同種異體移植技術(shù)給重建修復(fù)外科帶來(lái)了很大的期望,目前,手、喉、角膜、腎、肝等器官及復(fù)合組織同種異體移植在臨床實(shí)踐中取得了很大進(jìn)步。在組織先天或后天缺損臨床應(yīng)用中顯示出很大的潛能。陰莖同體異種移植屬?gòu)?fù)合組織移植的范疇,不同于內(nèi)臟器官移植,它由各種抗原性不同的組織組成,包括皮膚、肌肉、腱膜、海綿體、神經(jīng)白膜、血管,有的組織抗原性強(qiáng),有的組織抗原性弱,其中肌肉、皮膚抗原性最強(qiáng),容易發(fā)生排斥反應(yīng),遠(yuǎn)比心、肝、腎、肺免疫排斥反應(yīng)強(qiáng)烈,加之異體陰莖免疫排斥反應(yīng)機(jī)制復(fù)雜,缺乏排斥反應(yīng)明確診斷標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)測(cè)指標(biāo),使排斥反應(yīng)難以預(yù)測(cè)和判斷,保護(hù)器官移植的免疫機(jī)制的劑量不足以保護(hù)異體同種陰莖移植,而增加免疫抑制劑的劑量可誘發(fā)感染藥物毒性及移植物功能衰竭也難以避免,因此在臨床應(yīng)用上受到限制。目前,我們對(duì)同種異體陰莖移植、治療及研究的進(jìn)展回顧,以期望同種異體研究獲得同行的關(guān)注與推動(dòng)。
1 陰莖移植的研究進(jìn)展
陰莖移植至今沒(méi)有人開(kāi)展這方面的動(dòng)物研究,近年來(lái)由于本課題組一直從事生殖整形外科工作,接觸到大量因車(chē)禍,動(dòng)物咬傷,手術(shù)意外壞死,夫妻怒斬而導(dǎo)致的陰莖缺失患者,同時(shí)兩性畸形,女性易性病患者也是陰莖移植的求診者。在男性變女性的手術(shù)中,一條活體陰莖白白丟棄很可惜,根據(jù)臨床特點(diǎn)及科學(xué)的臨床發(fā)展的需要,在科研條件成熟的情況下,需展開(kāi)陰莖移植方面的深入研究。
目前,治療陰莖缺如的方法主要有陰莖再造術(shù)和陰莖延長(zhǎng)術(shù)兩種。當(dāng)前的陰莖再造手術(shù)雖然可以解決站立排尿和部分性生活問(wèn)題,但通常存在陰莖外形差,需要植入陰莖支撐物,感覺(jué)麻木無(wú)法進(jìn)行正常性生活獲取性快感等缺點(diǎn),且后期常出現(xiàn)排尿受阻的難題,很多患者出現(xiàn)后期尿道阻塞現(xiàn)象,痛苦不堪,甚至要求切除再造陰莖。國(guó)外Koga等[1]僅對(duì)動(dòng)物同種異體陰莖移植進(jìn)行了初步試驗(yàn),證明同種異體陰莖移植可以很好地解決以上兩種手術(shù)方式存在的問(wèn)題,能獲得良好的外形,能站立排尿通暢,能順利完成性交并獲取性快感三個(gè)方面的統(tǒng)一。但目前國(guó)外尚無(wú)人類(lèi)陰莖移植方面的文獻(xiàn)報(bào)道,國(guó)內(nèi)胡衛(wèi)列、呂軍等[2]于2005年曾為一名廣東籍的44歲男子行陰莖移植術(shù),供體為一23歲男性腦死亡者,家屬愿意捐獻(xiàn)陰莖并簽署知情同意書(shū),配型結(jié)果:ABO血型為O型,RH血型為陰性,群體反應(yīng)抗體和淋巴毒性交叉均為陰性,人白細(xì)胞抗原氨基酸殘基配型為3點(diǎn)錯(cuò)配,在顯微外科醫(yī)師的配合下:自然狀態(tài)下切取患者10cm長(zhǎng)度的陰莖,熱缺血時(shí)間為4min,在斷端分離出尿道陰莖海綿體,陰莖深動(dòng)脈,陰莖背淺深靜脈,陰莖背動(dòng)脈及背神經(jīng),在受者殘端游離出相同神經(jīng)血管海綿體行吻合術(shù),術(shù)后觀察陰莖血運(yùn)好、顏色紅潤(rùn)、且未出現(xiàn)移植后超急性排斥反應(yīng)及感染現(xiàn)象,10天后拔出氣囊導(dǎo)尿管,患者能站立排尿且排尿通暢,該研究經(jīng)14天后終結(jié)(移植陰莖切除),未能進(jìn)一步觀察。