由表象到实质——论移植肾活检病理学诊断在肾移植中的独特作用

郭 晖

(华中科技大学同济医学院附属同济医院器官移植研究所，器官移植教育部重点实验室，器官移植卫计委重点实验室，湖北 武汉 430030)

由表象到实质
——论移植肾活检病理学诊断在肾移植中的独特作用

郭 晖

(华中科技大学同济医学院附属同济医院器官移植研究所，器官移植教育部重点实验室，器官移植卫计委重点实验室，湖北 武汉 430030)

随着活检设备及技术的改良和经验的积累，移植肾经皮穿刺活检已经成为国际公认的诊断移植术后多种并发症的最佳途径，其在移植肾并发症的鉴别诊断、指导临床针对性的治疗和基础研究方面具有独特作用。随着移植肾缺血/再灌注损伤、排斥反应、免疫抑制剂毒性损伤和机会性病毒感染等主要并发症的发病机制和病理学特征的逐渐明了，以及移植肾Banff病理学诊断体系的建立，更有利于移植肾活检的规范开展。希望我国各肾移植中心能更好地应用这一手段，进一步促进移植肾和受者的长期存活。

经皮穿刺活检；移植肾Banff病理学诊断体系；肾移植

肾移植术后当移植肾功能出现减退时，我们该如何予以明确诊断呢？临床观察、血生化和影像学检查当然是必要的，但绝大多数情况下仍使临床医生一筹莫展。此时，进行移植肾穿刺活检和病理学诊断是最为关键的步骤。通过活检后的病理学观察，可对绝大多数移植肾并发症予以及时、准确的诊断和鉴别诊断，进而采取有针对性的治疗策略，以切实保护患者来之不易的“第二次生命”，否则，一切的治疗仍是盲目和冒险的。

1 移植肾活检病理学诊断的定义

活组织检查简称活检，是指应用局部切除、钳取、穿刺以及摘取等手术方法，由患者活体取得病变组织进行病理学检查，以确定诊断的方法。其优点保持了病变原貌，不仅有助于及时、准确地对疾病做出诊断和鉴别诊断，且可进行疗效评估，便于指导治疗和评估预后，而且也便于开展各种组织化学、细胞化学、超微结构以及病原培养等研究。移植肾活检(allograft biopsy)[1]即在移植术前、术中尤其是术后，借助活检方法对移植肾进行活体取材，以对供肾质量进行评估、以及对移植术后出现的多种并发症如缺血/再灌注损伤、排斥反应、病毒感染、免疫抑制剂毒性损伤等并发症进行明确诊断，以便指导临床进行有针对性的治疗。较之血生化检查、影像学检查等间接性检查，其更能直接反映移植肾的功能状况与病变性质，因此在临床肾移植中得以广泛的应用，常常被喻为移植器官并发症诊断的“金标准”。

2 移植肾活检病理学诊断的作用

在肾移植的临床和基础研究中，移植肾活检病理学诊断具有重要的意义和作用，体现如下：①肾移植术后的并发症多种多样且缺乏特征性的临床表现，因此其明确诊断有赖于活检病理学诊断；在充分结合临床资料以及良好活检取材的前提下，活检是最为准确的诊断方法，可以对大多数的移植肾并发症进行准确的诊断和鉴别诊断，提高移植术后移植肾以及移植受者的存活率。②经活检明确诊断以及针对性治疗后的再次活检可以准确评估治疗的合理性与有效性。③移植肾活检诊断可以帮助纠正临床诊断与治疗的偏差，有报道在器官移植中大例数的活检观察显示，活检诊断可以纠正30%～42%的临床错误诊断，以及38%～83%的错误治疗。④活检可以为新型免疫抑制药物治疗有效性的多中心临床试用研究提供最为准确的评估。⑤完善的活检资料有利于国际间以及国内多个移植中心之间的交流与协作。⑥在开展了活检的中心，籍此可以建立完善的移植物诊断体系，有利于在年轻临床医师、进修医师以及研究生培养中树立全面的诊断思路。⑦移植肾活检是进行科研观察的最佳途径之一，其有利于开展多种肾移植临床以及基础研究，包括免疫抑制剂的应用研究；排斥反应等并发症的发生机制、发生率以及病理组织学特征研究；器官保存研究；移植免疫学研究；以及排斥反应等并发症新的诊断指标与标志物的研究等。

在活检病理学诊断的同时尤其应重视的是，由于移植肾并发症的病理组织学表现缺乏特异性，因此应树立病理学观察与临床检查密切结合的原则，以建立综合性诊断而避免单纯的、机械的依赖病理学观察的倾向，只有这样才能确实提高移植肾活检诊断的准确性与科学性。

