Раздел медицины:
Аллергология и иммунология

Иммунология: лабораторные тесты, используемые при типировании ткани

3324 0
Для минимизации риска отторжения трансплантата перед трансплантацией проводят лабораторные тесты по фенотипированию МНС как донора, так и реципиента (перекрестная проба). Эти тесты часто называют тканевым типированием. Оно заключается в анализе антигенов гистосовместимости (у человека — HLA) и позволяет определить степень совместимости между двумя индивидуумами и таким образом предсказать исход пересадки.

С появлением более эффективных иммуносупрессивных препаратов и методов подборы HLA-гистосовместимых донора и реципиента становятся все менее и менее существенными. Однако во многих случаях (например, пересадка костного мозга) анализы HLA являются решающими для снижения риска отторжения трансплантата или, если пересаживается костный мозг, развития «трансплантата против хозяина» (РТПХ).

Существует несколько способов определения степени МНС-совместимости или несовместимости у донора и реципиента. Эти способы включают методы серологического и генного типирования, а также функциональные тесты (реакции смешанной культуры лимфоцитов) для определения Т-клеточных пролиферативных реакций реципиента на донорские аллоантигены (или, в случае пересадки костного мозга, реакции донорских Т-клеток на аллоантигены реципиента).

Серологическое определение антигенов МНС

Для определения фенотипа антигенов МНС, экспрессируемых на клетках, часто используются наборы (панель) антител (HLA-специфические антисыворотки или моноклональные антитела). Антисыворотка иногда берется у людей, которым много раз проводились трансплантации или переливания, или у женщин, много раз рожавших. Эти антитела могут быть использованы для фенотипирования в различных тестах, таких как сортировка клеток по флуоресиинактивированной метке (FACS) или лимфоцитотоксический тест.

В последнем тесте МНС-специфичные антитела в присутствии комплемента используются в качестве цитотоксических антител, фиксирующих комплемент, способных повреждать клетки-мишени, в частности лимфоциты. Лимфоциты донора и реципиента в этом тесте реагируют с набором антител, специфичных к широкому ряду аллелей МНС I и II классов (например, HLA-A1, HLA-DRB1). Наличие опосредованного комплементом киллинга лимфоцитов (лимфоцитотоксичность) указывает на то, что антитела данной специфичности прореагировали с МНС на поверхности клетки, и следовательно, клетки являются позитивными по этому аллелю МНС.

Серологическое типирование тканей обеспечивает чрезвычайно надежное определение сходства (или отличия) между антигенами МНС донора и реципиента. Однако поскольку количество антисывороток, доступных для проведения таких тестов, ограничено, всегда имеется возможность того, что даже если тест с набором сывороток показывает «совместимость», при использовании расширенного набора антисывороток или при проведении типирования генотипа, основанного на полимеразной цепной реакции (ПЦР), могут быть выявлены различия.

Генотипирование МНС

Молекулярные методы типирования ткани в настоящее время являются рутинной процедурой для лабораторий, занимающихся тканевым типированием. Сегменты ДНК аплифицируются с помощью ПЦР для получения количества ДНК, достаточного для секвенирования олигонуклеотидов и сравнительного анализа результатов. Генетические варианты ПЦР-амплифицированной ДНК затем могут идентифицироваться различными способами, такими как анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ), гетеродуплексный анализ ПЦР-продукта, анализ последовательностей (секвенирование), аллельспецифическое типирование олигонуклеотидов и ПЦР с последующей гибридизацией продукта с сайтспецифическими праймерами.

Эти высокочувствительные методы гораздо более точны, чем серологическое типирование, поскольку могут распознавать отличие на уровне одной аминокислоты. В действительности типирование на геномном уровне указывает на различия в тех случаях, когда типирование обычными серологическими средствами указывает на полное совпадение.

Реакция смешанной культуры лейкоцитов

В реакции смешанной культуры лейкоцитов (СКЛ) лейкоциты от донора и реципиента в течение нескольких дней культивируются вместе. Донорские Т-клетки реагируют на аллоантигены МНС, экспрессируемые на клетках реципиента, стимулируются с последующей выработкой цитокинов и пролиферируют в присутствии данных антигенов (табл. 18.2). То же самое справедливо и для лейкоцитов реципиента, которые также будут пролиферировать в присутствии аллоантигенов на донорских клетках.

