闖器官移植難關(guān)克HLA配型難題——記解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬307院免疫專家奚永志教授

闖器官移植難關(guān) 克HLA配型難題——記解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬307院免疫專家奚永志教授

2005年02月01日

不久前，解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬307醫(yī)院免疫研究室的研究人員，在其開(kāi)展的國(guó)家“973”重大基礎(chǔ)課題研究中，在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了HLA-A*11新等位基因，以及產(chǎn)生該基因的基本機(jī)制和一系列新的HLA重組家系。最近，這一基因獲得了世界衛(wèi)生組織白細(xì)胞抗原命名委員會(huì)（WHO-HLA）的正式命名。上述研究成果對(duì)于人類器官及造血干細(xì)胞移植的HLA準(zhǔn)確配型、尋找最佳供體，以及有效防止移植排斥反應(yīng)和延長(zhǎng)患者的生命，都將產(chǎn)生重大影響。近日，記者專程來(lái)到307醫(yī)院，采訪了該研究的學(xué)術(shù)帶頭人奚永志主任，零距離地了解了這個(gè)頑強(qiáng)拼搏、不計(jì)得失、默默奉獻(xiàn)的科研人。

棄工擇醫(yī) 投身軍營(yíng)

奚永志，1961年出生于青島市的一個(gè)軍人家庭。他是1977年國(guó)家恢復(fù)高考后首批進(jìn)入大學(xué)深造者之一，并得到國(guó)內(nèi)外嚴(yán)格、系統(tǒng)、正規(guī)的科研培養(yǎng)。他長(zhǎng)期從事血液/免疫學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，特別是在擔(dān)任307醫(yī)院免疫室主任以來(lái)，他以強(qiáng)烈的責(zé)任感、使命感和對(duì)軍事醫(yī)學(xué)事業(yè)的奉獻(xiàn)精神，帶領(lǐng)全室同志奮斗于醫(yī)學(xué)研究的漫漫征程。他36歲就被破格晉升為研究員，現(xiàn)為中國(guó)免疫學(xué)會(huì)理事、博士生/博士后導(dǎo)師。

談起奚永志的學(xué)醫(yī)歷程，還有一段鮮為人知的故事。奚永志高考的第一報(bào)考志愿是化學(xué)專業(yè)，但接到的卻是理工大學(xué)的錄取通知書(shū)。對(duì)此他十分沮喪，先決定不學(xué)理工了，繼而又“突發(fā)奇想”地要學(xué)醫(yī)。倔強(qiáng)的他沒(méi)有到學(xué)校報(bào)到，而是待在家里繼續(xù)復(fù)習(xí)。幾個(gè)月后，他如愿考取了青島醫(yī)學(xué)院。

大學(xué)畢業(yè)后，奚永志被分配到德州市立醫(yī)院內(nèi)科工作。當(dāng)時(shí)該院的臨床工作條件尚可，但科研基礎(chǔ)十分薄弱。為了能夠在醫(yī)學(xué)上有更大發(fā)展，1985年奚永志毅然決然地報(bào)考了軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院造血干細(xì)胞移植專業(yè)的研究生，并順利地通過(guò)考試。畢業(yè)時(shí)，他以優(yōu)異的成績(jī)被留在了軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)研究所工作。1991年，作為中-荷兩國(guó)雙邊科技交流人員，奚永志被中國(guó)政府派往荷蘭王國(guó)皇家科學(xué)院進(jìn)行客座研究。

艱苦創(chuàng)業(yè) 不斷進(jìn)取

為配合戰(zhàn)時(shí)放射防護(hù)研究及血液腫瘤病人造血細(xì)胞移植前的HLA配型應(yīng)用研究，307醫(yī)院在上個(gè)世紀(jì)80年代初期，組建了全軍第一個(gè)HLA專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。1987年，該實(shí)驗(yàn)室成為軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。1995年，該實(shí)驗(yàn)室被批準(zhǔn)為國(guó)家生物醫(yī)學(xué)分析中心免疫學(xué)研究室?，F(xiàn)在，它已成為全國(guó)HLA領(lǐng)域極具影響力的專業(yè)研究室，也是惟一一家經(jīng)科技部“認(rèn)證，認(rèn)可”的國(guó)家HLA專業(yè)研究室。

