郭晖（华中科技大学同济医学院附属医院器官移植研究所，器官移植教育部重点实验室/卫生部器官移植重点实验室，湖北 武汉 430030）

基于我国日益严重的器官短缺的矛盾、改变我国器官捐献的窘境并充分结合中国的社会和法律现状，2015年中国正式取消了死囚器官捐献，公民逝世后器官捐献已经成为我国器官移植中唯一的器官捐献来源［1-4］。心脏死亡器官捐献（donation after cardiac death， DCD）供者既往也称为无心跳供者（non-heart-beating donor， NHBD），是指呼吸和循环功能停止且不可能自发性恢复的供者。其特别适用于尚未通过脑死亡立法，但具备良好的器官捐献意愿的国家和地区。脑死亡器官捐献（donation after brain death， DBD）借助机械通气和药物维持在整个器官获取过程中一直可以通过心脏搏动来提供器官灌注，而DCD则必须等到心肺功能停止即宣布死亡后才开始器官获取，供者器官需要经历较长的热缺血时间，此外，DCD供者因高龄所致的器官退行性变化（预存性病变）、获取和保存过程中较长的冷缺血时间、供者感染和肿瘤等因素均可能严重影响DCD供肾质量，对这一类型的供肾进行临床系统评估后，进一步采用病理学评估是明确其质量和决定取舍的关键环节。

1 关于DCD供肾肉眼评估的思考

对病变器官大体观察一直是解剖病理学研究中不可缺少的基本功。因此，DCD供肾在临床评估和机械灌注指标评估的基础上，对其予以肉眼观察是供肾形态学评估的首要步骤，通常在供肾手术获取过程中、获取后的灌注保存中和移植手术之前的肾脏修整过程中进行。其主要由器官获取组织（organ procurement organization， OPO）中的获取手术医生或移植手术医生，针对供肾的外观表现包括肾脏大小、颜色、质地和肾脏表面有无异常病变予以判断，并根据外观表现有无异常而决定是否需要进一步活检及病理组织学检查。虽然这一环节的观察和判断是经验性和主观性的，并不能明确病变性质，尤其是肿瘤样病变，但可以发现异常，并进一步进行后续的快速病理学观察，以明确诊断和决定取舍。肉眼评估中可见的肾脏外观异常包括两侧肾脏大小不一、肾脏被膜下大小不一的出血瘀点或瘀斑、大小不一的结节样改变、占位性肿物和肾脏表面萎缩瘢痕等。

2 DCD供肾病理组织学评估的思考

DCD供肾的活检病理组织学评估是全面评估体系中的重要组成部分［5-6］，尤其是对于目前逐渐增多的扩大标准供者（expanded criteria donor，ECD）供肾，活检组织病理学评估是不可缺少的环节，可以为了解供肾质量提供其他手段所无法获得的关键信息。国际上，Sung等［7］报道美国75%的ECD供肾均接受了术前活检组织病理学评估，其中约40%因病理学指标不合格而摒弃［8］；Papadimitriou等［9］报道了在ECD供肾中有12%的供肾单纯依据临床指标评估而被摒弃，但随后的病理学评估却发现其肾脏组织结构完全正常，适合作为供肾移植。上述两项研究非常突出地表明，供肾活检病理学评估一方面可以摒弃质量不佳的供肾；而另一方面也可以借助精准的病理学评估，避免仅凭单一的临床评估而放弃本身质量良好的供肾资源。对于这一评估，随着我国DCD捐献肾移植临床工作的快速发展，越来越多的移植中心逐渐重视和开展了供肾病理学评估，但与国际研究现状基本相似，即在活检方法、病理学技术和具有共识性的诊断标准方面尚未形成明确的结论，有待于更多的移植中心协作参与共同研究。