Таблица 18.2. Реакция смешанной культуры лейкоцитов при разных типах трансплантаций

Условие трансплантации Взаимосвязь по HLA Обработка реагирующих лейкоцитов Реакция СКЛ
Ткань от идентичного близнеца Идентичны (сингенная) Отсутствует (-) Реакция отсутствует
Ткань от неродственного донора Различны (аллогенная) Отсутствует (+) Интенсивность реакции зависит от степени различий по HLA между донором и реципиентом
Ткань от неродственного донора Различны (аллогенная) Донорские клетки обработаны ингибитором митоза; таким образом тестируется реактивность только клеток реципиента (проводится для определения сходства донор — реципиент) (+) Односторонняя СКЛ; интенсивность реакции зависит от степени различия по HLA между донором и реципиентом
Трансплантация костного мозга или ткани у реципиента с подавленным иммунитетом Различны (аллогенная) Клетки реципиента обрабатывают ингибитором митоза; таким образом тестируют реактивность только клеток донора (проводится для исключения РТПХ) (+) Односторонняя СКЛ; интенсивность реакции зависит от степени отличий по HLA между донором и реципиентом

Пролиферация обычно определяется при введении в культуру меченного радиоактивными атомами нуклеотида ДНК (например, меченного тритием тимидина). Чем больше размах пролиферации, тем больше синтезируется ДНК пролиферирующими клетками и тем большая радиоактивность определяется в клеточных ДНК.

В большинстве случаев важно точно определить, будут ли лимфоциты реципиента реагировать на донорские антигены гистосовместимости (это гораздо важнее, чем реакция донорских лимфоцитов на аллоантигены реципиента). В этих целях тест СКЛ производится как «односторонняя СКЛ», при которой донорские клетки обрабатываются митомицином С или облучаются для предотвращения их пролиферации.

Таким образом, единственными клетками, обладающими способностью к пролиферации, остаются Т-клетки реципиента. В этих условиях СD4+-Т-клетки реципиента будут пролиферировать при их стимуляции чужеродными молекулами МНС II класса. Этот ответ приведет к продукции цитокинов, которые способствуют активации аллореактивных цитотоксических СD8+-Т-клеток. Функциональная активность таких клеток в последующем может быть определена в клетках при тесте клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Хотя тест СКЛ при определении гистосовместимости является высокочувствительным показателем уровня совместимости между донором и реципиентом, он является длительной процедурой и для его проведения необходимо нескольких дней, в то время как серологическое и молекулярное типирование занимает менее 1 сут. Таким образом, в то время как трансплантация клеток тканей и органов от живого донора может быть отложена до получения результатов СКЛ, такого времени может не хватить, когда органы получены от недавно умершего человека. Именно поэтому создаются так называемые банки органов, благодаря которым как только появляется необходимый орган, он становится доступным для наиболее подходящего реципиента.

При пересадке тканей или органов все более полагаются на применение иммуносупрессивных препаратов для увеличения срока выживания трансплантата и все менее — на типирование тканей. Недавно полученные результаты сравнения сроков выживания трансплантатов с использованием иммуносупрессивных препаратов показывают, что в зависимости от пересаживаемой ткани различия в выживании трансплантата, для которого определена совместимость или несовместимость между донором и реципиентом, при типировании или перекрестном типировании, невелики, если применяется эффективная методика использования иммуносупрессоров.

Продление сроков выживания аллотрансплантата

Основным клиническим вопросом трансплантационной иммунологии является определение того, каким образом можно управлять компонентами и регуляторными взаимодействиями, вовлеченными в отторжение трансплантата, чтобы обеспечить приживление алло- или ксенотрансплантата. Для достижения этой цели успешно использовались неспецифические подходы с применением иммуносупрессивных препаратов, уменьшающих общую способность к иммунному ответу у реципиента по отношению ко всем чужеродным антигенам.

Однако необходимость в постоянном лечении пациентов этими препаратами для поддержания иммунитета в подавленном состоянии предрасполагает таких лиц к развитию оппортунистических инфекций и появлению опухолей. Для уменьшения частоты возникновения инфекции у пациентов с неспецифическим общим подавлением иммунитета используют химические противомикробные препараты. Однако проблему возникновения рака нельзя решить профилактикой.