作為該研究室的第二任主任，奚永志自上任后，帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，迅速建立了以造血、分子導(dǎo)向及移植免疫耐受為主攻方向，以CD34+造血細(xì)胞生物學(xué)特性及IL6/IL6R系統(tǒng)為探索的切入點(diǎn)，以造血細(xì)胞及器官移植HLA配型為特色的多學(xué)科、多領(lǐng)域協(xié)作、融合的研究體系。自1995年以來(lái)，該研究室在他的帶領(lǐng)下，先后獲得國(guó)家“973”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目9項(xiàng)、全軍醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金項(xiàng)目3項(xiàng)、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院和307醫(yī)院基金項(xiàng)目6項(xiàng)。除此之外，他們還將每年從自身科研成果轉(zhuǎn)化而獲得的幾百萬(wàn)元人民幣，作為實(shí)驗(yàn)室科研經(jīng)費(fèi)的補(bǔ)充。

當(dāng)回答記者提出的為什么他們選擇的是應(yīng)用基礎(chǔ)研究而不是純基礎(chǔ)研究這一問(wèn)題時(shí)，奚永志意味深長(zhǎng)地說(shuō)：“純基礎(chǔ)研究需要長(zhǎng)期、大量的人力、物力的投入，實(shí)事求是地說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)階段的綜合國(guó)力還不具備這種經(jīng)濟(jì)實(shí)力和人才儲(chǔ)備。我們應(yīng)學(xué)習(xí)日本科技發(fā)展的模式，緊緊圍繞國(guó)家發(fā)展建設(shè)的總目標(biāo)，先搞應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)服務(wù)?！?/p>

積極探索 勇于創(chuàng)新

20世紀(jì)80年代末，奚永志就有一種強(qiáng)烈的科研沖動(dòng)：結(jié)合自己的學(xué)科專業(yè)，搞一個(gè)更具現(xiàn)實(shí)意義的研究項(xiàng)目。1991年，他借前往荷蘭王國(guó)皇家科學(xué)院研修之機(jī)，毫不猶豫地將急性白血病相關(guān)治療的應(yīng)用基礎(chǔ)研究作為主攻方向。

有研究表明，IL6/IL6受體α與β基因和蛋白在白血病細(xì)胞中存在異常高表達(dá)，而正常造血細(xì)胞幾乎不表達(dá)或僅表達(dá)微量的IL6R，提示IL6/IL6R系統(tǒng)在急性白血病的發(fā)生與發(fā)展中，可能發(fā)揮重要作用——此研究為利用IL6/IL6R系統(tǒng)介導(dǎo)靶向殺傷急性白血病細(xì)胞，提供了充分的理論依據(jù)。據(jù)此，奚永志與荷蘭皇家科學(xué)院合作，在中-荷科技交流基金及國(guó)家自然科學(xué)基金資助下，在國(guó)際上率先開(kāi)展了利用IL6/IL6R系統(tǒng)介導(dǎo)靶向殺傷白血病細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究，其部分IL6-PE40研究成果獲得荷蘭TNO皇家科學(xué)院科學(xué)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。

回國(guó)后，奚永志繼續(xù)開(kāi)展這方面的研究，并通過(guò)采用基因融合SOE技術(shù)，于001年在國(guó)內(nèi)率先構(gòu)建成功IL6D24-Linker-PE40、IL6D24-PE40及IL6-PE40KDEL（最后一項(xiàng)為國(guó)際上首次報(bào)道），并利用計(jì)算機(jī)模擬比較了它們的分子生物學(xué)特性（至今未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)道）。接著，奚永志和其他研究人員又采用電轉(zhuǎn)法，將編碼人IL6RcDNA轉(zhuǎn)入不表達(dá)IL6R的BNML大鼠的白血病LT12細(xì)胞中，在國(guó)際上首次成功建立了高表達(dá)人IL6R的BNML大鼠白血病LT12-IL6R+體內(nèi)外模型，并利用該模型證明：IL6-PE40融合蛋白能在體內(nèi)外特異性殺傷白血病細(xì)胞，而對(duì)正常造血細(xì)胞無(wú)明顯毒副作用。