DCD供肾病理学评估的方法包括活检类型、活检方式和活检标本的病理学技术3个方面。

2.1 DCD供肾活检的类型：供肾活检主要依据活检的时机分为供肾获取时活检、移植术前的活检和移植术中的零时活检3种类型。获取时活检即在确定供者同意器官捐献后，在获取供肾的手术时对供肾予以肉眼观察并对供肾肉眼观察异常者，如供肾大小、颜色、质地异常或存在肿瘤病变者，进一步予以活检，以及时明确供肾质量、判断肉眼所见的病变是否为预存性病变，最终判断供肾是否适合移植［9-10］。对于供者年龄＞60岁的ECD供者，推荐必须予以获取时活检。移植术前活检即在移植手术之前，包括供肾获取后的冷保存和运输以及低温机械灌注后所进行的活检病理学观察，其主要目的不仅可以判断供肾的预存性病变，而且还可以进一步观察供肾的缺血损伤情况，是依据供肾形态学表现判断供肾质量进而决定取舍的最佳指标。零时活检是肾移植手术中在血管吻合完成并开放血流后对移植肾进行的活检，其主要目的是为了观察供肾的预存性病变，观察供肾的缺血损伤以及血供恢复后的再灌注损伤情况，也可以获得供肾的组织学背景资料，为后续及移植术后的活检提供组织病理学的参考。由于该活检通常在吻合动脉血管开放以后实施，因此有的文献中也称为再灌注后的活检。由于零时活检时已经完成了肾移植手术中血管的吻合，其结果往往已经无法协助指导供肾的取舍，更多的意义在于观察缺血/再灌注损伤病变程度或为移植术后并发症时的活检提供参考。鉴于以上3种活检时机的不同，应更多地采用移植前活检以保证准确评估供肾质量和指导供肾取舍，保障移植效果。

2.2 DCD供肾活检的方法：DCD供肾活检的方法包括楔形活检和针穿刺活检两种［11-12］。其中楔形活检是借助手术尖刀在肾脏表面切取位于肾皮质浅层的、楔形的肾组织以供病理学观察，楔形组织块大小约为3～5 mm的等边三角形，厚度约为2～3 mm；穿刺活检即借助专用肾活检穿刺针/穿刺枪以一定角度穿刺进入肾皮质部位取材肾组织以供病理学观察，其活检肾组织为长条形，长约为1～2 cm、直径约为0.5～1 mm。这两种活检方法各具明显的优缺点，使得其应用一直存在争论［13-16］。楔形活检取得的肾组织量充足，可供观察的范围较大且其中的肾小球数量多但动脉血管数量较少，虽然美国器官资源共享网络（United Network on Organ Sharing， UNOS）报道其大多数移植中心更多地在供肾获取时或移植术前采用楔形活检，但目前认为由于其取材位于肾被膜下且该部位处于动脉血供的末梢，尤其是老年供者（ECD供者）均存在不同程度的动脉血管硬化而加重该部位的硬化肾小球比例，因此，非常容易高估肾小球硬化的程度，有的移植中心推荐楔形活检深度必须至少达到5 mm才能准确判断肾小球硬化情况。穿刺活检取得的肾组织量明显少于楔形活检的肾组织量，但其取材部位较深，对肾小球硬化和动脉血管病变的判断更为准确。而穿刺活检的取材部位较深，虽然可以避免误判肾皮质浅层的肾小球硬化比例，但却容易损伤肾脏深部的动脉血管引发出血并发症，且其取得的肾小球数量略少。因此，哪种活检方法更适于我国的DCD供肾病理评估尚无定论，多数移植中心更倾向于穿刺活检，但楔形活检的研究仍不够，需要更多的两种活检方法的比较研究。

2.3 DCD供肾活检标本的病理学技术方法：供肾活检标本的病理学处理方法主要包括冷冻切片和快速石蜡切片两种，两种方法的操作技术和所得结果不同。冷冻切片整个过程基本约40分钟［17］，其优点为快速，缺点是由于组织内冰晶形成或技术操作不当等因素使组织和细胞的形态欠佳，甚至产生人为假象，不利于供肾组织和细胞结构的准确判断［13］。快速石蜡切片可以借助现代化、自动化的组织标本处理机等制成石蜡包埋切片并进行染色，其组织和细胞结构形态保存完好，便于供肾肾小球、血管、肾小管和肾间质4个组织结构单位的全面和准确判断，但耗时较长，约为2～3小时，延长了供肾的冷缺血时间。

目前，对于DCD供肾中上述两种病理学技术方法的比较研究仍有限，其中冷冻切片虽然能基本满足肾小球和血管病变的观察，但由于技术因素使得肾小管-间质的形态保存不佳，不利于精确判断肾小管-间质病变。而快速石蜡切片能避免这一不足但却耗时较长，不利于广泛采用。为此，Banff移植肾术前活检研究工作组推荐楔形活检和冷冻切片的技术组合。目前的研究结论显示，不同诊断者之间的诊断一致性在肾小球病变方面明显优于血管病变和肾小管-间质病变。同时也显示两种技术方法所致的诊断结果差异在很大程度上是由当班病理医生对肾脏病理的诊断经验差异所致，甚至有时会导致供肾取舍决定上的差异，而对于经过系统地肾脏病理学训练的当班病理医生而言，两种方法得到的结果能有较好的一致性。

