移植肺排斥反应

肺移植排斥反应中关键为急性细胞性排斥反应和以闭塞性细支气管炎为特征的慢性排斥反应。关于移植肺的超急性排斥反应虽然有个别动物实验的报道，但至今仍未见人体肺移植超急性排斥反应的文献报道。理论上，对于人体肺移植超急性排斥反应的诊断应包括临床表现、肉眼观察以及免疫荧光等组织学检查、术前具有较高的群体反应性抗体（panel－reactive antibody，PRA）滴度以及可以从失功能的移植肺内洗脱出供体特异性的抗体。

（一）急性细胞性排斥反应的病理组织学变化

急性细胞性排斥反应（acute cellular rejection）是肺移植术后3～6个月内常见的并发症，有报道其在肺移植术后的发病率为30%～40%。虽然多数急性排斥反应见于移植术后近期，但有部分急性排斥反应可以发生于肺移植术后任何时间。移植肺急性细胞性排斥反应的组织学变化已进行了大量的研究，其病理组织学变化包括血管病变和支气管病变两个方面。

1．植肺急性细胞性排斥反应血管的病变　移植肺急性排斥反应中的血管变化可累及动脉、静脉分支以及毛细血管。最早期的变化为小血管周围少数单个核细胞的围管状浸润，被浸润的小血管可以是小动脉或小静脉，浸润的单个核细胞呈2～3层围绕在血管外膜周围，浸润的单个核细胞主要是成熟的小淋巴细胞，小血管外周有时有轻度的水肿。随着排斥反应程度的逐渐加重，血管周围浸润的炎性细胞数量增加，其中可见一些活跃的淋巴细胞以及巨噬细胞和浆细胞。同时血管内膜也可有同样类型的细胞浸润、内皮细胞水肿，形成血管内皮炎（endotheliitis）。

2．移植肺急性排斥反应中支气管的病变　急性排斥反应时的气管的变化主要体现在支气管。最早的病变可见细支气管周围单个核细胞的浸润，随着急性排斥反应程度的增加，浸润的炎性细胞不仅围绕在细支气管周围，而是浸润进入细支气管的黏膜上皮层内，形成支气管上皮的淋巴细胞浸润。起初上皮还保持完整，随后黏膜上皮出现变性以至坏死，严重的排斥反应时可见上皮层内有中性白细胞浸润以及黏膜的溃疡缺损。

移植肺急性细胞性排斥反应时的血管和支气管损伤虽然也可单独出现，但在实际的病例中这两种病变通常同时存在，说明其本质为急性排斥反应损伤的两个不同侧面。急性排斥反应时移植肺的大支气管黏膜上皮常出现鳞状上皮化生，表明其也存在反复、持续的免疫损伤与修复。

（二）移植肺慢性排斥反应

移植肺慢性排斥反应所造成的病理组织学变化包括血管和支气管两个方面。

1．移植肺慢性排斥反应的血管病变　移植肺慢性排斥反应中血管病变与其他移植器官慢性排斥反应时的血管病变类似，即形成肺移植物动脉血管病或移植肺动脉硬化（graft arteriosclerosis，GAS），少数情况下导致静脉血管病变即静脉硬化（phlebosclerosis）。

慢性排斥反应血管病变的病理学特征为血管各级分支的内膜明显增生致动脉管腔狭窄以致闭锁，移植肺内动脉与静脉均可出现相同的病变，但以动脉病变更为显著。在动脉或静脉横断面可见内膜明显增生，致整个内膜的向心性增厚，增生的内膜内主要为内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞以及吞噬了脂质的巨噬细胞形成的泡沫细胞（foamy cell）。增厚的内膜内同时可合并有明显的炎性细胞浸润，浸润的炎性细胞以单个核细胞为主，包括淋巴细胞、浆细胞以及巨噬细胞，表明免疫性损伤机制仍持续存在。

在心肺移植病例中，移植肺的慢性血管病变与移植心的冠状动脉血管病变有明显的相关性。这可能是由于两者具有相似的致病因素如多次的、严重的急性排斥反应、缺血损伤以及CMV感染等。