求真務(wù)實(shí) 服務(wù)國(guó)人

20世紀(jì)國(guó)際實(shí)驗(yàn)血液學(xué)研究領(lǐng)域的重大成就之一，就是能夠高效富集高純度的，具有自我更新、多向分化及重建長(zhǎng)期造血與免疫功能的CD34+造血干/祖細(xì)胞，并用其進(jìn)行造血調(diào)控的基礎(chǔ)研究、造血干細(xì)胞移植、基因治療及體外擴(kuò)增。能否開(kāi)展這些新技術(shù)，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家血液病治療乃至腫瘤治療學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)程度與整體水準(zhǔn)。

奚永志與同事們?cè)趪?guó)家自然科學(xué)基金和美國(guó)Baxter基金資助下，經(jīng)過(guò)10年的不斷研究，迄今已推出我國(guó)自己的CD34+造血細(xì)胞免疫磁性高效富集儀CIMS-100；建立了高效、快捷、可純化大量人CD34+造血細(xì)胞的免疫磁性無(wú)菌分離術(shù)；研制成功兩株抗CD34+單抗和其它相關(guān)試劑，并使其完全國(guó)產(chǎn)化。他們還利用掃描電鏡和特異性免疫膠體金標(biāo)記后的透射電鏡技術(shù)，在國(guó)際上首次揭示了人正常骨髓CD34+造血細(xì)胞的超微三維立體結(jié)構(gòu)特征，打破了近百年來(lái)人們存在的造血干/祖細(xì)胞僅能以功能概念界定而無(wú)具體形態(tài)的觀念。他們還在國(guó)際上首次較系統(tǒng)地揭示，人正常骨髓CD34+HC周期動(dòng)力學(xué)相關(guān)大分子DNA、RNA和PRO的含量，明顯低于骨髓單個(gè)核細(xì)胞，并提供了絕大多數(shù)CD34+造血細(xì)胞處于靜止期的直接依據(jù)。

團(tuán)結(jié)協(xié)作 合力攻關(guān)

宿主抗移植物反應(yīng)（HVGR）和移植物抗宿主?。℅VHD）是器官移植和造血干細(xì)胞移植中的主要并發(fā)癥和致死原因。移植物供-受體HLA的相合程度是影響移植排斥反應(yīng)和移植物慢性失功能的最重要因素之一，對(duì)移植物供-受體的HLA進(jìn)行精細(xì)分型，則是減少和減輕移植排斥反應(yīng)的最關(guān)鍵措施。隨著大量新等位基因不斷被發(fā)現(xiàn)（已超過(guò)1800個(gè)），以及無(wú)血緣關(guān)系供-受體移植日益增多，奚永志感到，建立、健全一種快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、高分辨率和低成本的HLA分型系統(tǒng)已勢(shì)在必行。

參照鏈介導(dǎo)的構(gòu)象分析（RSCA）系統(tǒng)是融測(cè)序與構(gòu)象于一體的HLA分型新策略。2000年，奚永志等在國(guó)際上首次將RSCA系統(tǒng)應(yīng)用于臨床移植分型中，并對(duì)124例造血干細(xì)胞移植供-受體的HLA-A、B位點(diǎn)進(jìn)行了RSCA與傳統(tǒng)分型方法的比較分析。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，RSCA系統(tǒng)具有快速、靈敏、特異、分辨率高、重復(fù)性好、可發(fā)現(xiàn)新的等位基因等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于器官及非血緣異基因造血干細(xì)胞移植供-受體的HLA分型。他們由此建立并穩(wěn)定了新的HLA分型系統(tǒng)。

奚永志指出，HLA抗原在提呈外來(lái)抗原并參與免疫識(shí)別過(guò)程中的作用差異，取決于其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間的差異，并因而引起不同的后繼免疫反應(yīng)。如果兩個(gè)抗原蛋白質(zhì)間的結(jié)構(gòu)高度一致，那么它們就會(huì)起到類似的生物學(xué)作用。因此，從HLA分子的結(jié)構(gòu)方面著手，研究不同抗原間的相容性程度，就可達(dá)到預(yù)測(cè)移植排斥反應(yīng)的目的。

