酶促转化 B 型血肾脏:突破 ABO 血型不相容肾移植障碍的新曙光

【字体: 时间:2025年02月11日 来源:Nature Communications 14.7

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  在肾移植中,ABO 血型匹配至关重要。为突破 ABO 血型不相容(ABOi)肾移植障碍,研究人员用脆弱拟杆菌 α- 半乳糖苷酶(B-zyme)转化 B 型肾为 O 型。结果显示可有效防抗体介导损伤,拓宽 ABOi 肾移植实践。这意义重大。

  肾移植是终末期肾病患者的理想治疗方式,能显著提升患者的生存率和生活质量。然而,ABO 血型系统和人类白细胞抗原(HLA)的匹配是肾移植成功的关键因素。在实际情况中,受者体内预先存在针对供体肾脏 ABO 血型或 HLA 抗原的抗体,会引发免疫挑战,导致移植肾快速且严重的损伤,这一问题大大延长了患者等待合适供体的时间,尤其是 O 型血的移植候选人,他们在等待名单中占比超过一半,却只能接受 O 型肾脏,等待过程中面临着较高的死亡风险 。同时,约三分之一的移植候选人因血型不匹配,无法接受来自意向活体供体的肾脏。因此,克服 ABO 血型屏障对于扩大供体库、提高供受者匹配成功率以及挽救生命至关重要。
为了解决这些难题,四川大学华西医院和重庆医科大学附属第二医院的研究人员开展了一项关于利用酶促转化 B 型血肾脏以预防 ABO 血型不相容肾移植中超急性抗体介导损伤的研究。该研究成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在酶促转化红细胞实验中,从已故供体获取 B 型和 O 型全血,分离红细胞后,在不同肾脏灌注液中加入不同浓度的 B-zyme 进行孵育反应,通过流式细胞术、凝集试验等检测 B 抗原(B-Ag)的去除效果 。对于肾脏的酶促转化,利用低温机器灌注(HMP)系统,将 B 型供体肾脏在含有不同浓度 B-zyme 的灌注液中灌注 4 小时,并定时进行活检和监测肾脏功能参数 。在体外 ABO 血型不相容(ABOi)肾移植模型实验中,使用 Life-X100 系统,将肾脏先进行 HMP 灌注,再用含有高滴度抗 B 抗体的 O 型血浆和 O 型红细胞进行常温机器灌注(NMP)再灌注,通过多种检测手段评估肾脏损伤情况 。在临床前研究中,将经 B-zyme 处理后的 B 型肾脏移植到 O 型脑死亡受者体内,监测受者的各项指标并对移植肾进行病理分析。

下面来看看具体的研究结果:

  • B-zyme 将 B 型红细胞转化为通用 O 型:B-zyme 能在肾脏灌注液中水解 B 型红细胞的 α-1,3 - 半乳糖,将其转化为 O 型红细胞(ECO)。在 HTK 溶液中,50μg/mL B-zyme 在室温(RT)下可去除 98.1±1.9% 的 B-Ag,在 4°C 下可去除 94.1±3.2% 的 B-Ag。添加 Dextran-40 后,4°C 时 5μg/mL B-zyme 就能达到类似的去除效果,且 ECO 红细胞的活力和完整性得以保留。
  • B-zyme 在 HMP 过程中去除肾脏中的 B-Ag:在 HMP 过程中,10μg/mL B-zyme 在各时间点对肾小球 B-Ag 的去除率均高于 5μg/mL B-zyme,且能显著增加肾小球中 H 抗原(H-Ag)的表达。4 小时灌注后,两组对肾内血管 B-Ag 的去除率均约为 90%,且 H-Ag 表达增加程度相似。10μg/mL B-zyme 处理组在肾小管周围毛细血管中 B-Ag 的去除效果也更好。同时,B-zyme 处理对肾脏功能参数、组织学和细胞凋亡等均无显著不良影响。
  • 体外 ABOi 肾移植模型中酶处理肾脏的保护作用:利用体外 NMP 再灌注模型模拟 ABOi 肾移植,发现经 10μg/mL B-zyme 处理的肾脏(ECO 组)灌注更通畅,与对照组相比,肾血流量更高、动脉阻力更低。组织学检查显示,对照组肾脏在再灌注后出现红细胞积聚、微血栓等损伤,而 ECO 组肾脏无明显变化。ECO 组肾脏的损伤评分、凋亡细胞数量以及尿液中肾脏损伤标志物水平均显著低于对照组。
  • ECO 肾脏抵抗血型抗体沉积和补体介导的攻击:免疫荧光染色显示,对照组肾脏在再灌注后肾小球和肾小管周围毛细血管中有大量 IgM 和 IgG 沉积,而 ECO 组仅有少量 IgM 结合。ECO 组肾脏还能显著降低再灌注液中炎症细胞因子 IL-6 的浓度,并减轻补体激活,减少补体成分在肾脏的沉积。
  • B-zyme 转化的肾脏成功移植到人体:将经 B-zyme 转化的 B 型肾脏移植到 O 型脑死亡受者体内,移植肾在再血管化后呈现粉红色,在 63 小时内未发生超急性排斥反应。但受者因严重贫血和血小板减少,在移植 63 小时后因全身循环衰竭死亡。移植后,受者的抗 B 抗体滴度相对稳定,移植肾的 B-Ag 在 48 小时后开始重新表达。

在研究结论和讨论部分,该研究首次证明了 B-zyme 在低温条件下能成功将 ABO-B 型肾脏转化为 O 型肾脏,在体外 ABOi 肾移植模拟实验中有效防止抗体介导的损伤,且在临床前人体模型中成功进行了移植,未出现超急性排斥或早期急性抗体介导的排斥(AMR) 。虽然研究存在一些局限性,如使用的是废弃肾脏和不适合器官捐赠的脑死亡患者作为受者,无法进行长期随访,且 B-Ag 在移植后 48 小时开始重新表达,长期来看是否会发生排斥或适应仍未知。但这项研究为 ABOi 肾移植提供了一种有前景的脱敏方法,有望扩大 ABOi 移植的应用范围,提高器官分配的公平性和可及性,为未来优化免疫抑制方案和进一步研究血型抗原再表达的机制奠定了重要基础。

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