3 DCD供肾组织病变评估标准的思考

3.1 DCD供肾病理学评估中单一病变的组织病理评分标准：目前国际上的供肾组织病理学评估标准有针对供肾单一病变和全面病变两个方面。其中针对单一病变的评估主要依据Banff移植肾活检诊断标准中关于肾脏肾小球、血管、肾小管和肾间质4个固有结构的慢性病变予以半定量评分评估（表1）。

基于目前有楔形活检和穿刺活检两种不同的活检方法，对活检标本合格性的判断标准略有不同，对于楔形活检而言，多数移植中心建议肾小球数量应达到25个或更多并含有动脉血管分支。对于穿刺活检则依据上述Banff标准其肾小球数至少应达到7个或以上并至少含有2支动脉血管分支。

关于活检组织内肾脏各单独成分的病变与移植肾预后的关系目前虽然进行了很多研究，但结论仍难以明确。1995年，Gaber等［18］最先报道了尸体供肾活检组织中硬化肾小球比例＞20%则移植术后会影响移植肾的长期存活，而且这一判定标准的影响力一直持续到现在，由此美国对50%的尸体供肾以及85%的ECD供肾均进行获取时活检以判定质量及决定取舍，仅2012年内就放弃了40%的尸体供肾和45%的ECD供肾。也有研究报道部分原本经病理学评估决定放弃的供肾移植后能够获得良好的5年生存率，因此，在目前供者器官来源日益短缺的情况下，这也引起了更加深入的思考，近20年来对供肾病理学评估标准的深入研究后所得出的结论是不一致的，这或许是由于目前的供体类型已经与20年前的供体状况有了明显不同，以及供肾获取、保存和维护技术也发生了很大的进步，使得影响其结果判断的因素明显增多了，研究也更为复杂，结果差异也更大。为了梳理既往的供肾病理学评估研究结果和深入分析供肾病理学评估价值，Wang等［13］系统收集了1994-2014年间发表的673篇相关文献，并依据至少具备50例以上病理活检病例，具备移植术后估算肾小球滤过率（estimating glomerular filtration rate， eGFR）、GDF和移植肾失功能等随访结果数据而严格从中筛选出47篇文献并详细分析了关于供肾病理学评估结果与移植术后肾功能的相关性。研究显示，上述文献研究结果的科学性和可借鉴性很差，我们仍没有某一项固定的、单一的病理学指标可以直接预测移植肾的功能。因此，目前的总体原则是不推荐仅仅依据单纯的病理学评估即判定供肾取舍，且病理学观察项目中任何单一病变均不能作为判定供肾取舍的依据。经过目前的初步研究，更推荐采用包括肾小球病变、肾动脉血管病变、肾小管病变和肾间质病变在内的复合性组织病理评分系统，进而能制定出能将临床指标与病理活检指标相结合的综合评估指标系统，才能更好地判断供肾取舍和指导预后。

表1 供肾活检病理学评估

3.2 DCD供肾病理学评估中复合性组织病理评分标准：目前，对于供肾的病理学评估，国际上已经提出了15种基于半定量评估的复合性组织病理学评分系统，所有这些评分系统均主要依据前述的Banff诊断标准中的慢性病变计分方法对肾小球硬化、小动脉硬化及小动脉透明样变、肾间质纤维化和肾小管萎缩进行评估，此外也有少数评分系统中对供肾的肾小球病、肾小球毛细血管袢的系膜增生、肾小球毛细血管微血栓、肾间质炎症和急性肾小管坏死也予以评分。以下就其中主要的、应用最多的几种计分标准予以简介以供大家参考。

