小腸移植研究與應(yīng)用新進(jìn)展
小腸移植研究與應(yīng)用新進(jìn)展李小松（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院外科 北京 100045）(Beijing Children’s Hospital,Capital Medical University, Beijing 100045, China)摘要：由于小腸生理、病理及免疫學(xué)的特殊性，小腸移植的術(shù)后效果比其他實(shí)體器官移植明顯較差。隨著實(shí)驗(yàn)研究和臨床實(shí)踐的深入，小腸移植正在逐步成為解決短腸綜合癥及各種小腸終末期衰竭的有效治療。本文對(duì)小腸移植的歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行回顧和探討，并對(duì)其今后的發(fā)展趨勢(shì)予以展望。關(guān)鍵詞：小腸移植；免疫學(xué)；排斥反應(yīng)一、小腸移植概述：小腸移植（Small Bowel Transplantation，SBT）和腹腔多臟器移植的犬模型早在1960年就由Lillehei和Starzl進(jìn)行了報(bào)道，而世界上最早成功的肝腸聯(lián)合移植直至1989年才由Starzl和Williams幾乎同時(shí)報(bào)道，但兩例病人均因B細(xì)胞淋巴瘤分別死于術(shù)后109天和192天。首例長(zhǎng)期存活的肝腸聯(lián)合移植是由Grant在1989年完成的。在1989-1991年期間，分別由Deltz、Goulet、Starzl等報(bào)道了單獨(dú)小腸移植的成功病例。最早的小腸移植的臨床嘗試是與肝移植、腎移植同時(shí)展開(kāi)的，然而小腸移植的效果卻很差，富含淋巴組織的小腸同種異體移植物可引起強(qiáng)烈的難以控制的宿主抗移植物反應(yīng)（HVG）、嚴(yán)重的感染以及移植物抗宿主反應(yīng)（GVHD）。隨著環(huán)胞素（CsA）的臨床應(yīng)用，小腸移植開(kāi)始逐漸成為解決短腸綜合癥和終末期小腸衰竭的有效手段。在首例多臟器移植病人中，曾應(yīng)用抗淋巴細(xì)胞單克隆抗體注入供體體內(nèi)清除所有T淋巴細(xì)胞的方法，但此方法并未成功防止排斥反應(yīng)的發(fā)生，而且在接下來(lái)的多臟器移植中，傳統(tǒng)免疫抑制劑的治療也未能有效控制排斥反應(yīng)。在缺乏有效免疫抑制劑的情況下，Deltz施行的首例活體單純小腸移植移植腸管維持營(yíng)養(yǎng)功達(dá)到56個(gè)月。由于肝臟同種異體移植物能夠有效保護(hù)小腸移植物免除免疫性損害，Grant所倡導(dǎo)的簡(jiǎn)化肝腸聯(lián)合移植能夠有效地提高術(shù)后效果。在環(huán)胞素時(shí)期，唯一單純小腸移植存活者是由Goulet在1989年實(shí)施的手術(shù)，而此例病人最終也由CsA轉(zhuǎn)為FK506治療。因此，小腸移植的成功還有賴于對(duì)外科監(jiān)護(hù)和免疫抑制劑使用的進(jìn)一步改善。1990年FK506的引入使得小腸移植在臨床上取得了一系列的成功報(bào)道。同時(shí)，相伴而來(lái)的器官保存、多器官獲取及小腸植入等技術(shù)的進(jìn)展更是對(duì)小腸移植的臨床應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。然而當(dāng)1995年統(tǒng)計(jì)的5年病人和移植物存活率都只有不到50％的時(shí)候，人們才從早先的所謂成功中清醒過(guò)來(lái)。盡管供體和受體之間的免疫反應(yīng)并不會(huì)引起早期移植物的功能喪失，但小腸移植很難獲得長(zhǎng)期的移植物免疫耐受和免疫抑制劑劑量最小化。目前急性排斥反應(yīng)、感染、淋巴瘤、慢性排斥反應(yīng)是影響患兒長(zhǎng)期存活的主要障礙。這是由小腸的生理，病理及免疫學(xué)特點(diǎn)決定的，其中急慢性免疫排斥反應(yīng)是引起移植小腸功能喪失的主要原因，移植后病人長(zhǎng)期免疫抑制劑的使用也會(huì)導(dǎo)致多種并發(fā)癥和不良反應(yīng)的發(fā)生。