Не так давно начали проводить исследования, направленные на разработку методов предотвращения реакций только на антигены определенного донора. Общей целью такого подхода является достижение длительной толерантности, обеспечивающей донорспецифическую неотвечаемость. Существует несколько механизмов, с помощью которых достигается толерантность Т- и В-клеток к аутоантигенам. Сюда входят клональная делеция, анергия и супрессия. Хотя проводятся клинические испытания, в которых методы индуцирования толерантности сочетаются с традиционной иммуносупрессивной терапией, ни один из этих методов пока не использовался для замены указанного постоянного курса терапии при трансплантации в клинике.

Таблица 18.3. Иммуносупрессивные препараты, используемые при трансплантации

Группа Представитель
Ингибиторы экспрессии генов лимфоцитов Кортикостериоиды Циклоспарин (неорал) FK-506
Ингибиторы трансдукции сигнала цитокинами Ahth-CD25 Рапамицин Лефлуномид
Ингибиторы синтеза нуклеотидов Азатиоприн (имуран) Меркаптопурин Хлорамбуцил Циклофосфамид

В табл. 18.3 приведены несколько стандартных и экспериментальных иммуносупрессивных препаратов, используемых при трансплантации. Обычно они используются в различных комбинациях друг с другом для предотвращения отторжения трансплантата при пересадках сердца, почек, легких, печени и других органов и тканей.

Противовоспалительные лекарственные средства

Сильными противовоспалительными лекарственными средствами являются кортикостероиды, такие как преднизон, преднизолон и метилпреднизолон. В качестве фармакологических производных стероидных гормонов семейства глюкокортикоидов они оказывают физиологические эффекты посредством прикрепления к внутриклеточным стероидным рецепторам, экспрессированным почти в каждой клетке организма. Иммуносупрессивное действие кортикостероидов определяется рядом эффектов, большинство из которых являются следствием индуцированной кортикостероидами регуляции транскрипции генов.

Кортикостероиды снижают экспрессию ряда генов, кодирующих воспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-8, TNFa, и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Они также подавляют экспрессию молекул адгезии, вызывая подавление миграции лейкоцитов к месту воспаления. Таким образом, кортикостероиды подавляют активность воспалительных клеток. Кроме того, они способствуют высвобождению клеточных эндонуклеаз, что приводит к индукции апоптоза лимфоцитов и эозинофилов. Более того, эти препараты уменьшают способность макрофагов и нейтрофилов к фагоцитозу и киллингу, а также снижают экспрессию молекул МНС II класса. Таким образом, кортикостероиды подавляют активацию и функцию Т-клеток.

Следует признать, что несмотря на эти полезные противовоспалительные эффекты, кортикостероиды также обладают сильным токсическим действием, которое приводит к задержке жидкости, увеличению массы тела, диабету, истончению кожи и утрате костной ткани. Поэтому эффективное использование этих препаратов при контроле заболевания включает разумное применение и поддержание тщательного баланса между полезным и токсическим воздействиями.

Как будет указано далее, в попытке свести применяемую дозу и побочные токсические эффекты к минимуму и с учетом увеличивающегося ассортимента иммуносупрессивных препаратов кортикостероиды часто используют в комбинации с другими иммуносупрессантами общего действия.

Цитотоксические лекарственные средства

К антиметаболитам, подавляющим иммунный ответ, относятся антагонисты пурина, такие как азатиоприн, меркаптопурин и микофенолат мофетил. Эти препараты вмешиваются в синтез РНК и ДНК, подавляя инозиновую кислоту, предшественника пуриновых адениловой и гуаниловой кислот. Хлорамбуцил и циклофосфамид алкилируют ДНК, а также вмешиваются в ее метаболизм. Эти препараты первоначально разрабатывались для лечения опухолей. Обнаруженная у них способность оказывать цитотоксическое действие на лимфоциты обусловила их применение в качестве иммунносупрессивных терапевтических средств.

Однако, как и предполагалось, они обладают рядом токсических эффектов, поскольку вмешиваются в синтез ДНК во многих тканях организма. Соответственно, помимо своего иммуносупрессивного действия эти препараты также могут вызывать анемию, лейкопению, тромбоцитопению, повреждение кишечника и выпадение волос. Есть также сообщения о смертельных реакциях на эти цитотоксические препараты. Наличие других иммуносупрессивных лекарственных средств позволяет применять меньшие дозы этих препаратов при их комбинированном использовании, что снижает токсичность терапии.