結(jié)果:第一,對(duì)器官配型是否同其他器官移植一樣選擇合適供體尚未明確;第二,陰莖成活時(shí)間不長(zhǎng),機(jī)理不明;第三,病例缺乏,未能展開(kāi)下一步研究。這項(xiàng)全球唯一的1例陰莖移植案例雖然僅僅2周就夭折了,但它給陰莖缺如及易性病患者打開(kāi)了一扇嶄新的大門(mén)。而我們?cè)趯?shí)際臨床工作中也發(fā)現(xiàn),異體陰莖移植的供體來(lái)源是相當(dāng)廣泛的,不管是正常腦死亡后遺體捐獻(xiàn)出來(lái)的異體陰莖或是變性手術(shù)后遺棄不用的陰莖體均可以作為異體陰莖移植的供體來(lái)源。如此廣泛的來(lái)源必然能夠促使陰莖移植技術(shù)的快速開(kāi)展和應(yīng)用,也必將能夠使陰莖缺如患者及易性病患者在此擁有良好、滿意的生活質(zhì)量。俄羅斯國(guó)家醫(yī)學(xué)分外科中心的Miha, Lee Chenger Hiker教授稱(chēng):將1例28歲男子的短小陰莖切下來(lái),縫合在左前臂,它從不到2英寸增大到約7英寸,最后重新移植到腹股溝,其機(jī)理未闡明,醫(yī)學(xué)界疑質(zhì)。龍道疇等[3]應(yīng)用離斷深淺懸韌帶延長(zhǎng)自身陰莖海綿體,雖然可使陰莖神經(jīng)血管保留,具有感覺(jué)和勃起功能,但是僅能延長(zhǎng)3cm,對(duì)于陰莖缺如的患者,陰莖延長(zhǎng)3cm顯得不夠長(zhǎng)。
2 陰莖移植免疫抑制的研究進(jìn)展
免疫抑制的發(fā)展和不斷更新強(qiáng)有力地推動(dòng)著同種異體陰莖移植的發(fā)展,目前常用的免疫抑制劑主要有鈣拮抗劑,抑制增生藥和皮質(zhì)類(lèi)固醇激素。第一代免疫抑制劑,如:硫唑嘌呤,6-巰嘌呤及可的松等的應(yīng)用大大提高了器官移植的應(yīng)用及存活率,但毒副作用之大限制了其廣泛應(yīng)用。除抑制劑所共有的機(jī)會(huì)感染、惡變、藥物毒性外,均具有特異性的副作用。CSA具有腎毒性,可引起高血壓、高血脂、高血糖及胃腸疾病。其中腎毒性的發(fā)病率高達(dá)70%,類(lèi)固醇可引起糖尿病、傷口愈合延遲和胃腸穿孔等。而環(huán)孢菌素的發(fā)明和應(yīng)用標(biāo)志著組織移植的重大突破,之后發(fā)明的新藥FK506(Tacrolimns)、單克隆抗體(mono clonal ontibodaies)、霉酚酸酯(mycophenolate mofeeir)及雷帕霉素(rapamycin)的大量應(yīng)用使免疫抑制手段逐漸多樣化,它們的配伍應(yīng)用有效地降低了每種藥物的毒副作用。FK506是一個(gè)從鏈霉素菌屬中分離出的大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素,其作用是與細(xì)胞內(nèi)的FK506基配,這個(gè)復(fù)合抑制鈣調(diào)蛋白的磷酸激酶活動(dòng)相似于CSA,抑制了T細(xì)胞受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,通過(guò)文獻(xiàn)回顧對(duì)FK506與CSA比較,在提高組織移植物存活率、降低急慢性排斥反應(yīng)及藥物相關(guān)并發(fā)癥方面效果更佳。運(yùn)用FK506治療后可逆轉(zhuǎn)CSA所不能控制的排斥反應(yīng),提高了受體的耐受力,降低高血脂的發(fā)生率。