同其他實(shí)體器官移植一樣，小腸移植的發(fā)展也是建筑在反復(fù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床嘗試基礎(chǔ)之上的，其中包括外科技術(shù)的改進(jìn)、免疫學(xué)機(jī)理的研究，免疫抑制劑使用的改良。目前全世界共有73個(gè)中心在進(jìn)行小腸移植的臨床實(shí)踐，每年有超過(guò)200例小腸移植手術(shù)。截止至2009年全球小腸移植已超過(guò)2200例，5年存活率接近60％，最長(zhǎng)生存時(shí)間達(dá)15年。現(xiàn)在主要有三種形式的小腸移植，即單純小腸移植、肝腸聯(lián)合移植及多臟器移植。其中60%是18歲以下的兒科病例，而這些病例中2/3是因新生兒期疾病所致的獲得性短腸綜合征。對(duì)于合并肝硬化的患兒，可以實(shí)施肝腸聯(lián)合移植。在兒童，為了避免復(fù)雜的外科操作，減少吻合口瘺的發(fā)生，多臟器聯(lián)合移植值得推薦。在1990年以前聯(lián)合移植只占全部病例的8.8%，而現(xiàn)在已經(jīng)有超過(guò)1/4的病例為多臟器聯(lián)合移植。二、小腸移植的適應(yīng)癥小腸是維持人體營(yíng)養(yǎng)、生存的重要器官，由于創(chuàng)傷、血管病變、腸管病變或是先天性畸形導(dǎo)致某些患者喪失該器官或是小腸的功能，造成不可逆轉(zhuǎn)的腸功能障礙，而不能維持機(jī)體所需的最低營(yíng)養(yǎng)量及水電解質(zhì)的平衡。小腸衰竭 (Intestinal Failure) 是指喪失正常營(yíng)養(yǎng)支持能力并需要全胃腸外營(yíng)養(yǎng) (TPN) 支持的病人。而長(zhǎng)期使用TPN 會(huì)導(dǎo)致小腸衰竭綜合癥，即出現(xiàn)靜脈通路的缺乏、致命的感染和 TPN 誘發(fā)的膽汁郁積性肝病。小腸衰竭的病人在1年內(nèi)有接近70％的死亡率，唯一的生存希望是進(jìn)行同種異體小腸移植。目前國(guó)際認(rèn)可的小腸移植的指證是：“不能耐受TPN或同時(shí)并有TPN嚴(yán)重并發(fā)癥的不可逆轉(zhuǎn)的腸衰竭病人，小腸移植是最理想的治療選擇?！备鶕?jù)多個(gè)國(guó)際小腸移植中心報(bào)道兒童約占到小腸移植病人總數(shù)的2/3以上，其適應(yīng)癥以先天性畸形為主（見(jiàn)附表）。臨床上出現(xiàn)以下情況應(yīng)考慮實(shí)施小腸移植：中心靜脈通路的喪失、感染引起的致命性的多系統(tǒng)器官衰竭、持續(xù)且進(jìn)行性加重的黃疸。其中TPN誘發(fā)的膽汁郁積性肝病是最為嚴(yán)重的并發(fā)癥，持續(xù)性黃疸會(huì)很快發(fā)展為終末期肝病，并會(huì)相繼出現(xiàn)腎臟和胰腺功能衰竭的“多米諾”效應(yīng)。有來(lái)自匹茲堡兒童醫(yī)院的210例小腸移植的疾病診斷，其中腹壁裂52例、腸扭轉(zhuǎn)48例、壞死性小腸結(jié)腸炎24例、腸閉鎖21例、假性腸梗阻20例、先天性巨結(jié)腸15例、微絨毛萎縮癥12例、外傷5例、其他少見(jiàn)病共10例。附表：小腸移植常見(jiàn)適應(yīng)癥 小腸衰竭常見(jiàn)原因 小腸移植適應(yīng)癥 壞死性小腸結(jié)腸炎 腹壁裂 短腸綜合癥 腸扭轉(zhuǎn) 小腸閉鎖 外傷 腸運(yùn)動(dòng)功能障礙 假性腸梗阻 先天性巨結(jié)腸 家族性微絨毛萎縮 腸細(xì)胞功能障礙 腸上皮發(fā)育不良 自身免疫性腸病 腸道腫瘤 家族性息肉病 炎性假瘤三、小腸移植手術(shù)指征小腸移植的供體小腸多來(lái)于血流動(dòng)力穩(wěn)定，ABO血型相符的腦死亡的供者。排除條件包括嚴(yán)重的腹腔臟器缺血、肝功能明顯升高（ALT、AST>500），血清乳酸鹽及乳酸明顯升高（>5）或者需要大劑量血管加壓藥支持。供體可應(yīng)用全身或腸內(nèi)抗菌素，同時(shí)可應(yīng)用單克隆抗淋巴細(xì)胞抗體或體外供體腸管放射性照射預(yù)防GVHD的發(fā)生，然而這些處理對(duì)防止GVHD和免疫排斥反應(yīng)發(fā)生的作用尚不明確。