Препараты, препятствующие продукции сигнальной функции цитокинов

В число препаратов, вмешивающихся в функцию цитокинов (продукцию цитокинов и опосредованную цитокинами передачу сигналов), входят циклоспорин, FK-506 (такролимус) и рапамицин (сиролимус). Они обычно используются в качестве дополнения к иммуносупрессивным антиметаболитам и цитотоксическим препаратам. Свои фармакологические эффекты эти лекарственные средства осуществляют, прикрепляясь к иммунофилинам В, семейству внутриклеточных белков, участвующих в процессе передачи сигналов в лимфоцитах. После связывания эти препараты нарушают процесс передачи сигналов, необходимых для выработки клонов лимфоцитов.

Циклоспорин А (также называемый просто циклоспорином) широко используется для подавления иммунитета при аллотрансплантации. В большинстве случаев у лиц, получавших циклоспорин, срок выживания гистонесовместимого аллотрансплантата был примерно таким же, как при подборе гистосовместимых донора и реципиента. Циклоспорин является циклическим пептидом, выделенным из почвенного грибка (Tolypocladium inflation). Он увеличивает срок выживания трансплантата, вмешиваясь в транскрипцию цитокинового гена в Т-клетках. Комплекс из циклоспорина и его цитоплазматического рецептора — циклофилина — прикрепляется к кальциневрину и блокирует его фосфатазную активность.

Кальциневрин является внутриклеточным сигнальным белком, необходимым для транскрипционной активации гена IL-2. Он подавляет продукцию IL-4 и IFNa, а также синтез рецепторов IL-2 (CD25). Кроме того, известно, что он индуцирует синтез TGFP — цитокина, обладающего иммуносупрессивным действием. Циклоспорин эффективен при назначении до трансплантации, но не подходит для подавления уже начавшегося отторжения. Существуют свидетельства того, что он обладает нефротоксическим действием, а также повышает риск рака у пациентов, принимающих его долгое время. Предполагается, что эти и другие побочные эффекты связаны в основном со способностью циклоспорина активировать TGFP.

У пациентов после трансплантации также широко используется препарат FK-506 (такролимус). Он является макролидным веществом, получаемым из филаментозных бактерий Streptomyces tsukabaenis. Макролиды — это соединения, обладающие многочленным лактоновым кольцом, к которому присоединены один или более дезоксисахаров. Хотя его структура значительно отличается от структуры циклоспорина, их биологическая и иммуносупрессивная функции схожи. Как и циклоспорин, FK-506 влияет на активацию Т-клеток путем блокирования активности кальциневрина и связанной с этим продукции цитокинов.

Рапамицин (сиролимус) является другим макролидным соединением и производится из бактерий Streptomyces hygroscopicus. Подобно циклоспорину и FK-506 он подавляет активацию Т-клеток, но действует, используя другой фармакологический механизм. Рапамицин не блокирует активность кальциневрина, а подавляет активацию Т-клеток, блокируя передачу сигнала, опосредованную IL-2 и другими цитокинами, но не ингибируя продукцию IL-2.

Иммуносупрессивная терапия антителами

Препараты антилимфоцитарных антител, такие как лошадиный антилимфоцитарный и кроличий антитимоцитарный глобулины (АТГ), в течение многих лет используются в качестве дополнения к стандартной иммуносупрессивной терапии. Хотя такой терапевтический подход способен эффективно избавить от нежелательных лимфоцитов, лечение людей большим количеством чужеродного белка может индуцировать сывороточную болезнь, вызванную формированием иммунных комплексов. Несмотря на это, АТГ в настоящее время используется для лечения острого отторжения трансплантата.

Естественно, что тем, кто старается создать новую терапевтическую методику на основе антител для лечения больных после трансплантации, необходимо создать менее иммуногенные антитела с одновременным сохранением нужных свойств. С этой целью в настоящее время используются химерные моноклональные антитела мышь—человек, созданные с помощью генной инженерии, и гуманизированные антитела.

Первыми мышиными моноклональными антителами, применяемыми в качестве иммуносупрессивного препарата у человека, были ОКТЗ, направленные против CD3, экспрессируемых на Т-клетках. Позднее стали использоваться два других химерных антитела (Daclizamab и Basiliximab), специфичные к ос-цепи рецептора IL-2 (CD25). Появление антител, созданных с помощью генной инженерии, может иметь большие перспективы и снизить ограничения при терапии аллоантителами за счет минимизации антигенности этих белков.

