同种异体阴茎移植的研究进展

　　同种异体移植技术给重建修复外科带来了很大的期望，目前，手、喉、角膜、肾、肝等器官及复合组织同种异体移植在临床实践中取得了很大进步。在组织先天或后天缺损临床应用中显示出很大的潜能。阴茎同体异种移植属复合组织移植的范畴，不同于内脏器官移植，它由各种抗原性不同的组织组成，包括皮肤、肌肉、腱膜、海绵体、神经白膜、血管，有的组织抗原性强，有的组织抗原性弱，其中肌肉、皮肤抗原性最强，容易发生排斥反应，远比心、肝、肾、肺免疫排斥反应强烈，加之异体阴茎免疫排斥反应机制复杂，缺乏排斥反应明确诊断标准及预测指标，使排斥反应难以预测和判断，保护器官移植的免疫机制的剂量不足以保护异体同种阴茎移植，而增加免疫抑制剂的剂量可诱发感染药物毒性及移植物功能衰竭也难以避免，因此在临床应用上受到限制。目前，我们对同种异体阴茎移植、治疗及研究的进展回顾，以期望同种异体研究获得同行的关注与推动。

　　1 阴茎移植的研究进展

　　阴茎移植至今没有人开展这方面的动物研究，近年来由于本课题组一直从事生殖整形外科工作，接触到大量因车祸，动物咬伤，手术意外坏死，夫妻怒斩而导致的阴茎缺失患者，同时两性畸形，女性易性病患者也是阴茎移植的求诊者。在男性变女性的手术中，一条活体阴茎白白丢弃很可惜，根据临床特点及科学的临床发展的需要，在科研条件成熟的情况下，需展开阴茎移植方面的深入研究。

　　目前，治疗阴茎缺如的方法主要有阴茎再造术和阴茎延长术两种。当前的阴茎再造手术虽然可以解决站立排尿和部分性生活问题，但通常存在阴茎外形差，需要植入阴茎支撑物，感觉麻木无法进行正常性生活获取性快感等缺点，且后期常出现排尿受阻的难题，很多患者出现后期尿道阻塞现象，痛苦不堪，甚至要求切除再造阴茎。国外Koga等[1]仅对动物同种异体阴茎移植进行了初步试验，证明同种异体阴茎移植可以很好地解决以上两种手术方式存在的问题，能获得良好的外形，能站立排尿通畅，能顺利完成性交并获取性快感三个方面的统一。但目前国外尚无人类阴茎移植方面的文献报道，国内胡卫列、吕军等[2]于2005年曾为一名广东籍的44岁男子行阴茎移植术，供体为一23岁男性脑死亡者，家属愿意捐献阴茎并签署知情同意书，配型结果：ABO血型为O型，RH血型为阴性，群体反应抗体和淋巴毒性交叉均为阴性，人白细胞抗原氨基酸残基配型为3点错配，在显微外科医师的配合下：自然状态下切取患者10cm长度的阴茎，热缺血时间为4min，在断端分离出尿道阴茎海绵体，阴茎深动脉，阴茎背浅深静脉，阴茎背动脉及背神经，在受者残端游离出相同神经血管海绵体行吻合术，术后观察阴茎血运好、颜色红润、且未出现移植后超急性排斥反应及感染现象，10天后拔出气囊导尿管，患者能站立排尿且排尿通畅，该研究经14天后终结（移植阴茎切除），未能进一步观察。结果：第一，对器官配型是否同其他器官移植一样选择合适供体尚未明确；第二，阴茎成活时间不长，机理不明；第三，病例缺乏，未能展开下一步研究。这项全球唯一的1例阴茎移植案例虽然仅仅2周就夭折了，但它给阴茎缺如及易性病患者打开了一扇崭新的大门。而我们在实际临床工作中也发现，异体阴茎移植的供体来源是相当广泛的，不管是正常脑死亡后遗体捐献出来的异体阴茎或是变性手术后遗弃不用的阴茎体均可以作为异体阴茎移植的供体来源。如此广泛的来源必然能够促使阴茎移植技术的快速开展和应用，也必将能够使阴茎缺如患者及易性病患者在此拥有良好、满意的生活质量。俄罗斯国家医学分外科中心的Miha， Lee Chenger Hiker教授称：将1例28岁男子的短小阴茎切下来，缝合在左前臂，它从不到2英寸增大到约7英寸，最后重新移植到腹股沟，其机理未阐明，医学界疑质。龙道畴等[3]应用离断深浅悬韧带延长自身阴茎海绵体，虽然可使阴茎神经血管保留，具有感觉和勃起功能，但是仅能延长3cm，对于阴茎缺如的患者，阴茎延长3cm显得不够长。

