2020年肾移植研究大盘点——来自中国的声音

罗子寰 孙启全

肾移植是治疗终末期肾病的首选方法[1-2]。据统计，截止至2019年我国有近1.2亿人确诊慢性肾病并呈逐年上升趋势[3]，同时，我国的移植数量位居世界第2，仅次于美国。随着医疗技术与免疫抑制剂的不断迭代和更新，患者的早、中期生存率有了极大的提高，但如何长期维持良好的移植肾功能，仍是目前肾移植领域面临的最突出的难题[4-5]。缺血-再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI）、急性排斥反应、慢性移植肾失功、肾脏纤维化等是影响移植肾存活的几大重要因素，每年有大量相关研究发表。2020年是艰难的抗疫之年，围绕新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）疫情对肾移植影响的相关研究显得尤为重要。本文就2020年肾移植相关临床与基础研究的前沿热点以及肾移植领域新冠肺炎疫情防控的相关研究做一综述，介绍的内容以我国研究团队发表的文献为主，以期为我国肾移植临床诊疗提供新的思路和策略。同时本文所述部分内容也是2020年12月5日在广州顺利召开的第八届移植肾脏病岭南论坛会议议程中2020年中国肾移植学术研究大盘点的会议报道。

1 检索策略

为了解2020年肾移植相关研究文献发表的基本情况，我们进行了限定条件的文献检索，检索策略如下：利用PubMed，时间统一限定为2019年11月1日至2020年10月31日；通过检索词“kidney transplantation[MeSH Terms]OR renal transplantation[MeSH Terms]OR kidney transplantation [Title/Abstract]OR renal transplantation [Title/Abstract]”，共检索出3 527篇文献；在此检索结果上，利用“AND China[Affiliation]”得到我国团队发表的257篇文献，全年我国发表文献占比7.29%，进一步细分257篇文献发现，以我国为第一通讯单位发表的文献占比85.2%。同时，为避免遗漏，笔者也扩大了检索范围，一些与移植相关的高水平文献报道也一并做了解读。

2 2020年肾移植研究进展

2.1 中国肾移植基础研究进展

2.1.1 单细胞测序技术 科学研究的进步离不开技术手段的更新。近年来，单细胞测序技术、CRISPR-Cas9基因编辑技术、纳米等新型材料技术在肾移植领域的应用中大放异彩[6-8]。有较多观点认为将单细胞测序技术应用于临床肾活组织检查（活检）样本或尿液标本的检测，将提高诊断的准确性，并有助于个性化的治疗[9]。南方医科大学珠江医院的研究团队利用单细胞测序技术探讨了健康成人肾脏和发生慢性排斥反应受者的移植肾活检样本中免疫细胞、基质细胞和新细胞亚型的特点，并比较了每个细胞亚群之间信号通路的独特特征，该研究成果将有助于肾移植慢性排斥反应的诊断和治疗[10]。

移植物血管病变作为慢性排斥反应的典型病理改变，其形成和发病机制仍未阐明[11-12]。中南大学湘雅三医院的研究团队利用单细胞测序技术发现，主动脉移植物由复杂的细胞组成，同时发现CC趋化因子配体21（CC chemokine ligand 21，CCL21）/ CXC趋化因子受体3（CXC chemokine receptor 3，CXCR3）在免疫应答和新生内膜形成中扮演关键作用，利用血管移植模型证实阻断CCL21或CXCR3均可显著延缓移植动脉硬化的进展[13]。

中国科学院研究团队利用该技术在小鼠模型中发现了一种新的胰岛细胞亚型，该细胞表面表达蛋白C受体（protein C receptor，Procr）阳性标记，不仅能在体外增殖并形成功能性胰岛类器官，而且能在体内改善链脲菌素诱导的糖尿病模型鼠的血糖水平，该研究的发现有望解决当前胰岛细胞移植中面临的供体细胞短缺难题[14]。