Новые стратегии подавления иммунитета

В настоящее время проводят исследования антител к некоторым молекулам, имеющим большое значение для активации Т-клеток и их адгезии (например, антитела к молекулам межклеточной адгезии 1 — анти-ICAM-l). Было показано, что гуманизированные мышиные антитела к CD154 (также известному как СD40-лиганд) блокируют Т-клеточную активацию и предотвращают отторжение почечного аллотрансплантата у нечеловекообразных приматов. Другими антигенами-мишенями являются костимулируюшие молекулы В7.1 (CD80) и В7.2 (CD86).


Взаимодействие В7.1 или В7.2 с CD28 запускает каскад реакций по активации Т-клеток. Наоборот, связывание этих костимулирующих молекул с альтернативным лигандом CTLA-4 приводит к передаче ингибиторного сигнала к отвечающим Т-клеткам. Как и предсказывалось, блокирование связывания CD28 препятствует передаче сигналов, необходимых для экспрессии генов и активации Т-клеток. Таким образом, антитела, которые вмешиваются в активацию Т-клеток, опосредованную костимулирующими молекулами, могут оказаться эффективными у пациентов после трансплантаций.

Следует отметить, что существует экспериментальный подход для подавления функций этих костимулирующих молекул, для чего используют ингибиторный лиганд CTLA-4. Во время опытов на животных было обнаружено, что инъекция растворимого CTLA-4 позволяла обеспечить длительное выживание определенных пересаженных тканей. Полученные данные позволили предположить, что механизм, ответственный за положительное воздействие CTLA-4, включает блокирование костимуляции Т-клеток, распознающих донорские антигены и индуцирует таким образом состояние неотвечаемости (анергии).

Исходя из сказанного ясно, что в настоящее время разрабатываются несколько экспериментальных подходов, направленных на разработку иммуносупрессивных препаратов, которые обладали бы меньшей токсичностью и не делали бы реципиента крайне чувствительным к оппортунистическим инфекциям из-за отсутствия полноценного иммунного ответа. Однако следует отметить, что несмотря на все упомянутые экспериментальные подходы, основными препаратами, наиболее часто используемыми в клинике для подавления иммунитета, являются кортикостероиды, циклоспорин, FK-506 и азатиоприн.

Трансплантация костного мозга и гемопоэтических стволовых клеток

Попытки использования клеток костного мозга здоровых индивидуумов для восстановления утраченной функции костного мозга у больных предпринимаются по крайней мере уже 60 лет. Первые попытки трансплантации человеческого костного мозга были по большей степени безуспешными, поскольку еще не было научной базы для ее успешного проведения. Пересадку костного мозга как форму лечения начали изучать в конце Второй мировой войны. Она представляет особую форму трансплантации, поскольку проводится между донором с сохраненным иммунитетом и реципиентом с нарушенным иммунитетом.

Нередко у реципиентов выявляют тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИД), синдром Вискотта—Олдрича или тяжелый лейкоз. Они получают костный мозг от идентичных сиблингов. Трансплантация костного мозга также проводится для лечения заболеваний крови, таких как талассемия и серповидно-клеточная анемия, при которых наследуется мутантный ген. Этот ген проявляет себя только в гемопоэтических клетках, формирующих кровь. В этом смысле трансплантация для этих пациентов является формой генной терапии: генетически дефектные стволовые клетки, формирующие кровь, заменяются нормально функционирующими клетками

Конечной целью трансплантации костного мозга является восстановление или воссоздание нормального гемопоэза у реципиента путем введения богатого источника гемопоэтических стволовых клеток — плюрипотентной популяции, отвечающей за выработку всех клеток крови (эритроцитов, фагоцитов и тромбоцитов), а также иммунных клеток (лимфоцитов). Стволовые клетки также циркулируют в крови в очень небольших количествах. Существуют различные цитокины (колиниестимулирующие факторы), которые увеличивают их количество как в костном мозге, так и в крови.

В настоящее время для получения достаточного количества стволовых клеток для трансплантации проводят аппаратный гемаферез (в некоторых случаях после предварительного воздействия на доноров соответствующими КСФ), с помощью которого из больших объемов крови выделяют популяцию клеток, содержащих стволовые клетки. Поэтому периферическая кровь становится наиболее частым источником стволовых клеток для трансплантации.