　　2 阴茎移植免疫抑制的研究进展

　　免疫抑制的发展和不断更新强有力地推动着同种异体阴茎移植的发展，目前常用的免疫抑制剂主要有钙拮抗剂，抑制增生药和皮质类固醇激素。第一代免疫抑制剂，如：硫唑嘌呤，6-巯嘌呤及可的松等的应用大大提高了器官移植的应用及存活率，但毒副作用之大限制了其广泛应用。除抑制剂所共有的机会感染、恶变、药物毒性外，均具有特异性的副作用。CSA具有肾毒性，可引起高血压、高血脂、高血糖及胃肠疾病。其中肾毒性的发病率高达70%，类固醇可引起糖尿病、伤口愈合延迟和胃肠穿孔等。而环孢菌素的发明和应用标志着组织移植的重大突破，之后发明的新药FK506（Tacrolimns）、单克隆抗体（mono clonal ontibodaies）、霉酚酸酯（mycophenolate mofeeir）及雷帕霉素（rapamycin）的大量应用使免疫抑制手段逐渐多样化，它们的配伍应用有效地降低了每种药物的毒副作用。FK506是一个从链霉素菌属中分离出的大环内酯类抗生素，其作用是与细胞内的FK506基配，这个复合抑制钙调蛋白的磷酸激酶活动相似于CSA，抑制了T细胞受体介导的信号传导途径，通过文献回顾对FK506与CSA比较，在提高组织移植物存活率、降低急慢性排斥反应及药物相关并发症方面效果更佳。运用FK506治疗后可逆转CSA所不能控制的排斥反应，提高了受体的耐受力，降低高血脂的发生率。

　　麦考酚酯是霉酚酸的前体结构，为一种非竞争性抑制剂，通过影响鸟嘌呤核苷酸的经典合成途径从而抑制T、B细胞的增生。Fakahashi对比甲麦考酚酯、雷帕霉素、钙离子拮抗剂CSA和FK506中抗CD28对T细胞的影响，发现麦考酚酯促进T细胞凋亡之作用最强。Boots通过文献回顾认为麦考酚酯由于具有低肿瘤发病危险性，用以代替咪唑嘌呤是一个好的选择。

　　RAPA是由放线菌产生的大环三烯，这个药物类似于TK506，它抑制多余生物环通路，包括细胞因子诱导细胞增殖、核蛋白体合成、翻译启动子和细胞同期进入阶段等途径。T细胞是RAPA主要靶细胞，RAPA可以最大限度抑制细胞外基质的增生。减少了内膜的厚度，减缓内膜狭窄的进展，因此，RAPA可以减少慢性排斥反应造成的血管狭窄，保证移植组织的良好血运。Kadhl等通过对肿瘤模型鼠进行心脏移植研究显示RAPA具有抗癌的特性可以抑制肿瘤，在阴茎移植中有广泛的应用前景。 　　单克隆抗体是组织器官移植中常用药物， Sun等注射抗淋巴细胞-YEY48，明显可延长皮肤的成活，建议在阴茎移植中重点选用。解孝锋等应用中药制剂应用于组织免疫排斥反应，将冬虫夏草等单株式复方制剂在组织移植应用于临床对免疫调控机制有一定的作用，无毒副作用，取得了一定进展，阴茎移植可考虑大胆尝试应用。

　　当然，移植后出现的急慢性排斥反应仍然是器官移植史上的一道难题。特别是慢性排斥反应，最后常常导致器官功能的衰竭。虽然各种新型的免疫抑制剂提高了治疗效果，减少了排斥反应和免疫抑制剂的危害，但慢性排斥反应仍然不可避免，应用免疫抑制剂后仍然会导致很多继发不良反应，限制了其广泛应用。但是一种新的治疗理念已经逐渐显现其良好的前景--免疫耐受。由于免疫耐受具有免疫特异性，与免疫缺陷或药物引起的对免疫系统的普遍抑制相比，具有显而易见的优点，所以在组织移植中具有明显的优势。目前关于免疫耐受方面的研究主要集中于单克隆抗体和SC细胞两种。Ozer等[4]应用鼠后肢异体移植模型观察T细胞受体单克隆抗体诱导免疫耐受的效果，发现Lewis鼠在接受LEWIS-BROWN-NORWAY鼠后肢后，运用TCRmAb诱导免疫耐受，明显延长了肢体的存活时间，在混合CSA治疗后，存活时间均超过350天。最近，有实验研究在复合组织移植中，用抗-TCR单抗联合环孢菌素（CyA）分别于术后使用21、7、5天后，发现所有实验组移植物存活超过350天，在撤除免疫抑制剂后通过皮肤移植观察到了特异性耐受现象[5]。