2.1.2 缺血-再灌注损伤 IRI是指在多因素导致的缺血基础上，组织器官恢复血供后，其细胞出现代谢障碍并导致功能和结构破坏，损伤程度反而加重的现象，被认为是影响移植肾存活的重要因素[15-16]。因此，IRI的防治一直是肾移植领域研究的热点问题。中山大学附属第一医院的研究团队通过IRI的体内和体外模型研究揭示了人尿液来源干细胞（urinederived stem cell，USC）及其外泌体对IRI诱导的急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）具有保护作用，并通过分析发现USC外泌体中存在的微小核糖核酸（microRNA，miRNA，miR）-146a-5p可通过抑制核因子（nuclear factor，NF）-κB信号激活和炎症细胞浸润保护肾功能，从而阐明了USC在IRI中的治疗作用[17]。

干细胞被认为是治疗IRI的一种有前景的选择，然而，如何有效地传递干细胞仍然是一个挑战。南京医科大学附属南京医院团队利用肾细胞外基质水凝胶（extracellular matrix hydrogel，ECMH）作为可注射支架进行体外研究发现，ECMH可以显著降低氧化应激和细胞凋亡，促进脂肪来源间充质干细胞（adipose-derived mesenchymal stem cell, ad-MSC）的增殖、分泌和上皮分化，并作为一种缓释支架，促进细胞迁移；而将ad-MSC移植入缺血肾脏后，生物发光成像和免疫荧光染色显示ECMH可显著提高移植的ad-MSC在缺血肾脏中的保留率和存活率，减少其向其他器官逃逸。研究结果表明来自器官或组织的ECMH是增强ad-MSC治疗肾IRI的有效途径[18]。

在探讨IRI致病机制的问题上，中南大学湘雅二医院的研究证实了蛋白激酶C-δ（protein kinase C-δ，PKC-δ）在冷缺血的供肾中被激活，激活的PKC-δ通过磷酸化激活动力相关蛋白1（dynamin-related protein 1，Drp1），导致线粒体破裂和损伤，进而造成肾小管细胞损伤和死亡，抑制肾小管细胞增殖和肾修复，而抑制PKC-δ可减轻肾损伤，有利于移植肾的修复，提示PKC-δ是供肾冷保存相关的线粒体和肾小管损伤的关键介质，PKC-δ有望成为靶向治疗IRI的新途径[19]。

2.1.3 排斥反应 细胞免疫及抗体介导的排斥反应仍然是肾移植术后影响受者及移植物存活率的重要因素，排斥反应的防治一直是移植领域关注的焦点。中山大学附属第三医院肾移植团队发现，氨甲酰化促红细胞生成素（carbamylated erythropoietin，CEPO）在体外通过激活磷脂酰肌醇 -3- 激酶/蛋白激酶（phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase，PI3K/Akt）信号通路抑制树突状细胞（dendritic cell，DC）和CD4+T细胞的分化与功能，而采用LY294002（PI3K/Akt信号通路选择性抑制剂）或小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）技术阻断PI3K/Akt信号通路，以及抗促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）受体抗体处理可逆转CEPO的抑制作用。该团队进一步利用大鼠肾移植模型证实了CEPO通过激活PI3K/Akt信号通路延长移植肾的存活时间，并确定了CEPO在免疫调节和特异性信号通路中的特殊作用，也为促进肾移植受者和移植物存活提供了一种潜在的治疗方法[20]。

新近研究中，一些前沿技术手段的应用极大地改善了移植术后排斥反应的防治效果。中山大学药学院团队利用生物工程的方法，设计了具有程序性细胞死亡蛋白配体1（programmed cell death protein-ligand 1，PD-L1）/细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）双靶向的细胞外泌体样纳米囊泡，并在体外证实了其与程序性细胞死亡蛋白-1（programmed cell death protein-1，PD-1）和CD80在T细胞和DC表面结合的特异性，进一步利用皮肤移植和心脏移植模型在体内证实PD-L1/CTLA-4双靶向纳米囊泡可发挥免疫抑制作用并改善移植物排斥反应引起的病理损伤[21]。

