РЕФЕРАТ
на тему:
Трансплантація і відторгнення
2009
Дослідження в області імунобіології трансплантації розширюють наші уявлення про механізми імунних реакцій і створюють основу для розвитку клінічної трансплантології. Так, саме вивчення відторгнення шкірних трансплантатів у мишей призвело до відкриття молекул головного комплексу гістосумісності, виконують важливу функцію в процесі презентації антигенів Т-клітин. Багато відомостей про фізіологію і функціях Т-лімфоцитів, про толерантність до власних антигенів, аутоімунітет і про роль тимусу у розвитку Т-клітин також отримані в результаті вивчення трансплантаційного імунітету, оскільки Т-клітини грають провідну роль у відторгненні трансплантатів. І нарешті, останній з званих, але не менш значимий аспект цієї галузі досліджень - застосування трансплантації в медицині. Необхідність запобігти відторгненню трансплантата змушує шукати нові імуномодулятори та розробляти способи індукції толерантності до трансплантуються тканинам. Ці дослідження мають і більш широке значення, оскільки відкривають можливості для лікування різноманітних розладів, пов'язаних з імунними реакціями, наприклад гіперчутливості та ауто-імунітету.
У клінічній практиці трансплантацію органу роблять з метою відшкодування недостатності функції того ж органу у хворого. За винятком тих випадків, коли донор і реципієнт ідентичні генетично, антигени трансплантата завжди викликають імунологічну реакцію відторгнення. Трансплантація може активувати різноманітні механізми гуморального і клітинного імунітету, як специфічного, так і неспецифічного. Активація відбувається внаслідок розпізнавання Т-клітинами реципієнта чужорідних пептидних антигенів, асоційованих з чужорідними молекулами МНС на поверхні трансплантованих клітин. Зазвичай антигенні пептиди представляють собою фрагменти молекул, що входять до складу клітин донора, проте це можуть бути і фрагменти молекул внутрішньоклітинних вірусів або інших мікробних молекул. Тому трансплантат здатний активувати всі регуляторні торні механізми, пов'язані з імунними реакціями, і відповідно імунобіології трансплантації охоплює практично всі аспекти функціонування імунної системи.
Трансплантаційні БАР'ЄР
Це поняття пов'язане з генетичними відмінностями між донором і реципієнтом. У трансплантології розрізняють аутотрансплантат, ізо-трансплантати, алотрансплантат і ксенотрансплантати. Аутотрансплантат - це власна тканина донора, перенесена з однієї ділянки організму в інший, не будучи чужорідним, він не відривається. Те ж відноситься до ізотрансплантату - органу або тканини, пересаджені изогенной реципієнта; в цьому випадку тканини донора не несуть антигенів, чужорідних для реципієнта, і нездатні активувати реакцію відторгнення. У медичній практиці найчастіше застосовується аллотранс-плантат - орган або тканину, пересідають генетично відмінному від донора реципієнту, проте відноситься до одного з них біологічного виду. У цьому випадку реципієнт та донор мають алельні варіанти деяких генів. Клітини алотрансплантату експресують аллоантіге-ни, які імунна система реципієнта розпізнає як чужорідні.
У випадку ксенотрансплантації - пересадки між особинами різних видів - трансплантаційний бар'єр, як правило, нездоланний: ксе-нотрансплантат швидко відторгається або під впливом наявних у реципієнта природних антитіл IgM, або в результаті швидко розвивається клітинної реакції. Якщо піддати ксенотрансплантати попередній обробці, що знижує його імуногенність, результат пересадки може бути сприятливим; таким чином людині можна трансплантувати шкіру, кровоносні судини або серцеві клапани свині. Однак, незважаючи на це, спроби трансплантувати людині цільні органи тварин опинилися повністю безуспішними, хоча в дослідах на тваринах різних видів при ксенотрансплантації був досягнутий певний успіх. Якщо б вдалося подолати імунологічний бар'єр для ксенотрансплантати, була б вирішена існуюча в усьому світі проблема нестачі органів людини для трансплантації. Звичайно, залишаються й інші труднощі, вже не пов'язані з області імунології, а пов'язані, наприклад, з величиною органів донора, ризиком передачі захворювань від тварин, а також з етичними проблемами.
Антигени гістосумісності
Антигени гістосумісності служать мішенями при реакції відторгнення
Головні антигени, відповідальні за відторгнення генетично чужорідних тканин - це антигени гістосумісності; кодують їх гени носять назву генів гістосумісності. Всього існує більше 30 локусів гістосумісності, і вони різні за ступенем викликається їх продуктами відторгнення. Аллоантігени, які кодуються генами МНС, викликають особливо сильну реакцію відторгнення; це ті самі молекули, які презентують-ють антигени Т-клітин. Комплекс генів МНС присутній у хребетних всіх видів. У миші він названий Н-2, у людини - системою лейкоцитарних антигенів. Продукти ал-лелльних варіантів інших генів гістосумісності самі по собі викликають менш сильну реакцію відторгнення, у зв'язку з чим їх відносять до «мінорним», або слабким, антигенів гістосумісності; ці антигени є нормальними клітинними компонентами. Однак у поєднанні кілька слабких антигенів можуть викликати сильну реакцію відторгнення.
Гаплотипи МНС успадковуються від обох батьків і експресувати кодомінантно
Гени МНС успадковуються відповідно до законів Менделя і експресуються кодомінантно. Іншими словами, кожен індивід успадковує два «половинних набору» генів, по одному від кожного з батьків; обидва гаплотипу експресувати в рівній мірі, так що будь-яка клітина має на поверхні молекули МНС, успадковані як від батька, так і від матері.
Експресію молекул МНС трансплантованими тканинами індукують цитокіни
Антигени МНС розподілені неоднаково серед клітин різних типів. У звичайних умовах молекули МНС класу I експресують більшість ядерних клітин, тоді як експресія молекул класу II обмежена антигенпрезентующими клітинами, такими як дендритні клітини та активовані макрофаги, і В-лімфоцитами. У деяких видів ці молекули виявляються також на активованих Т-клітинах і ендотелії судин. Експресію антигенів МНС регулюють цитокіни - інтерферон-г і фактор некрозу пухлин. Обидва ці агента служать потужними індукторами експресії МНС клітинами багатьох типів, які до цієї активації екс-прессіруют молекули МНС лише в слабкому ступені. Як буде видно з подальшого викладу, ця обставина відіграє істотну роль в реакції відторгнення трансплантата
ЗАКОНИ ТРАНСПЛАНТАЦІЇ
Для звичайної Т-клітинної реакції на чужорідні білкові антигени необхідно, щоб ці антигени були процессіровани з утворенням пептидів, а ці останні презентировать на поверхні АПК реципієнта в асоціації з молекулами МНС. Імунна відповідь при трансплантації унікальний у тому відношенні, що чужорідні молекули МНС безпосередньо активують Т-клітини.
Реакція «господар проти трансплантата» викликає відторгнення трансплантата
Відторгнення алогенного трансплантата відбувається внаслідок того, що він несе антигени, відсутні у реципієнта.
Реакція "трансплантат проти хазяїна» виникає в тому випадку, коли лімфоцити донора атакують тканини реципієнта
Особлива ситуація створюється при трансплантації алогенного кісткового мозку реципієнту, організм якої не здатний відторгнути трансплантовану тканина: імунологічно компетентні Т-клітини донора, взаємодіючи з аллоантігенного реципієнта, викликають реакцію трансплантат проти хазяїна, що приводить до розвитку так званої хвороби трансплантат проти господаря. Нездатність клітин реципієнта реагувати проти трансплантованих Т-лімфоцитів донора може бути обумовлена генетичними відмінностями донора і реципієнта або імунологічної некомпетентністю реципієнта внаслідок його незрілості або стану імуносупресії. У цих умовах містяться в аллотранспланта-ті кісткового мозку імунокомпетентні Т-кліть-ки можуть атакувати тканини реципієнта. РТПХ представляє собою головне ускладнення при трансплантації костномозговой тканини, оскільки призводить до розвитку важких ушкоджень, що зачіпають в основному шкіру і кишечник. Для попередження РТПХ необхідно ретельне типування донора і реципієнта, видалення зрілих Т-клітин із трансплантата і застосування імуносупресивних агентів.
