Banff移植病理学诊断标准与移植病理学.pdf
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1、393实用器官移植电子杂志 2023 年 9 月第 11 卷第 5 期 PracJOrganTransplant(ElectronicVersion),September2023,Vol.11,No.5 DOI:10.3969/j.issn.2095-5332.2023.05.002 基金项目:中国医学科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(2019PT320014)通讯作者:陈刚,Email:直秉持了开放、自由的研讨方式,参会专家结合自身研究经验自由和充分地讨论,由研讨达成移植物并发症病理诊断及其病变程度评分的共识并不断更新,共识经国际专业杂志发表以供国际移植界采用。这一自由研讨的
2、模式也被广泛赞誉为“Banff精神(Banff spirit)”2-3。作为移植病理学的专业会议和限于世界范围内从事移植病理学的研究者很少,很长一段时间内 Banff 会议的规模很小,往往仅是包括病理学家、临床移植专家等不足百人参加。随着近年来 Banff 会议的国际影响力逐步提高,尤其是移植病理学研究不断扩展和深入,不仅使得所有移植器官均纳入到会议研讨中来,而且最前沿的基础研究逐渐成为会议研讨的主要内容,使得其吸引了不仅包括病理学家、移植外科医生和内科医生,而且也包括了免疫学家、生物遗传学家、生物统计学家、人工智能科学家、新药研发机构和医学管理机构的专业人士共同参与。1991 2001 年的
3、 Banff 会议均在其发源地 Banff 中心举行,随着国际上许多国家在移植病理学上的长足发展,Banff会 议 陆 续 于 2003 年 在 苏 格 兰8、2007 年9和 2017 年在西班牙10、2011 年在法国11、2013 年在巴西12和 2019 年在美国举办13,加之 2013 年、2015 年、2017 年和 2019 年 Banff 会议分别与相应承办国家的移植免疫学会及病理学会、移植学会或组织配型学会联合举办,使得会议的规模迅速扩大,这些变化使得 Banff 会议不仅是以深入研讨达成共识的“Banff 精神”为核心,而且也成为具有广泛国际性的、多学科共同参与的移植病理学
4、专题会议。Banff 会议间隔 1 年举办一届,会议持续 5 7 d,内容包括大会专题报告、不同移植器官分会场的专题讨论、诊断标准详尽的研讨、提问及举手表决,投稿墙报展示和社交酒会等基本议程内容。历届会议在召开之前会在 Banff 基金会网页上发布会议通1 Banff 移植病理学会议的起源及其简要历程 Banff 移植病理学会议(Banff Conference on Allograft Pathology,简称“Banff 会议”)创立于1991 年,截止至 2021 年,已经走过了 30 年的历程1-5。Banff 会议及其移植病理学诊断标准的建立和不断更新,是国际移植病理学发展中的里程碑
5、,不仅极大地提高了器官移植术后并发症的诊断及其治疗水平,而且也形成了一个新的学科即移植病理学。1990 年 加 拿 大 Alberta 大 学 病 理 学 系 Kim Solez 教授在自己既往对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)和 移 植 肾 程 序 性 活 检(protocol biopsy,PB)研究的基础上,深感移植肾活检病理学诊断中缺乏一项国际公认的诊断标准,不利于移植肾并发症活检的病理学诊断、国际间交流和抗排斥药物的临床多中心研究。其受到 1990 年国际心脏和肺移植协会(International Society for Heart&Lung Trans
6、plantation,ISHLT)率先提出的移植心脏心内膜心肌活检(endomyocardial biopsy,EMB)病理学诊断标准的启发6-7,在国际肾脏病学会(International Society of Nephrology,ISN)的支持下,于 1991 年夏天选定加拿大的 Banff 国家公园会议中心,举办了首届 Banff 会议8。举办首届会议的 Banff 公园也被称为“Banff 中心”。当时仅有包括肾脏病理学家、肾内科医生和肾移植医生在内的 12 人参加研讨会,会议的目标是希望建立移植肾活检病理学诊断标准(简称“Banff 标准”)。首届 Banff 会议的重要意义在于