3.2.1 Banff慢性病变的总体计分系统：该计分方法由匹兹堡大学移植中心Randhawa等［19-20］借鉴Banff移植肾活检诊断体系中的计分方法在2000年提出 （表1）。随后应用到尸体供肾病理学评估中。该计分标准基本沿用了Banff活检诊断体系中的对于肾脏固有4个结构单位的慢性病变包括肾小球硬化、肾小球系膜基质增生、小动脉血管硬化及玻璃样变、肾小管萎缩和肾间质纤维化予以计分［21-28］，对年龄≥55岁和年龄≤55岁但有高血压、糖尿病病史、不明原因的血清肌酐逐渐升高、尿量减少和冷缺血时间较长的尸体供肾在移植术中实施活检。根据Banff体系，分别对肾小球硬化、肾小球系膜基质增生、肾小管萎缩、肾间质纤维化、动脉分支硬化和动脉分支管壁透明样变依据病变程度计0～3分。其中肾小球硬化的0～3分分别对应于0、1%～10%、11%～20%和21%～30%的肾小球出现硬化表现。随访分析移植术后6个月和12个月血清肌酐水平，依据肌酐清除率水平＞50、35～50、25～34和＜25 ml/min分别将移植肾功能分级为1～4级，其中无论术后时间如何，肾功能达到4级者提示移植肾失功能。并经统计学分析供者组织学病变与移植后肾功能的相关性以及与供者年龄、术后急性排斥反应和冷缺血时间等因素的相关性。研究结果发现，供肾肾小球硬化和肾间质纤维化是预示移植肾失功能的独立因素，随着两者计分的升高，移植术后6个月和12个月时移植肾功能明显不良。研究中也发现57%的60～75岁的供肾中硬化肾小球＜10%，而29%的30～39岁年轻供肾中存在动脉硬化表现，提示单纯依据供者年龄决定取舍是不恰当的，活检时应该提供准确的供肾信息。

3.2.2 Remuzzi供肾活检的组织病理学评分标准：1999年意大利贝勒莫医院的Remuzzi等领导的双供肾移植研究组提出了双供肾组织病理学记分评估方法 （表2）。评估方法为分别观察供肾肾小球硬化、肾小管萎缩、肾间质纤维化和动脉分支血管管腔狭窄情况，各项指标依据病变程度计0～3分，最后依据4项指标的总分值决定是否行单肾移植、双肾移植或放弃移植。其研究了24例受者接受确立DBD后的边缘性供者（年龄＞60岁、有高血压、糖尿病史和蛋白尿者）的供肾移植，双侧供肾均进行活检组织病理学评估，总分≤3分者可分别进行单肾移植，当双肾评分均达到4～6分者决定进行双肾移植，≥6分者则考虑应放弃供肾。

表2 Remuzzi供肾活检组织病理学评估系统［29］

3.2.3 慢性移植肾损伤指数（chronic allograft damage index， CADI）评分标准：1992年由芬兰赫尔辛基大学Isoniemi等［30］提出。其最初提出仅是用于对尸体肾移植术后2年时实施活检，以预测术后6年时移植肾是否会进展为慢性排斥反应进而失功能。由于CADI中主要研究了术后早期阶段移植肾慢性损伤病变中各项肾脏形态学指标（包括弥漫性肾间质炎症、肾小球系膜基质增生及肾小球硬化、血管内膜增生和肾小管萎缩）的变化及其演进，尤其是这些变化对于长期存活的影响，故有研究者将这一组织形态学评分方法应用到边缘供肾的评估中（表3）。

3.2.4 Pirani评分标准：Pirani半定量评分方法1975年提出并最初用于肾脏病活检中，1999年Karpinski等［31］报道将Pirani评分方法改良后用于边缘供者（供者年龄＞60岁、既往有高血压和/或心血管系统疾病）供肾移植前的组织学评估（表4）。同样观察肾脏肾小球硬化、肾小管萎缩、间质纤维化和血管病变4项指标，评估总分为各项指标之和，同时结合临床病史中供者年龄、性别、体重、死亡原因和肌酐清除率水平并随访观察2年。结果显示，供肾肌酐清除率结合组织病理学评估中的血管病变计分可明显预示移植后功能以帮助决定供肾取舍，对于供肾肌酐清除率较高的边缘供者均应实施供肾活检，且如果肌酐清除率＜100 ml/min和＞20%肾小球硬化或严重血管病变者则应放弃单肾移植而推荐实施双肾移植。

表3 CADI中需观察的移植肾组织病理学指标［30］

表4 改进的Pirani供肾组织病理学评估方法［32］

动脉血管硬化病变可显著降低2年移植肾存活率。供肾组织学评估指标总分≥6者移植后DGF的发生率为100%。4项组织学指标中血管病变对移植后功能的影响最显著，如果供肾单独的血管病变计分达到3分者，术后DGF的发生率为100%。