Таким образом, термин «трансплантация костного мозга», которым сначала называли данную процедуру, в настоящее время часто заменяется термином «трансплантация стволовых клеток периферической крови» хотя по-прежнему часто используется. Наиболее распространенными типами трансплантации костного мозга считаются аллогенная и аутологичная трансплантация стволовых клеток. Более редким видом — трансплантация, выполняемая между идентичными близнецами (сингенная трансплантация). Такая трансплантация характеризуется относительно небольшим иммунологическим риском в связи с генетической идентичностью донора и реципиента.

Трансплантация аутологичных стволовых клеток является важным видом терапии, хотя, строго говоря, она не является трансплантацией, но техникой получения стволовых клеток из крови или костного мозга и возвращения их тому же индивидууму. В этом случае иммунологических барьеров для трансплантации не существует. Эта процедура обычно выполняется для лечения пациентов с онкогематологическими заболеваниями, такими как лейкоз, лимфома или миелома. Стволовые клетки, взятые из костного мозга или крови, хранятся замороженными (криоконсервация), в то время как пациент получает интенсивную химиотерапию и/или облучение в целях контроля над заболеванием и снижения количества злокачественно трансформированных клеток в крови и костном мозге. После завершения этой терапии пациенту вводятся аутологичные стволовые клетки, что приводит к восстановлению продукции клеток крови.

Трансплантация аллогенных стволовых клеток предусматривает использование донорских клеток, получаемых из костного мозга, крови или пуповинного канатика, а также плацентарной крови, в которых концентрация и пролиферативный потенциал стволовых клеток, формирующих кровь, даже превышают таковые в крови взрослых людей. В отличие от трансплантации аутологичных стволовых клеток, при которой на вводимые клетки не развиваются иммунные реакции, при трансплантации аллогенных стволовых клеток потенциально возможно возникновение иммунного отторжения, проявляющегося в двух формах: или донорские стволовые клетки могут быть отторгнуты реципиентом (реакция «хозяин против трансплантата»), или же со стороны донорских клеток может возникнуть иммунная реакция на антигены МНС реципиента (реакция «трансплантат против хозяина» — РТПХ).

При введении реципиенту с сохраненным иммунитетом аллогенных клеток иммунное отторжение трансплантата Т-клетками хозяина обычно предотвращается путем интенсивного применения перед трансплантацией препаратов, подавляющих иммунную систему. Такое же лечение проводится и при некоторых формах рака для уничтожения быстро размножающихся клеток опухоли (индукционная терапия). Пациенты с заболеваниями, сопровождающимися иммунодефицитом (например, ТКИД), не нуждаются в такой индукционной терапии, поскольку риска отторжения со стороны организма хозяина не существует.

Для уменьшения риска РТПХ Т-клетки практически полностью устраняются из популяции донорских клеток. Такое удаление, которое может быть достигнуто различными методами (например, обработкой моноклональными антителами к Т-клеткам и комплементом), расширяет возможность выбора донорского костного мозга.

Реакции «трансплантат против хозяина»

Как указывалось ранее, трансплантация иммунокомпетентных лимфоцитов от донора генетически отличному реципиенту может привести к возникновению реакции, инициируемой Т-клетками против антигенов МНС (и/или минорных Н-антигенов) реципиента. Эта реакция «трансплантат против хозяина» особенно угрожает лицам с угнетенным иммунитетом, которые не способны отторгать пересаживаемые клетки.

Лучшими примерами подобной ситуации являются случаи, когда клетки костного мозга пересаживают лицам с различными иммунодефицитами или в случаях пересадки костного мозга реципиенту с подавленным иммунитетом. Заслуживает внимания и то, что РТПХ может развиться у реципиентов костного мозга даже в том случае, если донор и реципиент хорошо совместимы по HLA-антигенам. Это, по-видимому, связано с отличиями по минорным антигенам гистосовместимости реципиента, которые распознаются Т-клетками донора.

У экспериментальных животных РТПХ может привести к развитию рант-синдрома; у человека РТПХ вызывают спленомегалию (увеличение селезенки), гепатомегалию, лимфаденопатию (увеличение лимфатических узлов), диарею, анемию, потерю массы тела и другие нарушения, в основе которых лежат воспаление и разрушение тканей. Реакция инициируется Т-лимфоцитами донора, которые распознают антигены МНС реципиента (и малые Н-антигены) как чужеродные. Донорские Т-клетки, таким образом, активируются, как при реакции на аллотрансплантат. При РТПХ большинство воспалительных клеток, участвующих в реакции и в основном отвечающих за разрушение ткани, являются клетками хозяина, привлеченными к месту реакции цитокинами, высвобождаемыми донорскими лимфоцитами.