7、,其奠定和一述评Banff 移植病理学诊断标准与移植病理学郭晖,陈刚(华中科技大学同济医学院附属同济医院器官移植研究所,器官移植教育部重点实验室,国家卫生健康委员会器官移植重点实验室,中国医学科学院器官移植重点实验室,湖北 武汉 430030)394实用器官移植电子杂志 2023 年 9 月第 11 卷第 5 期 PracJOrganTransplant(ElectronicVersion),September2023,Vol.11,No.5准及其病理分级和相应的组织病理学评分,为国际范围内的移植肾活检病理学诊断提供了统一的病变类别及其分级依据,良好地指导了移植肾脏并发症的诊断和针对性的治疗,
8、并且引领了相关的基础研究。使得目前国际范围内各器官移植中心均常规依据 Banff 标准开展移植肾脏的活检病理学诊断。截至 2019 年 Banff 会 议 陆 续 在 1993 年、1997 年、2005 年、2007 年、2013 年、2015 年、2017 年 和2019 年推出了更新的 Banff 移植肾活检诊断标准。Banff 移植肾诊断标准的建立一方面良好地促进了移植术后并发症的明确诊断和治疗,使得移植肾并发症的诊断和治疗进入了精准医学时代;另一方面也使得包括他克莫司(Tacrolimus)和吗替麦考酚酯(Mycophenolate mofetil,MMF)等新型免疫抑制剂的临床试验
9、和临床应用得以快速实施,促进了国际间多中心的新型免疫抑制药物和新诊断方法的临床协作研究和应用。随后移植肾 Banff 标准的研讨和更新模式也很快扩展至移植心脏、肺、肝脏、胰腺和小肠、复合组织移植,使得目前所有的移植器官均有了统一的活检诊断 Banff 标准,改善了移植器官和受者的长期存活。2.3 移植肾并发症特定病变的认识及其 Banff 标准的建立2.3.1 移植肾排斥反应的病理类别的建立:对移植肾排斥反应的病理类别的认识及其诊断标准的不断更新,是体现 Banff 会议研讨及其达成共识的最佳范例。在 1991 年首届会议研讨后,其达成的移植肾并发症的 Banff 标准于 1993 年发布8。
10、其中将排斥反应分为超急性排斥反应、临界性排斥反应、急性排斥反应和慢性移植肾肾病(chronic allograft nephropathy,CAN)4 个类别,未能明确地依据免疫效应机制将排斥反应区分为 T 细胞介导性的排斥反应(T cell-mediated rejection,TCMR,又称细胞性排斥反应,cellular rejecton)和抗体介导性的排斥反应(antibody-mediated rejection,AMR,又称体液性排斥反应,humoral rejection)。这是由于当时对排斥反应的致病机制的认识有限,尤其是对AMR 中供者特异性抗体(donor specific
11、 antibody,DSA)的检测技术滞后和未能在活检组织中建立一种可视化的诊断标志物,譬如目前我们常规采用的补体片段 C4d 的免疫荧光或者免疫组化染色,这样一种可以体现 AMR 形成以及通过经典途径激活补体导致移植肾损伤的形态学证据,这些因素都使得最告并接受参会注册和摘要投稿。其会议议程、投稿摘要、部分报告幻灯及视频和部分会议照片均在网页上公布,会议不印发论文集和纸质文件。会议只为少数投稿参加会议的青年报告者提供参会资助,其他所有的会议组织者和讲者均自费参加会议。2 Banff 会议在移植肾病理学方面的主要成果2.1“Banff 精神”的形成:Banff 会议从 1991 年首届会议伊始,
12、就以“研讨、开放和协作”的“Banff精神”为宗旨2。其中“研讨”是 Banff 会议始终贯彻的原则,即通过广泛的、深入细致的讨论乃至举手表决来达成共识,同时又通过后续会议的研讨对共识进行不断的完善和更新。“开放”即始终遵循自由讨论并尊重不同的学术意见,由移植外科医生、肾脏内科医生、病理学家和基础科学家等共同讨论,同时始终包容和接受新技术与移植病理学的交融,这一点充分体现在近年的 Banff 会议中逐渐增加了分子病理(molecular pathology)、蛋白组学(proteomics)和人工智能(artificial intelligence,AI)及其深度学习(deep learnin