　　近年来，中国的单克隆抗体技术已经受到越来越多的关注和重视，单克隆抗体药物研究已被列入863计划和国家重点攻关项目。目前，中国已有2个治疗性单抗产品获准生产，3个治疗性产品处在临床试验阶段，多个抗体药物处于临床前研究阶段，已批准的诊断性单抗有31个。武汉生物制品研究所抗肾移植单抗OKT3（注射用鼠源性抗人T淋巴细胞CD3抗原单克隆抗体）最早批准上市，具有免疫抑制作用，可逆转对移植器官的排斥反应，此种单抗被称为嵌合抗体。所谓嵌合抗体指用人的恒定区取代小鼠的恒定区，保留鼠单抗的可变区序列，形成一个人-鼠杂合的抗体。其研制程序快，可大幅度降低异源抗体的免疫原性，却几乎保持亲本鼠单抗全部的特异性和亲和力。另外，它还具有人抗体的效应功能，如补体固定、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）等。此种产品国际上成功的临床用药有Simulect（Novartis公司的抗CD25抗体），用于抗移植排斥。而另一种单抗属于人源化抗体，是利用现有的无数已详细分析过的小鼠抗体，取其与抗原直接接触的那段抗体片段（互补决定区，CDR）与人的抗体框架嫁接，经亲和力重塑，可维持其特异性和大部分的亲和力，同时几乎去除免疫原性和毒副作用。此种以Zenapax（Protein Design Labs（PDL）/Roche公司的抗CD25抗体）为代表，用于抗移植排斥。机体的某些特殊部位在植入异体组织后不会发生排斥反应，且这些移植组织可长期存活，如眼、睾丸、脑等特殊区域，这些区域称为免疫豁免区[6]。免疫豁免区的组织若移植到其他部位，能抵抗排斥反应而存活，诱导局部产生免疫耐受。睾丸是天然的免疫豁免区，研究证实睾丸支持细胞（Sertoli cells，SC）是维持其免疫豁免功能的主要细胞，共同移植SC可延长同、异体移植物的存活时间，近年来，有学者将Sertoli细胞和胰岛细胞联合移植，发现移植前后在不使用免疫抑制剂的情况下，移植物长期存活，血糖下降，且有研究表明，发现在体外SC浓度在1×106～1×107/ml时对活化的淋巴细胞抑制作用最明显，再增加剂量，抑制作用不再明显增加，表明SC对淋巴细胞的抑制作用具有剂量依赖性，目前，已经证实的SC细胞的共移植在胰岛、肾脏、肝脏、甲状旁腺等器官异体移植中起到了良好的免疫抑制效果，对于移植器官起到了很好的保护作用[7-19]。

　　如果我们将上述两种免疫耐受疗法结合在阴茎移植手术中，使得阴茎移植能够获得较长时间的功能存活期，那么我们可以肯定，只要经过进一步的研究，必然能够在阴茎移植上取得巨大进步，从而为免疫耐受在复合组织移植中的临床应用奠定坚实的基础。

　　3 影响阴茎移植的因素

　　阴茎移植在国内外开展不多，国内仅1例，成活了2周左右，其经验不多，没有进一步观察和研究的经验。.