根據(jù)小腸移植病人的需要，移植的小腸供體可以分為單純小腸和聯(lián)合供體。聯(lián)合供體主要是指肝腸供體和多器官供體。移植器官的獲取要強(qiáng)調(diào)保留作為血管入口的腹腔干或腸系膜上動(dòng)脈以及作為血管出口的腸系膜上靜脈或肝靜脈。成功的小腸移植要根據(jù)小腸衰竭的不同病因應(yīng)用不同的移植供體，以滿足病人在解剖和生理功能上的特殊需要。單純小腸移植用于沒(méi)有終末期肝病的小腸衰竭的病人；肝腸聯(lián)合移植用于有TPN誘導(dǎo)的終末期肝病的小腸衰竭的病人；多器官聯(lián)合移植用于病變侵犯多個(gè)臟器的病人。由Grant首先提出的肝腸聯(lián)合移植方案已經(jīng)調(diào)整為連同十二指腸一起移植以保證肝門(mén)的完整性，同時(shí)以便于供體的獲取和移植時(shí)結(jié)合受體大小的供體剪裁。對(duì)于先天性巨結(jié)腸或假性腸梗阻的患兒移植腸管還應(yīng)包括部分結(jié)腸，可以增加移植后腸管的吸收能力。小腸移植的技術(shù)難點(diǎn)是多方面的，主要決定于小腸衰竭綜合癥的的嚴(yán)重程度。終末期肝病的病人常常表現(xiàn)出嚴(yán)重的門(mén)靜脈高壓、凝血障礙、消化道出血和感染，而且常由于以往的腹部手術(shù)使得移植手術(shù)難度加大。單純的小腸移植需要暴露下腹部的腸系膜上動(dòng)脈或腎上腹主動(dòng)脈作為動(dòng)脈入口，同時(shí)暴露腸系膜上靜脈、上腔靜脈或門(mén)靜脈作為靜脈出口。間置一段供體的髂血管特別是髂靜脈可以提高手術(shù)的可操作性，改善靜脈的回流。但是上述各種方法在術(shù)后腸功能以及臨床結(jié)果方面并沒(méi)有顯著性的差異。對(duì)于聯(lián)合移植的病人則還需要切除受體的原始肝臟并暴露下腹部。供體的胸主動(dòng)脈與受體的腎上動(dòng)脈或髂上動(dòng)脈吻合作為動(dòng)脈引流，而供體的肝靜脈則與肝上腔靜脈吻合作為靜脈引流。腸道的吻合如常規(guī)進(jìn)行，只是留下遠(yuǎn)端的腸造瘺口以便術(shù)后內(nèi)鏡監(jiān)測(cè)和取活檢。四、小腸移植術(shù)后管理小腸移植的免疫抑制治療同其他器官移植一起經(jīng)歷了反復(fù)臨床實(shí)驗(yàn)，其中包括硫唑嘌呤/類固醇方案和環(huán)胞素/類固醇方案。這些方案主要是用于淋巴細(xì)胞清除的誘導(dǎo)。然而有限的臨床病例表明這些方案對(duì)于小腸移植排斥反應(yīng)不可控制性，同時(shí)長(zhǎng)期使用也可引起嚴(yán)重的藥物毒性反應(yīng)和反復(fù)的感染。自從1990年FK506應(yīng)用后使得小腸移植的效果有了明顯的改觀，但是卻需要達(dá)到2g/L-2.5g/L藥物濃度的大劑量FK506控制排斥反應(yīng)的發(fā)生，而這個(gè)劑量具有較強(qiáng)的腎毒性。盡管早期的病人及移植物的存活率都很高，但在移植后5-10年間的晚期排斥反應(yīng)、感染和藥物毒性會(huì)導(dǎo)致病人死亡或移植物的喪失。在其他器官移植長(zhǎng)期免疫移植劑最小化治療后出現(xiàn)的穩(wěn)定的生存平臺(tái)似乎不可能在小腸移植中獲得。因此藥物的聯(lián)合治療，包括硫唑嘌呤、環(huán)胞素(CsA)、霉酚酸酯（MMF）、雷帕霉素（Rapamycin）以及IL-2拮抗劑，也被嘗試用于獲得免疫穩(wěn)定、藥物毒性最小化和感染的控制，但卻收效甚微。近來(lái)對(duì)受體術(shù)前應(yīng)用抗淋巴細(xì)胞單克隆抗體的無(wú)類固醇治療方案較好地控制了排斥反應(yīng)、感染和藥物毒性的發(fā)生，提高了移植腸管的存活率，同時(shí)也可早期應(yīng)用FK506最小化治療。不過(guò)這種治療方案的穩(wěn)定性還有待于進(jìn)一步觀察。目前約有60%患兒會(huì)出現(xiàn)移植后急性排斥反應(yīng)，其中1/3排斥反應(yīng)比較嚴(yán)重。