13、g)等新技术在移植病理学诊断和研究中的应用,并期待通过这些新技术能够帮助解决病理学诊断中面临的精确性不足、不同病理诊断医生间的差异和诊断重复性不足的局限性。“协作”则是指针对某些新发现的病变或新的诊断方法,组织不同规模的、国际性的、多中心协作研究,并最终将研究成果提交大会讨论通过和发布。近年来,随着移植病理学诊断的发展和 Banff 会议影响力的扩大,也逐渐注重与相关的移植领域合作,以充分发挥了会议的教学作用,譬如 2015 年 Banff 会议与加拿大移植协会(Canadian Society for Transplantation,CST)联合举办、2017 年会议与西班牙加泰罗尼亚移植学
14、会和 2019 年 会 议 与 美 国 组 织 配 型 协 会(American Society of Home Inspectors,ASHI)联合举办。也正是基于这一“Banff 精神”,吸引了越来越多的国际移植中心广泛参与到 Banff 会议的研讨和协作研究中来,使得 Banff 会议及其 Banff 标准得到移植学界的广泛认可。2.2 Banff 移植肾活检诊断标准的建立及其对移植肾病理学的推动作用:随着 1991 年首届 Banff 会议的研讨及其 Banff 标准在 1993 年发布8和后续历届会议的不断更新,明确建立了对移植肾穿刺活检标本合格性及其病理染色的基本要求、移植肾并发症
15、的基本病理学类型、排斥反应的病理学诊断标395实用器官移植电子杂志 2023 年 9 月第 11 卷第 5 期 PracJOrganTransplant(ElectronicVersion),September2023,Vol.11,No.5变(chronic glomulopathy,cg)、C4d 染 色;体 现TCMR 病变的间质炎症细胞浸润总分(total cortical inflammation,Ti)、间质纤维化和肾小管萎缩区域内的炎症细胞浸润(inflammation in interstitial fibrosis/tubular atrophy,i-IFTA)。这些量化评分
16、的建立对客观反映病变的类别及其程度,尤其是体现急、慢性病变之间的演进和进展很有帮助,譬如在慢性活动性 AMR(chronic active AMR,caAMR)的诊断中,其活动性即急性病变为 g1、ptc1 和C4d1,同时其慢性病变为 cg1 等,这通过活检精确地体现其活动性 AMR 已经导致了轻度的慢性肾小球损伤,出现了一定程度的肾小球基底膜增厚及双轨征改变,且活动性AMR损伤仍在进展,需要采取及时、有效的治疗干预和调整免疫抑制剂方案,预防其进展到不可逆的慢性 AMR 阶段。2.3.3 关键病变的研讨和确立2.3.3.1 肾小管炎和血管炎病变:在 1991 年 Banff会议研讨中认为肾小
17、管炎(tubulitis)和动脉内膜炎(intimal arteritis 或 endarteritis)是免疫系统对移植抗原特异性免疫攻击的表现,在 1993 年发布的 Banff 标准中确立移植肾肾小管炎和动脉内膜炎是急性排斥反应的特定病变,而单纯的肾组织间质的单个核炎症细胞浸润并不能作为急性排斥反应诊断的依据,除非同时伴有肾小管炎表现,因此肾小管炎(图 1)和动脉内膜炎(图 2)病变一直是移植肾急性 TCMR 诊断的基石。移植肾活检组织内的动脉内膜炎最初是诊断急性 TCMR,也是体现其排斥反应较为严重的特征性病变,但随着 AMR 机制的逐渐明确,也进一步明确认识到动脉内膜炎同样可见于活动
18、性 AMR,因此在 2013 年 Banff 标准21的AMR 病变中也加入动脉内膜炎病变,但其真正的致病机制必须分别结合 TCMR 或 AMR 的其他组织病理学改变和相应的 DSA 等检测予以进一步鉴别诊断。初的排斥反应病理类别很大程度上均局限在 TCMR。1993 年 Banff 标准建立了并发症诊断的基本框架,即确立了移植肾的并发症包括免疫因素病变和非免疫因素病变两大方面,前者即排斥反应,后者则包括了供肾预存性病变、移植肾急性肾小管损伤、急性间质性炎症、免疫抑制剂环孢素(cyclosporine,CsA)等所致的毒性损伤、复发/新发肾病、病毒感染和以淋巴组织异常增生(posttransp
19、lant lymphoproliferative disorder,PTLD)为主的移植 后肿瘤等多种类型。虽然在 1993 年 Banff 标准中已经注意到抗体介导性排斥反应损伤,但直至 2005 年,基于移植肾活检组织内 C4d 染色方法的建立9-12,首次在 Banff 诊断标准中明确地依据致病机制将排斥反应区分为 TCMR 和 AMR,开启了移植肾 AMR 诊断和治疗的新局面,显著提高了移植肾 AMR 的诊断水平和治疗效果。随着对这两个排斥反应病理类别中相应的特定病变的认识和历届 Banff 标准的不断更新,在目前最新的 Banff 2019 标准13中分别依据其急性和慢性病变的表现,