3 移植肾活检的基本方法

①移植肾经皮穿刺活检(percutaneous needle biopsy)：即在B超定位下采用穿刺枪、穿刺针或负压抽吸法等进行活检。常规粗针穿刺活检(core needle biopsy)和细针抽吸活检采用针径0.9～1.2 mm活检穿刺针，可在穿刺针芯内可以取得一条组织核心条，组织量充分，可以满足移植肾多种并发症的诊断需要，目前多应用1秒钟快速活检枪，使活检更快速安全，是最主要的活检手段，其诊断的敏感性和特异性分别达到95%和90%以上。②开放肾活检(open biopsy)：主要为移植术前对供肾予以穿刺针穿刺取材以评估供肾质量及缺血和灌注保存损伤情况。随着目前公民死亡后捐献器官的开展，在经过供者肾功能评估、供肾肉眼观察和经肾脏灌注转运器(Lifeport)初步灌注和评估后仍无法准确判断者，可在移植术前对供肾直接穿刺针活检予以病理学评估。

4 移植肾穿刺活检病理学的诊断标准

1991年移植病理学家及外科医师在加拿大的Banff国家公园举行首届Banff移植病理学会议，共同制定了移植肾穿刺活检与分类的国际诊断标准体系即Banff标准，随后定期举行Banff会议并对该标准予以修订和完善。目前临床肾移植中应用的为2005年Banff会议标准(表1)[2]。该标准最显著的进展为将移植肾排斥反应明确区分为T细胞介导性排斥反应和抗体介导性排斥反应，便于临床对既往难以明确诊断的抗体介导性排斥反应予以针对性治疗。

5 移植肾病理学类型及特征

5.1 抗体介导性排斥反应(antibody-mediated rejection，AMR) 其定义为移植受者在移植术前或术后经抗原致敏后产生抗体(预存抗体/和或供者特异性抗体)，并由该抗体及随后激活的补体等多种效应因子介导移植物免疫性损伤的过程。因其效应因子主要为抗体、补体等多种体液免疫成分，又称体液性排斥反应(humoral rejection)。其中除浆细胞这一抗体产生细胞外，也有巨噬细胞、NK细胞以及嗜酸性粒细胞等参与。在Banff2005诊断标准中依据其活检病理学表现将AMR进一步分为急性AMR和慢性活动性AMR两种类型。前者的病理学特征为移植肾内动脉分支血管的内膜炎(图1)甚至动脉管壁纤维素样坏死、肾小管周毛细血管(peri-tubular capillary，PTC)内炎性细胞淤积和微血栓栓塞和肾小管上皮坏死，严重者可见广泛血液循环障碍所致移植肾组织出血和缺血性坏死；后者典型特征为出现慢性排斥反应特征性的慢性移植物动脉血管病(chronic allograft arteriopathy)即动脉内膜增生致管腔狭窄甚至闭塞(图2)，以及以肾小球毛细血管襻基底膜增厚及双轨但电镜观察中无基底膜免疫复合物沉积为特征的慢性移植性肾小球病和肾小管周毛细血管基膜多层。同时，两者的C4d免疫组化染色均应呈阳性(图3)，同时应结合受者血清DSA检测结果予以明确诊断。

表1 Banff 2005移植肾活检病理学诊断与分级标准

2013年以来，C4d阴性AMR得以确认并建议将其纳入Banff活检诊断标准中[3]。其定义为移植肾活检组织内可见AMR特征性的毛细血管炎病变(包括肾小球炎、肾小管周毛细血管炎等)同时DSA呈阳性但C4d免疫组化染色呈阴性。其在移植肾指征性活检中大约占20%左右，其明确诊断只有在检测DSA的同时，仔细观察其特征性病变即毛细血管炎病变所累及的肾小球炎和肾小管周毛细血管炎(图4)[4～7]，进而进展为慢性AMR特征性的移植性肾小球病(transplant glomerulopathy，TG)和肾小管周毛细血管基膜多层，这时电镜是非常有利的观察手段[8，9]。

5.2 T细胞介导性排斥反应(T-cell mediated rejection，TMR) 简称细胞性排斥反应(cellular rejection)，即通过抗原递呈细胞递呈移植抗原启动迟发型超敏反应，和细胞毒性CD8+T细胞(CTL)的直接杀伤效应形成的排斥反应损伤。在Banff2005诊断体系中，TMR依据病理学表现进一步分为急性TMR和慢性活动性TMR两种类型。前者的病理学特征为移植肾组织间质内不同程度的、弥漫性淋巴细胞的浸润，进而可见浸润的淋巴细胞损伤移植肾实质结构形成肾小管上皮炎(图4)，严重者亦可形成动脉血管内皮炎甚至纤维素样坏死；后者可同样表现为慢性移植物动脉血管病，但两者的C4d免疫酶组化染色均呈阴性以及受者血清DSA或PRA检测呈阴性以与AMR相鉴别。Banff诊断体系中将活检肾组织中表现为无动脉内膜炎，而仅有轻微的肾小管上皮炎且又未达到急性排斥反应的诊断标准的、非常轻微的细胞性排斥反应定为疑为急性T细胞介导性排斥反应。因其排斥反应损伤程度轻微，短期内并不引起血肌酐水平的显著升高，但持续存在易进展为慢性活动性排斥反应，只有经活检病理学观察才能予以明确诊断和及时治疗。