哈尔滨医科大学附属第二医院团队通过阳离子微泡联合超声靶向微泡破坏（ultrasound-targeted microbubble destruction，UTMD）技术，在大鼠心脏移植急性排斥反应模型中证实，通过心肌靶向半乳糖凝集素（galectin）-7-siRNA传递方法可预防心脏移植术后急性排斥反应，而不需要全身应用免疫抑制剂[22]。来自华中科技大学同济医学院附属同济医院的研究团队，同样利用UTMD技术，实现保护antagomir-155（miRNA-155的人工抑制剂）免受血清核酸酶的降解，并将antagomir-155递送到移植心脏细胞内，与此同时，体内荧光成像数据提示UTMD技术促进了antagomir-155在靶组织中的聚集，且持续时间可达24 h。该研究表明UTMD技术可将antagomir-155靶向递送到移植物细胞内，在减少antagomir-155用量的同时，也具有较高的器官特异性和较长的作用时间[23]。

笔者团队前期研究利用C4d结合修饰的超声微泡，实现了移植物内C4d沉积的无创定量检测用于诊断抗体介导的排斥反应[24-25]。在此基础上，笔者团队进一步利用C4d的靶向结合能力联合一氧化氮（nitric oxide，NO）的抗炎作用，通过靶向超声微泡技术研发了可精确治疗急性抗体介导的排斥反应的材料——C4d靶向微气泡负载NO（C4d-targeted microbubbles loaded with NO，NO-MBC4d）。笔者团队进一步利用大鼠心脏移植模型证实，NO-MBC4d对比增强超声成像可实现同时对抗体介导的排斥反应进行无创诊断和精确治疗，本研究成果有望为临床急性排斥反应的诊治提供一种新的选择[26]。在慢性排斥反应尤其是移植物血管病变的防治方面，笔者团队利用小鼠血管移植模型发现雷公藤甲素可通过多途径抑制血管内膜的增生，改善移植物血管病变的预后[27]。

2.1.4 移植后糖尿病 环孢素和他克莫司等免疫抑制剂应用于移植领域以来，移植物存活率大大提高，但随之而来的糖代谢紊乱等不良反应降低了移植术后受者的生活质量，相关机制仍未完全阐明[28]。他克莫司作为移植术后维持期主要的免疫抑制剂，在移植后糖尿病（ post-transplantation diabetes mellitus，PTDM）中起着至关重要的作用。既往研究报道，他克莫司导致PTDM的机制主要集中在胰岛β细胞[29]。浙江大学医学院附属第一医院团队的研究发现，他克莫司可通过直接影响肝脏代谢稳态导致PTDM，并证实环磷酸腺苷效应元件结合蛋白调节转录共激活因子2 （cyclic adenosine monophosphate response element binding protein regulated transcription coactivator 2，CRTC2）在他克莫司诱导的代谢紊乱中发挥关键作用，恢复肝脏CRTC2的表达可缓解相关代谢紊乱。该研究同时发现，移植肝细胞中CRTC2低表达是PTDM的独立危险因素，将移植物CRTC2评分纳入临床表现预测模型，可提高其对于PTDM的预测能力[30]。首都医科大学附属北京朝阳医院团队的研究发现，他克莫司诱导的肠道菌群及其代谢产物改变，可能是他克莫司引发PTDM的另一新途径，同时该研究也证实了他克莫司诱导的肠道菌群及短链脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）通过SCFA-G蛋白偶联受体43-胰高血糖素样肽-1通路参与机体糖代谢调节，而补充丁酸钠可增加血清、胰腺中的胰高血糖素样肽-1和胰岛素等葡萄糖调节激素，恢复正常糖代谢途径[31]。

2.2 中国肾移植临床研究进展

2.2.1 边缘供肾 目前我国肾移植供需矛盾面临严重的挑战，仅有不到1%的患者有机会接受肾移植手术。供肾短缺是制约临床肾移植发展的主要难题，临床上经常遇到高龄、高血压、糖尿病、冷缺血时间长、乙型肝炎表面抗原（hepatitis B surface antigen，HBsAg）阳性等边缘供者供肾相关问题 。因此，有观点认为应用HBsAg阳性供者供肾是扩大供者池的一种可行性选择，但其安全性尚缺乏国内移植中心的大样本数据支持。

