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摘 要：异种器官移植是解决临床器官移植时人体供体器官严重短缺的重要方法之一。近年来异种器官移植在GTKO猪培育、细胞免疫反应的应对等应对免疫排斥反应方面取得了一些明显进展，但在凝血功能障碍、免疫损伤等方面仍有许多问题需要克服。
关键词：异种器官移植；超急性排斥反应；生理屏障；凝血功能障碍
0 引言
异种器官移植，是将某一种属个体的细胞、组织、器官移植给另一种属个体的过程。将动物身体的器官或组织，移植到急需要相应器官或组织的人体上，若人体接受这些“异种器官移植”不引起较强的免疫反应并融入人体代替人体器官或组织工作，这将可有效解决人体移植器官严重短缺的现状，为世界各地每年需移植肾脏、肝脏、心脏等器官的患者提供供体，在人类再生医学上具有重要意义。
1 异种器官移植主要历程
自1905年法国的Princeteau将兔肾植入肾功能衰竭儿童体内，进行了世界第一例异种器官移植手术后，近年来，人为受体的异种器官移植得到了快速发展，并取得了很多可喜进展与成果。1992年，Starzl施行狒狒对人肝移植3例，存活最长1例术后70天死于真菌感染脑出血，未检出肝炎样损伤；2002年，罗斯林研究中心（英）培育了5只除去GT基因小猪，作为猪/人异种移植供体；2010年，潘登科等获得敲除α-1，3GT基因小猪（GTKO猪）7只；2012年，王维团队培育出医用级的用于猪/人异种移植的供体猪；2013年，第四军医大学一附院进行GTKO猪/藏酋猴肝移植，实验动物和移植肝脏存活2周。
2 异种移植免疫排斥反应
异种器官移植的重要障碍之一是免疫排斥问题。猪等非灵长类哺乳动物内皮细胞表面存在由α-半乳糖成分组成的糖蛋白或糖脂质部分结构，即α-半乳糖抗原（α-galactosyl，α-Gal），它被公认为是针对人等灵长类的主要异种抗原。人体内存在针对异种动物组织抗原成分的天然抗体，异种器官移植数分钟到48小时，受者体内的天然抗体与供者器官内皮细胞上的α-Gal结合，可出现由天然抗体介导的、补体依赖的细胞毒效应，引起移植物血管内皮细胞溶破、血栓形成以及炎症反应，导致超急性排斥反应（hyperacuterejection，HAR）的发生，从而使移植器官发生不可逆性缺血、变性和坏死。
除HAR外，细胞免疫应答为主的急性排斥反应也是异种器官移植必须克服的免疫障碍。细胞免疫急性排斥反应可分为适应性细胞免疫反应和固有细胞免疫反应，其中适应性免疫细胞主要由T淋巴细胞介导，而固有免疫细胞由自然杀伤（NK）细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞等介导。
此外，异种器官移植还有可能发生迟发性异种排斥反应。即发生在异种移植术后4～5天，移植物局部出现缺血梗塞，形成广泛的微小血管内血栓，大量的单核细胞和少许自然杀伤细胞（NK）浸润，导致移植失败。迟发性异种排斥反应主要由非灵长类哺乳动物细胞内Tn和Fossman抗原、主要组织相容性抗原SLA-I和SLA-II等非α-Gal抗原介导。
3 异种移植的免疫排斥应对策略研究
对于HAR的问题，目前采取了清除猪体内α-l，3-Gal抗原的表达方法。学者在基因工程技术方面，运用核转移技术，培育能敲除表达α-1，3半乳糖转移酶基因的猪，即小猪（GTKO猪）。由于该猪敲除α-1，3GT基因，体内就不含α-半乳糖抗原，可避免超急性排斥反应。2002年，英国苏格兰罗斯林研究中心研究人员利用克隆科技和基因工程技术，培育了5只除去GT基因小猪；2010年，潘登科等获得敲除α-1，3GT基因小猪（GTKO猪）7只；2012年初，王维等培育出医用级的用于猪/人异种移植的供体猪。同时，为了防止异种器官移植后激活人补体系统引起的免疫排斥反应，猪体内转染人补体调节蛋白（CD46）编码基因。培育转染人补体调节蛋白（CD46）编码基因小型猪，使HAR问题基本得到了解决。
对于细胞免疫反应的应对策略，常用的方法是使用非特异性免疫抑制剂、生物隔离技术和诱导T淋巴细胞免疫耐受等。在用非特异性免疫抑制剂方面，随着非特异性T淋巴细胞免疫抑制药物如抗胸腺细胞球蛋白（ATG）、吗替麦考酚酯（MMF）、环孢素A（CsA）的研制不断进步，使用这些免疫制剂，能明显提高移植物的存活时间，但其疗效仍还不够理想，制剂的副作用较大，有一定的不良反应。在生物隔离技术方面，其主要用于猪/人胰岛异种移植治疗糖尿病的研究，有学者以海藻酸钠制成的微囊包裹猪胰岛细胞后，移植到非人灵长类动物体内，其可存活6个月，但包裹猪胰岛细胞分泌胰岛素功能可能会受到很大影响。