麥考酚酯是霉酚酸的前體結(jié)構(gòu),為一種非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,通過(guò)影響鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的經(jīng)典合成途徑從而抑制T、B細(xì)胞的增生。Fakahashi對(duì)比甲麥考酚酯、雷帕霉素、鈣離子拮抗劑CSA和FK506中抗CD28對(duì)T細(xì)胞的影響,發(fā)現(xiàn)麥考酚酯促進(jìn)T細(xì)胞凋亡之作用最強(qiáng)。Boots通過(guò)文獻(xiàn)回顧認(rèn)為麥考酚酯由于具有低腫瘤發(fā)病危險(xiǎn)性,用以代替咪唑嘌呤是一個(gè)好的選擇。
RAPA是由放線菌產(chǎn)生的大環(huán)三烯,這個(gè)藥物類(lèi)似于TK506,它抑制多余生物環(huán)通路,包括細(xì)胞因子誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、核蛋白體合成、翻譯啟動(dòng)子和細(xì)胞同期進(jìn)入階段等途徑。T細(xì)胞是RAPA主要靶細(xì)胞,RAPA可以最大限度抑制細(xì)胞外基質(zhì)的增生。減少了內(nèi)膜的厚度,減緩內(nèi)膜狹窄的進(jìn)展,因此,RAPA可以減少慢性排斥反應(yīng)造成的血管狹窄,保證移植組織的良好血運(yùn)。Kadhl等通過(guò)對(duì)腫瘤模型鼠進(jìn)行心臟移植研究顯示RAPA具有抗癌的特性可以抑制腫瘤,在陰莖移植中有廣泛的應(yīng)用前景。
單克隆抗體是組織器官移植中常用藥物, Sun等注射抗淋巴細(xì)胞-YEY48,明顯可延長(zhǎng)皮膚的成活,建議在陰莖移植中重點(diǎn)選用。解孝鋒等應(yīng)用中藥制劑應(yīng)用于組織免疫排斥反應(yīng),將冬蟲(chóng)夏草等單株式復(fù)方制劑在組織移植應(yīng)用于臨床對(duì)免疫調(diào)控機(jī)制有一定的作用,無(wú)毒副作用,取得了一定進(jìn)展,陰莖移植可考慮大膽嘗試應(yīng)用。
當(dāng)然,移植后出現(xiàn)的急慢性排斥反應(yīng)仍然是器官移植史上的一道難題。特別是慢性排斥反應(yīng),最后常常導(dǎo)致器官功能的衰竭。雖然各種新型的免疫抑制劑提高了治療效果,減少了排斥反應(yīng)和免疫抑制劑的危害,但慢性排斥反應(yīng)仍然不可避免,應(yīng)用免疫抑制劑后仍然會(huì)導(dǎo)致很多繼發(fā)不良反應(yīng),限制了其廣泛應(yīng)用。但是一種新的治療理念已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)其良好的前景--免疫耐受。由于免疫耐受具有免疫特異性,與免疫缺陷或藥物引起的對(duì)免疫系統(tǒng)的普遍抑制相比,具有顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn),所以在組織移植中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前關(guān)于免疫耐受方面的研究主要集中于單克隆抗體和SC細(xì)胞兩種。