移植肺病理學(xué)及其進(jìn)展

楊樹(shù)東，蔡穎，夏鈺弘，郭暉（. 南京醫(yī)科大學(xué)附屬無(wú)錫人民醫(yī)院病理科，江蘇無(wú)錫 403； . 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院器官移植研究所，器官移植教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，衛(wèi)生部器官移植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430030）

自1983年多倫多醫(yī)院第一次肺移植手術(shù)成功以來(lái)，肺移植已成為終末期呼吸衰竭的主要治療方案［1-3］。迄今為止，全球進(jìn)行了超過(guò)45000例肺移植，肺移植受者術(shù)后1年和5年存活率已分別達(dá)83%和50%。然而，還有很多問(wèn)題需要解決，包括原發(fā)性移植肺功能衰竭、急性和慢性排斥反應(yīng)（chronic rejection， CR）、感染、外科并發(fā)癥和繼發(fā)性惡性腫瘤等［4］。

對(duì)肺移植受者移植肺活檢標(biāo)本的病理學(xué)診斷非常具有挑戰(zhàn)性。由于肺通過(guò)氣道與外界直接相通，且移植過(guò)程中迷走神經(jīng)離斷，導(dǎo)致咳嗽反射減弱，肺移植受者的吸入性風(fēng)險(xiǎn)增加，導(dǎo)致細(xì)菌性肺炎或吸入外來(lái)物質(zhì)，引起病理學(xué)家的診斷困難［5］。

經(jīng)支氣管活檢（transbronchial biopsy， TBB）仍然是術(shù)后監(jiān)測(cè)移植物排斥反應(yīng)的主要方法。TBB活檢組織非常小，通常含有小部分肺泡組織，活檢過(guò)程中很容易受擠壓而扭曲，造成人工假像導(dǎo)致診斷困難或無(wú)法診斷。不同病變的鏡下病理形態(tài)可能會(huì)有交叉重疊或者同時(shí)并存，故診斷時(shí)要全面而仔細(xì)，做到臨床、影像及病理相結(jié)合。

1 急性排斥反應(yīng)（acute rejection， AR）

排斥反應(yīng)是肺移植術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥，國(guó)際心臟和肺移植學(xué)會(huì)（International Society of Heart and Lung Transplant， ISHLT） 的 最 新 報(bào) 道 顯 示，肺移植術(shù)后1年內(nèi)約29%的成年受者至少會(huì)發(fā)生1次AR，肺移植術(shù)后30天內(nèi)或30天至1年內(nèi)，可分別有3.6%或1.8%的成年肺移植受者因AR而死亡［6］。AR的頻率和嚴(yán)重程度被認(rèn)為是導(dǎo)致CR〔閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征（bronchiditis obliterans syndrome， BOS）〕的主要危險(xiǎn)因素［7］。

AR可以累及小血管或小氣道。目前，最常用的移植肺TBB病理診斷系統(tǒng)來(lái)自ISHLT分類(lèi)系統(tǒng)［8］。根據(jù)肺實(shí)質(zhì)內(nèi)小血管和/或微血管周?chē)鷨蝹€(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)程度、分布以及伴隨的急性肺損傷，將急性排斥分為 5 級(jí)，分別為 A0（無(wú)）、 A1（輕微）、 A2（輕）、A3（中）、A4（嚴(yán)重）。其中A1和A2為低級(jí)別，A3和A4為高級(jí)別，高級(jí)別的AR往往在低倍鏡下即能觀察到，而低級(jí)別的AR特別是A1，可能需要在高倍鏡下觀察。氣道炎癥根據(jù)氣道管周單個(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)的程度和有無(wú)黏膜損傷分為4級(jí)，分別為B0（無(wú)炎癥）、B1R（低級(jí)別炎癥）、B2R（高級(jí)別炎癥）、BX（不能評(píng)估）。嚴(yán)重的AR通常表現(xiàn)為小氣道炎癥。

為了得到明確的病理診斷，至少應(yīng)取得5塊肺活檢組織，立即放入10%中性甲醛固定液中，充分搖勻以使肺泡恢復(fù)膨脹。除了進(jìn)行常規(guī)蘇木素-伊紅（HE）染色外，可以配合Masson三色染色、彈力纖維染色或銀染等特殊染色，以便更好地觀察肺泡、小氣道或血管等組織。然而，TBB組織往往會(huì)缺少血管或小氣道等結(jié)構(gòu)，引起診斷不足，因此，有必要結(jié)合微生物學(xué)、血清學(xué)甚至分子病理學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行診斷及鑒別診斷［9］。此外，楔形活檢、再次移植時(shí)切除的移植肺或尸檢移植肺組織則能進(jìn)行全面的病理診斷。近年來(lái)，應(yīng)用支氣管鏡冷凍肺活檢術(shù)（transbronchial cryobiopsy， TBCB）可以取得更充分的肺組織標(biāo)本，標(biāo)本中含有更多的肺泡、小氣道及血管組織，并且不容易產(chǎn)生人工假像，可以更好地滿足病理診斷［10-12］。

