冷冻保存同种异体血管研究进展
冷冻保存同种异体血管研究进展
发布时间： 2003-3-2 作者：孙炜 周建生 胡汝麒 许忠风
随着现代免疫学、冷冻生物学、分子生物学的发展， 冷冻保护剂、 免疫抑制
剂的应用以及注重移植结构及功能的完整。冷冻保存同种异体静脉无论是基础研究
还是临床实践都获得相当经验，但存在移植物再狭窄及替代小口径动脉(＜2 mm)
失败率高的 缺点。近年来，有关动脉作为血管替代物逐渐被重视，取得一些进展
，但尚需继续长期地探 索和实践。
1 血管移植免疫进展
大量的实验和临床结果不但证实血管内皮细胞(EC)是移植排斥重要的靶器官，
而且通过其抗 原递呈作用、表型变化和细胞因子合成等，主动参与移植排斥过程
。EC表达多种抗原，如： ABO血型抗原，MHC抗原和血管内皮细胞抗原系统。在排
斥过程中，EC上的抗原与其相应的抗 体结合形成抗原抗体复合物，激活补体释放
趋化因子，白细胞在补体参与下溶解EC，使基底 膜暴露，激活凝血系统，形成血
栓，激活的巨噬细胞释放白介素-1、肿瘤坏死因子等可提 高EC表面组织因子活性
，增加纤溶酶激活物抑制因子和减少血栓调理蛋白，EC在细胞因子刺 激下可合成
和分泌单核细胞趋化因子MCP-1/JE，吸引单核巨噬细胞迁移至移植物局部。同 时
表达Class Ⅱ抗原，提供所有激活CD4+ T细胞所必需的信号，并可产生各种细胞因
子， 引 起表型的变化。另外内皮细胞膜还可作为血管紧张素转化酶场所，以使血
管紧张素Ⅰ转化成 血管紧张素Ⅱ，使血管收缩。近来，一些学者发现血管平滑肌
细胞也表达Class Ⅰ和Class Ⅱ抗原系统，参与排斥反应全过程〔1〕。
2 同种异体血管移植的基础研究进展
2.1 移植前血管处理及冷冻复温技术
2.1.1 制备 (1)供体选择来源于新鲜尸体及创伤性截肢患者，采用美国组织
库协会(AATB) 制 定的标准〔2〕。取血管应在死后4 h完成，所有操作均在无菌条
件下进行。(2)制备 技术的基本原则：从供体获取血管应严格遵循无创伤技术；获
取血管前15～30 min，供体给 予平滑肌松弛剂(罂粟碱)及抗凝药物(肝素)，以防
止血管痉挛和血栓形成；保持制备液和室 温37℃；灌注压＜100 mg。(3)理论上以
37℃自身含罂粟碱肝素化血液低压灌注可最好保持 血管的生物活性，但通常从供
体获取血液是困难的。目前常采用37℃的生物培养液(如DMEM ，1640)，Brocdban
k等获得保存24 h后80%内皮细胞存活率和平滑肌收缩度最大限度的保持 〔3〕。
2.1.2 冷冻复温 随着冷冻保护剂二甲基亚砜(DMSO)和甘油的应用及控温冷
冻技术的成熟 ，血管活性得以很好的保持。DMSO因穿透力强，研究较多，其浓度
以15%为最佳。控温冷冻 第二步温值在-60～-80℃之间，冷冻速率为0.5～1℃/mi
n，复温采用37℃水浴快速复温。经 过这样处理的静脉获得80%的内皮细胞存活率
。Banbang等证实这些内皮细胞具有与正常内皮 细胞相似的增值和抗凝血功能〔4
〕。Salomon等也从冷冻保存静脉上获得表达HLA抗 原的平滑肌细胞〔1〕。
2.2 实验性同种异体移植与自体移植的比较性研究 同种异体血管移植的 主
要障碍是受体 的免疫排斥反应。因此，研究在免疫缺陷的情况下在体冷冻保存血
管移植的变化是必需的。 这样自体冷冻血管不仅检验血管制备及宿主对移植物产
生排斥反应的冷冻保存技术的效果， 而且通过与同种异体移植物移植后组织结构
与功能的对比，了解同种异体移植物在整个过程 中的变化。
自体移植物在移植过程中，可因离体缺血、牵拉、切割、吻合及在受体动脉高
压冲 击下，内皮细胞可有不同程度的坏死，从而使位于内皮细胞下的结缔组织裸
露于血流，使附 壁血栓形成。1周后残留的附壁血栓向致密而平滑的纤维被膜演变
，同时内皮细胞再生开始 。内膜增生和动脉粥样硬化是发生在内皮下层两个相关
联的病理现象，或许是不可避免的创 伤适应性改变。移植血管中膜可见平滑肌细
