器官移植后的免疫抑制藥物療法包括早期的誘導治療和后期的維持治療。早期誘導治療的常規標準方法是應用大劑量的皮質激素和高起始量的鈣調素抑制劑(CSA或FK506)與嘌呤合成抑制劑(AZA或MMF)。而應用生物蛋白制劑─抗體作為器官移植后早期實施免疫抑制覆蓋治療的方法,稱為抗體誘導治療。雖然抗淋巴細胞球蛋白早在30多年前已用于臨床器官移植,但“抗體誘導治療”這一理念仍是近10年才逐漸形成和提出的。自90年代以來,臨床采用抗體誘導治療的病例日漸增多。據UNOS
腎移植登記處統計的62 912例臨床資料報道,1996年美國20%的活體腎移植和70%的胰腎聯合移植病例均接受了抗體誘導治療,至2000年,采用抗體誘導治療的比例在活體腎移植達到38%,尸體腎移植為50%,胰腎聯合移植為60%。可見抗體誘導治療在器官移植臨床呈逐漸上升的趨勢。
1 誘導治療抗體的分類與制備
用于器官移植后免疫抑制誘導治療的抗體可分為多克隆抗體和單克隆抗體。前者包括抗淋巴細胞球蛋白(Antilymphocyte Globulin,ALG)和抗胸腺細胞球蛋白(Antithymocyte Globulin,ATG)。單克隆抗體包括OKT3、舒萊(Simulect)、賽尼哌(Zenapax)以及正在臨床試驗的Campath-1H、CTLA4-Ig、CD4單抗、ICAM-1單抗等。
多克隆抗體的制備是采用人的淋巴細胞、胸腺細胞或脾細胞作為抗原,經過處理后接種到異種動物如馬或兔體內,使其致敏產生各種針對人的淋巴細胞表面不同抗原決定族的多樣抗體,然后再將所采集的動物血清經過一系列的吸收、提純、分離等處理,去除無關的其它雜抗體,從而獲得精制的抗淋巴細胞的多種
免疫球蛋白(IgG)。
單克隆抗體的制備運用了1975年Kohler和Milstein創始的雜交瘤技術。其方法是首先用人的胸腺細胞或T細胞免疫小鼠,然后將小鼠脾臟內具有產生抗體能力的活化B淋巴細胞分離提取出來,在體外培養中與小鼠骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞。由于每個雜交瘤細胞衍生于單個B細胞,所以每個雜交瘤細胞僅產生單一的特異性抗體。將產生所需抗體的雜交瘤細胞篩選出來后,可采用繼續體外培養的方法,使雜交瘤細胞系克隆增殖,產生大量單克隆抗體。也可將所篩選的雜交瘤細胞接種到健康小鼠腹腔內,以形成
腫瘤和產生含有高滴度單克隆抗體的腹水。將抽取的腹水進一步提純后,就成為針對某單一抗原決定族的高特異性單克隆抗體。OKT3就是直接針對成熟T細胞的表面抗原CD3的單克隆抗體。
在雜交瘤技術的基礎上,結合基因轉染、DNA重組等基因工程技術制備單克隆抗體是近年的新進展。如抗白介素-2受體α鏈(IL-2Rα或CD25)的單克隆抗體舒萊或賽尼哌就是采用DNA重組的方法,將鼠抗人的IL-2Rα抗體可變區Fab段與人的抗體(IgG1)Fc段結合在一起,其中舒萊的鼠源成分占30%,屬嵌合型抗體,半衰期為7天;賽尼哌的鼠源成分僅10%,稱其為人源化抗體,半衰期為20天。
2 誘導治療抗體的免疫抑制作用機理
器官移植后的排斥反應是宿主T細胞被外來移植物抗原刺激活化之后所介導的免疫反應。而T細胞的完全活化必須具備三個外來信號,即由抗原提呈細胞(APC)提供的移植物抗原(第一信號)和共刺激因子(第二信號)以及T細胞自分泌或旁分泌的促生長因子(第三信號)。這三個信號的糖蛋白分子都必須與T細胞表面的受體或配體結合,才能傳遞活化信號,引起T細胞的活化與克隆增殖。從抗體的制備方法可知,所有用于免疫抑制誘導治療的生物蛋白制劑都具有淋巴細胞的特異性。但不同抗體的免疫抑制作用機制不盡相同,多克隆抗體可與淋巴細胞表面的多種抗原結合,封閉“包裹”淋巴細胞,阻斷APC的活化信號與淋巴細胞結合,并通過抗體依賴的細胞毒性或在補體的協同作用下,導致淋巴細胞的溶解破壞;或者被運送到網狀內皮系統由巨噬細胞所吞噬。因此,多克隆抗體主要通過阻斷抗原與淋巴細胞的結合、殺滅和清除淋巴細胞來實現免疫抑制的效應。但由于每批次產品制作所用的抗原(淋巴細胞)不同,或吸收提純過程的流水線生產,不同批次的多克隆抗體產品間存在差異,療效不一。此外,多克隆抗體對淋巴細胞無關的抗原(包括血小板、紅細胞)可發生交叉反應而導致全血象的降低。
單克隆抗體對淋巴細胞的選擇性和特異性強。OKT3單抗主要和T細胞表面的CD3抗原結合,而CD3分子是與T細胞受體(TCR)緊密相聯在一起的一個復合體(TCR-CD3復合體)。這樣,OKT3就可通過封閉TCR而阻斷由APC提呈的啟動T細胞活化的第一信號(外來抗原)的結合。OKT3與CD3結合后的T細胞也同樣可在補體的協同下遭受破壞或被網狀內皮細胞清除。因此,單克隆抗體OKT3與多克隆抗體ATG、ALG的作用機理和副反應都較相似,兩者皆可用于急性排斥反應發作時的逆轉治療和預防排斥反應的早期誘導治療。當然,作為單克隆抗體OKT3的選擇性好、特異性強,制劑和療效較穩定,對急性排斥反應的逆轉率可達85~95%。