近年來(lái)，有研究認(rèn)為血漿和支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage， BAL）中的不同細(xì)胞成分對(duì)診斷AR有一定的價(jià)值［13］。該研究認(rèn)為，在肺移植術(shù)后早期的BAL灌洗液中出現(xiàn)中性粒細(xì)胞，當(dāng)無(wú)感染證據(jù)時(shí)，高度懷疑為AR［13］。BAL灌洗液中高淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)與急性肺移植排斥反應(yīng)有關(guān)，但在肺移植術(shù)后其他并發(fā)癥中也有發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)研究中，淋巴細(xì)胞增多有一定的敏感性，但特異性較低。嗜酸粒細(xì)胞很少出現(xiàn)在BAL灌洗液中，如果出現(xiàn)并升高，若排除了其他因素，則應(yīng)提高對(duì)急性肺移植排斥反應(yīng)的懷疑。AR受者BAL灌洗液中由于中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)增高，巨噬細(xì)胞百分比相應(yīng)降低。發(fā)生急性肺移植排斥反應(yīng)時(shí)BAL灌洗液中NK細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，是評(píng)估肺移植受者的一個(gè)很好的標(biāo)志物，但這些結(jié)論有待進(jìn)一步證實(shí)。

2 CR

CR是引起肺移植失功和受者死亡的主要原因［14］，包括多種表型，統(tǒng)稱(chēng)為慢性移植肺失功能（chronic lung allograft dysfunction， CLAD）。臨床上表現(xiàn)為第1秒用力呼氣量和/或用力肺活量持久性下降至少20%［15］，并且要排除其他因素，移植相關(guān)性因素主要包括AR、感染、吻合口狹窄、疾病復(fù)發(fā)和濾泡性細(xì)支氣管炎，非移植相關(guān)性因素主要包括胸膜疾病、膈肌功能障礙、先天性肺氣腫及其他一些原因［16-17］。CLAD特征性表現(xiàn)為氣道阻塞或狹窄，對(duì)于增加免疫抑制劑治療基本無(wú)反應(yīng)［18］。TBB難以評(píng)估各類(lèi)型CLAD，最好結(jié)合臨床及影像學(xué)綜合評(píng)估，移植肺切除標(biāo)本及尸檢標(biāo)本能全面顯示病理學(xué)特征。肉眼可見(jiàn)胸壁或葉間粘連，標(biāo)本切面顯示臟層胸膜和小葉間隔的顯著纖維化。CLAD的危險(xiǎn)因素包括AR、原發(fā)性移植物功能障礙、呼吸道感染及胃食管反流病等［19］。

BOS臨床上表現(xiàn)為第1秒用力呼氣量降低，可能導(dǎo)致最終的移植失敗，5年生存率約為50%［20］。引起B(yǎng)OS的危險(xiǎn)因素很多，最近新增的危險(xiǎn)因素為空氣污染，可能占引起B(yǎng)OS及肺移植術(shù)后死亡原因的25%以上［21］。顯微鏡下表現(xiàn)為小氣道的瘢痕阻塞，開(kāi)始為上皮下的肉芽組織，小血管增生，背景為水腫的纖維間質(zhì)，可以呈同心或偏心性的，最終演變?yōu)槔w維瘢痕組織逐漸阻塞小氣道，直至最終完全阻塞，可以通過(guò)特殊染色進(jìn)一步明確證實(shí)。根據(jù)有無(wú)氣道瘢痕分為2級(jí)：C0（無(wú)）及C1（有）。

CR也可累及肺動(dòng)靜脈血管分支，導(dǎo)致移植肺血管病，與BOS伴同存在。病理特征為血管內(nèi)膜增生及纖維化導(dǎo)致管腔狹窄，單個(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)，中膜平滑肌往往萎縮。

最近，研究人員認(rèn)識(shí)到一種新的慢性排斥反應(yīng)表型，稱(chēng)為限制性移植綜合征（restrictive allograft syndrome， RAS），Sato等［22］于 2011 年第一次提出并命名，是指CLAD患者具有小于90%的肺總?cè)萘?，伴隨有BOS［23］，影像學(xué)上顯示上葉為主的間質(zhì)性肺疾病，更多的間質(zhì)毛玻璃結(jié)節(jié)、蜂窩狀改變和小葉間隔增寬［24］。病理學(xué)不顯示阻塞性，而為限制性的病變，表現(xiàn)為肺間質(zhì)和肺泡腔充滿透明變的纖維和散在的單個(gè)核細(xì)胞，肺外周病變更明顯，纖維化往往比典型的機(jī)化性肺炎更大、更透明化。有時(shí)可表現(xiàn)為急性肺損傷和間質(zhì)增寬的早期纖維化，此時(shí)可診斷為急性機(jī)化性肺損傷，逐漸演變?yōu)殚g質(zhì)和肺泡纖維化，相對(duì)于BOS，其預(yù)后更差，診斷后的平均存活期約為 1.5 年［7，22，25］。有文獻(xiàn)報(bào)道，胸膜實(shí)質(zhì)的彈力纖維增生癥可能為限制性移植綜合征的一種表型或?yàn)槠湟环N主要的病理改變，常常伴隨彌漫性肺胞損傷，并逐漸演變?yōu)镽AS［23，26］。