胞坏死和纤维替代，外膜因部分胶原纤维束断裂 和血管滋养管栓塞，形成纤维瘢
痕，移植后72 h，新的滋养血管出现，2个月后基本恢复正 常，神经再生于2～4周
后开始。上述这些改变实质上是导致自体静脉移植后失败的病理基础 。
相对于自体静脉移植的内膜增生，同种异体移植物动脉化主要是中膜增生〔5
〕 。当在同种异体移植物中又观察到的内膜增生是由于局部血栓沉积后成纤维细
胞的重新排 列，移植后10 d内皮细胞因免疫反应而脱落，在随后的6个月内，裸露
的内膜上纤维蛋白 堆积减少并出现重新内皮化，3～6个月移植物外膜的血管周围
组织可见游离淋巴细胞并在9 个月后消失。移植后5个月前列环素(PGI2)生成量与
受体动脉PGI2生成量相比有显著性 差异(P＜0.001)〔6〕。新鲜静脉的顺应性明显
低于正常动脉灌注压下动脉顺应 性(P＜0.001)〔5〕，可以看出，尽管移植段静脉
结构发生动脉化，但其内 膜 功能和生物力学特性并未发生动脉化。自体移植物与
异体移植物短期的不同在于异体移植物 经历一个免疫反应及内皮细胞脱落的过程
，因此，减少或阻止受体免疫排斥反应的实验被 尝试。
2.3 免疫抑制剂对同种异体移植物的影响 移植物免疫反应特点已见前述 ，
体静脉作为动脉桥接物 ，结果显示经免疫抑制剂处理组与未用免疫抑制剂处理组
通畅率之比为7/11∶0/10，有显著 性差异(P＜0.001)，但长期通畅率依赖于免疫
抑制剂的应用〔7〕。Miller等移 植术后受体行免疫抑制治疗及抗血小板治疗1月
后，血管平滑肌丧失功能〔8〕。可以看出尽管免疫抑制剂可能增加移植物通畅率
，并且不损害内皮细胞的可能性也存在，但免疫抑制剂增加血小板聚集及血栓素(
TxA2)的释放，减少前列环素(PGI2)的 《冷冻保存同种异体血管研究进展》
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发布时间： 2003-3-2 作者：孙炜 周建生 胡汝麒 许忠风
随着现代免疫学、冷冻生物学、分子生物学的发展， 冷冻保护剂、 免疫抑制
剂的应用以及注重移植结构及功能的完整。冷冻保存同种异体静脉无论是基础研究
还是临床实践都获得相当经验，但存在移植物再狭窄及替代小口径动脉(＜2 mm)
失败率高的 缺点。近年来，有关动脉作为血管替代物逐渐被重视，取得一些进展
，但尚需继续长期地探 索和实践。
1 血管移植免疫进展
大量的实验和临床结果不但证实血管内皮细胞(EC)是移植排斥重要的靶器官，
而且通过其抗 原递呈作用、表型变化和细胞因子合成等，主动参与移植排斥过程
。EC表达多种抗原，如： ABO血型抗原，MHC抗原和血管内皮细胞抗原系统。在排
斥过程中，EC上的抗原与其相应的抗 体结合形成抗原抗体复合物，激活补体释放
趋化因子，白细胞在补体参与下溶解EC，使基底 膜暴露，激活凝血系统，形成血
栓，激活的巨噬细胞释放白介素-1、肿瘤坏死因子等可提 高EC表面组织因子活性
，增加纤溶酶激活物抑制因子和减少血栓调理蛋白，EC在细胞因子刺 激下可合成
和分泌单核细胞趋化因子MCP-1/JE，吸引单核巨噬细胞迁移至移植物局部。同 时
表达Class Ⅱ抗原，提供所有激活CD4+ T细胞所必需的信号，并可产生各种细胞因
子， 引 起表型的变化。另外内皮细胞膜还可作为血管紧张素转化酶场所，以使血
管紧张素Ⅰ转化成 血管紧张素Ⅱ，使血管收缩。近来，一些学者发现血管平滑肌
细胞也表达Class Ⅰ和Class Ⅱ抗原系统，参与排斥反应全过程〔1〕。
2 同种异体血管移植的基础研究进展
2.1 移植前血管处理及冷冻复温技术
2.1.1 制备 (1)供体选择来源于新鲜尸体及创伤性截肢患者，采用美国组织
库协会(AATB) 制 定的标准〔2〕。取血管应在死后4 h完成，所有操作均在无菌条
件下进行。(2)制备 技术的基本原则：从供体获取血管应严格遵循无创伤技术；获
