闯器官移植难关克HLA配型难题——记解放军军事医学科学院附属307院免疫专家奚永志教授

时间

2005-02-01

2005年02月01日

不久前，解放军军事医学科学院附属307医院免疫研究室的研究人员，在其开展的国家“973”重大基础课题研究中，在国际上首次发现了HLA-A*11新等位基因，以及产生该基因的基本机制和一系列新的HLA重组家系。最近，这一基因获得了世界卫生组织白细胞抗原命名委员会（WHO-HLA）的正式命名。上述研究成果对于人类器官及造血干细胞移植的HLA准确配型、寻找最佳供体，以及有效防止移植排斥反应和延长患者的生命，都将产生重大影响。近日，记者专程来到307医院，采访了该研究的学术带头人奚永志主任，零距离地了解了这个顽强拼搏、不计得失、默默奉献的科研人。

弃工择医投身军营

奚永志，1961年出生于青岛市的一个军人家庭。他是1977年国家恢复高考后首批进入大学深造者之一，并得到国内外严格、系统、正规的科研培养。他长期从事血液/免疫学的应用基础研究，特别是在担任307医院免疫室主任以来，他以强烈的责任感、使命感和对军事医学事业的奉献精神，带领全室同志奋斗于医学研究的漫漫征程。他36岁就被破格晋升为研究员，现为中国免疫学会理事、博士生/博士后导师。

谈起奚永志的学医历程，还有一段鲜为人知的故事。奚永志高考的第一报考志愿是化学专业，但接到的却是理工大学的录取通知书。对此他十分沮丧，先决定不学理工了，继而又“突发奇想”地要学医。倔强的他没有到学校报到，而是待在家里继续复习。几个月后，他如愿考取了青岛医学院。

大学毕业后，奚永志被分配到德州市立医院内科工作。当时该院的临床工作条件尚可，但科研基础十分薄弱。为了能够在医学上有更大发展，1985年奚永志毅然决然地报考了军事医学科学院造血干细胞移植专业的研究生，并顺利地通过考试。毕业时，他以优异的成绩被留在了军事医学科学院基础研究所工作。1991年，作为中-荷两国双边科技交流人员，奚永志被中国政府派往荷兰王国皇家科学院进行客座研究。

艰苦创业不断进取

为配合战时放射防护研究及血液肿瘤病人造血细胞移植前的HLA配型应用研究，307医院在上个世纪80年代初期，组建了全军第一个HLA专业实验室。1987年，该实验室成为军事医学科学院的重点实验室。1995年，该实验室被批准为国家生物医学分析中心免疫学研究室。现在，它已成为全国HLA领域极具影响力的专业研究室，也是惟一一家经科技部“认证，认可”的国家HLA专业研究室。

作为该研究室的第二任主任，奚永志自上任后，带领实验室的研究人员，迅速建立了以造血、分子导向及移植免疫耐受为主攻方向，以CD34+造血细胞生物学特性及IL6/IL6R系统为探索的切入点，以造血细胞及器官移植HLA配型为特色的多学科、多领域协作、融合的研究体系。自1995年以来，该研究室在他的带领下，先后获得国家“973”重大基础研究项目1项、国家自然科学基金重点项目1项、国家自然科学基金项目9项、全军医药卫生科研基金项目3项、军事医学科学院和307医院基金项目6项。除此之外，他们还将每年从自身科研成果转化而获得的几百万元人民币，作为实验室科研经费的补充。

当回答记者提出的为什么他们选择的是应用基础研究而不是纯基础研究这一问题时，奚永志意味深长地说：“纯基础研究需要长期、大量的人力、物力的投入，实事求是地说，我国现阶段的综合国力还不具备这种经济实力和人才储备。我们应学习日本科技发展的模式，紧紧围绕国家发展建设的总目标，先搞应用基础研究，为国家的经济建设主战场服务。”

积极探索勇于创新

20世纪80年代末，奚永志就有一种强烈的科研冲动：结合自己的学科专业，搞一个更具现实意义的研究项目。1991年，他借前往荷兰王国皇家科学院研修之机，毫不犹豫地将急性白血病相关治疗的应用基础研究作为主攻方向。