图1 移植肾急性AMR的动脉内膜炎 图示移植肾内小动脉分支内膜淋巴细胞浸润及内皮细胞水肿呈泡沫细胞致内膜显著增厚，管腔狭窄(HE染色，×400)

图2 移植肾慢性活动性AMR 图示移植肾内动脉分支内膜增生致管腔狭窄甚至闭塞(HE染色，×400)

图3 移植肾AMR 图示移植肾后肾小管周毛细血管内皮C4d阳性沉积(免疫酶组织化学染色，×1000)

图4 移植肾急性TMR的肾小管上皮炎 图示移植肾间质内弥漫性淋巴细胞浸润和淋巴细胞浸润进入肾小管上皮呈小管上皮炎表现(HE染色，×400)

5.3 其他病变 即免疫因素所致的排斥反应以外的多种非免疫因素所致的移植肾病变，包括高血压因素、钙调磷酸酶抑制剂(calcineurin inhibitor，CNI)类免疫抑制药物所致毒性损伤、机会性病毒感染因素和肾小管阻塞性病变。

5.3.1 高血压因素所致移植肾病变 主要为肾小球入球微动脉管壁全周透明样物质沉积以及内膜纤维化，肾小球由局灶性缺血改变至球性硬化，肾间质继而纤维化和肾小管萎缩。高血压因素所致病变必须结合临床血压监测结果，并注意与CNI类免疫抑制药物所致微血管病变相鉴别。

5.3.2 CNI类免疫抑制药物所致移植肾损伤 CNI类免疫抑制药物主要为环孢素A(cyclosporin A)和他克莫司(tacrolimus，Tac，Fk506)。两者的病理学表现相似且以CsA为显著。CNI类免疫抑制剂毒性损伤可分为急性和慢性毒性损伤两种类型，损伤部位包括肾小管上皮、以肾小球入球微动脉为主的微血管分支、肾组织间质和肾小球。

5.3.2.1 急性CNI类免疫抑制药物损伤 其损伤主要累及肾小管上皮，表现为以移植肾近曲小管为主的小管上皮细胞内细小等大空泡变(isometric tubular vacuolization)(图5)，其主要见于应用CNI类药物初期的急性毒性损伤时。电镜观察表明该细小空泡为扩张的滑面内质网。严重者可见肾小管上皮细胞出现核碎裂以及上皮刷状缘消失等细胞坏死的征象。在肾小球入球微动脉可见其管壁平滑肌细胞空泡变。

图5 移植肾急性CNI类免疫抑制药物毒性损伤 图示肾小管上皮细小等大空泡变(HE染色，×1000)

5.3.2.2 慢性CNI类免疫抑制药物毒性损伤 病变包括肾小球入球微动脉病变、肾小球病变和肾间质纤维化及肾小管萎缩。其中肾小球入球微动脉初期呈管壁结节样透明样变(图6)，严重者亦可呈微动脉全周透明样变则难以与高血压因素损伤相鉴别，此时应结合临床CNI剂量和血药物浓度和血压监测予以综合鉴别；肾小球病变包括肾小球毛细血管丛溶解性坏死、类似局灶性节段性肾小球硬化改变、肾小球塌陷、肾小球节段性或全小球硬化直至全小球硬化废弃；肾间质改变初期呈局灶性或条带状纤维化(图7)和局部肾小管萎缩直至后期广泛的间质纤维化和大量肾小管萎缩。

5.3.2.3 移植肾慢性阻塞性病变 造成梗阻的原因包括移植肾输尿管周血肿、尿性囊肿或淋巴瘘的压迫、肾盂内血凝块、肾盂积水、肾盂内结石或广泛的肾小管内结晶堵塞等。病理学表现为活检移植肾组织内显著的肾小管扩张、大量的肾小管蛋白管型伴外渗至周边间质引发的间质炎症。其诊断应进行详细的影像学检查。

图6 移植肾慢性CNI类免疫抑制药物毒性损伤 图示入球微动脉管壁结节样透明样变(HE染色，×1000)

图7 移植肾慢性CNI类免疫抑制药物毒性损伤 图示移植肾间质条带状纤维化改变(HE染色，×200)

