在超急性排異反應(yīng)中，體液免疫通過兩個途徑起作用[2]：①天然異種抗體直接攻擊供體血管內(nèi)皮細胞上的碳水化合物和其他抗原；②天然異種抗體與抗原結(jié)合后激活補體系統(tǒng)。
一、特異性異種抗體
Calne[3]將異種供體分為一致性（concordant)供體和非一致性（discordant)供體。一致性生物是指生理基因上相近，受體體內(nèi)不存在抗供體抗原的天然抗體（如非人類靈長目和人)，其共肝功能喪失的最主要的原因是細胞介導(dǎo)的排導(dǎo)的排異反應(yīng)。相異性生物是指受體內(nèi)存在著抗供體抗原的異種天然抗體（xenogeneic natural antibodies，XNAb)，如豬和人之間。這種抗體能在血管吻合后的數(shù)分鐘至1h內(nèi)發(fā)生超急性排異反應(yīng)（hyperacute rejection，HAR)導(dǎo)致血管內(nèi)血栓形成和移植物功能喪失。在接觸異種生物之前，受體已經(jīng)存在著這種異種抗體，其存在的原因還不清楚。異種抗體（XNAb)的攻擊目標(biāo)是供體血管內(nèi)皮細胞上的含Gal(1-3)Gal殘基的寡糖組成的抗原決定簇，該抗原由α(1-3)半乳糖轉(zhuǎn)移酶催化而成。這種抗原決定簇存在于非靈長目哺乳動物和新世紀猴（new world monkey)上，而人、類人猿和舊世紀猴（old world monkey)身上不存在這種抗原決定簇[4]，但他們都能合成抗該抗原的抗體。所以，非靈長目動物器官移植給人類所存在的免疫障礙是生物進化的結(jié)果。
在豬-靈長目肝移植的動物模型研究中發(fā)現(xiàn)，異種抗體中IgM是引起超急性排異反應(yīng)的主要免疫球蛋白，用免疫層吸柱清除異種抗體IgM后，可以延緩超急排異反應(yīng)的發(fā)生和延長供肝的存活時間[5,6]。在人類新生兒和新生狒狒的血清中，抗異種抗原的IgG滴度都在1:80以上，而沒有IgM在豬肝移植給新生狒狒的動物實驗中，即使異種抗體中IgG滴度很高，供肝的存活時間也較長。肝臟的病理檢查可以發(fā)現(xiàn)，超急性排異反應(yīng)很輕，但存在著明顯的單核細胞浸潤。這說明受體體內(nèi)異種抗體中IgM的缺乏可以使移植肝免遭超急性排異反應(yīng)的攻擊，但IgG可以引起單核細胞的浸潤，并引起細胞介導(dǎo)的排導(dǎo)反應(yīng)[7]。
通過血漿過濾法和免疫吸附法可以將天然抗體清除，但由于同時清除了非特異性免疫球蛋白，增加了術(shù)后受體對感染的敏感性。將天然異種抗體特異性清除的方法是用帶有特異性異種抗原的層吸柱。也有人用人工合成可溶性糖類化合物，來阻止異種天然抗體與供肝血管內(nèi)皮細胞上抗原決定簇結(jié)合[8]。但XNA清除后抗供體抗體會迅速產(chǎn)生，可以通過脾切除，應(yīng)用B淋巴細胞抑制劑（如FK506)等來阻止這種反彈。另一個阻止XNA與靶抗原相結(jié)合的方法是使用基因工程改造后的豬，因為這種豬不產(chǎn)生異種抗原。這種技術(shù)在小鼠中已獲得成功[4]，但還沒有在豬身上獲得成功。
二、補體系統(tǒng)
在超急性排異反應(yīng)中，補體起著決定性的作用。補體可以通過旁路途徑和經(jīng)典途徑被激活。補體結(jié)合最關(guān)鍵的作用就是使內(nèi)皮細胞激活。有人認為可溶性補體Ⅰ型受體（sCRI)可以抑制補體的活性[9]。也有人認為，用可溶性補體抑制了補體C3的活性后，并不能有效地阻止超急性排異反應(yīng)的發(fā)生，這是因為在超急排異反應(yīng)中起主要作用的不是C3，而是補體的活性成分C5a和C5b-9，所以抗補體C5單克隆抗體才能有效抑制補體活性成分的產(chǎn)生和阻止超急性排異反應(yīng)的發(fā)生[10]。而這些藥物的副作用大大限制了它們在臨床上的應(yīng)用。
另一能長時間起作用的方法是使基因工程豬產(chǎn)生補體活化調(diào)節(jié)因子（regulators of complement activation，RCAs)。RCAs具有種族特異性，在理論上看，在豬內(nèi)皮細胞上表達人類RCAs)可以阻止超急排異反應(yīng)的發(fā)生。另外衰變加速因子（DAF)，膜輔助因子蛋白（MCP)和CD59可以阻斷補體之間的結(jié)合。已經(jīng)在豬上成功地獲得了人類DAF和CD59的表達[11]。在豬-靈長目動物模型上表現(xiàn)出是有明顯的保護作用。另外，肝臟是補體生產(chǎn)的主要器官，肝移植后，補體合成從受體肝臟變成供體肝臟，這種同源性補體也可以限制補體的活性，在肝移植術(shù)后的短時期內(nèi)，也可以保護異種肝臟不受補體介導(dǎo)的損害作用。
XNA與內(nèi)皮細胞結(jié)合后，可以觸發(fā)補體間的結(jié)合，激活凝血系統(tǒng)。這種促凝血狀態(tài)可以導(dǎo)致機體內(nèi)纖維蛋白原激活抑制因子等抗凝物質(zhì)的缺乏，并破壞血漿蛋白與血管細胞之間的屏障，造成間質(zhì)出血和炎癥、血管收縮和血管內(nèi)血栓形成，最終造成移植肝功能喪失。也有實驗表明，在沒有異種抗體存在的情況下，豬血管內(nèi)皮細胞自身也可以激活人體的凝血酶原復(fù)合物[12]。轉(zhuǎn)基因豬內(nèi)調(diào)節(jié)因子的過量表達可以抑制內(nèi)皮細胞的激活。
一旦體液免疫排異反應(yīng)克服后，還存在細胞介導(dǎo)的排異反應(yīng)，主要表現(xiàn)為抗體沉積和細胞浸潤。豬內(nèi)皮細胞可以被人類T淋巴細胞直接識別，并引起CD4+和CD8+T淋巴細胞的增殖。盡管同種和異種細胞介導(dǎo)反應(yīng)的差異只是量的差異，但還不清楚異種細胞介導(dǎo)的排異反應(yīng)是否還存在另外的機制，而這對于異種移植免疫抑制治療是一個關(guān)鍵點。