来自四川大学华西医院的团队回顾性分析83例供者HBsAg阳性/ 受者HBsAg阴性活体肾移植（研究组）的临床数据，384例供者乙型肝炎核心抗体（hepatitis B core antibody，HBcAb）阳性 / 受者HBcAb阴性活体肾移植作为对照组，以移植后受者HBsAg由阴性转阳性作为主要研究终点，中位随访时间36个月，结果显示2例研究组受者和1例对照组受者出现HBsAg阳性。研究组受者病死率高于对照组（6.02% 比 1.04%，P=0.011），而两组受者肝、肾功能，排斥反应，感染和移植肾失功情况比较，差异无统计学意义。研究组内单因素分析发现，移植前乙型肝炎表面抗体（hepatitis B surface antibody，HBsAb）阴性且HBcAb阴性的受者，术后HBsAg由阴性转阳性、乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV） DNA阳性和死亡的风险较高。该研究结果提示HBsAg阴性且HBsAb阳性受者接受HBsAg阳性活体供者供肾具有良好的移植物和受者存活率，且无HBV传染风险，而HBsAg阴性且HBsAb阴性等待者接受HBsAg阳性活体供者供肾的益处应与HBV感染风险仔细权衡[32]。

使用儿童供者供肾进行单肾移植（single kidney transplantation，SKT）可缓解供肾短缺，但尚不清楚涉及低龄儿童供者和成人受者的SKT能否在不影响移植物预后的情况下安全地进行。华中科技大学同济医学院附属同济医院团队的研究纳入了2013年至2017年该中心102例成人受者接受年龄＜12岁的儿童供者供肾SKT，并比较8 ～ 36个月供者组（SKG组，46例）和3 ～ 12岁供者组（BKG组，56例）的结果。SKG组中位随访时间为30个月，BKG组为28个月，结果显示，SKG组的1年移植物存活率和死亡删失移植物存活率分别为89%和100%，与BKG组的结果（93%和98%）相当，1年后两组的移植物和受者存活率保持不变。研究提示8～36个月龄儿童供肾移植到成人受者的SKT产生了良好的中期结果，与使用年龄较大的儿童供肾的中期结果相当，这项研究为降低SKT儿童供者的年龄下限提供了依据[33]。

IRI是影响移植肾功能的重要因素。为了避免IRI，中山大学附属第一医院团队建立了一种新程序——无缺血器官移植，并报道了世界上首例无缺血肾移植，结果显示在整个手术过程中移植肾的外观、血流灌注和尿量均良好，移植术后3 d内血清肌酐迅速下降至正常范围，肾移植术后血清肾损伤标志物水平较低，未发生排斥反应及血管、感染性并发症。该研究标志着人类首例无缺血肾移植成功实施，这一创新可能为优化肾移植的移植结局提供一种独特的解决方案[34]。

2.2.2 肾移植术后临床指标监测 及时、准确地判断和有效治疗移植肾损伤是保证移植肾长期存活的关键因素，而术后移植肾排斥反应与损伤的监测问题一直未能得到很好的解决。细胞游离DNA（cell-free DNA,cfDNA）可在血液、尿液等体液中检测到，一些研究认为，供者来源性cfDNA（donor-derived cfDNA,dd-cfDNA）在肾移植术后移植肾损伤或急性排斥反应的无创性动态监测方面具有较大价值[35]。而一项荟萃分析表明，dd-cfDNA对排斥反应诊断的准确性仍不确定，尚需要进一步的前瞻性、大规模、多中心和普通人群研究[36]。

在区分经活检证实的BK病毒相关性肾病（BK virus associated nephropathy，BKVAN）的研究中，中山大学附属第一医院研究团队发现尿液中dd-cfDNA的诊断效能[曲线下面积（area under the curve，AUC）0.842，95% 可信区间（confidence interval，CI）0.735～0.918]明显高于血浆BK病毒DNA的诊断效能（AUC 0.660，95%CI0.537～0.769），结果提示肾移植受者尿液中dd-cfDNA水平升高可能有助于鉴别BKVAN[37]。