Ксеногенная трансплантация

Считается, что более 50000 чел., нуждающихся в трансплантации органов, умирают каждый год в ожидании гистосовместимого донора. Для разрешения проблемы острой потребности в донорских органах в настоящее время проводят исследования по использованию органов животных. По этическим и практическим соображениям виды животных, близкородственных человеку, таких как шимпанзе, широко не используются. В настоящее время особое внимание уделяется свиньям, некоторые органы которых анатомически схожи с человеческими. Интересно, что ответ Т-клеток человека на ксеногенные антигены МНС не так выражен, как на аллогенные молекулы МНС.

Основной проблемой при использовании органов свиньи и животных других видов для пересадки человеку является наличие естественных и предсуществующих антител к углеводородным составляющим молекул, экспрессируемых на эндотелиальных клетках трансплантата. Следствием этого является очень быстрая активация каскада комплемента, которая ведет к сверхострому отторжению. Наконец, еще одним соображением, вызывающим споры по вопросу безопасного использования ксенотрансплантатов, является возможность того, что органы и ткани животных могут содержать вирусы, способные инфицировать человека.

Эти опасения подчеркиваются и возможностью того, что пандемия ВИЧ была вызвана передачей вируса от обезьяны человеку. В США в Центрах по контролю заболеваемости и других учреждениях здравоохранения есть особые инструкции по мониторингу пациентов, получивших ксенотрансплантаты, в которых предусмотрено использование чувствительных тестов для определения возможного присутствия вирусов.

Плод: неотторгаемый аллотрансплантат

Загадочным феноменом, связанным с отторжением аллотрансплантата, является то, что плод, который экспрессирует отцовские антигены гистосовместимости, отсутствующие у матери, не отторгается материнским организмом как аллотрансплантат. Очевидно, что у матери может развиваться антительный ответ на антигены плода, что проявляется присутствием анти-RҺ-антител у Rh-женщин. Более того, у женщин, перенесших многочисленные беременности, вырабатываются антитела к антигенам МНС отца. Однако в большинстве случаев эти антитела оказываются безопасными для плода, поскольку имеет место способность или, вернее, неспособность материнского организма вырабатывать цитотоксические Т-клетки против плода.

Существуют свидетельства того, что клетки фетального трофобласта, составляющие наружный слой плаценты, контактирующий с материнской тканью, не экспрессируют полиморфные молекулы МНС I или II классов, а экспрессируют только неполиморфные молекулы МНС lb класса — HLA-G. Таким образом, фетальный трофобласт не примирует и не вызывает развития клеточного иммунного ответа, наблюдаемого при отторжении аллотрансплантата. Было высказано предположение, что молекулы HLA-G являются лигандами для ингибиторных рецепторов клеток-киллеров (KIR) на материнских NK-клетках, которые не позволяют им разрушать клетки плода.

Антигены HLA-G также экспрессируются на эпителии мозгового вещества тимуса, где они, по-видимому, обеспечивают толерантность Т-клеток к этой молекуле. И, наконец, в плаценте не обнаружены клетки, экспрессирующие большое количество молекул МНС II класса (например, дендритных клеток).

Другими факторами, влияющими на иммунный ответ и, возможно, вовлеченными во взаимоотношения мать—плод, могут быть цитокины, белки, ингибирующие комплемент, и другие известные и неизвестные факторы. Еще одним фактором, влияющим на выживание плода, является а-фетопротеин, белок, синтезируемый желточным мешком и печенью плода. Было показано, что а-фетопротеин обладает иммуносупрессивными свойствами.

В целом плод, как и некоторые другие ткани организма, которые не инициируют иммунный ответ или не повреждаются иммунными компонентами, относится к иммунологически привилегированным областям. Получается, что за одну из самых важных иммунологически привилегированных областей — плод — отвечают многие факторы. Увеличивающиеся знания об иммунологических механизмах, ответственных за толерантность к плоду, могут дать нам возможность по-новому взглянуть на то, каким образом можно индуцировать толерантность к пересаживаемым клеткам, тканям и органам.

Пересадка сердца: личное воспоминание

Осознание того, что трансплантация сердца стала последней возможностью сохранить жизнь, вызвало у меня шок, несмотря на многолетнюю кардиомиопатию. Для того чтобы меня включили в трансплантационную программу медицинского центра Калифорнийского университета в Сан-Диего, я прошел около дюжины тестов, некоторые из которых были весьма болезненны и неприятны. Их проводили для того, чтобы убедиться, что сердце пересаживают не в «больное» тело или тело, в котором при длительном подавлении иммунитета могут развиться злокачественные опухоли (например, кишечные полипы со временем могут становиться злокачественными).