2．移植肺慢性排斥反应的支气管病变　移植肺慢性排斥反应病理学变化中的气管病变形成特有的阻塞性细支气管炎（obliterative bronchiolitis，OB）。阻塞性细支气管炎是慢性排斥反应这一综合损伤过程在移植肺的具体表现形式，是肺移植以及心肺联合移植中移植肺的主要并发症，也是移植肺及肺移植者长期存活的主要障碍。

阻塞性细支气管炎至今仍缺乏一个精确而全面的定义，这主要是由于其定义中必须准确地体现病理形态学以及临床两个方面的内涵，另外一个主要方面是由于阻塞性细支气管炎本身是一个非特异性的病理组织学变化，除见于移植肺外，也常见于多种感染性肺炎、间质性肺炎、弥漫性肺泡损伤等。在临床上称为阻塞性细支气管炎综合征（bronchiolitis obliterans syndrome，BOS），就移植肺而言，其临床定义为肺移植术后排除其他原因的渐进性的移植肺功能丧失。据报道，该并发症见于30%～50%的长期存活者中，Burke等报道在术后存活1年以上的肺移植中的发病率为50%。

就移植肺的OB而言，其本质是一种非特异性的肺部病理变化，即在包括急性排斥反应免疫损伤等在内的多种致病机制作用下，导致移植肺细支气管黏膜上皮的反复损伤与修复，反复的炎症反应以及增生的肉芽组织以及瘢痕组织逐渐突入细支气管管腔内最终导致其完全阻塞，形成移植肺的慢性阻塞性疾病。其致病机制虽未完全明确，但目前已基本确定是多因素综合作用的结果，其中移植肺反复、多次的急性排斥反应损伤为主要因素，其次免疫损伤后合并的感染以及肺神经与淋巴管的离断、支气管缺血损伤、药物毒性、支气管黏膜纤毛廓清功能受损、下呼吸道防御机能的破坏等多种非免疫因素在其中也发挥重要的协同作用。Scott等对急性排斥反应以及其他可能的危险因素对慢性排斥反应的影响进行了非常有价值的研究，通过对38例心肺联合移植者的274次移植肺的支气管镜肺活检研究发现，移植肺中慢性排斥反应的发病率为24%，移植术后早期的、严重的、控制不良的急性排斥反应是导致OB的关键因素。OB多继发于严重的或多次的急性排斥反应后，对急性排斥反应的诊断可作为OB的预示因素。

OB出现在移植术后3～6个月后，临床初发时表现为反复咳嗽、咳痰、活动后呼吸困难，进一步进展出现严重的小气道受阻症状，合并反复肺部感染、血氧水平逐步降低、肺功能检测呈明显的、渐进性阻塞性呼吸功能不全。OB难以自行缓解，部分病例在早期通过加大类固醇药物剂量可暂时稳定病情，减缓或推迟病变进程，但无法逆转病情。对于晚期病例，再次移植成为目前惟一的选择。

OB的病理组织学表现为，由于急性排斥反应的反复损伤，早期可见细支气管周围有明显的炎性细胞浸润，此时，除小淋巴细胞外，可见较多活跃的大淋巴细胞甚至有中性粒细胞的浸润。由于细支气管上皮的损伤可见上皮坏死甚至脱落形成局部溃疡样缺损，使黏膜下组织暴露，黏膜肌层断裂；随后增生的肉芽组织修复局部缺损。随着多次反复的损伤与修复增生，细支气管周围黏膜下组织可完全被增生的肉芽组织取代，增生的肉芽组织可因水肿以及进一步持续增生进入细支气管腔内形成局部的阻塞以及狭窄，最终可完全阻塞细支气管。