小腸高免疫源性來(lái)自于大量的腸道相關(guān)淋巴組織，其中供體的樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）引起受體相關(guān)免疫排斥反應(yīng)，而巨噬細(xì)胞也起到關(guān)鍵作用，因?yàn)榍宄w和受體的巨噬細(xì)胞可以明顯緩解實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的排斥反應(yīng)，因此多克隆抗淋巴細(xì)胞球蛋白（OKT3）供體預(yù)處理被多個(gè)中心采用，但是由抗藥的細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)仍會(huì)反復(fù)發(fā)生。近來(lái)，使用兔抗人胸腺細(xì)胞球蛋白（rATG）進(jìn)行受體多克隆淋巴細(xì)胞清除被廣為接受，這種處理可以加速供體特異性T細(xì)胞的凋亡，并減少對(duì)高劑量免疫抑制劑的依賴。最新研究表明，rATG誘導(dǎo)后的無(wú)排斥反應(yīng)期與供體特異性炎性CD154陽(yáng)性T細(xì)胞減少有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)K506可以作為單一維持用藥，只當(dāng)出現(xiàn)活檢證實(shí)的排斥反應(yīng)時(shí)才使用類固醇激素。不過(guò)，由于慢性排斥反應(yīng)逐漸成為晚期供體丟失的原因，低劑量激素維持又被重新應(yīng)用于治療方案。移植小腸評(píng)價(jià)的金標(biāo)準(zhǔn)有賴于一系列的內(nèi)鏡監(jiān)測(cè)和移植物活檢。移植腸管病理學(xué)的臨床癥狀和體征都是非特異性的。腹瀉、腸梗阻、血便等癥狀都是內(nèi)鏡檢查的指征，同時(shí)機(jī)會(huì)性感染（EBV、CMV）、腸道細(xì)菌的感染以及吸收功能的研究也是必要的。小腸急性排斥反應(yīng)表現(xiàn)為小腸粘膜隱窩上皮細(xì)胞的破壞并伴有混合的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。內(nèi)鏡檢查常常發(fā)現(xiàn)散在的粘膜紅斑、腸上皮脆性增加和潰瘍，嚴(yán)重時(shí)可有腸上皮的脫落。慢性排斥反應(yīng)表現(xiàn)為移植腸管全層增厚，同時(shí)伴有血管病變和粘膜缺血。一些學(xué)者也對(duì)小腸移植排斥反應(yīng)的標(biāo)記物進(jìn)行了探索性研究，同時(shí)對(duì)其發(fā)生機(jī)理也做了深入探討。小腸移植后最為常見(jiàn)的感染是細(xì)菌感染，常常是長(zhǎng)期保留靜脈插管的結(jié)果。而由于免疫抑制劑的使用而引起的感染常常是病毒性的，其中巨細(xì)胞病毒（CMV）感染約占22％、EBV感染約占21％、腺病毒腸炎約占40％。通過(guò)早期檢測(cè)和早期干預(yù)可以有效的控制CMV和EBV的感染，如外周血的EBV病毒PCR檢測(cè)、組織的EBV病毒RNA染色等，但是更為有效的方法還是要在免疫抑制劑的管理調(diào)控上有新的突破。在受體的外周血中存在供體的淋巴細(xì)胞的“嵌合現(xiàn)象”存在于一些病人中，而這些病人從不發(fā)生GVHD反應(yīng)。這說(shuō)明供體和受體淋巴細(xì)胞的接觸是移植腸管產(chǎn)生免疫耐受的重要機(jī)制，這也促使在進(jìn)行器官移植時(shí)同時(shí)注入供體的骨髓的方法。在小腸移植中此方法并不能減少排斥反應(yīng)的發(fā)生，但卻使GVHD反應(yīng)的發(fā)生率從5％將為0％。近來(lái)有研究表明抗淋巴細(xì)胞抗體治療可以促使形成穩(wěn)定的“嵌合現(xiàn)象”，并可較早實(shí)施有效的免疫移植劑最小化治療。五、小腸移植的展望小腸移植的難點(diǎn)在于：（1）急慢性排斥反應(yīng)發(fā)生率高且難以控制（2）移植物及全身感染嚴(yán)重（3）移植腸管功能恢復(fù)緩慢。