20、进一步将 TCMR 分为急性 TCMR 和慢性活动性 TCMR;将 AMR 分为活动性AMR、慢性活动性 AMR 和慢性 AMR,以借助活检观察使临床比较清晰地了解到其排斥反应病变所处的阶段,以便采取合理的治疗方案。2.3.2 移植肾病变的量化评分:在 1993 年 Banff 标准中不仅确立了移植肾的并发症的类别包括免疫因素和非免疫因素病变,也建立了移植肾脏 4 个结构单元即肾小球、肾小管、间质和血管的急性病变和慢性病变的半定量评分。这一量化评分的作用一方面可以比较精确地记录肾脏各组织结构病变的损伤程度及其处于急、慢性改变的不同阶段,另一方面也非常有利于不同移植中心间的交流和协作研究。因此
21、Banff 标准也非常推荐在移植肾活检诊断中不仅需要明确诊断其并发症的类型,而且也需要全面对病变及其急、慢性损伤予以量化评分。在最初 1993 年标准及后续更新标准的基础上14-18,2007 年 Banff 标准19中确立了 AMR 的肾小管周毛细血管炎(pre-tubular capillaritis,ptc)病变、C4d 阳性着色的评分;2009 年 Banff 标准20中确立了亚临床的 AMR;2013 年 Banff 标准21中提出了电镜在 AMR 诊断中的意义、C4d 阴性的 AMR 和 AMR 所致的血管性排斥反应病变;2015 年 Banff 标准中完整地整合新引入的项目及其评
22、分,包括体现 AMR 病变的 ptc、慢性肾小球病中的基底膜增厚及双轨征改图 1移植肾肾小管炎注:图示移植肾肾小管上皮内多个淋巴细胞浸润(),肾间质水肿及淋巴细胞浸润(HE200)。396实用器官移植电子杂志 2023 年 9 月第 11 卷第 5 期 PracJOrganTransplant(ElectronicVersion),September2023,Vol.11,No.52.3.3.2 微血管炎病变及 C4d 染色:移植肾微血管炎(microvascular inflammation,MVI)是代表 AMR中 DSA 抗体对血管内皮细胞损伤的组织病理学证据,是提示 AMR 损伤的主要
23、病变之一。MVI 病变包括肾小球炎(glomerulitis,g)(图 3)和 ptc(图 4)两个方面,在诊断时往往需要将两者评分相加得到微血管炎总分(即 MVI g+ptc),当 MVI 总分 2 分时,尤其是其中 g=1 分的情况下,提示 AMR 损伤,需要进一步结合 C4d 染色(图 5)和 DSA 检测予以进一步明确。虽然在 1993 年和 1997 年 Banff 标准中关注到微血管炎病变,包括肾小球毛细血管袢和肾小管周毛细血管内皮细胞损伤水肿、毛细血管内微血栓栓塞和中性粒细胞淤积,而且也推荐对肾小球炎(g)和 ptc 炎予以评分,但由于当时对 AMR致病机制及其组织病理学的意义认
24、识不足,未能将这一病变作为诊断 AMR 的特征性病变。在 2003 年Banff 会议17中提议采用 ptc 炎的评分和对活检移植肾组织中 C4d 染色阳性评分的阈值进行了讨论,并经过会议间隔内近 2 年的研究以及 2005 年 Banff会议18的进一步讨论,最终在 2007 年 Banff 标准中纳入了 ptc 炎的评分、C4d 染色的评分,并也确定了“C4d 染色阳性但缺乏活动性 AMR 的病理学证据”这一特别类型,这一类型多见于 ABO 血型不合(ABO imcompatible,ABOi)肾移植或“免疫适应(accommodation)”状况,其机制仍未明确。AMR 所致的慢性微血管
25、炎病变即慢性 AMR 也在 2003 年和2005 年的 Banff 会议及其 Banff 标准中得以研讨和确立,其中在 2005 年 Banff 标准中对于慢性 AMR 的活检诊断必须包括慢性移植肾肾小球病(transplant glomerulopathy,TG)(图 6)和/或肾小管周毛细血 管 基 膜 多 层(peritubular capillary basement membranes multilayering,PTCML)(图 7),同时可以伴有慢性移植肾动脉血管病(chronic allograft vasculopathy,CAV)(图 8),同时也需要活检肾组织的 C4d
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