图8 移植肾多瘤病毒感染 图示移植肾肾小管上皮细胞核显著异型性，部分感染上皮细胞坏死脱落(HE染色，×1000)

5.3.2.4 病毒感染 主要为巨细胞病毒(cytomegalovirus，CMV)和多瘤病毒(polyoma virus)感染。活检有利于病毒感染与上述并发症的鉴别诊断。CMV感染的肾小管上皮细胞明显肿胀，典型时形成鹰眼样细胞；活检对多瘤病毒感染的早期诊断很有帮助，可见感染的肾小管上皮细胞胞核明显异型性、较多上皮细胞坏死脱落(图8)即管周局灶性炎症。两者确诊需要进一步结合病毒免疫组化染色。

5.4 间质纤维化和肾小管萎缩，未见特定致病因素所致 即未见上述特征性病变但出现不同程度间质纤维化和肾小管萎缩表现，该类型的致病因素常难以明确，但其中部分可归因于上述因素，而因单次活检取材部位有限，难以发现特征性病变，必要时连续多次活检有助于明确。

综上所述，随着穿刺活检设备的改进、活检经验的积累，尤其是对移植肾病理学特征的日益明确，在肾移植临床中良好地应用活检病理学诊断，对及时发现和诊断移植术后并发症和准确采取有针对性的治疗，以保证和提高移植肾和受者的长期存活都具体目前其他诊断方法所无法替代的独特作用。

[1] 陈实，郭晖.移植病理学[M].北京：人民卫生出版社，2009.

[2] Solez K.Banff '05 meeting report：Differential diagnosis of chronic allograft injury and elimination of chronic allograft nephropathy ('CAN')[J].Am J Transplant，2007，7：518-526.

[3] Haas M，Sis B，racusen LC，et al.Banff2013 meeting report：Inclusion of C4d-negative antibody-mediated rejection and antibody-associated arterial lesions[J].Am J Transpl，2014，14：272-283.

[4] Haas M.Pathology of C4d-negative antibody-mediated rejection in renal allografts[J].Current Opin Organ Transpl，2013，18：319-326.

[5] Lefaucheur C，Loupy A，Vernerey D，et al.Antibody-mediated vascular rejection of kidney allografts：A population-based study[J].Lancet，2013，381：313-319.

[6] Einecke G，Sis B，Reeve J，et al.Antibody-mediated microcirculation injury is the major cause of late kidney transplant failure[J].Am J Transpl，2009，9：2520-2531.

[7] Sis B，Jhangri G，Bunnag S，et al.Endothelial gene expression in kidney transplants with alloantibody indicates antibody-mediated damage despite lack of C4d staining[J].Am J Transpl，2009，9：2312-2323.

[8] Wavamunno MD，O’Connell PJ，Vitalone M，et al.Transplant glomerulopathy：Ultrasturctural abnormalities occur early in longitudinal analysis of protocol biopsirs[J].Am J Transpl，2007，7：2757-2768.

[9] Haas M，Mirocha J.Early ultrastructural changes in renal allograft：Correlation with antibody-mediated rejection and transplant glomerulopathy[J].Am J Transpl，2011，11：2123-2131.

From outward appearance to inner essence：the unique role of pathological diagnosis of renal allograft biopsy in renal transplantation

GUO Hui

(Institute of Organ Transplantation，Tongji Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science & Technology，Key Lab.of Organ Transplantation of Ministry of Education & Ministry of Health，Wuhan 430030，China)

With improvement and experience accumulation in biopsy device and technology，percutaneous needle core biopsy of the renal allograft has become an internationally recognized diagnostic approach for posttransplant complications.It plays a unique and critical role in differential diagnosis，guiding clinical treatment and posttransplant management，as well as basic research in renal transplantation.The renal graft biopsy could be standadizedly developed with pathogenesis and pathological featuresthe of main complications of renal allograft，such as ischemia/reperfusion injury，rejection，immunosuppressant toxicity and opportunistic viral infection，are gradually understood，and Banff Schema on renal allograft pathology is established.It is hoped that renal transplantation centers in China can better apply the method，and further promote the long-term survival of renal allografts and recipients.

Percutaneous needle core biopsy；Banff schema on renal allograft pathology；Renal transplantation

郭晖，男，博士，副主任医师，副教授。中国远程病理中心移植病理学会诊专家，《中国肝移植临床病理指南》专家协作组成员，武汉市医院协会科研实验室管理专业委员会常务委员。中国首部《移植病理学》专著主编；首部“十二五”规划教材研究生教材《移植学》编委；《中华医学百科全书·器官移植学分册》(国家重点出版工程)编委。研究方向：移植病理学诊断研究。

R617；R365

A

1672-6170(2015)04-0007-06

2015-05-01；

2015-06-01)