因此為了達(dá)到與其他實(shí)體器官移植相近的效果，我們面臨的挑戰(zhàn)主要集中在以下方面：進(jìn)一步加強(qiáng)小腸移植免疫學(xué)機(jī)理方面的研究，不僅包括宿主抗移植物反應(yīng)（HVG）以及GVHD，而且應(yīng)對(duì)腸道正常菌群和致病菌群的關(guān)系進(jìn)行研究，這將對(duì)完善免疫抑制治療方案和藥物劑量最小化具有重大的價(jià)值。同時(shí)，應(yīng)認(rèn)識(shí)到移植小腸的功能不僅與腸粘膜上皮細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞有關(guān)，而且還與腸道的神經(jīng)和肌肉細(xì)胞密切相關(guān)。進(jìn)一步研究移植后腸道的再生與適應(yīng)性機(jī)制可有助于獲得術(shù)后更好的腸道功能。因此對(duì)于小腸移植免疫排斥反應(yīng)的發(fā)生機(jī)理的研究及制定有效的免疫調(diào)節(jié)治療方案是解決這一難題的關(guān)鍵。隨著以上方面的不斷進(jìn)展，小腸移植病人生活質(zhì)量的提高將同其他實(shí)體器官移植一樣成為研究關(guān)注的焦點(diǎn)，并最終獲得同樣的成功。參考文獻(xiàn)1.Reyes JD. Intestinaltransplantation. Semin Pediatr Surg 2006; 15: 228-2342.Thomson AW and Fairchild RL.The last 5 years of basic science investigation in transplant immunology. Am JTransplant 2006; 6: 1768-1773 3.Kato T, Tzakis AG, Selvaggi Get al. Intestinal and multivisceral transplantation in children. Ann Surg 2006;243:756-7664.Middleton SJ, Jamieson NV. Thecurrent status of small bowel transplantation in the UK and internationally.Gut 2005; 54: 1650-16575.Loinaz C, Rodriguez MM, Kato T,et al. Intestinal and multivisceral transplantation in children with severe gastrointestinal dysmotility. J Pediatr Surg 2005; 40: 1598-16046.Liu J, Fishbein TM, BrombergJS, et al. Orthotopic small bowel transplantation in mice. Transplantation2005;79: 973-976 7.Li X, Chen Y, Tian L et al. IncreasediNOS-expressing macrophage in long-term surviving rat small-bowel grafts. Am JSurg 2007;194:248-54.8.Chen Y, Li X, Tian L et al.Inhibition of sonic hedgehog signaling reduces chronic rejection and prolongsallograft survival in a rat orthotopic small bowel transplantation model.Transplantation 2007; 83: 1351-13579.Mannon RB. Therapeutic targetsin the treatment of allgraft fibrosis. Am J Transplant 2006; 6: 867-87510.Csencsits K, Wood SC, Lu G etal. Transforming growth factor beta-induced connective tissue growth factor andchronic allograft rejection. Am J