РОЛЬ Т-лімфоцитів в відторгнення трансплантата
Т-клітин належить провідна роль у відторгненні трансплантата
Гризуни з уродженою відсутністю тимуса не мають зрілих Т-клітин і не відривають трансплантати. Те ж саме має місце і в нормальних мишей і щурів, тімектомірованних в неонатальний період, до заселення периферичних лімфоїдних органів зрілими Т-клітинами. Аналогічний ефект можна отримати шляхом тімектоміі дорослих мишей та щурів з наступним опроміненням і пересадкою кісткового мозку. Таким способом одержують реципієнтів АТх.ВМ, які позбавлені Т-клітин і не можуть заперечувати трансплантати.
У всіх перелічених тварин здатність руйнувати трансплантовані тканини вдається відновити шляхом введення Т-клітин нормальних тварин тієї ж лінії. Таким чином, для відторгнення трансплантата необхідні Т-клітини. Це не означає, що антитіла, В-лімфоцити або клітини інших типів не беруть участі у відторгненні. Зокрема, антитіла викликають пошкодження трансплантованої тканини, а макрофаги сприяють розвитку в ній запальних реакцій.
Молекулярна основа реакції відторгнення - це взаємодія ТКР-МНС
За допомогою своїх Т-клітинних рецепторів беруть участь в реакції відторгнення Т-лімфоцитів-ти розпізнають пептиди донора, експресувати на клітинах трансплантата в асоціації з антигенами МНС. Як відомо, Т-клітин-точний рецептор побудований таким чином, що Т-клітини можуть «бачити» тільки ті антигенні пептиди, які асоційовані з молекулами МНС. Подібна МНС-рестрикція виникає в результаті позитивної селекції в тимусі. Таким чином, щоб оцінити ту роль, яку виконують Т-клітини в реакції відторгнення, необхідно визначити відмінності між молекулами МНС донора та реципієнта і встановити, яке значення мають ці відмінності для презентації широкого спектру антигенів рецепторів Т-лімфоцитів реципієнта.
Різні молекули МНС в цілому подібні за структурою, однак різняться за будовою пептідсвязивающей порожнини
За структурою різні молекули МНС майже ідентичні. Кожна молекула має дві а-спіралі, розташовані на в-складчатом шарі поверх двох імуноглобулін-подібних доменів, хто «сидить» на клітинній мембрані. Тим б-спіралями є глибока порожнина, в якій відбувається зв'язування пептидів. Частина молекули МНС, відповідальна за Т-клітинне розпізнавання, представлена зверненої нагору стороною б-спіралей, щодо консервативної у різних молекул МНС.
Амінокислотні залишки, що визначають важливі відмінності між молекулами МНС - наприклад, між алельними варіантами А2 і Aw68 антигену HLA-A, знаходяться здебільшого всередині порожнини, утвореної б-спіралями, а не на їх верхніх сторонах, що контактують з ТКР. Тому для Т-клітинного розпізнавання основне значення мають відмінності у формі та заряді поверхні пептідсвязиваюшей порожнини, які визначають, які пептиди можуть зв'язуватися і в якій орієнтації вони будуть представлені для розпізнавання Т-клітин-точним рецептором.
Молекули МНС трансплантата і реципієнта презентують різні пептиди
У звичайних фізіологічних умовах в порожнині молекул МНС перебувають пептиди, що представляють собою фрагменти нормальних клітинних компонентів, які утворюються внаслідок внутрішньоклітинної деградації білків. Стан імунологічної толерантності, індукованої в тимусі, перешкоджає виникненню аутоімунних реакцій, які могли б розвинутися в результаті розпізнавання Т-клітинами комплексів «свій пептид - своя молекула МНС». Але якщо клітини інфіковані, власні пептиди в порожнині молекул МНС «професійних» АПК можуть бути заміщені чужорідними. У цьому випадку Т-клітини будуть реагувати на чужорідні пептиди, асоційовані зі «своїми» молекулами МНС.
Однак при трансплантації генетично чужорідної тканини виникає третій варіант. Тут на поверхні клітин трансплантата презент-ваний інший набір пептидів, що визначається відмінностями у формі і заряді поверхні пептідсвязиваюшей порожнини молекул МНС трансплантата. Крім того, трансплантат може містити алельні варіанти нормальних клітинних компонентів, відмінні від варіантів цих молекул реципієнта. Це істотно позначається на характеристиках пептидів, презентіруемих клітинами трансплантата. Відмінності між донором трансплантуються тканини і реципієнтом за антигенами МНС або за мінорним антигенів гістосумісності служать причиною того, що трансплантат експресують надзвичайно велике число нових чужорідних антигенів, які можуть розпізнаватися Т-клітинами реципієнта. Тому до 10% Т-клітин в організмі здатні реагувати на ці антигени алогенного трансплантата.
У реакції відторгнення беруть участь хелперних Т-клітини і лімфокіни
Роль Тх-клітин у відторгненні
Введення Т-клітин CD4 + бестімусним мишам або реципієнтам АТх.ВМ викликає реакцію гострого відторгнення шкірного трансплантата. Непрімірованние Т-лімфоцити CD8 + нездатні давати таку реакцію, однак якщо вводити їх разом з дуже невеликим числом Т-клітин CD4 + або використовувати Т-клітини CD8 +, попередньо сенсибілізовані антигенами трансплантата, то спостерігається швидке руйнування трансплантата. Значення Тх-клітин в реакції відторгнення підтверджують результати дослідів з введенням реципієнтам моноклональних антитіл анти-С04 +.
Тх-клітини активуються АПК кістковомозкового походження, що несуть молекули МНС класу II. Стимулюючі відторгнення АПК можуть належати як донору, так і реципієнта. АПК донора присутні в трансплантаті як лейкоцитів-пасажирів і можуть зумовити «пряму» активацію Тх-клітин реципієнта. АПК, що належать реципієнту та локалізовані в дренуючих лімфоїдних тканинах, набувають антиген, який вивільнюється трансплантатом, і презентують його Тх-клітинам реципієнта, викликаючи їх «непряму» активацію. Пряма активація дає більш потужний стимул до відторгнення трансплантованої тканини в порівнянні з непрямим шляхом. Таким чином, лейкоцити-пасажири можуть чинити сильний вплив на приживання трансплантата.
Роль лімфокінів у відторгненні
Крім Тх-клітин CD4 + у відторгненні беруть участь і інші імунологічні фактори, включаючи лімфокіни.
Найбільш важливу роль у руйнуванні трансплантованих клітин грають інтерлейкін-2 - він необхідний для активації Тп-кле-струм, і Іфу - він індукує експресію МНС, підвищує активність АПК, стимулює великі гранулярні лімфоцити і спільно з ЦЗПв активує макрофаги ..
Лімфокіни потрібні також для активації В-клітин, що продукують антитіла проти трансплантата. Ці антитіла пов'язують комплемент і викликають пошкодження судинного ендотелію, що веде до виникнення геморагії, агрегації тромбоцитів усередині судин трансплантата і їх тромбозу; антитіла зумовлюють також літичної пошкодження клітин трансплантата і вивільнення провос-палітельних компонентів комплементу, СЗА і С5а.
Для відторгнення трансплантата не обов'язково, щоб імунні фактори подіяли на всі його структури. Головними об'єктами їх впливу служать ендотелій мікросудинного русла трансплантата і спеціалізовані паренхіматозні клітини даного органу - ниркові канальці, острівці Лангерган-са підшлункової залози або міоцити серцевого м'яза.
Лімфокін Іфу здатний індукувати високий рівень експресії молекул МНС класу II клітинами ендотелію судин, а також поява молекул класів I і II на паренхіматозних клітинах, які в звичайних умовах не екс-прессіруют антигени МНС або експресують їх в невеликій кількості. Таке підвищення експресії антигенів МНС клітинами трансплантата збільшує число молекул-мішеней для дії антитіл і активованих клітин, що веде до посилення реакції відторгнення.
Під впливом ЦЗПв і Іфу зростає також експресія молекул адгезії на судинному ендотелії. Ці молекули необхідні для прилипання циркулюючих в крові лейкоцитів до стінки судин, перед тим як вони проходять через ендотелій в тканини.
ДИНАМІКА ВІДТОРГНЕННЯ
Швидкість відторгнення трансплантата частково залежить від характеру ефекторних механізмів.