（三）移植肺排斥反应病理学诊断与分类标准

随着肺移植的开展以及肺移植后对排斥反应病理学变化及其临床意义认识的深入，在多个肺移植中心已开展了经支气管的肺活检诊断排斥反应，但各中心依据自身对排斥反应的诊断标准予以诊断，缺乏一个公认的、统一的诊断与分级标准。因此，国际心脏和肺移植协会（ISHLT）希望制定一项统一的诊断标准，其目的在于制定一个简单、易于应用、结合各中心诊断标准的优点并能为各中心所接受的诊断体系。1990年7月在国际心脏和肺移植协会（ISHLT）的主持下由其肺移植小组（Lung Rejection Study Group，LRSG），提出了肺移植排斥反应诊断分类与分级体系（表5－11）。1995年3月由肺移植小组（LRSG）在美国匹兹堡大学医学中心举行会议并提出了修订的诊断体系（表5－12）。这次修订的目的在于改进原有的1990年的诊断体系，并使新的诊断体系能满足病理学诊断、临床监测以及抗排斥反应治疗的多方面的需要。

表5－11　移植肺排斥反应诊断分类与分级体系（Working formulation for classi fication and grading of pulmonary rejection，lung rejection Study group，ISHLT，1990）

（续　表）

表5－12　改进的移植肺排斥反应诊断分类与分级体系（revised working formu lation for classification and grading of pulmonary rejection，lung rejection study group，ISHLT，1996）

（1）病理医师可有选择性地对B级急性排斥损伤进一步予以分级为B0级至B4级，即无排斥至重度急性气管排斥

移植肺急性排斥反应的关键性病变有两个方面，首先为在移植肺活检组织内，有血管周围以单个核细胞为主的炎性细胞围管性浸润、血管内皮下炎性细胞浸润以及血管内膜炎；其次为支气管周围以单个核细胞为主的炎性浸润所形成的气管炎和支气管炎。慢性排斥反应与急性排斥反应相对应，也形成两种组织结构的病变，分别为慢性排斥所致的气管病变即阻塞性支气管炎以及慢性排斥反应所致的血管病变即移植肺血管病，后者可累及动脉和静脉。由此可见血管和呼吸道所形成的纤维组织增生是区别急性与慢性排斥反应的的主要病理学依据。以下就1990年及1995年的移植肺活检病理学诊断分类与分级体系予以具体介绍。

A．急性排斥反应——急性排斥反应的病理组织学诊断主要为观察在血管周围以及肺组织间质内是否有淋巴细胞为主的炎性细胞浸润，在血管周围常形成所谓单个核炎性细胞袖套状（perivascular mononuclear cell cuff）浸润。而急性排斥反应的分级则应进一步观察血管周围围管状浸润的程度，以及是否有浸润的炎性细胞由血管外膜扩散到邻近的肺泡间隔内，而肺泡间隔的炎性浸润则提示为较为严重的急性排斥反应，并且其诊断的分级也较高。气管黏膜下的血管周围的炎性浸润应是气管炎症的一部分而不应诊断为急性排斥反应。

（1）0级：无急性排斥反应（no acute rejection）。0级表示移植肺活检组织内肺组织结构正常，无单个核炎性细胞浸润、出血以及坏死等任何急性排斥反应的组织学表现。

（2）1级：轻微急性排斥反应（minimal acute rejection）。在低倍镜下（40×）可见肺组织内散在的血管周围，尤其是小静脉周围少许单个核细胞围管状浸润。血管周围浸润的炎性细胞在血管外膜周围由小淋巴细胞以及少许活化的淋巴细胞形成2～3层的浸润。

（3）2级：轻度急性排斥反应（mild acute rejection）。在低倍镜下可见多处小静脉和小动脉周围围管状单个核细胞浸润，浸润的炎性细胞中包含有小淋巴细胞、活化的淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞和嗜酸性白细胞。浸润的炎性细胞不仅围绕在血管外膜周围，也可见血管内皮下有炎性细胞浸润并导致内皮细胞肿胀和空泡变，即形成血管内皮炎（endothelialitis）。但浸润的炎性细胞仅局限于血管周围，而没有波及邻近的肺组织。这一级急性排斥反应中并不常伴有淋巴细胞性支气管炎。

轻度急性排斥反应与轻微急性排斥反应的形态学区别为：轻度者在用低倍镜扫视肺组织时可见明显的围管状炎性细胞浸润；此外，在轻度排斥反应时，常可见有血管内皮下的炎性浸润即内皮炎以及同时存在的气管炎性损伤。对于单个的血管，如果周围有明显的的炎性浸润者，应高度怀疑急性排斥反应。