Transplant 2006; 6: 959-96611.Agarwal A, Pescovitz MD.Immunosuppression in pediatric solid organ transplantation. Semin Pediatri Surg2006; 15: 142-15212.Wu T, Abu-Elmagd K, Bond G etal. A schema for histologic grading of small intestine allograft acuterejection. Transplantation 2003; 75: 1241-124813.Gondolesi GE, Kaufman SS,Sansaricq C, et al. Defining normal plasma citrulline in intestinal transplantrecipients. Am J Transplant 2004; 4: 414-41814.Yu HC, Tuteja S, Moon JI et al.Utilization of dried blood spot citrulline level as a noninvasive method formonitoring graft function following intestinal transplantation. Transplantation2005; 80: 1729-173315.Gondolesi G, Ghirardo S,Raymond K, et al. The value of plasma citrulline to predict mucosal injury inintestinal allografts. Am J Transplant 2006; 6: 2786-2790 16.Newell KA, Larsen CP, Kirk AD.Transplant tolerance: Converging on a moving target. Transplantation 2006; 81:1-617.Gaynor JJ, Kato T, Selvaggi Get al. The importance of analyzing graft and patient survival by cause offailure: A example using pediatric small intestine transplantation.Transplantation 2006; 81: 1133-114018.O’keefe SJ, Emerling M,Koritsky D, et al. Nutrition and quality of life following small intestinaltransplantation. Am J Gastroenterol. 2007; 102: 1093-110019.Takahashi H, Kato T, Selvaqqi Get al. Subclinical rejection in the initial postoperative period in smallintestinal transplantation: a negative influence on graft survival.Transplantation 2007; 84: 689-69620.Ruiz P, Kato T, Tzakis A. Currentstatus of transplantation of the small intestine. Transplantation 2007; 83: 1-621.Takehisa U and Masahiro F.Current Status of Intestinal Transplantation. Surg Today 2010; 40:1112–112222.Navdeep N, George M,Sarangarajan R, et al. Pediatric small bowel transplantation. Semin PediatrSurg 2010; 19: 68-77
李小松 北京新世紀(jì)兒童醫(yī)院 小兒外科全科