3.2.5 马里兰病理汇总指数评分（Maryland Aggregate Pathology Index， MAPI）：2008年由马里兰大学Munivenkatappa等［33］结合其当时国际上最大例数、基于移植术前的楔形活检、应用病理图像分析技术及其相应的病理指标与移植术后肾功能相关性分析的基础上，提出了MAPI。该评分系统中主要评估硬化肾小球（glomerular sclerosis， GS）、小动脉管壁透明样变（arteriolar hyalinosis， AH）、动脉管壁厚度与管腔直径的比值（arterial well to lumen ratio， WLR）和肾小球囊周纤维化（peri-glomerular fibrosis， PGF）、肾间质纤维化及瘢痕5个方面的肾脏形态学指标，同时针对这5项指标也结合前瞻性临床研究确定了其与肾移植术后的临床预后有显著的相关性。MAPI计分的总分为15分，其中依据具体计分而划分为3个评分及其相应的供肾质量以及移植预后的级别，分别为＜7分、8～12分和12～15分，其中＜7分者提示供肾质量良好，移植后为低风险，移植后移植肾5年存活率达到90%；8～12分为供肾质量中等级别，移植中度风险；12～15分为供肾质量差，移植后高风险，后两者的移植肾5年存活率分别为63%和53%。

MAPI评分中对供肾特定病变及其与移植后肾功能预后的相关性进行了研究，结果显示，为保证移植术后良好的移植肾功能，供肾硬化肾小球的比例应＜15%，其供肾硬化肾小球的比例＜15%者和＞15%者移植后5年的移植肾存活率分别为64%和46%；同时认为动脉血管的管壁和管腔直径比（wall to lumen area ratio， W/LR）应该＜0.5，其WLR＜0.5或WLR＞0.5的供肾移植术后5年的存活率分别为73%和52%，且进一步明确，中等和小动脉血管病变（尤其是依照Banff标准评定的cv3病变）在决定移植肾预后方面与肾小球硬化指标具有同等的权重；肾间质纤维化指标包括了间质纤维化、肾小管萎缩和肾小球囊周纤维化三个病变，较之单纯的间质纤维化评分能更好地提示移植肾预后，其供肾有间质纤维化指标和无间质纤维化者，移植后移植肾5年的存活率分别为79%和54%，有PGF和无PGF者比较，移植肾5年的存活率分别为82%和54%。

3.2.6 其他的组织病理学评估标准：Bajwa等［34］分析了来自OPTN/UNOS的2696例具备双侧供肾活检资料并实施了移植的资料，针对性研究了供肾肾小球硬化与移植预后的关系及两侧供肾中肾小球硬化是否有差异。结果显示，供肾肾小球硬化≥5%可以作为预示移植后功能不良的指标，但对于硬化肾小球数量≥5%以上的供肾难以进一步分析，这主要是因为对于肾小球硬化的判断与活检标本中能取得的肾小球数量有很大关系。因活检方法导致实际取得的肾小球数量差异很大，且不同研究者对肾活检组织中基本肾小球数量认识不一，有研究者认为至少应达到25个以上，其判断肾小球硬化才具有统计意义，有的研究者认为达到10个肾小球即可。由此导致肾小球硬化的比例一直争论不一，从10%到20%不等，本文认为达到5%即具有判断意义，Gaber等［35］应用20%作为判断依据但却发现其与术后DGF关联性并不强。两侧供肾肾小球硬化的协同度为78%。

Escofet等［36］也采用对尸体供肾移植术中零时点活检观察肾小球硬化比例对术后肾功能的影响。结果发现肾小球硬化与供者年龄因素显著相关，且经线性分析发现供肾肾小球硬化可显著影响术后肾功能并可预示移植肾长期存活情况。

Snoeijs等［37］部分研究者针对DCD中高龄供肾比较研究了Rumazzi评估和Banff评估两种方法。并比较了活检指标与临床供者年龄和原发病等指标在预示移植后功能方面的优越性，活检采用楔形活检和穿刺活检两种方法。结果显示，两种评估方法得到的移植物预后相同，在所有的组织学指标中，肾小球硬化和血管狭窄与高龄DCD供肾的长期存活的相关性最显著。相比于年龄、肾重量、供者GFR、机器灌流量和灌流肾内阻力5项临床评估指标，活检组织病理学（肾小球硬化、肾间质纤维化和血管硬化3种病变）的评估更能准确预示移植肾功能。研究中同时也注意DCD在循环终止至器官灌注保存期间的热缺血时间因素是导致术后即可发生的DGF的重要因素，而该并发症是上述组织学病理评估指标所难以预测的，这提示对于高龄DCD供肾且热缺血时间（warm ischemia time，WIT）过长者应尤其谨慎，这时必须采取活检评估手段。

上述的供肾病理学评估中不同类型的评分系统各有侧重，但具体何种评分系统更适合我国DCD供肾病理学评估，仍需要在我国的DCD临床中进行更多的应用及其比较研究，以及最终能制定出最适合我国实际并具有良好应用性的评估标准。