Сверхострое відторгнення Відторгнення цього типу відбувається надзвичайно швидко і спостерігається у хворих, у сироватці крові яких вже присутні антитіла проти трансплантата. Утворення антитіл анти-HLA індукують попередні гемотрансфузії, множинні бере р менності або відторгнення раніше трансплантованих тканин. Крім того, надгостре відторгнення можуть викликати антитіла проти антигенів системи ABO. Предобразован антитіла фіксують комплемент, пошкоджуючи ендотелію-ний клітини внутрішньої поверхні кровоносних судин. У результаті цих ушкоджень судинна стінка стає проникної для плазми і клітин, відбувається агрегація тромбоцитів і порушення мікроциркуляції, що перешкоджає кровопостачанню трансплантата. Для того щоб уникнути сверхострое відторгнення, при підборі донора і реципієнта необхідно дотримуватися умова їх сумісності за групами крові ABO, а також проводити перехресну пробу на присутність в сироватці крові майбутнього реципієнта цитотоксичних антідонорскіх антитіл.
на тему:
Трансплантація і відторгнення
2009
Дослідження в області імунобіології трансплантації розширюють наші уявлення про механізми імунних реакцій і створюють основу для розвитку клінічної трансплантології. Так, саме вивчення відторгнення шкірних трансплантатів у мишей призвело до відкриття молекул головного комплексу гістосумісності, виконують важливу функцію в процесі презентації антигенів Т-клітин. Багато відомостей про фізіологію і функціях Т-лімфоцитів, про толерантність до власних антигенів, аутоімунітет і про роль тимусу у розвитку Т-клітин також отримані в результаті вивчення трансплантаційного імунітету, оскільки Т-клітини грають провідну роль у відторгненні трансплантатів. І нарешті, останній з званих, але не менш значимий аспект цієї галузі досліджень - застосування трансплантації в медицині. Необхідність запобігти відторгненню трансплантата змушує шукати нові імуномодулятори та розробляти способи індукції толерантності до трансплантуються тканинам. Ці дослідження мають і більш широке значення, оскільки відкривають можливості для лікування різноманітних розладів, пов'язаних з імунними реакціями, наприклад гіперчутливості та ауто-імунітету.
У клінічній практиці трансплантацію органу роблять з метою відшкодування недостатності функції того ж органу у хворого. За винятком тих випадків, коли донор і реципієнт ідентичні генетично, антигени трансплантата завжди викликають імунологічну реакцію відторгнення. Трансплантація може активувати різноманітні механізми гуморального і клітинного імунітету, як специфічного, так і неспецифічного. Активація відбувається внаслідок розпізнавання Т-клітинами реципієнта чужорідних пептидних антигенів, асоційованих з чужорідними молекулами МНС на поверхні трансплантованих клітин. Зазвичай антигенні пептиди представляють собою фрагменти молекул, що входять до складу клітин донора, проте це можуть бути і фрагменти молекул внутрішньоклітинних вірусів або інших мікробних молекул. Тому трансплантат здатний активувати всі регуляторні торні механізми, пов'язані з імунними реакціями, і відповідно імунобіології трансплантації охоплює практично всі аспекти функціонування імунної системи.
Трансплантаційні БАР'ЄР
Це поняття пов'язане з генетичними відмінностями між донором і реципієнтом. У трансплантології розрізняють аутотрансплантат, ізо-трансплантати, алотрансплантат і ксенотрансплантати. Аутотрансплантат - це власна тканина донора, перенесена з однієї ділянки організму в інший, не будучи чужорідним, він не відривається. Те ж відноситься до ізотрансплантату - органу або тканини, пересаджені изогенной реципієнта; в цьому випадку тканини донора не несуть антигенів, чужорідних для реципієнта, і нездатні активувати реакцію відторгнення. У медичній практиці найчастіше застосовується аллотранс-плантат - орган або тканину, пересідають генетично відмінному від донора реципієнту, проте відноситься до одного з них біологічного виду. У цьому випадку реципієнт та донор мають алельні варіанти деяких генів. Клітини алотрансплантату експресують аллоантіге-ни, які імунна система реципієнта розпізнає як чужорідні.
У випадку ксенотрансплантації - пересадки між особинами різних видів - трансплантаційний бар'єр, як правило, нездоланний: ксе-нотрансплантат швидко відторгається або під впливом наявних у реципієнта природних антитіл IgM, або в результаті швидко розвивається клітинної реакції. Якщо піддати ксенотрансплантати попередній обробці, що знижує його імуногенність, результат пересадки може бути сприятливим; таким чином людині можна трансплантувати шкіру, кровоносні судини або серцеві клапани свині. Однак, незважаючи на це, спроби трансплантувати людині цільні органи тварин опинилися повністю безуспішними, хоча в дослідах на тваринах різних видів при ксенотрансплантації був досягнутий певний успіх. Якщо б вдалося подолати імунологічний бар'єр для ксенотрансплантати, була б вирішена існуюча в усьому світі проблема нестачі органів людини для трансплантації. Звичайно, залишаються й інші труднощі, вже не пов'язані з області імунології, а пов'язані, наприклад, з величиною органів донора, ризиком передачі захворювань від тварин, а також з етичними проблемами.
Антигени гістосумісності
Антигени гістосумісності служать мішенями при реакції відторгнення
Головні антигени, відповідальні за відторгнення генетично чужорідних тканин - це антигени гістосумісності; кодують їх гени носять назву генів гістосумісності. Всього існує більше 30 локусів гістосумісності, і вони різні за ступенем викликається їх продуктами відторгнення. Аллоантігени, які кодуються генами МНС, викликають особливо сильну реакцію відторгнення; це ті самі молекули, які презентують-ють антигени Т-клітин. Комплекс генів МНС присутній у хребетних всіх видів. У миші він названий Н-2, у людини - системою лейкоцитарних антигенів. Продукти ал-лелльних варіантів інших генів гістосумісності самі по собі викликають менш сильну реакцію відторгнення, у зв'язку з чим їх відносять до «мінорним», або слабким, антигенів гістосумісності; ці антигени є нормальними клітинними компонентами. Однак у поєднанні кілька слабких антигенів можуть викликати сильну реакцію відторгнення.
Гаплотипи МНС успадковуються від обох батьків і експресувати кодомінантно
Гени МНС успадковуються відповідно до законів Менделя і експресуються кодомінантно. Іншими словами, кожен індивід успадковує два «половинних набору» генів, по одному від кожного з батьків; обидва гаплотипу експресувати в рівній мірі, так що будь-яка клітина має на поверхні молекули МНС, успадковані як від батька, так і від матері.
Експресію молекул МНС трансплантованими тканинами індукують цитокіни
Антигени МНС розподілені неоднаково серед клітин різних типів. У звичайних умовах молекули МНС класу I експресують більшість ядерних клітин, тоді як експресія молекул класу II обмежена антигенпрезентующими клітинами, такими як дендритні клітини та активовані макрофаги, і В-лімфоцитами. У деяких видів ці молекули виявляються також на активованих Т-клітинах і ендотелії судин. Експресію антигенів МНС регулюють цитокіни - інтерферон-г і фактор некрозу пухлин. Обидва ці агента служать потужними індукторами експресії МНС клітинами багатьох типів, які до цієї активації екс-прессіруют молекули МНС лише в слабкому ступені. Як буде видно з подальшого викладу, ця обставина відіграє істотну роль в реакції відторгнення трансплантата
ЗАКОНИ ТРАНСПЛАНТАЦІЇ
Для звичайної Т-клітинної реакції на чужорідні білкові антигени необхідно, щоб ці антигени були процессіровани з утворенням пептидів, а ці останні презентировать на поверхні АПК реципієнта в асоціації з молекулами МНС. Імунна відповідь при трансплантації унікальний у тому відношенні, що чужорідні молекули МНС безпосередньо активують Т-клітини.
Реакція «господар проти трансплантата» викликає відторгнення трансплантата
Відторгнення алогенного трансплантата відбувається внаслідок того, що він несе антигени, відсутні у реципієнта.
Реакція "трансплантат проти хазяїна» виникає в тому випадку, коли лімфоцити донора атакують тканини реципієнта
Особлива ситуація створюється при трансплантації алогенного кісткового мозку реципієнту, організм якої не здатний відторгнути трансплантовану тканина: імунологічно компетентні Т-клітини донора, взаємодіючи з аллоантігенного реципієнта, викликають реакцію трансплантат проти хазяїна, що приводить до розвитку так званої хвороби трансплантат проти господаря. Нездатність клітин реципієнта реагувати проти трансплантованих Т-лімфоцитів донора може бути обумовлена генетичними відмінностями донора і реципієнта або імунологічної некомпетентністю реципієнта внаслідок його незрілості або стану імуносупресії. У цих умовах містяться в аллотранспланта-ті кісткового мозку імунокомпетентні Т-кліть-ки можуть атакувати тканини реципієнта. РТПХ представляє собою головне ускладнення при трансплантації костномозговой тканини, оскільки призводить до розвитку важких ушкоджень, що зачіпають в основному шкіру і кишечник. Для попередження РТПХ необхідно ретельне типування донора і реципієнта, видалення зрілих Т-клітин із трансплантата і застосування імуносупресивних агентів.