對(duì)此，奚永志和同事們先利用SWISS-MODEL服務(wù)器，對(duì)HLA抗原的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行模建，再用結(jié)構(gòu)分析軟件Rasmol和SPDBV進(jìn)行演示和分析，并用整體分子間的均方差根偏差（RMSD）表示不同抗原間三維結(jié)構(gòu)差異的大小，其得出的結(jié)論是：RMSD值較大者，移植后可能發(fā)生嚴(yán)重的排斥反應(yīng)；RMSD值較小者，移植后可能不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的排斥反應(yīng)。

他們通過(guò)以上研究，于2004年完成了HLA分子三維結(jié)構(gòu)模建與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

把握良機(jī) 喜獲成果

去年4月，當(dāng)奚永志等對(duì)124例擬進(jìn)行造血細(xì)胞移植供一受體標(biāo)本進(jìn)行RSCA分型時(shí)，檢測(cè)到幾例疑難標(biāo)本——其RSCA峰型很好，但數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)對(duì)應(yīng)HLA型別。奚永志懷疑其為新等位基因，馬上對(duì)其進(jìn)行了cDNA測(cè)序分析，結(jié)果篩查到5個(gè)HLA-A*11新等位基因。為確定其生物學(xué)本質(zhì)及意義，奚永志等對(duì)其家系進(jìn)行了一系列研究，發(fā)現(xiàn)這5個(gè)HLA-A*11新等位基因各具特色，為不同的cDNA剪接體，可能會(huì)造成HLA-A*11新等位基因產(chǎn)生不同的蛋白表達(dá)形式，最終導(dǎo)致HLA-A*11新蛋白分子的不表達(dá)、低表達(dá)或引發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的改變。

鑒于HLA-A*11抗原是最早被檢測(cè)出來(lái)的HLA抗原之一，因此HLA-A*11新基因的發(fā)現(xiàn)對(duì)于人體免疫應(yīng)答與調(diào)控、種族遷移研究以及法醫(yī)學(xué)鑒定等，都具有重要意義。他們發(fā)現(xiàn)的五個(gè)HLA-A*11新等位基因中的一個(gè)，已于2004年11月30日被世界衛(wèi)生組織白細(xì)胞抗原命名委員會(huì)正式命名，其余四個(gè)新等位基因的命名目前還在討論、審核之中。為了有效保證這一原始創(chuàng)新成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，目前他們正在將其開(kāi)展的“人類五個(gè)HLA-A*11新等位基因的克隆、鑒定及用途”研究，申報(bào)國(guó)際發(fā)明專利。

更為可喜的是，奚永志等在2002~2004年間,對(duì)2500例擬進(jìn)行異基因造血干細(xì)胞移植家系進(jìn)行了HLA-I、HLA-II類基因分型，結(jié)果又發(fā)現(xiàn)了8例HLA基因重組家系——發(fā)生在A及C位點(diǎn)之間的有5家，B與DR位點(diǎn)之間的有兩家，C與B位點(diǎn)間的有1家。其中,C與B兩個(gè)位點(diǎn)間的重組此前在國(guó)際上尚未見(jiàn)報(bào)道。

“HLA復(fù)合體是人體最復(fù)雜的遺傳多態(tài)性系統(tǒng)。HLA多態(tài)性與多樣性是機(jī)體面對(duì)紛繁多樣的致病微生物的一種防御性保護(hù)機(jī)制，它對(duì)于人體抵御外來(lái)微生物、保護(hù)機(jī)體免受損傷，具有重要的意義。”奚永志強(qiáng)調(diào)，他們將以這8例重組家系為起點(diǎn)，系統(tǒng)研究中國(guó)漢族人群HLA擴(kuò)展單倍型的頻率、重組熱點(diǎn)以及SNP多態(tài)性，以期建立中國(guó)漢族人群的HLA資料庫(kù)，為研究漢族人的變遷、HLA與疾病以及HLA重組對(duì)移植免疫的影響等，提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)平臺(tái)，為異基因器官及造血細(xì)胞移植最佳供體的選擇，提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支持。