在供肾质量评估方面，笔者团队回顾性分析2015年1月至2017年5月心脏死亡器官捐献肾移植的75例供者和 141例受者的资料，其中16例供者和28例受者被纳入验证队列。研究结果显示，当供者线粒体 DNA（donor mitochondrial DNA, dmtDNA）水平＞0.114时，移植物功能延迟恢复（delayed graft function，DGF）或移植物功能迟缓（slowed graft function，SGF）的发生率增加4倍（68%比16%，P＜0.001）；而当dmtDNA水平＞0.243时，DGF和原发性无功能（primary nonfunction，PNF）发生率分别为100%和44%，该研究提示线粒体 DNA（mitochondrial DNA, mtDNA） 可以作为供肾功能判断的一个指标，并且能准确地预测受者的恢复情况[38]。

2.2.3 BK病毒相关性肾病 由于免疫抑制剂的使用，BK病毒感染是导致移植肾功能受损的重要因素，而由其引发的BKVAN可进一步导致移植肾功能丢失[39]。近年研究表明，先天性免疫和适应性免疫可能在BKVAN的发病机制中发挥重要作用，然而免疫微环境在BKVAN发病机制中的作用尚不清楚。南方医科大学珠江医院的研究团队通过对比发生BKVAN的移植肾和稳定的移植肾组织发现，发生BKVAN的移植肾组织有相对更多的激活的记忆性CD4+T细胞。免疫组织化学染色显示，发生BKVAN的移植肾与稳定的移植肾组织的CD4+、CD8+T细胞比较差异有统计学意义，前者的抗原处理提呈相关基因、细胞毒性相关基因、趋化因子和细胞因子相关基因的表达显著高于后者。该团队同时发现，单纯BK病毒血症患者和进展为BKVAN的患者外周血的免疫微环境也不同，认为免疫微环境可能在BKVAN的发生发展中发挥重要作用，该研究为预防BKVAN的发生和寻找新的治疗方法提供了理论依据[40]。

在无创诊断移植肾BK病毒感染方面，中山大学附属第一医院团队通过单中心回顾性横断面研究，纳入2015年8月19日至2019年11月25日在该院经活检证实为BKVAN的76例肾移植受者，结果显示尿58K（+）/SV40-T（+）细胞阳性与近端管状上皮BK病毒感染密切相关，提示尿沉渣抗58K和抗SV40-T双免疫染色对预测移植肾BK病毒感染的程度具有一定价值[41]。

慢性BK病毒感染被认为是肾移植受者尿路上皮癌的潜在致癌因素。现有研究发现，BK病毒整合、持续过表达病毒大T抗原（large T antigen，TAg）与恶性肿瘤呈正相关，然而病毒整合机制及其影响尚不清楚。南方医科大学南方医院研究团队对2例TAg阳性的尿路上皮癌肾移植受者进行了全基因组测序和病毒捕获测序，发现BK病毒的整合存在多位点和多片段的线性整合模式，同时在单核苷酸水平存在一种潜在的微同源或非同源末端连接整合机制。该研究提出了一种潜在的选择机制，该机制由免疫力驱动，并以病毒整合为中心，揭示了BK病毒与相关肿瘤发生的关键步骤[42]。

该团队进一步对3例肾移植术后BK病毒相关性尿路上皮癌患者的原发性和转移性瘤进行了下一代病毒捕获测序发现，病毒捕获测序较全基因组测序显著增强了对整合位点的检测能力，6个肿瘤样本中总共发现332个病毒整合位点。在原发性和转移性肿瘤中，BK病毒的整合主要遵循微同源性介导末端连接机制，且这种整合是持续性的，进而产生异质性肿瘤细胞群，这一持续的病毒整合过程可使部分细胞获得生长优势和转移潜力，进而导致了肿瘤进展[43]。