РОЛЬ Т-лімфоцитів в відторгнення трансплантата
Т-клітин належить провідна роль у відторгненні трансплантата
Гризуни з уродженою відсутністю тимуса не мають зрілих Т-клітин і не відривають трансплантати. Те ж саме має місце і в нормальних мишей і щурів, тімектомірованних в неонатальний період, до заселення периферичних лімфоїдних органів зрілими Т-клітинами. Аналогічний ефект можна отримати шляхом тімектоміі дорослих мишей та щурів з наступним опроміненням і пересадкою кісткового мозку. Таким способом одержують реципієнтів АТх.ВМ, які позбавлені Т-клітин і не можуть заперечувати трансплантати.
У всіх перелічених тварин здатність руйнувати трансплантовані тканини вдається відновити шляхом введення Т-клітин нормальних тварин тієї ж лінії. Таким чином, для відторгнення трансплантата необхідні Т-клітини. Це не означає, що антитіла, В-лімфоцити або клітини інших типів не беруть участі у відторгненні. Зокрема, антитіла викликають пошкодження трансплантованої тканини, а макрофаги сприяють розвитку в ній запальних реакцій.
Молекулярна основа реакції відторгнення - це взаємодія ТКР-МНС
За допомогою своїх Т-клітинних рецепторів беруть участь в реакції відторгнення Т-лімфоцитів-ти розпізнають пептиди донора, експресувати на клітинах трансплантата в асоціації з антигенами МНС. Як відомо, Т-клітин-точний рецептор побудований таким чином, що Т-клітини можуть «бачити» тільки ті антигенні пептиди, які асоційовані з молекулами МНС. Подібна МНС-рестрикція виникає в результаті позитивної селекції в тимусі. Таким чином, щоб оцінити ту роль, яку виконують Т-клітини в реакції відторгнення, необхідно визначити відмінності між молекулами МНС донора та реципієнта і встановити, яке значення мають ці відмінності для презентації широкого спектру антигенів рецепторів Т-лімфоцитів реципієнта.
Різні молекули МНС в цілому подібні за структурою, однак різняться за будовою пептідсвязивающей порожнини
За структурою різні молекули МНС майже ідентичні. Кожна молекула має дві а-спіралі, розташовані на в-складчатом шарі поверх двох імуноглобулін-подібних доменів, хто «сидить» на клітинній мембрані. Тим б-спіралями є глибока порожнина, в якій відбувається зв'язування пептидів. Частина молекули МНС, відповідальна за Т-клітинне розпізнавання, представлена зверненої нагору стороною б-спіралей, щодо консервативної у різних молекул МНС.
Амінокислотні залишки, що визначають важливі відмінності між молекулами МНС - наприклад, між алельними варіантами А2 і Aw68 антигену HLA-A, знаходяться здебільшого всередині порожнини, утвореної б-спіралями, а не на їх верхніх сторонах, що контактують з ТКР. Тому для Т-клітинного розпізнавання основне значення мають відмінності у формі та заряді поверхні пептідсвязиваюшей порожнини, які визначають, які пептиди можуть зв'язуватися і в якій орієнтації вони будуть представлені для розпізнавання Т-клітин-точним рецептором.
Молекули МНС трансплантата і реципієнта презентують різні пептиди
У звичайних фізіологічних умовах в порожнині молекул МНС перебувають пептиди, що представляють собою фрагменти нормальних клітинних компонентів, які утворюються внаслідок внутрішньоклітинної деградації білків. Стан імунологічної толерантності, індукованої в тимусі, перешкоджає виникненню аутоімунних реакцій, які могли б розвинутися в результаті розпізнавання Т-клітинами комплексів «свій пептид - своя молекула МНС». Але якщо клітини інфіковані, власні пептиди в порожнині молекул МНС «професійних» АПК можуть бути заміщені чужорідними. У цьому випадку Т-клітини будуть реагувати на чужорідні пептиди, асоційовані зі «своїми» молекулами МНС.
Однак при трансплантації генетично чужорідної тканини виникає третій варіант. Тут на поверхні клітин трансплантата презент-ваний інший набір пептидів, що визначається відмінностями у формі і заряді поверхні пептідсвязиваюшей порожнини молекул МНС трансплантата. Крім того, трансплантат може містити алельні варіанти нормальних клітинних компонентів, відмінні від варіантів цих молекул реципієнта. Це істотно позначається на характеристиках пептидів, презентіруемих клітинами трансплантата. Відмінності між донором трансплантуються тканини і реципієнтом за антигенами МНС або за мінорним антигенів гістосумісності служать причиною того, що трансплантат експресують надзвичайно велике число нових чужорідних антигенів, які можуть розпізнаватися Т-клітинами реципієнта. Тому до 10% Т-клітин в організмі здатні реагувати на ці антигени алогенного трансплантата.
У реакції відторгнення беруть участь хелперних Т-клітини і лімфокіни
Роль Тх-клітин у відторгненні
Введення Т-клітин CD4 + бестімусним мишам або реципієнтам АТх.ВМ викликає реакцію гострого відторгнення шкірного трансплантата. Непрімірованние Т-лімфоцити CD8 + нездатні давати таку реакцію, однак якщо вводити їх разом з дуже невеликим числом Т-клітин CD4 + або використовувати Т-клітини CD8 +, попередньо сенсибілізовані антигенами трансплантата, то спостерігається швидке руйнування трансплантата. Значення Тх-клітин в реакції відторгнення підтверджують результати дослідів з введенням реципієнтам моноклональних антитіл анти-С04 +.
Тх-клітини активуються АПК кістковомозкового походження, що несуть молекули МНС класу II. Стимулюючі відторгнення АПК можуть належати як донору, так і реципієнта. АПК донора присутні в трансплантаті як лейкоцитів-пасажирів і можуть зумовити «пряму» активацію Тх-клітин реципієнта. АПК, що належать реципієнту та локалізовані в дренуючих лімфоїдних тканинах, набувають антиген, який вивільнюється трансплантатом, і презентують його Тх-клітинам реципієнта, викликаючи їх «непряму» активацію. Пряма активація дає більш потужний стимул до відторгнення трансплантованої тканини в порівнянні з непрямим шляхом. Таким чином, лейкоцити-пасажири можуть чинити сильний вплив на приживання трансплантата.
Роль лімфокінів у відторгненні
Крім Тх-клітин CD4 + у відторгненні беруть участь і інші імунологічні фактори, включаючи лімфокіни.
Найбільш важливу роль у руйнуванні трансплантованих клітин грають інтерлейкін-2 - він необхідний для активації Тп-кле-струм, і Іфу - він індукує експресію МНС, підвищує активність АПК, стимулює великі гранулярні лімфоцити і спільно з ЦЗПв активує макрофаги ..
Лімфокіни потрібні також для активації В-клітин, що продукують антитіла проти трансплантата. Ці антитіла пов'язують комплемент і викликають пошкодження судинного ендотелію, що веде до виникнення геморагії, агрегації тромбоцитів усередині судин трансплантата і їх тромбозу; антитіла зумовлюють також літичної пошкодження клітин трансплантата і вивільнення провос-палітельних компонентів комплементу, СЗА і С5а.
Для відторгнення трансплантата не обов'язково, щоб імунні фактори подіяли на всі його структури. Головними об'єктами їх впливу служать ендотелій мікросудинного русла трансплантата і спеціалізовані паренхіматозні клітини даного органу - ниркові канальці, острівці Лангерган-са підшлункової залози або міоцити серцевого м'яза.
Лімфокін Іфу здатний індукувати високий рівень експресії молекул МНС класу II клітинами ендотелію судин, а також поява молекул класів I і II на паренхіматозних клітинах, які в звичайних умовах не екс-прессіруют антигени МНС або експресують їх в невеликій кількості. Таке підвищення експресії антигенів МНС клітинами трансплантата збільшує число молекул-мішеней для дії антитіл і активованих клітин, що веде до посилення реакції відторгнення.