碩果累累 科海無(wú)涯

為了使HLA配型結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，最大限度地降低GVHD發(fā)生率或減輕其嚴(yán)重程度,奚永志等先后建立、健全了國(guó)內(nèi)惟一的HLA血清學(xué)、細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)系統(tǒng)分型技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室。從建室到現(xiàn)在,他們共完成骨髓移植和器官移植HLA配型10000多例，未出現(xiàn)一例差錯(cuò),還先后糾正外單位的HLA配型錯(cuò)誤100多例,避免了重大醫(yī)療事故的發(fā)生。

10多年來(lái)，奚永志和他的同事們共獲軍內(nèi)外科技進(jìn)步成果獎(jiǎng)11項(xiàng)，在國(guó)家級(jí)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文177篇，編寫(xiě)專著6部。同時(shí)，他領(lǐng)導(dǎo)的研究室曾4次榮立集體三等功，每年都被軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院評(píng)為“基層建設(shè)達(dá)標(biāo)先進(jìn)單位”。奚永志本人于2003年被解放軍總后勤部評(píng)為“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”。

在奚永志到該研究室工作的10多年間，他付出了常人難以想象的心血和汗水。研究的付出有時(shí)得不到回報(bào)，對(duì)此奚永志常說(shuō)，“當(dāng)你心力和體力都必須加倍付出時(shí)，你必須‘安知?jiǎng)?chuàng)新苦，不辭清瘦似堅(jiān)竹’”。

科技創(chuàng)新之苦是從體膚浸透心靈，但科技創(chuàng)新之樂(lè)也同樣會(huì)由心靈融入全身，對(duì)于這種苦與樂(lè)，只有身臨其境的人，才能真正感受到那種從心底里涌出的難以言喻的酣暢淋漓，才能真正體味到那種成功后難以名狀的疲乏消散和徹骨的歡愉。

奚永志所領(lǐng)導(dǎo)的307醫(yī)院免疫學(xué)研究室，現(xiàn)已發(fā)展成為集科研、臨床服務(wù)、人才培養(yǎng)與科技開(kāi)發(fā)為一體的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，并走出了一條在醫(yī)院中辦好研究室的特色之路與模式。

科研創(chuàng)新的遞進(jìn)不斷向科技人員提出新的挑戰(zhàn)，而敢于迎接挑戰(zhàn)正是科技人員境界升華和創(chuàng)新品格的具體體現(xiàn)。正如奚永志所說(shuō)：“HLA新等位基因的相關(guān)持續(xù)性研究，正是我們‘十一五’乃至今后更長(zhǎng)時(shí)期要做的工作。搞科技創(chuàng)新，做的是事業(yè)，經(jīng)歷的是過(guò)程，把握的是機(jī)遇，形成的是品格！”

相關(guān)鏈接

上述HLA等位基因研究的創(chuàng)新性：

1.在國(guó)際上首次提出基于HLA-I、HLA-II類分子三維結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇最佳移植供體的新策略。

2.根據(jù)“HLA分子結(jié)構(gòu)決定其功能”這一概念，基于已知HLA-A2和DR4分子三維晶體結(jié)構(gòu)，采用分子模構(gòu)技術(shù),在國(guó)際上首次建立HLA-I、HLA-II類分子不同位點(diǎn)或基因座位三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)及結(jié)構(gòu)差異判斷標(biāo)準(zhǔn)。

3.在國(guó)際上首次根據(jù)HLA-I、HLA-II類分子三維結(jié)構(gòu)的差異,正在建立HLA分子“可允許錯(cuò)配基因或抗原”和“禁忌性必配基因或抗原系統(tǒng)”，以指導(dǎo)臨床在移植器官時(shí)，科學(xué)、合理、有效地提高移植供-受體HLA匹配幾率，從而顯著降低HVGD或GVHD的發(fā)生率。

4.研究中發(fā)現(xiàn)了5個(gè)HLA-A*11新等位基因和8個(gè)HLA重組家系，對(duì)它們的深入研究必將加深人們對(duì)HLA遺傳多態(tài)性與個(gè)體差異的認(rèn)識(shí)，并對(duì)移植免疫和相關(guān)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生重要的影響。