2.3 中国新冠肺炎疫情与肾移植相关研究进展

新冠肺炎是一种急性呼吸道传染病，可在人与人之间相互传播，对社会生活造成严重影响的同时，也给器官移植工作带来了巨大挑战。由于长期使用免疫抑制剂，器官移植受者的免疫功能处于较低水平，相较于普通人群更易患病，且更易进展为重症患者。一项研究显示，随着疫情的进展，器官移植的数量明显减少，而在所有的实体器官移植中，以肾移植的数量减少最为明显[44]。究其原因，一方面是移植受者可能更容易感染新冠肺炎；另一方面，疫情下医院缺乏人力和设备等资源，而移植受者通常需要重症监护和多学科管理[45]。疫情下，新冠肺炎相关的研究成为了炙手可热的学术热点，截止至2020年10月31日，通过PubMed检索“COVID-19”发现，论文数量高达七万篇，而国内与肾移植相关的报道也陆续发表[46]。

为了解肾移植受者感染新冠肺炎的流行病学、临床和治疗特点，华中科技大学同济医学院附属协和医院团队报道了2020年1月1日至2020年2月28日通过核酸检测确诊为新冠肺炎的5例病例。研究发现，新冠肺炎患者入院时最常见的症状是发热（100%）、咳嗽（100%）、肌痛或疲劳（60%）和产生痰液（60%），血清肌酐或血尿素氮水平略高发生于症状出现前，4例患者在住院期间接受减少免疫抑制维持剂量治疗。该研究表明，肾移植受者新冠肺炎轻度感染可通过对症支持治疗结合调整免疫抑制维持剂量得以控制[47]。另一项来自华中科技大学同济医学院附属同济医院的研究，通过对比10例证实患有新冠肺炎的肾移植受者和10例被诊断为新冠肺炎普通人群患者发现，肾移植受者新冠肺炎的临床症状、实验室和影像学特征与普通人群重症肺炎相似，而肾移植受者新冠肺炎感染发展为重症的比例远高于对照组（80%比10%），且前者的病程持续时间是后者的2倍（35.0 d 比18.8 d），病毒脱落时间前者同样是后者的2倍（[28.4±9.3）d 比（12.2±4.6）d]，该研究再次证实了免疫力低下者更易患病，且更易进展为重症[48]。

我国器官移植事业正处于高质量发展阶段，纵观国内外新冠肺炎的流行趋势，移植工作者必须做好在今后一段时间内疫情常态化防控的思想准备，强化防控意识，优化防控措施。来自四川省医学科学院和四川省人民医院的团队从供者管理、受者管理和预防医院获得性感染3个方面，探讨了疫情下阻断新冠肺炎在器官移植过程中传播的策略，根据该中心分享的管理经验，16例移植受者均无新冠肺炎感染，且预后良好[49]。我国在疫情防控方面已取得世界瞩目的成绩，更令人鼓舞的是，我国自主研发的新冠肺炎疫苗进展顺利，Ⅰ、Ⅱ期临床试验证实新冠肺炎疫苗的安全性可靠，Ⅲ期临床试验正如期开展中[50]。一项来自多个国家关于是否愿意接受新冠肺炎疫苗接种的调查研究发现，绝大部分人对新冠肺炎疫苗接种持积极态度，支持率从近90%（中国）到不到55%（俄罗斯）不等，该研究认为对来源于政府的信息信任度较高的受访者更有可能接种疫苗[51]。在当前疫情发展形势下，唯有万众一心、众志成城，基于科学和合作的方法，才能打赢这场关乎全人类命运的战役。

3 展 望

自1972 年在中山大学附属第一医院完成我国首例亲属活体供肾移植手术以来，我国器官移植事业已发展了近半百年，这50年的成绩有目共睹，我国的移植数量已稳居世界第2位，并呈逐年递增趋势。为了器官移植事业的可持续发展，自2015年1月1日起，我国公民自愿捐献成为器官移植供者的唯一合法来源，目前公民逝世后器官捐献和三代以内直系亲属活体捐献是供肾的两大来源。我国肾移植事业进入了一个全新的良性发展阶段，前景将更加光明。笔者相信，国内的移植工作者们坚持以解决临床实际问题为出发点，基于日新月异的技术手段、精诚协作的科学氛围及跨学科的研究合作，开展多中心的随机对照研究，将有越来越多的中国声音出现在世界的移植舞台之上。