Під впливом ЦЗПв і Іфу зростає також експресія молекул адгезії на судинному ендотелії. Ці молекули необхідні для прилипання циркулюючих в крові лейкоцитів до стінки судин, перед тим як вони проходять через ендотелій в тканини.
ДИНАМІКА ВІДТОРГНЕННЯ
Швидкість відторгнення трансплантата частково залежить від характеру ефекторних механізмів.
Сверхострое відторгнення Відторгнення цього типу відбувається надзвичайно швидко і спостерігається у хворих, у сироватці крові яких вже присутні антитіла проти трансплантата. Утворення антитіл анти-HLA індукують попередні гемотрансфузії, множинні бере р менності або відторгнення раніше трансплантованих тканин. Крім того, надгостре відторгнення можуть викликати антитіла проти антигенів системи ABO. Предобразован антитіла фіксують комплемент, пошкоджуючи ендотелію-ний клітини внутрішньої поверхні кровоносних судин. У результаті цих ушкоджень судинна стінка стає проникної для плазми і клітин, відбувається агрегація тромбоцитів і порушення мікроциркуляції, що перешкоджає кровопостачанню трансплантата. Для того щоб уникнути сверхострое відторгнення, при підборі донора і реципієнта необхідно дотримуватися умова їх сумісності за групами крові ABO, а також проводити перехресну пробу на присутність в сироватці крові майбутнього реципієнта цитотоксичних антідонорскіх антитіл.
Через сверхострое реакції відторгнення неможливо трансплантувати хворим органи тварин, оскільки у людини є природні антитіла IgM та IgG до клітинних антигенів тварин. В даний час йде інтенсивний пошук способів запобігання такої реакції. Вони можуть бути різними - видалення антитіл, виснаження компліменту або отримання за допомогою методів генетичної інженерії таких тварин, органи яких менш чутливі до надгострому відторгнення.
Гостре відторгнення Воно проявляється через кілька діб або тижнів і первинно обумовлено активацією Т-клітин з наступним запуском різних ефекторних механізмів. Якщо трансплантація проведена хворому, пресенсібілізірованному до антигенів трансплантата, відбувається вторинна активація Т-клітин, що викликає прискорене клітинно-опосередкований відторгнення. Особливо різко розвивається прискорене відторгнення трансплантата шкірного - шкіра руйнується ще до того, як може початися її приживлення.
Хронічне відторгнення При певних генетичних відмінностях між донором і реципієнтом і в умовах застосування імуносупресії-ної терапії відторгнення трансплантата може бути повільним процесом, розтягується на місяці або роки. Стінки судин трансплантата при цьому товщають аж до повного закриття їх просвіту. Це так зване хронічне відторгнення може бути обумовлене декількома причинами, наприклад опосередковуваного клітинами вялотекущей реакцією відторгнення або відкладенням в трансплантованої тканини антитіл і комплексів антиген-антитіло з пошкодженням чи активацією ендотеліальних клітин судин та подальшої неадекватною регенерацією.
Хронічне відторгнення характеризують дві основні ознаки - облітерація судин і інтерстиціальний фіброз. Ці процеси регулюються різними факторами росту, наприклад трансформирующим чинником зростання в, які виділяються в результаті імунних або інших ушкоджень трансплантата. Час напівжиття трансплантованої нирки поки що становить лише 7-8 років, і за останнє десятиліття збільшення цього терміну не вдалося домогтися, незважаючи на застосування нового препарату - циклоспорину А - для усунення гострої реакції відторгнення. Як і раніше настійно необхідний пошук нових імуносупресивних агентів для боротьби з хронічним відторгненням трансплантатів.
Пошкодження трансплантованого органу може виникнути також у результаті рецидиву захворювання, для лікування якого і була проведена трансплантація.
ЗАПОБІГАННЯ відторгнення трансплантата
Реакцію відторгнення трансплантата можна послабити правильним підбором пари донор-реципієнт
Ідеальна пара для пересадки - це изогенной донор і реципієнт, наприклад однояйцеві близнюки. Однак можливість підібрати таку пару зустрічається рідко, і в більшості випадків існують відмінності між донором і реципієнтом по МНС та / або мінорним локусами гістосумісності. На практиці досить підібрати пару, сумісну з головним антигенів. Перевірити сумісність можна за допомогою серологічного типування, постановка якого вимагає всього лише декількох годин і тому може бути здійснена протягом терміну зберігання донорського органу в льоду. Нещодавно був розроблений новий, чутливий і точний метод типування з використанням полімераз-ної ланцюгової реакції, що дозволяє ідентифікувати гени HLA донора і реципієнта.
Забезпечити сумісність по всіх відомих антигенів HLA практично неможливо, проте хороші результати вдається отримати в тих випадках, коли донор і реципієнт мають одні й ті ж МНС-антигени класу II, особливо якщо це антигени HLA-DR - вони безпосередньо активують Тх-клітини реципієнта.
Число відомих до теперішнього часу HLA-антигенів класу I і класу II досить велике, тому що повна сумісність двох обраних випадковим чином індивідів вкрай малоймовірна.
Для визначення реактивності лімфоцитів реципієнта відносно антигенів, експрес-ються клітинами донора, можна використовувати також реакцію змішаної культури лімфоцитів. Слабка реакція в суміші клітин донора і реципієнта асоціюється з відмінною виживання трансплантата. Однак постановка реакції СКЛ займає 4-5 добу, що становить серйозну перешкоду для її використання в клініці - органи, отримані від трупа або хворого, смерть якого зареєстрована за припинення функціонування головного мозку, не можуть зберігатися більш 24-48 ч. Тест СКЛ можна застосовувати в тих випадках, коли орган узятий від живого донора. Результати цієї реакції особливо важливі при трансплантації кісткового мозку, так як вони дозволяють встановити, чи здатні клітини кісткового мозку донора реагувати на антигени реципієнта і викликати РТПХ.
Реакцію відторгнення трансплантата можна запобігти неспецифічної імуносупресією
Існують дві форми імуносупресивної обробки - антиген-неспецифічна і антиген-специфічна. Шляхом неспецифічної имму-носупрессіі можна придушити або послабити активність імунної системи по відношенню до всіх антигенів, однак при цьому підвищується чутливість реципієнта трансплантата до інфекцій. Так, Х-опромінення у високій дозі запобігає відторгненню, але одночасно викликає ряд несприятливих ефектів, включаючи пригнічення протимікробної імунітету. Більшість неспецифічних іммуносупрес-пасивного агентів, що застосовуються в даний час, - це препарати, які надають виборче вплив на імунну систему або діючі в тій або іншій мірі вибірково завдяки використанню їх за певною схемою. У майбутньому такий підхід буде вдосконалений, щоб можна було елімінувати тільки ті клони лімфоцитів, які специфічні до антигенів донора, залишаючи інші клони інтактен-ними. Це дозволить зберігати захист від інфекцій та уникати інших побічних ефектів. Така високоспецифічні імуносупресія поки залишається для трансплантаційної імунобіології свого роду чашею Грааля.
У клінічній практиці зараз найбільш широко застосовуються неспецифічні іммуносу-прессівние агенти трьох типів - стероїди, циклоспорин і азатіоприн.
Стероїди володіють протизапальними властивостями, супрессірующего активовані макрофаги, пригнічують функції АПК і знижують експресію антигенів МНС. Така дія стероїдів обумовлено тим, що вони можуть скасовувати багато ефектів Іфу щодо макрофагів і трансплантованих тканин.
Циклоспорин - це циклічний поліпептидний антибіотик, продуцентами якого служать грунтові гриби. Він має високу им-муносупрессівной активністю. Основне в дії циклоспорину - це придушення синтезу лімфокінів і пряме або опосередковане зниження експресії рецепторів ІЛ-2 лімфоцитами, які отримали сигнал активації. Інші віднайдені грибами циклічні поліпептидні антибіотики, наприклад FK506 і рапаміцин, також мають имму-носупрессівнимі властивостями. Антибіотик FK506 пригнічує продукцію лімфокінів Тх-клітинами, володіючи подібним з циклоспорином механізмом дії. Рапаміцин блокує шляхи внутрішньоклітинної передачі сигналу з рецептора ІЛ-2 і тим самим пригнічує ІЛ-2-залежну активацію лімфоцитів.
Реакція відторгнення трансплантата пов'язана зі швидким розподілом і диференціюванням - проліферацією - лімфоцитів. Впливати на неї можна за допомогою антипроліферативної агента азатіоприну. Продукт його метаболізірова-ня включається в ДНК клітин, які діляться, перешкоджаючи їх подальшої проліферації. Зараз вивчаються нові антипроліферативний препарати, зокрема похідні микофеноловую кислоти.