取血管前15～30 min，供体给 予平滑肌松弛剂(罂粟碱)及抗凝药物(肝素)，以防
止血管痉挛和血栓形成；保持制备液和室 温37℃；灌注压＜100 mg。(3)理论上以
37℃自身含罂粟碱肝素化血液低压灌注可最好保持 血管的生物活性，但通常从供
体获取血液是困难的。目前常采用37℃的生物培养液(如DMEM ，1640)，Brocdban
k等获得保存24 h后80%内皮细胞存活率和平滑肌收缩度最大限度的保持 〔3〕。
2.1.2 冷冻复温 随着冷冻保护剂二甲基亚砜(DMSO)和甘油的应用及控温冷
冻技术的成熟 ，血管活性得以很好的保持。DMSO因穿透力强，研究较多，其浓度
以15%为最佳。控温冷冻 第二步温值在-60～-80℃之间，冷冻速率为0.5～1℃/mi
n，复温采用37℃水浴快速复温。经 过这样处理的静脉获得80%的内皮细胞存活率
。Banbang等证实这些内皮细胞具有与正常内皮 细胞相似的增值和抗凝血功能〔4
〕。Salomon等也从冷冻保存静脉上获得表达HLA抗 原的平滑肌细胞〔1〕。
2.2 实验性同种异体移植与自体移植的比较性研究 同种异体血管移植的 主
要障碍是受体 的免疫排斥反应。因此，研究在免疫缺陷的情况下在体冷冻保存血
管移植的变化是必需的。 这样自体冷冻血管不仅检验血管制备及宿主对移植物产
生排斥反应的冷冻保存技术的效果， 而且通过与同种异体移植物移植后组织结构
与功能的对比，了解同种异体移植物在整个过程 中的变化。
自体移植物在移植过程中，可因离体缺血、牵拉、切割、吻合及在受体动脉高
压冲 击下，内皮细胞可有不同程度的坏死，从而使位于内皮细胞下的结缔组织裸
露于血流，使附 壁血栓形成。1周后残留的附壁血栓向致密而平滑的纤维被膜演变
，同时内皮细胞再生开始 。内膜增生和动脉粥样硬化是发生在内皮下层两个相关
联的病理现象，或许是不可避免的创 伤适应性改变。移植血管中膜可见平滑肌细
胞坏死和纤维替代，外膜因部分胶原纤维束断裂 和血管滋养管栓塞，形成纤维瘢
痕，移植后72 h，新的滋养血管出现，2个月后基本恢复正 常，神经再生于2～4周
后开始。上述这些改变实质上是导致自体静脉移植后失败的病理基础 。
相对于自体静脉移植的内膜增生，同种异体移植物动脉化主要是中膜增生〔5
〕 。当在同种异体移植物中又观察到的内膜增生是由于局部血栓沉积后成纤维细
胞的重新排 列，移植后10 d内皮细胞因免疫反应而脱落，在随后的6个月内，裸露
的内膜上纤维蛋白 堆积减少并出现重新内皮化，3～6个月移植物外膜的血管周围
组织可见游离淋巴细胞并在9 个月后消失。移植后5个月前列环素(PGI2)生成量与
受体动脉PGI2生成量相比有显著性 差异(P＜0.001)〔6〕。新鲜静脉的顺应性明显
低于正常动脉灌注压下动脉顺应 性(P＜0.001)〔5〕，可以看出，尽管移植段静脉
结构发生动脉化，但其内 膜 功能和生物力学特性并未发生动脉化。自体移植物与
异体移植物短期的不同在于异体移植物 经历一个免疫反应及内皮细胞脱落的过程
，因此，减少或阻止受体免疫排斥反应的实验被 尝试。
2.3 免疫抑制剂对同种异体移植物的影响 移植物免疫反应特点已见前述 ，
> 可以肯定免疫 排斥反应在移植过程中扮演极其重要的角色。Augelli分别用倒置异
体静脉作为动脉桥接物 ，结果显示经免疫抑制剂处理组与未用免疫抑制剂处理组
通畅率之比为7/11∶0/10，有显著 性差异(P＜0.001)，但长期通畅率依赖于免疫
抑制剂的应用〔7〕。Miller等移 植术后受体行免疫抑制治疗及抗血小板治疗1月
后，血管平滑肌丧失功能〔8〕。可以看出尽管免疫抑制剂可能增加移植物通畅率
，并且不损害内皮细胞的可能性也存在，但免疫抑制剂增加血小板聚集及血栓素(
TxA2)的释放，减少前列环素(PGI2)的 《冷冻保存同种异体血管研究进展》
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