CLAD受者的BAL灌洗液中，中性粒細(xì)胞≥15%且無(wú)感染證據(jù)時(shí)，稱(chēng)為中性粒細(xì)胞性可逆性移植肺功能障礙，為新近描述的新CLAD類(lèi)型。一些研究結(jié)果顯示，受者對(duì)阿奇霉素治療有反應(yīng)，經(jīng)過(guò)阿奇霉素治療3～6個(gè)月后，第1秒用力呼氣量至少提高10%且具有良好的預(yù)后［27-28］，但也有不同的研究認(rèn)為，中性粒細(xì)胞數(shù)量并不能預(yù)測(cè)是否對(duì)阿奇霉素治療有反應(yīng)［29］，因此，有人提出應(yīng)更名為阿奇霉素反應(yīng)性移植肺功能障礙［15］。

3 抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)（antibody-mediated rejection，AMR）

排斥反應(yīng)可以分為T(mén)細(xì)胞介導(dǎo)的排斥反應(yīng)（T cell-mediated rejection， TMR）和抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)（antibody-mediated rejection， AMR）兩種類(lèi)型，前者較常見(jiàn)，主要由T細(xì)胞介導(dǎo)，識(shí)別移植物內(nèi)表達(dá)的人類(lèi)白細(xì)胞抗原或其他抗原［9］。AMR在心、腎移植方面已被很好地定義和解釋?zhuān)谶@些移植器官中，當(dāng)出現(xiàn)供體特異性抗體（donor specific antibody， DSA）和毛細(xì)血管炎時(shí)，導(dǎo)致移植物功能障礙和移植物存活率下降。研究發(fā)現(xiàn)，毛細(xì)血管壁沉積的補(bǔ)體片段C4d、出現(xiàn)DSA和移植物功能障礙間存在明確的相關(guān)性，DSA和存在于供者器官毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上的抗原結(jié)合并激活補(bǔ)體，補(bǔ)體通過(guò)募集白細(xì)胞，如自然殺傷細(xì)胞，誘導(dǎo)移植物損傷，引起AMR［30］，所以用免疫組化方法顯示C4d在毛細(xì)血管壁的沉積，為診斷AMR的特異性組織標(biāo)記物。

在移植肺活檢組織內(nèi)，超過(guò)50%的毛細(xì)血管壁C4d沉積被認(rèn)為是陽(yáng)性［31］，然而，目前在肺移植方面診斷AMR仍有爭(zhēng)議，研究發(fā)現(xiàn)，毛細(xì)血管炎和毛細(xì)血管壁C4d沉積有太多不確定因素，例如活檢中C4d有過(guò)多的非特異性背景著色等［32-33］。因此，AMR的診斷必須綜合三方面，即臨床移植肺功能障礙、DSA監(jiān)測(cè)結(jié)果和相應(yīng)病理改變［31，34］。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，DSA與毛細(xì)血管炎、動(dòng)脈炎和/或急性肺損傷間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的聯(lián)系［35-36］。毛細(xì)血管炎包括毛細(xì)血管內(nèi)中性粒細(xì)胞邊集、管壁纖維素樣壞死和肺泡出血。動(dòng)脈炎主要指動(dòng)脈內(nèi)皮炎，不存在管周淋巴細(xì)胞套。急性肺損傷包括從間質(zhì)水腫、反應(yīng)性肺泡上皮增生到彌漫性肺泡損傷及肺泡腔內(nèi)透明膜形成的系列改變。當(dāng)活檢組織出現(xiàn)這些改變時(shí)，建議臨床明確AMR［37］。但所有上述病理特征均不具有特異性，其診斷必須經(jīng)過(guò)臨床檢查，包括微生物學(xué)檢查和血清學(xué)檢測(cè)DSA。部分發(fā)生AMR受者還會(huì)并存TMR［38］。根據(jù)2016年ISHLT推薦診斷共識(shí)包括三方面即DSA、病理改變及C4d沉積，當(dāng)三者均出現(xiàn)時(shí)，可以確診為AMR［39］。