Ozer等[4]應(yīng)用鼠后肢異體移植模型觀察T細(xì)胞受體單克隆抗體誘導(dǎo)免疫耐受的效果,發(fā)現(xiàn)Lewis鼠在接受LEWIS-BROWN-NORWAY鼠后肢后,運(yùn)用TCRmAb誘導(dǎo)免疫耐受,明顯延長(zhǎng)了肢體的存活時(shí)間,在混合CSA治療后,存活時(shí)間均超過(guò)350天。最近,有實(shí)驗(yàn)研究在復(fù)合組織移植中,用抗-TCR單抗聯(lián)合環(huán)孢菌素(CyA)分別于術(shù)后使用21、7、5天后,發(fā)現(xiàn)所有實(shí)驗(yàn)組移植物存活超過(guò)350天,在撤除免疫抑制劑后通過(guò)皮膚移植觀察到了特異性耐受現(xiàn)象[5]。
近年來(lái),中國(guó)的單克隆抗體技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視,單克隆抗體藥物研究已被列入863計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。目前,中國(guó)已有2個(gè)治療性單抗產(chǎn)品獲準(zhǔn)生產(chǎn),3個(gè)治療性產(chǎn)品處在臨床試驗(yàn)階段,多個(gè)抗體藥物處于臨床前研究階段,已批準(zhǔn)的診斷性單抗有31個(gè)。武漢生物制品研究所抗腎移植單抗OKT3(注射用鼠源性抗人T淋巴細(xì)胞CD3抗原單克隆抗體)最早批準(zhǔn)上市,具有免疫抑制作用,可逆轉(zhuǎn)對(duì)移植器官的排斥反應(yīng),此種單抗被稱(chēng)為嵌合抗體。所謂嵌合抗體指用人的恒定區(qū)取代小鼠的恒定區(qū),保留鼠單抗的可變區(qū)序列,形成一個(gè)人-鼠雜合的抗體。其研制程序快,可大幅度降低異源抗體的免疫原性,卻幾乎保持親本鼠單抗全部的特異性和親和力。另外,它還具有人抗體的效應(yīng)功能,如補(bǔ)體固定、抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)等。此種產(chǎn)品國(guó)際上成功的臨床用藥有Simulect(Novartis公司的抗CD25抗體),用于抗移植排斥。而另一種單抗屬于人源化抗體,是利用現(xiàn)有的無(wú)數(shù)已詳細(xì)分析過(guò)的小鼠抗體,取其與抗原直接接觸的那段抗體片段(互補(bǔ)決定區(qū),CDR)與人的抗體框架嫁接,經(jīng)親和力重塑,可維持其特異性和大部分的親和力,同時(shí)幾乎去除免疫原性和毒副作用。此種以Zenapax(Protein Design Labs(PDL)/Roche公司的抗CD25抗體)為代表,用于抗移植排斥。機(jī)體的某些特殊部位在植入異體組織后不會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng),且這些移植組織可長(zhǎng)期存活,如眼、睪丸、腦等特殊區(qū)域,這些區(qū)域稱(chēng)為免疫豁免區(qū)[6]。免疫豁免區(qū)的組織若移植到其他部位,能抵抗排斥反應(yīng)而存活,誘導(dǎo)局部產(chǎn)生免疫耐受。睪丸是天然的免疫豁免區(qū),研究證實(shí)睪丸支持細(xì)胞(Sertoli cells,SC)是維持其免疫豁免功能的主要細(xì)胞,共同移植SC可延長(zhǎng)同、異體移植物的存活時(shí)間,近年來(lái),有學(xué)者將Sertoli細(xì)胞和胰島細(xì)胞聯(lián)合移植,發(fā)現(xiàn)移植前后在不使用免疫抑制劑的情況下,移植物長(zhǎng)期存活,血糖下降,且有研究表明,發(fā)現(xiàn)在體外SC濃度在1×106~1×107/ml時(shí)對(duì)活化的淋巴細(xì)胞抑制作用最明顯,再增加劑量,抑制作用不再明顯增加,表明SC對(duì)淋巴細(xì)胞的抑制作用具有劑量依賴性,目前,已經(jīng)證實(shí)的SC細(xì)胞的共移植在胰島、腎臟、肝臟、甲狀旁腺等器官異體移植中起到了良好的免疫抑制效果,對(duì)于移植器官起到了很好的保護(hù)作用[7-19]。