诱导T淋巴细胞免疫耐受是目前研究较多，CD4+CD25+Foxp3+T淋巴细胞是调节性T淋巴细胞（Treg细胞）的一类亚群，Porter等发现，Treg细胞可明显抑制CD4+T淋巴细胞的免疫功能，且增加受体体内的Treg细胞数量，能有效延迟细胞免疫排斥发生的时间并延长异种移植物的存活时间，同时实验也表明，Treg细胞可在体外抑制狒狒免疫细胞对猪外周血单核细胞的细胞毒效应。也有学者报道，猪源的细胞毒T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白（cytotoxic T lymphocyte antigen 4-immunoglbuli，CTLA4-Ig）及其诱导的细胞因子具有抑制T淋巴细胞活性的效应，而阻断T淋巴细胞活化则能有效延长异种移植物的存活时间。另有学者在进行异种肾移植的同时将猪的胸腺也植入狒狒体内，显著延长了移植肾的存活时间，这表明移植供体胸腺后，受体T淋巴细胞对异种抗原产生了一定耐受。
对于异种移植的免疫排斥反应，学者还采取了很多策略，如针对人体内的天然和继发抗体，人们采取了血浆置换法，清除大量抗体；器官吸附法，即用受者血液灌注供者离体器官，使抗体与异种抗原结合；静脉给予人工提成和合成的α-Gal相似结构糖，中和天然抗体等方法，但效果都不够理想，仍需继续研究探讨。
异种器官移植除了需解决免疫排斥外，还需解决凝血功能调节障碍、免疫损伤等生理屏障问题，以及潜在交叉感染风险等。
4 结语
近十几年来异种器官移植研究取得的进展非常显著，如医用级的用于猪/人异种移植的供体猪培育成功，心脏、肝脏、胰岛细胞等异种移植存活延长等。但异种移植距离临床应用还有不小的差距，有许多困难尚待解决。期望在不远的将来，随着医学科技的进步，通过医学和生命科学研究者的不断努力，异种移植将进入真正的临床应用阶段，并为最终解决人体器官的短缺、再生医学的发展做出巨大贡献。 [今]
参考文献：
[1] 王建锋，李霄，韩炜等.异种移植的细胞免疫排斥反应[J].器官移植，2012（6）.
[2] 窦科峰，李霄，李俊杰等.异种器官移植研究的主要问题与对策[J].中华器官移植杂志，2012（3）.
[3] Sun L，Yi S，O， Connell PJ.Foxp3 regulates human natural CD4tCD25t regulatory T-cell-mediated suppression of xenogeneic response[J].Xenotransplantation，2010，17（2）：121-130.
作者单位：鹤壁职业技术学院。
（编辑：李敬）
关键词：异种器官移植；超急性排斥反应；生理屏障；凝血功能障碍
0 引言
异种器官移植，是将某一种属个体的细胞、组织、器官移植给另一种属个体的过程。将动物身体的器官或组织，移植到急需要相应器官或组织的人体上，若人体接受这些“异种器官移植”不引起较强的免疫反应并融入人体代替人体器官或组织工作，这将可有效解决人体移植器官严重短缺的现状，为世界各地每年需移植肾脏、肝脏、心脏等器官的患者提供供体，在人类再生医学上具有重要意义。
1 异种器官移植主要历程
自1905年法国的Princeteau将兔肾植入肾功能衰竭儿童体内，进行了世界第一例异种器官移植手术后，近年来，人为受体的异种器官移植得到了快速发展，并取得了很多可喜进展与成果。1992年，Starzl施行狒狒对人肝移植3例，存活最长1例术后70天死于真菌感染脑出血，未检出肝炎样损伤；2002年，罗斯林研究中心（英）培育了5只除去GT基因小猪，作为猪/人异种移植供体；2010年，潘登科等获得敲除α-1，3GT基因小猪（GTKO猪）7只；2012年，王维团队培育出医用级的用于猪/人异种移植的供体猪；2013年，第四军医大学一附院进行GTKO猪/藏酋猴肝移植，实验动物和移植肝脏存活2周。
2 异种移植免疫排斥反应
异种器官移植的重要障碍之一是免疫排斥问题。猪等非灵长类哺乳动物内皮细胞表面存在由α-半乳糖成分组成的糖蛋白或糖脂质部分结构，即α-半乳糖抗原（α-galactosyl，α-Gal），它被公认为是针对人等灵长类的主要异种抗原。人体内存在针对异种动物组织抗原成分的天然抗体，异种器官移植数分钟到48小时，受者体内的天然抗体与供者器官内皮细胞上的α-Gal结合，可出现由天然抗体介导的、补体依赖的细胞毒效应，引起移植物血管内皮细胞溶破、血栓形成以及炎症反应，导致超急性排斥反应（hyperacuterejection，HAR）的发生，从而使移植器官发生不可逆性缺血、变性和坏死。
除HAR外，细胞免疫应答为主的急性排斥反应也是异种器官移植必须克服的免疫障碍。细胞免疫急性排斥反应可分为适应性细胞免疫反应和固有细胞免疫反应，其中适应性免疫细胞主要由T淋巴细胞介导，而固有免疫细胞由自然杀伤（NK）细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞等介导。