Всі ці імуносупресивні агенти можуть бути ефективні як монотерапевтіческіе кошти, проте для отримання бажаного результату потрібно їх введення у високих дозах, через що зростає ймовірність виникнення побічних токсичних ефектів. При використанні в поєднаннях імунодепресанти дають сі-нергічний ефект, тому що впливають на різні стадії одного і того ж імунного процесу. Тому дози окремих компонентів комбінації можна зменшувати, зводячи тим самим до мінімуму побічні реакції. Застосування циклоспорину істотно поліпшило результати трансплантації в клініці. Однак час напівжиття трансплантованих нирок як і раніше становить 7-8 років, оскільки використання циклоспорину не вирішило проблеми хронічного відторгнення, а тривале застосування цього препарату всі ж пов'язане з побічними ефектами. Подальших успіхів варто очікувати від введення в клінічну практику нових лікарських препаратів
Зараз проводиться вивчення нових агентів, які також володіють неспецифічними імуно-супресивний властивостями, але діють більш вибірково. Для елімінації клітин або блокування їх функції можуть бути використані моноклональні антитіла до антигенів клітинної поверхні, зокрема до CD3, CD4, CD8 і рецептора ІЛ-2. З метою підвищення ефективності цих антитіл їх можна кон'юговані з цитотоксичними агентами. Інший, подібний цьому підхід полягає в поєднанні токсину з ІЛ-2: експрессіруюшіе рецептор ІЛ-2 клітини, активація яких відбувається при відповіді на антигени трансплантата, пов'язують кон'югат ІЛ-2-токсин і вибірково інактивуються токсином.
Специфічна імуносупресія послаблює імунну відповідь на трансплантат, не викликаючи підвищення чутливості до інфекцій
Регулювання інтенсивності, типу і специфічності імунологічних реакцій відбувається різними шляхами за механізмом зворотного зв'язку. В експерименті можна запобігти відторгненню трансплантата, впливаючи на ці шляхи регуляції за допомогою трьох класичних прийомів: індукції толерантності в неону-тальний період, активного посилення і пасивного посилення толерантності.
Введення антигенів донора новонародженим тваринам може індукувати у них ареактівность до трансплантату
У гризунів, на противагу людині, зрілі Т-клітини починають залишати тимус вже в не-онатальний період. Якщо новонародженим мишам ввести постійне джерело антигену або вводити антиген багаторазово, розвиток зрілих Т-клітин, які реагують з даним антигеном, пригнічується. У класичній постановці досвід проводять таким чином. Клітини кісткового мозку мишей F1 вводять новонародженим мишам лінії В. F1 мишам лінії В ввести клітини мишей лінії А.) Трансплантовані кістковий мозок служить постійним джерелом донорських антигенів. Коли миші лінії В досягають дорослого стану, вони виявляються ареактивном до антигенів А, впливу яких зазнали у пост-натільний період. Ці тварини характеризуються толерантністю до антигенів А шкірного трансплантата і інших тканин донорів лінії А чи F1.
Антиген може вибірково активувати деякі субпопуляції лімфоцитів. Згідно сучасним уявленням, Тх-клітини діляться на дві основні популяції - Txl і Тх2. Миші з неонатально індукованої толерантністю можуть мати дефіцит донор-специфічних Txl-і підвищена кількість донор-специфічних Тх2-лімфоіітов. Txl-клітини продукують Іфу та ІЛ-2 і беруть участь у відторгненні трансплантата. На противагу цьому Тх2-клітини утворюють інші лімфокіни, включаючи ІЛ-10 і фактор, що пригнічує синтез лімфокінів клітинами Txl. Наявність нечисленних Txl-клітин і великої кількості Тх2-клітин донора у таких мишей означає зміну балансу між процесами відторгнення і приживлення трансплантата, яке веде до розвитку толерантності. Строго кажучи, ця форма толерантності представляє собою не ареактівность per se, а скоріше імунне відхилення. Цікаво, що циклоспорин може діяти переважно на Txl-клітини, залишаючи інтактними Тх2.
І, нарешті, антиген може активувати су-пресорні Т-клітини. Їх природа все ще залишається неясною. Єдине спостереження, яке про активність Тс-кле-струм, полягає в тому, що перенесення Т-лімфоцитів, отриманих від донора, толерантного до шкірного трансплантату А, запобігає у реципієнта відторгнення трансплантата, що несе антигени А. Це означає адоптивного перенесення супресії, і відповідальними за ефект клітинами можуть бути Тх-або Тс-лімфоцити. Експериментальні дані з певністю вказують, що Т-клітини, що виконують супресивної функцію, існують, однак думки про природу Тс-клітин і механізми їх дії досить суперечливі. Ці клітини резистентні до циклоспорину і можуть сприяти його ефектів, опосередковуючи толерантність завдяки активній імуносупресії.
Специфічна імуносупресія у людини Стан, еквівалентну неонатально індукованої толерантності тварин, у людини отримати неможливо. Однак подібна до деякої міри ситуація виникає при використанні спеціальних методів впливу на імунну систему людини. Загальне опромінення лімфоїдної тканини веде до її різкого виснаження, а застосовується при цьому екранування кісткового мозку зберігає гемопоез неушкодженим. В результаті у людини виникає стан, що нагадує неонатально індуковану толерантність у гризунів. Дійсно, ООЛ з наступним введенням антигену викликає розвиток глибокої толерантності. Однак використовувати ООЛ в повсякденній клінічній практиці досить небезпечно. При пересадці серця широко застосовують антілімфоці-тарну сироватку, одержувану від тварин, імунізованих лімфоцитами людини. Ефект такий сироватки полягає в елімінації циркулюючих Т-клітин реципієнта. Безпечніше, але настільки ж ефективно дозволяють елімінувати Т-клітини моноклональні антитіла до антигенів зрілих Т-лімфоцитів, і в клініці знайшли застосування антитіла анти-СОЗ.
У людини ареактівность до трансплантату можна індукувати за допомогою гемотрансфузій
У деяких випадках виживаність трансплантата вдається продовжити, іноді на невизначено довгий час, попереднім введенням антигенів донора. Це протилежно тому, чого можна було б очікувати від імунізації реципієнта антигенами донора - прискореного або сверхострое відторгнення трансплантата. Даний феномен отримав назву активного посилення виживаності трансплантата. Велике значення має шлях введення антигену, що зумовлено, мабуть, залученням у реакцію різних відділів лімфоїдної тканини. Так, у дослідах з трансплантацією нирок у щурів було встановлено, що внутрішньовенне введення крові донора реципієнту за тиждень до трансплантації забезпечує довготривалу виживаність трансплантованого органу, тоді як при підшкірній ін'єкції ту ж кількість донорської крові викликає прискорене відторгнення. Ефект імунологічно специфічний, тому донор крові і донор нирки повинні мати принаймні деякі загальні антигени.
У клініці знайшов застосування метод активного посилення толерантності - шляхом попередньої трансфузії донор-специфічної крові. Наприклад, перед трансплантацією нирки одного з батьків дитині трансфузіруют кров цього батька. На жаль, приблизно у 20% хворих, яким роблять ТДК, утворюються антідонорскіе антитіла та заплановану пересадку нирки неможливо здійснити внаслідок ризику розвитку реакції сверхострое відторгнення. Проте в інших 80% хворих трансплантація виявляється успішною в 95-100% випадків.
Сприятливий ефект переливання крові до трансплантації відзначений також у реципієнтів, які отримали кров не підібраного спеціально донора. Мабуть, цей ефект обумовлений випадкової спільністю антигенів донорів крові та трансплантата. На користь такого пояснення говорять дані про те, що гемотрансфузійних ефект зростає зі збільшенням числа переливань крові, взятої у різних донорів. Свого часу в більшості центрів трансплантації була прийнята стратегія попередньої трансфузії крові будь-яких донорів майбутнім реципієнтам. Однак при цьому завжди існував ризик сенсибілізації пацієнтів і передачі СНІДу: що стало доступним застосування імунодепресивних агентів зробило цю процедуру в більшості випадків зайвою.