CD25(IL-2Rα)單抗則是T細胞活化第三信號的阻滯劑。T細胞膜表面的IL-2R系由α、β、γ三條肽鏈組成,其中缺乏胞漿區而無信號傳遞作用的α鏈(CD25)對第三信號中的IL-2具有高度親和力。在靜止期的T細胞它不表達,初步活化的T細胞表達α鏈后對IL-2的親和力極強。CD25單抗則可阻止IL-2R與IL-2的結合,使T細胞不能由G1期進入S期,從而阻斷T細胞的完全活化和克隆增殖、防止排斥反應的發生。但由于IL-2R僅僅是第三信號多徑路傳遞中的一條通道,以及IL-2并非唯一的第三信號信使,還有其它的細胞因子,如IL-4、IL-5、IL-10、1L-12、IL-15和TNF、INF等,仍可作為第三信號信使通過其它傳遞徑路(其它細胞因子受體)而最終引起T細胞的完全活化。動物實驗顯示,即使敲除IL-2基因的小鼠仍然具有排斥反應的能力。因此CD25單抗理論上只能用于排斥反應的預防,而對已經活化了的淋巴細胞所引起的急性排斥反應無逆轉效應。
除了上述誘導治療抗體的免疫抑制作用機理外,一些動物實驗還顯示它們(如CTLA-4Ig、Campath-1H等)可能誘導免疫耐受,但其誘導機制和臨床效果尚待進一步證實。
3 抗體誘導治療的臨床應用
抗體誘導治療主要用于預防器官移植術后的急性排斥反應(AR),包括亞臨床型的AR和被移植物功能延遲(DGF)掩蓋的AR,并可對移植術后發生DGF的患者提供早期的免疫抑制覆蓋治療,以延緩或減少具有腎毒性的鈣調素抑制劑(CSA、FK506)的應用,有利于移植物的功能恢復。
自60年代末多克隆抗體和80年代單克隆抗體介入臨床以來,經過多年的臨床應用證明,抗體誘導治療可顯著減少器官移植術后早期的急性排斥反應。但目前這一方法之所以未能作為常規治療而在臨床獲得普遍一致的應用,是因為它對移植患者和移植物存活的效果未能得到證實。Katznelson等1996年報告42 110例首次尸體腎移植的資料分析顯示,采用ATG、ALG或OKT3作誘導治療患者的移植物存活率與未作誘導治療者相似。此外,由于這些制劑為異種蛋白,注射后可誘發寒戰、發熱、惡心嘔吐、腹瀉等“細胞因子釋放綜合征”,并發白細胞減少、血小板減少與急性肺水腫,嚴重者可發生血清病、過敏性休克等,以及可能造成過度免疫抑制而發生感染(特別是CNV感染及機會感染)與腫瘤的危險性,嚴重影響了抗體誘導治療的臨床應用。因此,不少學者主張將抗體誘導治療僅限于免疫高危患者,如再次移植、聯合器官移植或術前PRA>30%者。而對未致敏的初次移植患者,則將這些抗體制劑留作日后急性排斥反應發作的逆轉治療。
常用的多克隆抗體有Thymoglobulin、Atgam、ATG-F、ALG。單克隆抗體有OKT3、iORT3、WUT3以及舒萊、賽尼哌等。它們的劑量和用法應根據制劑的動物來源不同按說明使用。療程通常為1~2周。除人源化和嵌合體型的CD25單抗賽尼哌與舒萊之外,為避免或減輕異種蛋白制劑注射后的副作用,臨床通常在頭三次注射前適量應用皮質激素。對水鈉潴留患者,用藥前應予透析或利尿劑脫水治療,以避免發生肺水腫。同時,在抗體誘導治療期間,為避免過度免疫抑制,應將鈣調素抑制劑減量1/3或1/2或停止使用。
自1998年以來,新的IL-2R單抗在臨床得到越來越廣泛的采用,2000年美國IL-2R單抗的應用超過50%而成為抗體誘導治療的主導。理論上,作為抗體誘導治療較為理想的選擇是CD25單抗。一則因為它對引發急性排斥反應的主要細胞因子IL-2的受體特異性強、親和力高,尤其是保留了完整鼠抗人CD25單抗可變區分子原有特異性的嵌合型單抗舒萊對IL-2的親和性高達1×10-10M,其總劑量40mg(分兩次給)足以維持30~45天的免疫抑制效果。二則CD25單抗的最大優點是安全性和耐受性好,使用簡便(2~5劑)。因為其抗體的主要成分為人的IgG,注射后不會發生象OKT3、ATG和ALG那樣的“細胞因子釋放綜合征”及其它毒副反應。美國UNOS-OPTN數據庫1997~2000年38 519例首次腎移植的統計資料顯示,應用OKT3或ATG(ALG)誘導治療的患者與未采用誘導治療者相比,其人/腎存活率無顯著改善;而采用IL-2R單抗作誘導治療的患者移植物丟失率減少17%、死亡率降低21%。此外,OKT3誘導治療患者移植后淋巴增殖性疾病(PTLD)的發生率為0.85%,ATG(ALG)治療者為0.81%,均顯著高于未采用誘導治療的患者(0.51%);而采用IL-2R單抗誘導治療患者的PTLD發生率(0.50%)則與無誘導治療者相似。