此外，异种器官移植还有可能发生迟发性异种排斥反应。即发生在异种移植术后4～5天，移植物局部出现缺血梗塞，形成广泛的微小血管内血栓，大量的单核细胞和少许自然杀伤细胞（NK）浸润，导致移植失败。迟发性异种排斥反应主要由非灵长类哺乳动物细胞内Tn和Fossman抗原、主要组织相容性抗原SLA-I和SLA-II等非α-Gal抗原介导。
3 异种移植的免疫排斥应对策略研究
对于HAR的问题，目前采取了清除猪体内α-l，3-Gal抗原的表达方法。学者在基因工程技术方面，运用核转移技术，培育能敲除表达α-1，3半乳糖转移酶基因的猪，即小猪（GTKO猪）。由于该猪敲除α-1，3GT基因，体内就不含α-半乳糖抗原，可避免超急性排斥反应。2002年，英国苏格兰罗斯林研究中心研究人员利用克隆科技和基因工程技术，培育了5只除去GT基因小猪；2010年，潘登科等获得敲除α-1，3GT基因小猪（GTKO猪）7只；2012年初，王维等培育出医用级的用于猪/人异种移植的供体猪。同时，为了防止异种器官移植后激活人补体系统引起的免疫排斥反应，猪体内转染人补体调节蛋白（CD46）编码基因。培育转染人补体调节蛋白（CD46）编码基因小型猪，使HAR问题基本得到了解决。
对于细胞免疫反应的应对策略，常用的方法是使用非特异性免疫抑制剂、生物隔离技术和诱导T淋巴细胞免疫耐受等。在用非特异性免疫抑制剂方面，随着非特异性T淋巴细胞免疫抑制药物如抗胸腺细胞球蛋白（ATG）、吗替麦考酚酯（MMF）、环孢素A（CsA）的研制不断进步，使用这些免疫制剂，能明显提高移植物的存活时间，但其疗效仍还不够理想，制剂的副作用较大，有一定的不良反应。在生物隔离技术方面，其主要用于猪/人胰岛异种移植治疗糖尿病的研究，有学者以海藻酸钠制成的微囊包裹猪胰岛细胞后，移植到非人灵长类动物体内，其可存活6个月，但包裹猪胰岛细胞分泌胰岛素功能可能会受到很大影响。诱导T淋巴细胞免疫耐受是目前研究较多，CD4+CD25+Foxp3+T淋巴细胞是调节性T淋巴细胞（Treg细胞）的一类亚群，Porter等发现，Treg细胞可明显抑制CD4+T淋巴细胞的免疫功能，且增加受体体内的Treg细胞数量，能有效延迟细胞免疫排斥发生的时间并延长异种移植物的存活时间，同时实验也表明，Treg细胞可在体外抑制狒狒免疫细胞对猪外周血单核细胞的细胞毒效应。也有学者报道，猪源的细胞毒T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白（cytotoxic T lymphocyte antigen 4-immunoglbuli，CTLA4-Ig）及其诱导的细胞因子具有抑制T淋巴细胞活性的效应，而阻断T淋巴细胞活化则能有效延长异种移植物的存活时间。另有学者在进行异种肾移植的同时将猪的胸腺也植入狒狒体内，显著延长了移植肾的存活时间，这表明移植供体胸腺后，受体T淋巴细胞对异种抗原产生了一定耐受。
对于异种移植的免疫排斥反应，学者还采取了很多策略，如针对人体内的天然和继发抗体，人们采取了血浆置换法，清除大量抗体；器官吸附法，即用受者血液灌注供者离体器官，使抗体与异种抗原结合；静脉给予人工提成和合成的α-Gal相似结构糖，中和天然抗体等方法，但效果都不够理想，仍需继续研究探讨。
异种器官移植除了需解决免疫排斥外，还需解决凝血功能调节障碍、免疫损伤等生理屏障问题，以及潜在交叉感染风险等。
4 结语
近十几年来异种器官移植研究取得的进展非常显著，如医用级的用于猪/人异种移植的供体猪培育成功，心脏、肝脏、胰岛细胞等异种移植存活延长等。但异种移植距离临床应用还有不小的差距，有许多困难尚待解决。期望在不远的将来，随着医学科技的进步，通过医学和生命科学研究者的不断努力，异种移植将进入真正的临床应用阶段，并为最终解决人体器官的短缺、再生医学的发展做出巨大贡献。 [今]
参考文献：
[1] 王建锋，李霄，韩炜等.异种移植的细胞免疫排斥反应[J].器官移植，2012（6）.
[2] 窦科峰，李霄，李俊杰等.异种器官移植研究的主要问题与对策[J].中华器官移植杂志，2012（3）.
[3] Sun L，Yi S，O， Connell PJ.Foxp3 regulates human natural CD4tCD25t regulatory T-cell-mediated suppression of xenogeneic response[J].Xenotransplantation，2010，17（2）：121-130.
作者单位：鹤壁职业技术学院。
（编辑：李敬）