有研究表明，IL6/IL6受体α与β基因和蛋白在白血病细胞中存在异常高表达，而正常造血细胞几乎不表达或仅表达微量的IL6R，提示IL6/IL6R系统在急性白血病的发生与发展中，可能发挥重要作用——此研究为利用IL6/IL6R系统介导靶向杀伤急性白血病细胞，提供了充分的理论依据。据此，奚永志与荷兰皇家科学院合作，在中-荷科技交流基金及国家自然科学基金资助下，在国际上率先开展了利用IL6/IL6R系统介导靶向杀伤白血病细胞的实验研究，其部分IL6-PE40研究成果获得荷兰TNO皇家科学院科学突出贡献奖。

回国后，奚永志继续开展这方面的研究，并通过采用基因融合SOE技术，于001年在国内率先构建成功IL6D24-Linker-PE40、IL6D24-PE40及IL6-PE40KDEL（最后一项为国际上首次报道），并利用计算机模拟比较了它们的分子生物学特性（至今未见相关研究报道）。接着，奚永志和其他研究人员又采用电转法，将编码人IL6RcDNA转入不表达IL6R的BNML大鼠的白血病LT12细胞中，在国际上首次成功建立了高表达人IL6R的BNML大鼠白血病LT12-IL6R+体内外模型，并利用该模型证明：IL6-PE40融合蛋白能在体内外特异性杀伤白血病细胞，而对正常造血细胞无明显毒副作用。

求真务实服务国人

20世纪国际实验血液学研究领域的重大成就之一，就是能够高效富集高纯度的，具有自我更新、多向分化及重建长期造血与免疫功能的CD34+造血干/祖细胞，并用其进行造血调控的基础研究、造血干细胞移植、基因治疗及体外扩增。能否开展这些新技术，标志着一个国家血液病治疗乃至肿瘤治疗学领域的先进程度与整体水准。

奚永志与同事们在国家自然科学基金和美国Baxter基金资助下，经过10年的不断研究，迄今已推出我国自己的CD34+造血细胞免疫磁性高效富集仪CIMS-100；建立了高效、快捷、可纯化大量人CD34+造血细胞的免疫磁性无菌分离术；研制成功两株抗CD34+单抗和其它相关试剂，并使其完全国产化。他们还利用扫描电镜和特异性免疫胶体金标记后的透射电镜技术，在国际上首次揭示了人正常骨髓CD34+造血细胞的超微三维立体结构特征，打破了近百年来人们存在的造血干/祖细胞仅能以功能概念界定而无具体形态的观念。他们还在国际上首次较系统地揭示，人正常骨髓CD34+HC周期动力学相关大分子DNA、RNA和PRO的含量，明显低于骨髓单个核细胞，并提供了绝大多数CD34+造血细胞处于静止期的直接依据。

团结协作合力攻关

宿主抗移植物反应（HVGR）和移植物抗宿主病（GVHD）是器官移植和造血干细胞移植中的主要并发症和致死原因。移植物供-受体HLA的相合程度是影响移植排斥反应和移植物慢性失功能的最重要因素之一，对移植物供-受体的HLA进行精细分型，则是减少和减轻移植排斥反应的最关键措施。随着大量新等位基因不断被发现（已超过1800个），以及无血缘关系供-受体移植日益增多，奚永志感到，建立、健全一种快速、简便、准确、高分辨率和低成本的HLA分型系统已势在必行。

参照链介导的构象分析（RSCA）系统是融测序与构象于一体的HLA分型新策略。2000年，奚永志等在国际上首次将RSCA系统应用于临床移植分型中，并对124例造血干细胞移植供-受体的HLA-A、B位点进行了RSCA与传统分型方法的比较分析。结果他们发现，RSCA系统具有快速、灵敏、特异、分辨率高、重复性好、可发现新的等位基因等优点，非常适合于器官及非血缘异基因造血干细胞移植供-受体的HLA分型。他们由此建立并稳定了新的HLA分型系统。

奚永志指出，HLA抗原在提呈外来抗原并参与免疫识别过程中的作用差异，取决于其蛋白质结构间的差异，并因而引起不同的后继免疫反应。如果两个抗原蛋白质间的结构高度一致，那么它们就会起到类似的生物学作用。因此，从HLA分子的结构方面着手，研究不同抗原间的相容性程度，就可达到预测移植排斥反应的目的。

对此，奚永志和同事们先利用SWISS-MODEL服务器，对HLA抗原的三维结构进行模建，再用结构分析软件Rasmol和SPDBV进行演示和分析，并用整体分子间的均方差根偏差（RMSD）表示不同抗原间三维结构差异的大小，其得出的结论是：RMSD值较大者，移植后可能发生严重的排斥反应；RMSD值较小者，移植后可能不会发生严重的排斥反应。

