与CAN的发生率相关，尤其是在肾移植术后早期出现肾毒性者。提示临床上应恰当合理地应用该类免疫抑制药物，尽量避免、减少其肾毒性的发生5。总之，CAN与以往慢性排斥的概念有所不同。临床上要进一步提

20、高肾移植患者的长期存活率，除继续重视免疫学因素之外，可能还必须同时兼顾非免疫性因素的作用。归纳影响CAN发生、发展的因素，见附。附各种因素对CAN发生、发展的影响3移植肾组织细胞衰老加速发展学说基于CAN的病理形态学改变与衰老和与年龄相关疾病的病理改变具有重叠之处，故研究组织细胞衰老的细胞生物学，对了解CAN的发生发展可能具有一定帮助。基于此，有人提出了解释CAN发生发展的移植肾组织细胞衰老加速发展学说1。在离体细胞培养观察到，细胞的细胞周期数通常是有限的，细胞的这一有限循环能力，即所谓Hayflick限度。某些细胞在其细胞周期循环数结束时，即不可逆地中止诸多代谢过程，最终死亡，此即“复制性衰

21、老”（replicative senescene）过程。细胞的复制性衰老，仅仅只是濒死细胞衰老表现的一个方面，其它生命过程，如能量代谢，膜损伤修复等，通常也有一定限度。如此，从一定程度上讲，机体的每一个细胞就好像都有一个决定其“寿命”的“时钟”一样，细胞的“寿命”是有限的。组织细胞的衰老受多种因素影响，如细胞代谢的调节，细胞复制周期的长短，以及是否遭受损伤和所处应激状态等。在体外细胞培养时观察到，收获培养细胞时细胞的“年龄”，以及培养细胞的氧化应激状态等，都是影响所培养细胞“寿命”的因素。培养细胞中若加入某些细胞因子，则可加速其衰老过程，细胞更快更早死亡。机体组织细胞的“寿命”同样有限，损伤刺

22、激也可加剧组织细胞的衰老过程。正常情况下，机体组织细胞对损伤的反应，起始表现为修复、代偿，但届其修复代偿能力耗竭时，出现明显异常，呈现病理状态。组织细胞的衰老表现，主要表现为主要细胞及细胞外基质的异常。如内皮细胞是动脉血管的主要细胞之一，正常情况下，它不仅是胚胎时期发育形成血管的基础，而且还具有调节血管收缩和重建血管的能力。异常情况下，动脉血管内皮细胞遭受损伤时，起始表现为细胞修复，但当其修复能力及血管重建能力耗竭时，即出现异常病理状态，如高血压患者及老年人常见血管硬化(FIT)损伤。又如，上皮细胞遭受损伤刺激时，起始也是出现组织细胞的修复，但当损伤修复的周期达到上皮细胞所能够进行修复能力的极

23、限时，便会出现上皮细胞的萎缩。损伤加速机体组织细胞衰老的过程十分复杂，损伤不同，其机制可能也有所不同。炎症损伤加速组织细胞衰老的过程，可能涉及损伤触发组织细胞的分化、增殖，诸如P53抗肿瘤基因表达，以及炎症反应等诸多环节。组织细胞对炎症反应的结果，视炎症损伤的轻重及组织细胞的修复能力而定。如上皮细胞在炎症反应较轻时，表现为再生、修复，以炎症消散，上皮细胞仅有轻微损伤或仅有很少瘢痕告终；若炎症反应剧烈、严重，未遭受炎症损伤的上皮细胞不能中止损伤引起的反应，上皮细胞无力修复、再生时，则炎症反应进行性发展，最终出现瘢痕、纤维化。物种间组织细胞的衰老机制可能明显不同，离体培养细胞的衰老过程与机体内真正的组织细胞衰老可能也不完全一致，但衰老的某些共同机制，可供彼此借鉴。CAN中的肾小管上皮细胞及血管内皮细胞，不仅有其各自的“寿命”，而且各种免