如果我們將上述兩種免疫耐受療法結(jié)合在陰莖移植手術(shù)中,使得陰莖移植能夠獲得較長(zhǎng)時(shí)間的功能存活期,那么我們可以肯定,只要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的研究,必然能夠在陰莖移植上取得巨大進(jìn)步,從而為免疫耐受在復(fù)合組織移植中的臨床應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3 影響陰莖移植的因素
陰莖移植在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展不多,國(guó)內(nèi)僅1例,成活了2周左右,其經(jīng)驗(yàn)不多,沒(méi)有進(jìn)一步觀察和研究的經(jīng)驗(yàn)。.
3.1解剖因素:陰莖移植研究主要涉及器官、組織和細(xì)胞三個(gè)層次,主要是吻合海綿體、白膜、陰莖深動(dòng)脈、陰莖背動(dòng)脈、陰莖背深動(dòng)脈、陰莖背淺動(dòng)脈、陰莖背神經(jīng)、Back筋膜、皮膜,組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜,比肝、腎、甲狀腺等單純性器官移植要復(fù)雜,屬?gòu)?fù)合組織同種異體移植的范疇,涉及到神經(jīng)、血管、筋膜、白膜、皮膜。
3.2受體生理環(huán)境因素:陰莖移植的供體和受體受解剖、生理、免疫差異的影響。生理上的差異也影響其成功實(shí)施:一是受體的生理環(huán)境能否成功為移植陰莖提供充分的營(yíng)養(yǎng)支持和穩(wěn)定性相容性的內(nèi)環(huán)境;二是移植陰莖能否正常工作,滿足受體的生理需要,那么需要保留完整的大血管通路,微循環(huán)系統(tǒng)和細(xì)胞外基質(zhì)植入受體后可迅速重建局部血液循環(huán),血流供應(yīng)充分保留了源于供體的微循環(huán)環(huán)境,才可以更好地滿足移植陰莖的生理需要。移植陰莖完全依賴于體循環(huán)提供的血流供應(yīng)和受體微循環(huán)的滋養(yǎng)。第二點(diǎn)是受人體生理屏障的影響,人體是一個(gè)固有的免疫反應(yīng)體,同樣對(duì)于移植陰莖也有生理障礙調(diào)節(jié)反應(yīng)。多種可溶性蛋白質(zhì),參與免疫防御,溶菌酶是黏膜分泌物中的水解酶,可分解細(xì)胞壁的肽聚糖,還有血清蛋白質(zhì)等都是參與生理屏障反應(yīng)因素,是影響陰莖移植的生理環(huán)境因素。
3.3排斥反應(yīng)因素:陰莖移植術(shù)后的排斥反應(yīng)是手術(shù)成功的關(guān)鍵。同種異體陰莖移植和其他移植術(shù)一樣,排斥反應(yīng)分為三類(lèi):第一,超急性排斥,一般發(fā)生在手術(shù)后24h,甚至幾分鐘,幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。原因可能是:①受體與提供者的血型不符;②由于有過(guò)妊娠或已經(jīng)做過(guò)其他器官移植,受體內(nèi)血清內(nèi)已有抗體形成,在免疫學(xué)上,由于移植陰莖各組織器官細(xì)胞膜上的抗原和受者的循環(huán)抗體之間發(fā)生對(duì)抗所致,因?yàn)檫@些抗體都預(yù)先存在于受體內(nèi),所以超急性反應(yīng)在陰莖移植術(shù)后迅速發(fā)生。