他们通过以上研究，于2004年完成了HLA分子三维结构模建与数据库的建立。

把握良机喜获成果

去年4月，当奚永志等对124例拟进行造血细胞移植供一受体标本进行RSCA分型时，检测到几例疑难标本——其RSCA峰型很好，但数据库中无对应HLA型别。奚永志怀疑其为新等位基因，马上对其进行了cDNA测序分析，结果筛查到5个HLA-A*11新等位基因。为确定其生物学本质及意义，奚永志等对其家系进行了一系列研究，发现这5个HLA-A*11新等位基因各具特色，为不同的cDNA剪接体，可能会造成HLA-A*11新等位基因产生不同的蛋白表达形式，最终导致HLA-A*11新蛋白分子的不表达、低表达或引发细胞内信号转导的改变。

鉴于HLA-A*11抗原是最早被检测出来的HLA抗原之一，因此HLA-A*11新基因的发现对于人体免疫应答与调控、种族迁移研究以及法医学鉴定等，都具有重要意义。他们发现的五个HLA-A*11新等位基因中的一个，已于2004年11月30日被世界卫生组织白细胞抗原命名委员会正式命名，其余四个新等位基因的命名目前还在讨论、审核之中。为了有效保证这一原始创新成果具有完全自主知识产权，目前他们正在将其开展的“人类五个HLA-A*11新等位基因的克隆、鉴定及用途”研究，申报国际发明专利。

更为可喜的是，奚永志等在2002~2004年间,对2500例拟进行异基因造血干细胞移植家系进行了HLA-I、HLA-II类基因分型，结果又发现了8例HLA基因重组家系——发生在A及C位点之间的有5家，B与DR位点之间的有两家，C与B位点间的有1家。其中,C与B两个位点间的重组此前在国际上尚未见报道。

“HLA复合体是人体最复杂的遗传多态性系统。HLA多态性与多样性是机体面对纷繁多样的致病微生物的一种防御性保护机制，它对于人体抵御外来微生物、保护机体免受损伤，具有重要的意义。”奚永志强调，他们将以这8例重组家系为起点，系统研究中国汉族人群HLA扩展单倍型的频率、重组热点以及SNP多态性，以期建立中国汉族人群的HLA资料库，为研究汉族人的变迁、HLA与疾病以及HLA重组对移植免疫的影响等，提供科学依据和技术平台，为异基因器官及造血细胞移植最佳供体的选择，提供科学依据与技术支持。

硕果累累科海无涯

为了使HLA配型结果准确无误，最大限度地降低GVHD发生率或减轻其严重程度,奚永志等先后建立、健全了国内惟一的HLA血清学、细胞学和分子生物学系统分型技术的实验室。从建室到现在,他们共完成骨髓移植和器官移植HLA配型10000多例，未出现一例差错,还先后纠正外单位的HLA配型错误100多例,避免了重大医疗事故的发生。

10多年来，奚永志和他的同事们共获军内外科技进步成果奖11项，在国家级学术刊物发表论文177篇，编写专著6部。同时，他领导的研究室曾4次荣立集体三等功，每年都被军事医学科学院评为“基层建设达标先进单位”。奚永志本人于2003年被解放军总后勤部评为“优秀共产党员”。

在奚永志到该研究室工作的10多年间，他付出了常人难以想象的心血和汗水。研究的付出有时得不到回报，对此奚永志常说，“当你心力和体力都必须加倍付出时，你必须‘安知创新苦，不辞清瘦似坚竹’”。

科技创新之苦是从体肤浸透心灵，但科技创新之乐也同样会由心灵融入全身，对于这种苦与乐，只有身临其境的人，才能真正感受到那种从心底里涌出的难以言喻的酣畅淋漓，才能真正体味到那种成功后难以名状的疲乏消散和彻骨的欢愉。

奚永志所领导的307医院免疫学研究室，现已发展成为集科研、临床服务、人才培养与科技开发为一体的专业实验室，并走出了一条在医院中办好研究室的特色之路与模式。

科研创新的递进不断向科技人员提出新的挑战，而敢于迎接挑战正是科技人员境界升华和创新品格的具体体现。正如奚永志所说：“HLA新等位基因的相关持续性研究，正是我们‘十一五’乃至今后更长时期要做的工作。搞科技创新，做的是事业，经历的是过程，把握的是机遇，形成的是品格！”