Для активного посилення необхідно, щоб у хворого виникла активна імунна реакція на введені антигени донора. Можливі механізми цього - індукція анергії, виборча активація Тх2-клітин або активація Тс-кле-струм під впливом антигенів крові, які мають місце при неонатально індукованої толерантності. В інших випадках можливе утворення «підсилюють антитіл», які, блокуючи розпізнавання специфічних антигенів донора, пригнічують процес відторгнення трансплантата або руйнують високойммуногенние лейко-ціти-«пасажири», які у трансплантаті. Може відбуватися і утворення таких підсилюють антитіл, які взаємодіють з антигенними рецепторами клітин, реактивних по відношенню до антигенів донора; ці клітини елімінуються або ж змінюється презентація антигенів таким чином, що після трансплантації вибірково активуються певні субпопуляції, наприклад Тх2-і Тс-лімфоцити.
В організмі реципієнта трансплантата антитіла можуть здійснювати регуляцію за механізмом зворотного зв'язку. Введення антідонорскіх антитіл щурам при трансплантації нирки може забезпечити довготривалу виживаність пересадженого органа.
Гостре відторгнення Воно проявляється через кілька діб або тижнів і первинно обумовлено активацією Т-клітин з наступним запуском різних ефекторних механізмів. Якщо трансплантація проведена хворому, пресенсібілізірованному до антигенів трансплантата, відбувається вторинна активація Т-клітин, що викликає прискорене клітинно-опосередкований відторгнення. Особливо різко розвивається прискорене відторгнення трансплантата шкірного - шкіра руйнується ще до того, як може початися її приживлення.
Хронічне відторгнення При певних генетичних відмінностях між донором і реципієнтом і в умовах застосування імуносупресії-ної терапії відторгнення трансплантата може бути повільним процесом, розтягується на місяці або роки. Стінки судин трансплантата при цьому товщають аж до повного закриття їх просвіту. Це так зване хронічне відторгнення може бути обумовлене декількома причинами, наприклад опосередковуваного клітинами вялотекущей реакцією відторгнення або відкладенням в трансплантованої тканини антитіл і комплексів антиген-антитіло з пошкодженням чи активацією ендотеліальних клітин судин та подальшої неадекватною регенерацією.
Хронічне відторгнення характеризують дві основні ознаки - облітерація судин і інтерстиціальний фіброз. Ці процеси регулюються різними факторами росту, наприклад трансформирующим чинником зростання в, які виділяються в результаті імунних або інших ушкоджень трансплантата. Час напівжиття трансплантованої нирки поки що становить лише 7-8 років, і за останнє десятиліття збільшення цього терміну не вдалося домогтися, незважаючи на застосування нового препарату - циклоспорину А - для усунення гострої реакції відторгнення. Як і раніше настійно необхідний пошук нових імуносупресивних агентів для боротьби з хронічним відторгненням трансплантатів.
Пошкодження трансплантованого органу може виникнути також у результаті рецидиву захворювання, для лікування якого і була проведена трансплантація.
ЗАПОБІГАННЯ відторгнення трансплантата
Реакцію відторгнення трансплантата можна послабити правильним підбором пари донор-реципієнт
Ідеальна пара для пересадки - це изогенной донор і реципієнт, наприклад однояйцеві близнюки. Однак можливість підібрати таку пару зустрічається рідко, і в більшості випадків існують відмінності між донором і реципієнтом по МНС та / або мінорним локусами гістосумісності. На практиці досить підібрати пару, сумісну з головним антигенів. Перевірити сумісність можна за допомогою серологічного типування, постановка якого вимагає всього лише декількох годин і тому може бути здійснена протягом терміну зберігання донорського органу в льоду. Нещодавно був розроблений новий, чутливий і точний метод типування з використанням полімераз-ної ланцюгової реакції, що дозволяє ідентифікувати гени HLA донора і реципієнта.
Забезпечити сумісність по всіх відомих антигенів HLA практично неможливо, проте хороші результати вдається отримати в тих випадках, коли донор і реципієнт мають одні й ті ж МНС-антигени класу II, особливо якщо це антигени HLA-DR - вони безпосередньо активують Тх-клітини реципієнта.
Число відомих до теперішнього часу HLA-антигенів класу I і класу II досить велике, тому що повна сумісність двох обраних випадковим чином індивідів вкрай малоймовірна.
Для визначення реактивності лімфоцитів реципієнта відносно антигенів, експрес-ються клітинами донора, можна використовувати також реакцію змішаної культури лімфоцитів. Слабка реакція в суміші клітин донора і реципієнта асоціюється з відмінною виживання трансплантата. Однак постановка реакції СКЛ займає 4-5 добу, що становить серйозну перешкоду для її використання в клініці - органи, отримані від трупа або хворого, смерть якого зареєстрована за припинення функціонування головного мозку, не можуть зберігатися більш 24-48 ч. Тест СКЛ можна застосовувати в тих випадках, коли орган узятий від живого донора. Результати цієї реакції особливо важливі при трансплантації кісткового мозку, так як вони дозволяють встановити, чи здатні клітини кісткового мозку донора реагувати на антигени реципієнта і викликати РТПХ.
Реакцію відторгнення трансплантата можна запобігти неспецифічної імуносупресією
Існують дві форми імуносупресивної обробки - антиген-неспецифічна і антиген-специфічна. Шляхом неспецифічної имму-носупрессіі можна придушити або послабити активність імунної системи по відношенню до всіх антигенів, однак при цьому підвищується чутливість реципієнта трансплантата до інфекцій. Так, Х-опромінення у високій дозі запобігає відторгненню, але одночасно викликає ряд несприятливих ефектів, включаючи пригнічення протимікробної імунітету. Більшість неспецифічних іммуносупрес-пасивного агентів, що застосовуються в даний час, - це препарати, які надають виборче вплив на імунну систему або діючі в тій або іншій мірі вибірково завдяки використанню їх за певною схемою. У майбутньому такий підхід буде вдосконалений, щоб можна було елімінувати тільки ті клони лімфоцитів, які специфічні до антигенів донора, залишаючи інші клони інтактен-ними. Це дозволить зберігати захист від інфекцій та уникати інших побічних ефектів. Така високоспецифічні імуносупресія поки залишається для трансплантаційної імунобіології свого роду чашею Грааля.
У клінічній практиці зараз найбільш широко застосовуються неспецифічні іммуносу-прессівние агенти трьох типів - стероїди, циклоспорин і азатіоприн.
Стероїди володіють протизапальними властивостями, супрессірующего активовані макрофаги, пригнічують функції АПК і знижують експресію антигенів МНС. Така дія стероїдів обумовлено тим, що вони можуть скасовувати багато ефектів Іфу щодо макрофагів і трансплантованих тканин.
Циклоспорин - це циклічний поліпептидний антибіотик, продуцентами якого служать грунтові гриби. Він має високу им-муносупрессівной активністю. Основне в дії циклоспорину - це придушення синтезу лімфокінів і пряме або опосередковане зниження експресії рецепторів ІЛ-2 лімфоцитами, які отримали сигнал активації. Інші віднайдені грибами циклічні поліпептидні антибіотики, наприклад FK506 і рапаміцин, також мають имму-носупрессівнимі властивостями. Антибіотик FK506 пригнічує продукцію лімфокінів Тх-клітинами, володіючи подібним з циклоспорином механізмом дії. Рапаміцин блокує шляхи внутрішньоклітинної передачі сигналу з рецептора ІЛ-2 і тим самим пригнічує ІЛ-2-залежну активацію лімфоцитів.
Реакція відторгнення трансплантата пов'язана зі швидким розподілом і диференціюванням - проліферацією - лімфоцитів. Впливати на неї можна за допомогою антипроліферативної агента азатіоприну. Продукт його метаболізірова-ня включається в ДНК клітин, які діляться, перешкоджаючи їх подальшої проліферації. Зараз вивчаються нові антипроліферативний препарати, зокрема похідні микофеноловую кислоти.