（4）3级：中度急性排斥反应（moderate acute rejection）。动脉和静脉血管周围有密集的单个核细胞浸润而形成明显的炎性浸润的袖套，常合并有血管内皮炎。血管周围浸润的炎性细胞中有嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。这一级中浸润的炎性细胞不仅围绕在血管周围，而且也扩散进入邻近的支气管周围、肺泡间隔以及气管管腔内。

（5）4级：重度急性排斥反应（severe acute rejection）。4级急性排斥反应中可见移植肺活检组织内血管周围、肺泡间隔、气管周围及管腔内有弥漫性单个核细胞浸润。同时肺活检组织内也可见梗死和血管管壁的纤维素样坏死。肺泡上皮细胞明显损伤并可见肺泡腔内有明显的坏死脱落的肺泡上皮细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、透明膜甚至出血。鉴于肺移植后因缺血和（或）缺血再灌注损伤所致的肺组织的弥漫性肺泡损伤时特可有透明膜形成以及肺组织各成分的坏死，其与重度急性排斥反应的鉴别点在于重度急性排斥反应时有明显的间质和血管周围单个核炎性细胞浸润，而因术前的缺血与再灌注时常缺乏明显的炎性浸润特征。

B．气管炎症——淋巴细胞性气管炎或淋巴细胞性支气管炎（lymphocytic bronchitis／bronchiolitis）：在1990年的诊断体系内，基于血管周围以及肺组织间质内是否有炎性浸润以及浸润的程度将急性排斥反应分为A0～4级，进而在每一级内又依据是否同时存在气管的炎症以及炎症的程度再附加B0～4　5个气管炎症分级的后缀。其中：

（1）B0：无气管炎症。

（2）B1：轻微的气管炎症，即气管或支气管黏膜下有极少许的单个核细胞浸润。

（3）B2：轻度气管炎症，少数单个核炎性细胞围绕气管或支气管黏膜周围形成围管性浸润，浸润的炎性细胞中偶尔可见嗜酸性粒细胞，但没有黏膜上皮层内炎性细胞浸润以及上皮细胞坏死或凋亡。

（4）B3：中度气管炎症，气管或支气管周围有密集的炎性细胞形成围管性浸润，浸润的细胞中包含有活化的淋巴细胞嗜酸性粒细胞。气管或支气管黏膜上皮层内有明显的炎性细胞浸润，上皮细胞有坏死或凋亡。

（5）B4：重度气管炎症，气管或支气管周围密集的炎性细胞浸润并有上皮细胞坏死脱落形成溃疡。在气管或支气管管腔内有明显的炎性渗出物，其中混杂有坏死的上皮细胞以及较多渗出的中性粒细胞。

（6）BX：因标本取材、切片不佳或感染而不适宜诊断分级。

虽然在1990年的诊断分级体系中对急性排斥反应中的每一级别附加了上述的气管炎症的后缀，但在1995年的修订方案中认为这一后缀并不能反映气管炎症的程度并过于烦琐，因此，在1995年的修订方案中推荐仍以血管周围的炎性浸润作为判断急性排斥反应的主要依据，同时也应观察是否有气管的淋巴细胞浸润性炎症，对于存在的气管炎症各移植中心可根据自己的经验以“B”标明并进一步依据以上诊断分级划分为B0～5级别，或者简单地注明“有”或“无”气管炎症。

在ISHLT的肺移植研究小组（LRSG）内，有部分专家认为对急性排斥反应中的气管炎症予以确诊并予以分级是非常重要的，因为就目前的研究显示，急性排斥反应形成的气管炎症是导致移植肺发生阻塞性支气管炎的重要原因。但也有部分小组成员持相反意见，他们认为孤立的气管炎性损伤的病理学证据并不能用于急性排斥反应的分级，气管的炎症也并非绝对导致移植肺的慢性阻塞性病变，因为受可能与急性排斥反应同时存在的感染和标本取材有限等因素的限制，在判断气管炎症与急性排斥反应的相关性时应极其慎重。同时也着重强调支气管的纤维组织增生及瘢痕化不应列入诊断分级的“B”中。由于这些原因，有些肺移植中心在移植肺活检的急性排斥反应病理学诊断报告中仅注明是否同时存在急性气管炎症而省略其程度的划分。