　　3.1解剖因素：阴茎移植研究主要涉及器官、组织和细胞三个层次，主要是吻合海绵体、白膜、阴茎深动脉、阴茎背动脉、阴茎背深动脉、阴茎背浅动脉、阴茎背神经、Back筋膜、皮膜，组织结构复杂，比肝、肾、甲状腺等单纯性器官移植要复杂，属复合组织同种异体移植的范畴，涉及到神经、血管、筋膜、白膜、皮膜。

　　3.2受体生理环境因素：阴茎移植的供体和受体受解剖、生理、免疫差异的影响。生理上的差异也影响其成功实施：一是受体的生理环境能否成功为移植阴茎提供充分的营养支持和稳定性相容性的内环境；二是移植阴茎能否正常工作，满足受体的生理需要，那么需要保留完整的大血管通路，微循环系统和细胞外基质植入受体后可迅速重建局部血液循环，血流供应充分保留了源于供体的微循环环境，才可以更好地满足移植阴茎的生理需要。移植阴茎完全依赖于体循环提供的血流供应和受体微循环的滋养。第二点是受人体生理屏障的影响，人体是一个固有的免疫反应体，同样对于移植阴茎也有生理障碍调节反应。多种可溶性蛋白质，参与免疫防御，溶菌酶是黏膜分泌物中的水解酶，可分解细胞壁的肽聚糖，还有血清蛋白质等都是参与生理屏障反应因素，是影响阴茎移植的生理环境因素。

　　3.3排斥反应因素：阴茎移植术后的排斥反应是手术成功的关键。同种异体阴茎移植和其他移植术一样，排斥反应分为三类：第一，超急性排斥，一般发生在手术后24h，甚至几分钟，几小时内出现。原因可能是：①受体与提供者的血型不符；②由于有过妊娠或已经做过其他器官移植，受体内血清内已有抗体形成，在免疫学上，由于移植阴茎各组织器官细胞膜上的抗原和受者的循环抗体之间发生对抗所致，因为这些抗体都预先存在于受体内，所以超急性反应在阴茎移植术后迅速发生。组织学表现：主要是移植器官的小血管腔内有血小板，中粒细胞，纤溶蛋白沉渣所造成的血栓，血管阻塞，梗死，切口可见严重的弥漫性出血。临床上，移植阴茎功能迅速衰竭、凋亡、坏死；第二，急性排斥反应发生在移植器官功能恢复后，主要在术后几天、几周或术后1年内多次重复出现，主要症状是突然寒战、高热、阴茎肿胀疼痛、一般情况差、阴茎功能减退、阴茎水肿、阴茎毛细血管小动脉血小板纤维蛋白沉淀引起的血管不通式梗死，是移植阴茎的细胞HLA抗原和受者的致敏淋巴细胞之间发生对抗所致，是被受体的T淋巴细胞认为异物，淋巴细胞激化大量增殖，对移植阴茎的细胞HLA抗原攻击所致；第三，慢性排斥反应，一般发生在阴茎移植术后几年中，主要表现为阴茎体肿胀不适，组织等表现为阴茎弥漫性间质性水肿。 　　3.4药物因素：阴茎移植是一个多组织的复合性移植，包括有皮肤、筋膜、白膜、神经、血管，每个组织解剖功能不一样，免疫抑制药物的给药方式、药量也不一样，同时药物的毒性副作用也不一样，合理有效的给药，机能可能得到满意的恢复，对于阴茎移植的药物研究，在全身用药的选择基础上减少作用药物，增加局部用药，张旭东等对国内外文献综述发现早在1951年Billinghan等在皮肤局部选用可的松，可增加异体皮片的存活时间，主要有局部外敷给药和动脉给药两种。1988年，Black等运用5种不同的给药方式，检测局部运用CAS对异体皮片存活的影响，发现全身用药在早期很必要，在维持阶段局部用药有效，在全身停药36天后，实验测试局部用药浓度仍为对照组的22倍，在伴刀豆凝集素A和植物凝血素的刺激下，全身系统的淋巴细胞合成DNA合成正常，T细胞的介导免疫没有受到影响，MHCⅠ、Ⅱ的表达和CD4+淋巴细胞浸润减少，这强烈表示局部用药发挥了免疫抑制效应。

　　4 阴茎移植的伦理学研究

　　长期以来，器官移植的伦理问题一直是移植技术争论的焦点，阴茎移植与其他的器官移植又不一样，可能面临的问题更尖锐与复杂，是社会伦理、心理方面的争论，此话题是受体供体家属之间必须面对的问题。阴茎，中国人称之为命根，是生命的根体，生命的延续，阴茎移植后，患者会不会出现阴茎是别人的这样的心理排异反应，家人有没有因阴茎是别人的这样的抵触心理，特别是妻子，接纳的心理程度有多大，有待进一步研究。

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