4 其 他

肺移植受者由于應(yīng)用免疫抑制劑導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降，以及供肺攜帶性因素使肺移植后的感染風(fēng)險(xiǎn)增加，并且能促使AR和CR的發(fā)生發(fā)展，是肺移植后并發(fā)癥及病死率增高的原因之一，導(dǎo)致最終移植失?。?0］。早期主要表現(xiàn)為細(xì)菌感染，前3位分別是假單胞菌、金黃色葡萄球菌及不動(dòng)桿菌屬，穩(wěn)定期主要為真菌（主要曲霉菌屬及念珠菌屬）和病毒（主要為巨細(xì)胞病毒及呼吸道病毒）感染。細(xì)菌性肺炎是最常見(jiàn)的感染并發(fā)癥，巨細(xì)胞病毒感染位居第二，其后是真菌及分枝桿菌感染［40］。另有報(bào)道在肝腎移植中較多見(jiàn)，而在肺移植中相對(duì)少見(jiàn)的組織胞漿菌感染［41］。感染早期要和AR相鑒別，因二者的病理改變往往重疊，小氣道感染通常伴有細(xì)支氣管周炎癥且二者往往可能同時(shí)發(fā)生。大量的中性粒細(xì)胞、組織壞死和肉芽腫多提示感染，顯著的小氣道上皮內(nèi)及上皮下中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)同樣也支持感染［42］，而小氣道及血管周?chē)鷨蝹€(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)則支持AR。BOS者?？砂榘l(fā)巨細(xì)胞病毒及假單胞菌感染。對(duì)于肺移植受者，臨床要仔細(xì)監(jiān)測(cè)和預(yù)防感染的發(fā)生。如果有臨床或組織學(xué)感染的征象，可以用特殊染色來(lái)鑒別病原體以明確診斷。

缺血/再灌注損傷在肺移植過(guò)程中往往導(dǎo)致不同程度的急性肺損傷，目前發(fā)病機(jī)制仍不明［43-45］。大多數(shù)情況下發(fā)病較輕，基本在移植后第一個(gè)月內(nèi)恢復(fù)，一些嚴(yán)重的急性肺損傷有可能發(fā)展成原發(fā)性移植肺功能障礙（primary graft dysfunction， PGD），導(dǎo)致移植早期病死率的增加［46］。病理改變無(wú)特異性，為急性肺損傷，程度從輕至伴有透明膜形成的彌漫性肺泡損傷，且無(wú)感染證據(jù)。在大多數(shù)移植術(shù)后早期的活檢中，缺血/再灌注損傷如果同時(shí)伴有排斥或感染，可引起診斷困難，此時(shí)要遵循嚴(yán)格的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

肺移植受者由于咳嗽反射和正常纖毛黏液清除機(jī)制的消失，誤吸風(fēng)險(xiǎn)增加［5］。誤吸的危險(xiǎn)性在于吸入外源性物質(zhì)的性質(zhì)、程度、大小及有無(wú)伴發(fā)感染。由于外源性物質(zhì)常常有極性和伴發(fā)巨細(xì)胞反應(yīng)，在切片上容易識(shí)別。

移植肺原發(fā)病復(fù)發(fā)是非常少見(jiàn)的，在TBB活檢中更是難檢測(cè)到。結(jié)節(jié)病、腫瘤、淋巴管肌瘤病、肺朗格罕細(xì)胞組織細(xì)胞增生癥、肺靜脈閉塞性疾病/肺毛細(xì)血管瘤病都曾有復(fù)發(fā)報(bào)道［47］。與普通人群相比，實(shí)體器官移植受者更易發(fā)生惡性腫瘤，無(wú)論是新發(fā)還是復(fù)發(fā)，預(yù)后更差［48-49］，是引起肺移植后死亡的第二大原因［18］，主要原因是由于免疫抑制及感染的發(fā)生，常見(jiàn)的有卡波西肉瘤、肺癌及移植后淋巴組織增殖性疾?。?0-51］。

5 小 結(jié)

成功的肺移植依賴于術(shù)后對(duì)患者的仔細(xì)監(jiān)測(cè)，對(duì)并發(fā)癥予以早期進(jìn)行診斷和治療。肺移植術(shù)后各種并發(fā)癥都有其各自的特征和不同的發(fā)病原因，因此，精準(zhǔn)的病理診斷對(duì)于臨床實(shí)踐和科學(xué)研究都具有非常重要的意義，并且應(yīng)進(jìn)行包括病理學(xué)家、移植的臨床醫(yī)師、免疫學(xué)家和其他的基礎(chǔ)研究學(xué)者在內(nèi)的多學(xué)科協(xié)作研究，以便進(jìn)一步揭示移植肺并發(fā)癥的本質(zhì)及其病理特征并指導(dǎo)臨床予以針對(duì)性治療。