LRSG提议对同时伴有气管炎症的急性排斥反应的诊断结果报告模式为：急性排斥反应，分级为××，合并有气管炎症，分级为××。例如，一例移植肺轻度急性排斥反应并有气管的密集的炎性细胞浸润和呼吸上皮的坏死，可诊断为“轻度急性排斥反应，A2，合并有气管炎症，B3”。推荐这一病理学诊断的模式的目的在于确定血管外周的炎性细胞浸润这一组织学特征是诊断移植肺急性排斥反应的根本点。

C．慢性气管排斥反应——阻塞性支气管炎（obliterans　bronchiolitis，OB）：阻塞性支气管炎是指发生于肺移植术后3个月至1年以后，移植肺内细小气管如呼吸性细支气管因上皮的反复的排斥反应的因素所致的炎性损伤，导致管壁致密的纤维组织增生并形成斑块使管腔部分或全部阻塞。支气管周围的平滑肌被增生的纤维组织所离断甚至破坏，增生的纤维组织可向支气管周围的肺组织内扩展。

在确定支气管阻塞性病变的前提下，由于部分病例仍可能有急性排斥反应持续存在，进一步可将慢性阻塞性支气管炎分为“活动性”和“非活动性”。

（1）Ca活动性（active），支气管周围除已有纤维化外，也有支气管管壁以及管周的单个核细胞浸润并有支气管黏膜上皮的损伤。

（2）Cb非活动性（inactive），支气管已有明显的纤维化但没有炎性浸润的表现。

由于在单独1次而且非常局限的活检组织内判定移植肺的气管阻塞的程度是非常困难的，因此，在1995年的诊断体系中倾向于单纯以“C”确定是否有阻塞性支气管炎即可。

相对于1990年的制定的诊断体系，现在LRSG认为利用支气管活检将OB进一步分为“不全阻塞”或“完全阻塞”已没有意义，而对于既有慢性排斥的阻塞性病变，又具有急性排斥反应的炎性浸润的病例，判断与OB同时的存在的急性炎性浸润是否为活动性则更有判断预后与指导治疗的实际意义。这时，病理诊断报告中应注明存在这两种病变，如“急性排斥反应A2，合并有‘活动性’或‘非活动性’阻塞性支气管炎，即Ca或Cb”。对于大的气管的纤维化，LRSG目前仍未确定其确切的临床意义，但目前认为大气管的慢性阻塞性病变并不具有诊断慢性排斥反应的特异性，而细支气管的炎症以及纤维组织阻塞对诊断慢性排斥反应更有意义。

D．慢性血管排斥反应——移植肺闭塞性血管病：慢性血管性排斥反应的主要组织学表现为移植肺内动脉和（或）静脉的内膜增生、增厚致血管腔明显狭窄甚至完全闭塞。在心肺联合移植中移植肺的闭塞性血管病与移植心脏的冠状动脉硬化具有明显的相关性，在单纯肺移植中与阻塞性支气管炎明显相关。对于慢性血管性排斥反应，仍然可以观察血管内膜层内以及中膜和外膜浸润的炎性细胞的浸润程度，以判断是否为“活动性”的慢性血管性排斥反应。

应注意的是与1990年的诊断与分级体系比较，1995年的体系中LRSG去掉了最后一个级别即“E级”，也就是“血管炎（vasculitis）”这一分级。因为血管炎的病变已分别在“重度急性排斥反应”以及“活动性的慢性血管性排斥反应”中予以分类了，而如果再单独列为一个级别则显然是不合理的。并且这一病变较之支气管肺活检而言，更多见于开放式肺活检中。后者中常累及大的血管并形成血管管壁的纤维素样坏死，而在支气管肺活检中的细小血管并不多见，故予以省去。