探究抗体介导的小鼠肾移植急性排斥反应动物模型

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  抗体介导的排斥反应( antibody-mediatedrejection,AMR) 是影响远期移植肾存活的最重要的原因,超过60% 的移植肾失功是由AMR 所致。目前,肾移植术后发生AMR 的细胞和分子通路及机制有待进一步研究阐明。临床防治移植肾AMR 的效果总体欠佳,且费用昂贵,需要探索更有效的防治策略。补体片段C4d 沉积曾被认为是移植肾AMR 的诊断标识。随着C4d 阴性的移植肾AMR 逐步得到认识,更理想的移植肾AMR诊断标识有待研究明确。这些均需要借助理想的动物模型进行观察研究。小鼠模型具有基因背景纯、饲养成本低、所耗药物剂量小等优势,是理想的选择。本文对小鼠肾移植急性AMR 模型的建立方法作一总结,并对该模型的特点及未来可能的趋势加以探讨。

  1 抗体介导的小鼠肾移植急性排斥反应动物模型的建立方法

  建立小鼠AMR 模型并不容易,早期采用向免疫缺陷小鼠( RAG – / – ) 被动输注抗体的方法,但受抗体滴度限制,难以满足应用需求。直到发现同种异品系小鼠心脏移植中, 趋化因子受体CCR5 – / – 基因敲除受体小鼠外周循环能自发产生高于野生受体小鼠15 ~ 25 倍高滴度抗供体特异性抗体( donor specific antibody,DSA) 才逐步建立起小鼠移植肾急性AMR 模型。Banff 2013 会议关于急性移植肾AMR 诊断标准包括: 外周循环出现DSA、组织病理学损伤证据及抗体作用于血管内皮证据。基于以上标准,目前已报道有3 种小鼠移植肾急性AMR 模型。

  1. 1 A/J ( H2a) →C57BL/6 ( H2b) 小鼠肾移植模型

  2008 年Bickerstaff 等报道A/J ( H2a) →C57BL /6( H2b) 小鼠肾移植,受体为趋化因子受体CCR5 – / – 基因敲除小鼠。在这一品系组合小鼠肾移植模型中,所有移植肾在术后3 周内被排斥,平均( 13. 3 ± 4. 0) d,血清肌酐升高为( 90 ± 31) μmol /L。移植肾病理提示中性粒细胞、巨噬细胞浸润,管周毛细血管C3d 沉积,间质出血、水肿,肾小球纤维蛋白沉积。外周循环DSA 升高40 倍。

  1. 2 DBA/2 ( H2d) →C57BL/6 ( H2b) 小鼠肾移植模型

  同年Bickerstaff 等报道DBA/2 ( H2d) →C57BL /6 ( H2b) 小鼠肾移植,术前14 ~ 21 d 先行DBA/2 ( H2d) →C57BL /6 ( H2b) 小鼠皮肤移植预致敏。该模型受体移植肾在术后( 8. 6 ± 4. 3) d 失功,血清肌酐升高接近100 μmol /L。移植肾病理提示轻度弥漫性间质单核细胞浸润,明显管周毛细血管炎,不均一的间质出血、水肿和局灶性肾小球纤维蛋白沉积。弥漫性C3d 沉积并且管周毛细血管部位C3d 沉积明显。外周循环DSA ( IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b) 均显著升高。

  1. 3 C3H ( H2k) →BALB/c ( H2d) 小鼠肾移植模型

  同年Rother 等报道C3H ( H2k) →BALB /c( H2d) 小鼠肾移植,术前7 d 先行C3H ( H2k)→BALB /c ( H2d) 小鼠皮肤移植致敏受体。该实验对皮肤移植后受体外周DSA ( IgG、IgM) 进行动态检测,发现皮肤移植后1 周时DSA 滴度最高,因此选择在皮肤移植后1 周时行肾移植。术后( 8. 5 ± 1. 3) d 移植肾被排斥。移植肾病理提示间质血管炎、出血、水肿,肾小球、肾小管坏死,移植肾内IgG、C3、C5 广泛沉积,明显单核细胞、巨噬细胞浸润。外周循环监测到DSA ( IgG、IgM)显著升高。

  2 建立理想的抗体介导的小鼠肾移植急性排斥反应动物模型

  理想的动物疾病模型应尽可能包含以下特征:动物来源方便、造价低廉、制作容易、成模时效性佳、不违背伦理、可重复性好、疾病模仿指数高。从这些方面来看: 趋化因子受体CCR5 – / – 基因敲除后,受体免疫功能受到影响。因此,以趋化因子受体CCR5 – / – 为受体的小鼠肾移植急性AMR动物模型并不能很好模仿移植肾急性AMR。DBA/2 ( H2d) →C57BL /6 ( H2b) 和C3H ( H2k) →BALB/c ( H2d) 基本达到移植肾急性AMR 诊断标准。然而在国内DBA/2 和C3H 小鼠来源困难,价格昂贵,是常用BALB /c 和C57BL /6 小鼠价格的4 倍,加之需要远途空运购买,时常面临订购缺货,严重影响获取模型的便利性,阻碍了小鼠肾移植AMR 模型的应用。采用更常见品系小鼠建立移植肾急性AMR 模型将是解决这一问题的方法,是值得研究的方向。

  BALB /c 小鼠同已报道的DBA/2 ( H2d) →C57BL /6 ( H2b) 小鼠肾移植急性AMR 模型组合中供体DBA/2 小鼠的单倍型( haplotype) 相同,同为H2d。而且研究已证实在DBA/2 ( H2d)→C57BL /6 ( H2b) 小鼠肾移植急性AMR 模型中,受体C57BL /6 ( H2b) 小鼠血清DSA 对供体DBA/2 ( H2d) 小鼠淋巴细胞的反应度,与对具有相同单倍型的BALB /c ( H2d) 小鼠淋巴细胞反应度接近。因此, 理论上应用BALB /c ( H2d ) →C57BL /6 ( H2b) 小鼠品系组合也能成功建立移植肾AMR 模型。

  虽然BALB /c 小鼠同DBA/2 小鼠主要组织相容性抗原相同,均为H2d,但BALB /c 和DBA/2小鼠在次要组织相容性抗原方面仍存在差异。因此,利用BALB /c ( H2d) →C57BL /6 ( H2b) 这一小鼠品系组合建立肾移植急性AMR 模型的具体情况仍需要进一步研究,明确采用BALB /c→C57BL /6 品系小鼠制作移植肾AMR 模型过程中受体循环DSA 水平动态变化,确定实施肾移植时机,鉴定模型成熟可用的时间等。BALB /c→C57BL /6小鼠肾移植急性AMR 模型如能成功建立,由于所采用的小鼠品系价格低廉且最容易获得,成本大幅降低,将极大推动该模型应用于移植肾AMR 发病机制的研究、新诊断标志物的寻找及新预防和治疗策略的评估等。

  3 小结

  小鼠肾移植急性AMR 模型具有广泛的应用前景。国际上已报道的3 种小鼠肾移植急性AMR 模型各有一定局限性。建立BALB /c→C57BL /6 小鼠肾移植急性AMR 模型是值得开展的研究,该模型对国内研究者而言将具备更广阔的应用前景。