После всех необходимых тестов меня включили в программу, и наступил долгий период ожидания подходящего для пересадки сердца. Я на ходился в отделении интенсивной кардиотерапии, ожидая подходящее по группе крови и Rh-антигену донорское сердце примерно 2 мес. Мое ощущение времени стало размытым, я почти забыл, почему там находился и чего ожидал. Менее тяжелые пациенты могут ждать подходящее для пересадки сердце дома. Ожидание может длиться от нескольких дней или недель до нескольких месяцев. Не все пациенты доживают до этого момента.

Наконец, координатор, отвечающий за трансплантацию, принес хорошую новость: есть подходящее для пересадки сердце. Этот момент был наиболее эмоционально сложным для меня. Я осознавал, что донор умер не для того, чтобы спасти меня. Осознание того, что я получаю бесценный дар — сердце погибшего в автокатастрофе человека — оказало на меня очень большое воздействие.

Для компетентного хирурга трансплантация сердца является почти рутинной хирургической процедурой. Непосредственно перед хирургическим вмешательством мне дали смесь иммуносупрессивных препаратов (циклоспорин, преднизон и азатиоприн), а также антибиотики, противовирусные и противогрибковые препараты для предотвращения инфекции, обусловленной неспецифическим подавлением иммунитета. Теперь я, так же как и реципиенты других аллогенных трансплантатов, буду принимать эти препараты всю оставшуюся жизнь.

У таких иммуносупрессивных препаратов есть множество тяжелых побочных эффектов: нефротоксичность, диабет и повышение риска развития онкологических заболеваний. Поэтому нужно постоянно определять уровень содержания циклоспорина в крови; побочные эффекты других препаратов оценивают периодически. Однако их эффективность подтверждает тот факт, что я способен описывать и пересказывать мою историю 6 лет спустя после трансплантации.

Есть надежда, что в будущем появятся более подходящие и эффективные иммуносупрессивные препараты, и аллотрансплантация и даже ксенотрансплантация станут менее опасными. Мы уверены, что продолжающиеся исследования в этой области обеспечат еще более высокий уровень жизни пациентов, переживших трансплантацию.

Выводы

1. Аллореактивные Т-клетки (клеточно-опосредованный иммунитет) являются основными клетками, ответственными за отторжение аллотрансплантата (и ксенотрансплантата). Антитела, специфичные к аллоантигенам, отвечают за сверхострое отторжение; они также могут участвовать в других видах отторжения.

2. Наиболее важными трансплантационными антигенами, которые вызывают быстрое отторжение аллотрансплантата, являются продукты МНС донора, которые у человека называются HLA, а у мыши — Н-2. Генетические различия между донором и реципиентом также могут привести к образованию аллогенных клеточных пептидов (минорных Н-антигенов), презентируемых молекулами МНС реципиента Т-клеткам Реакции на эти аллогенные белки могут также приводить к отторжению трансплантата.

3. Существуют два механизма распознавания аллоантигенов Т-клетками организма: 1) прямое распознавание, при котором донорские АПК стимулируют аллореактивные Т-клетки; 2) непрямое распознавание, при котором АПК реципиента процессируют и презентируют аллогенные пептиды, происходящие из донорских тканей или органов.

4. Уровень гистосовместимости между донором и реципиентом может быть определен серологическим или, что более распространено, молекулярным типированием ткани, а также с помощью СКЛ.

5. Выживание аллотрансплантатов продлевается, если использовать комбинацию иммуносупрессивных препаратов, таких как противовоспалительные, цитотоксические препараты и антиметаболиты, а также вещества, нарушающие продукцию IL-2 и опосредованную цитокинами передачу сигналов. Новые подходы включают применение биологических препаратов, блокирующих костимулирующие молекулы, связанные с активацией Т-клеток.

6. Плод является естественным аллотрансплантатом, в отношении которого существует толерантность. Есть множество факторов, обусловливающих эту форму толерантности, включая отсутствие молекул МНС I и II классов на клетках фетального трофобласта и «отсутствие» экспрессии МНС II класса на клетках плаценты.

Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини
Похожие статьи
показать еще
 
Категории