組織學(xué)表現(xiàn):主要是移植器官的小血管腔內(nèi)有血小板,中粒細(xì)胞,纖溶蛋白沉渣所造成的血栓,血管阻塞,梗死,切口可見(jiàn)嚴(yán)重的彌漫性出血。臨床上,移植陰莖功能迅速衰竭、凋亡、壞死;第二,急性排斥反應(yīng)發(fā)生在移植器官功能恢復(fù)后,主要在術(shù)后幾天、幾周或術(shù)后1年內(nèi)多次重復(fù)出現(xiàn),主要癥狀是突然寒戰(zhàn)、高熱、陰莖腫脹疼痛、一般情況差、陰莖功能減退、陰莖水腫、陰莖毛細(xì)血管小動(dòng)脈血小板纖維蛋白沉淀引起的血管不通式梗死,是移植陰莖的細(xì)胞HLA抗原和受者的致敏淋巴細(xì)胞之間發(fā)生對(duì)抗所致,是被受體的T淋巴細(xì)胞認(rèn)為異物,淋巴細(xì)胞激化大量增殖,對(duì)移植陰莖的細(xì)胞HLA抗原攻擊所致;第三,慢性排斥反應(yīng),一般發(fā)生在陰莖移植術(shù)后幾年中,主要表現(xiàn)為陰莖體腫脹不適,組織等表現(xiàn)為陰莖彌漫性間質(zhì)性水腫。
3.4藥物因素:陰莖移植是一個(gè)多組織的復(fù)合性移植,包括有皮膚、筋膜、白膜、神經(jīng)、血管,每個(gè)組織解剖功能不一樣,免疫抑制藥物的給藥方式、藥量也不一樣,同時(shí)藥物的毒性副作用也不一樣,合理有效的給藥,機(jī)能可能得到滿意的恢復(fù),對(duì)于陰莖移植的藥物研究,在全身用藥的選擇基礎(chǔ)上減少作用藥物,增加局部用藥,張旭東等對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述發(fā)現(xiàn)早在1951年Billinghan等在皮膚局部選用可的松,可增加異體皮片的存活時(shí)間,主要有局部外敷給藥和動(dòng)脈給藥兩種。1988年,Black等運(yùn)用5種不同的給藥方式,檢測(cè)局部運(yùn)用CAS對(duì)異體皮片存活的影響,發(fā)現(xiàn)全身用藥在早期很必要,在維持階段局部用藥有效,在全身停藥36天后,實(shí)驗(yàn)測(cè)試局部用藥濃度仍為對(duì)照組的22倍,在伴刀豆凝集素A和植物凝血素的刺激下,全身系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞合成DNA合成正常,T細(xì)胞的介導(dǎo)免疫沒(méi)有受到影響,MHCⅠ、Ⅱ的表達(dá)和CD4+淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)減少,這強(qiáng)烈表示局部用藥發(fā)揮了免疫抑制效應(yīng)。
4 陰莖移植的倫理學(xué)研究
長(zhǎng)期以來(lái),器官移植的倫理問(wèn)題一直是移植技術(shù)爭(zhēng)論的焦點(diǎn),陰莖移植與其他的器官移植又不一樣,可能面臨的問(wèn)題更尖銳與復(fù)雜,是社會(huì)倫理、心理方面的爭(zhēng)論,此話題是受體供體家屬之間必須面對(duì)的問(wèn)題。陰莖,中國(guó)人稱(chēng)之為命根,是生命的根體,生命的延續(xù),陰莖移植后,患者會(huì)不會(huì)出現(xiàn)陰莖是別人的這樣的心理排異反應(yīng),家人有沒(méi)有因陰莖是別人的這樣的抵觸心理,特別是妻子,接納的心理程度有多大,有待進(jìn)一步研究。
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