Всі ці імуносупресивні агенти можуть бути ефективні як монотерапевтіческіе кошти, проте для отримання бажаного результату потрібно їх введення у високих дозах, через що зростає ймовірність виникнення побічних токсичних ефектів. При використанні в поєднаннях імунодепресанти дають сі-нергічний ефект, тому що впливають на різні стадії одного і того ж імунного процесу. Тому дози окремих компонентів комбінації можна зменшувати, зводячи тим самим до мінімуму побічні реакції. Застосування циклоспорину істотно поліпшило результати трансплантації в клініці. Однак час напівжиття трансплантованих нирок як і раніше становить 7-8 років, оскільки використання циклоспорину не вирішило проблеми хронічного відторгнення, а тривале застосування цього препарату всі ж пов'язане з побічними ефектами. Подальших успіхів варто очікувати від введення в клінічну практику нових лікарських препаратів
Зараз проводиться вивчення нових агентів, які також володіють неспецифічними імуно-супресивний властивостями, але діють більш вибірково. Для елімінації клітин або блокування їх функції можуть бути використані моноклональні антитіла до антигенів клітинної поверхні, зокрема до CD3, CD4, CD8 і рецептора ІЛ-2. З метою підвищення ефективності цих антитіл їх можна кон'юговані з цитотоксичними агентами. Інший, подібний цьому підхід полягає в поєднанні токсину з ІЛ-2: експрессіруюшіе рецептор ІЛ-2 клітини, активація яких відбувається при відповіді на антигени трансплантата, пов'язують кон'югат ІЛ-2-токсин і вибірково інактивуються токсином.
Специфічна імуносупресія послаблює імунну відповідь на трансплантат, не викликаючи підвищення чутливості до інфекцій
Регулювання інтенсивності, типу і специфічності імунологічних реакцій відбувається різними шляхами за механізмом зворотного зв'язку. В експерименті можна запобігти відторгненню трансплантата, впливаючи на ці шляхи регуляції за допомогою трьох класичних прийомів: індукції толерантності в неону-тальний період, активного посилення і пасивного посилення толерантності.
Введення антигенів донора новонародженим тваринам може індукувати у них ареактівность до трансплантату
У гризунів, на противагу людині, зрілі Т-клітини починають залишати тимус вже в не-онатальний період. Якщо новонародженим мишам ввести постійне джерело антигену або вводити антиген багаторазово, розвиток зрілих Т-клітин, які реагують з даним антигеном, пригнічується. У класичній постановці досвід проводять таким чином. Клітини кісткового мозку мишей F1 вводять новонародженим мишам лінії В. F1 мишам лінії В ввести клітини мишей лінії А.) Трансплантовані кістковий мозок служить постійним джерелом донорських антигенів. Коли миші лінії В досягають дорослого стану, вони виявляються ареактивном до антигенів А, впливу яких зазнали у пост-натільний період. Ці тварини характеризуються толерантністю до антигенів А шкірного трансплантата і інших тканин донорів лінії А чи F1.
Антиген може вибірково активувати деякі субпопуляції лімфоцитів. Згідно сучасним уявленням, Тх-клітини діляться на дві основні популяції - Txl і Тх2. Миші з неонатально індукованої толерантністю можуть мати дефіцит донор-специфічних Txl-і підвищена кількість донор-специфічних Тх2-лімфоіітов. Txl-клітини продукують Іфу та ІЛ-2 і беруть участь у відторгненні трансплантата. На противагу цьому Тх2-клітини утворюють інші лімфокіни, включаючи ІЛ-10 і фактор, що пригнічує синтез лімфокінів клітинами Txl. Наявність нечисленних Txl-клітин і великої кількості Тх2-клітин донора у таких мишей означає зміну балансу між процесами відторгнення і приживлення трансплантата, яке веде до розвитку толерантності. Строго кажучи, ця форма толерантності представляє собою не ареактівность per se, а скоріше імунне відхилення. Цікаво, що циклоспорин може діяти переважно на Txl-клітини, залишаючи інтактними Тх2.
І, нарешті, антиген може активувати су-пресорні Т-клітини. Їх природа все ще залишається неясною. Єдине спостереження, яке про активність Тс-кле-струм, полягає в тому, що перенесення Т-лімфоцитів, отриманих від донора, толерантного до шкірного трансплантату А, запобігає у реципієнта відторгнення трансплантата, що несе антигени А. Це означає адоптивного перенесення супресії, і відповідальними за ефект клітинами можуть бути Тх-або Тс-лімфоцити. Експериментальні дані з певністю вказують, що Т-клітини, що виконують супресивної функцію, існують, однак думки про природу Тс-клітин і механізми їх дії досить суперечливі. Ці клітини резистентні до циклоспорину і можуть сприяти його ефектів, опосередковуючи толерантність завдяки активній імуносупресії.
Специфічна імуносупресія у людини Стан, еквівалентну неонатально індукованої толерантності тварин, у людини отримати неможливо. Однак подібна до деякої міри ситуація виникає при використанні спеціальних методів впливу на імунну систему людини. Загальне опромінення лімфоїдної тканини веде до її різкого виснаження, а застосовується при цьому екранування кісткового мозку зберігає гемопоез неушкодженим. В результаті у людини виникає стан, що нагадує неонатально індуковану толерантність у гризунів. Дійсно, ООЛ з наступним введенням антигену викликає розвиток глибокої толерантності. Однак використовувати ООЛ в повсякденній клінічній практиці досить небезпечно. При пересадці серця широко застосовують антілімфоці-тарну сироватку, одержувану від тварин, імунізованих лімфоцитами людини. Ефект такий сироватки полягає в елімінації циркулюючих Т-клітин реципієнта. Безпечніше, але настільки ж ефективно дозволяють елімінувати Т-клітини моноклональні антитіла до антигенів зрілих Т-лімфоцитів, і в клініці знайшли застосування антитіла анти-СОЗ.
У людини ареактівность до трансплантату можна індукувати за допомогою гемотрансфузій
У деяких випадках виживаність трансплантата вдається продовжити, іноді на невизначено довгий час, попереднім введенням антигенів донора. Це протилежно тому, чого можна було б очікувати від імунізації реципієнта антигенами донора - прискореного або сверхострое відторгнення трансплантата. Даний феномен отримав назву активного посилення виживаності трансплантата. Велике значення має шлях введення антигену, що зумовлено, мабуть, залученням у реакцію різних відділів лімфоїдної тканини. Так, у дослідах з трансплантацією нирок у щурів було встановлено, що внутрішньовенне введення крові донора реципієнту за тиждень до трансплантації забезпечує довготривалу виживаність трансплантованого органу, тоді як при підшкірній ін'єкції ту ж кількість донорської крові викликає прискорене відторгнення. Ефект імунологічно специфічний, тому донор крові і донор нирки повинні мати принаймні деякі загальні антигени.
У клініці знайшов застосування метод активного посилення толерантності - шляхом попередньої трансфузії донор-специфічної крові. Наприклад, перед трансплантацією нирки одного з батьків дитині трансфузіруют кров цього батька. На жаль, приблизно у 20% хворих, яким роблять ТДК, утворюються антідонорскіе антитіла та заплановану пересадку нирки неможливо здійснити внаслідок ризику розвитку реакції сверхострое відторгнення. Проте в інших 80% хворих трансплантація виявляється успішною в 95-100% випадків.
Сприятливий ефект переливання крові до трансплантації відзначений також у реципієнтів, які отримали кров не підібраного спеціально донора. Мабуть, цей ефект обумовлений випадкової спільністю антигенів донорів крові та трансплантата. На користь такого пояснення говорять дані про те, що гемотрансфузійних ефект зростає зі збільшенням числа переливань крові, взятої у різних донорів. Свого часу в більшості центрів трансплантації була прийнята стратегія попередньої трансфузії крові будь-яких донорів майбутнім реципієнтам. Однак при цьому завжди існував ризик сенсибілізації пацієнтів і передачі СНІДу: що стало доступним застосування імунодепресивних агентів зробило цю процедуру в більшості випадків зайвою.
Для активного посилення необхідно, щоб у хворого виникла активна імунна реакція на введені антигени донора. Можливі механізми цього - індукція анергії, виборча активація Тх2-клітин або активація Тс-кле-струм під впливом антигенів крові, які мають місце при неонатально індукованої толерантності. В інших випадках можливе утворення «підсилюють антитіл», які, блокуючи розпізнавання специфічних антигенів донора, пригнічують процес відторгнення трансплантата або руйнують високойммуногенние лейко-ціти-«пасажири», які у трансплантаті. Може відбуватися і утворення таких підсилюють антитіл, які взаємодіють з антигенними рецепторами клітин, реактивних по відношенню до антигенів донора; ці клітини елімінуються або ж змінюється презентація антигенів таким чином, що після трансплантації вибірково активуються певні субпопуляції, наприклад Тх2-і Тс-лімфоцити.
В організмі реципієнта трансплантата антитіла можуть здійснювати регуляцію за механізмом зворотного зв'язку. Введення антідонорскіх антитіл щурам при трансплантації нирки може забезпечити довготривалу виживаність пересадженого органа.