Отторжение трансплантата

Распространенность операций по трансплантации тканей (органов) заметно увеличилась в клинической практике за последние два десятилетия. В настоящее время успешно проводятся операции по трансплантации роговицы, кожи и костей. Трансплантация почек выполняется с большим успехом во многих крупных медицинских центрах. Пересадка сердца, легких, печени и костного мозга — все еще экспериментальные процедуры, но успех этих операций увеличивается с каждым днем.

Факторами, ограничивающими трансплантацию тканей, являются иммунологические реакции против пересаженных клеток и наличие соответствующих донорских органов. Не вызывает иммунологических реакций отторжения аутотрасплантация — трансплантация собственных тканей хозяина из одной части организма в другую (например, кожи, костей, вен), а также обмен тканями между генетически идентичными (монозиготными) близнецами (изотрансплантат), так как ткань воспринимается как “своя”.
При пересадке бессосудистых трансплантатов (например, роговицы) реакция иммунологического отторжения не появляется, так как отсутствие кровообращения в трансплантате предотвращает контакт иммунных клеток с антигенами, а для развития иммунного ответа необходимо соприкосновение антигена с клетками иммунной системы.
Трансплантация ткани между генетически разнородными людьми вызывает иммунологический ответ, который может вести к отторжению. Выраженность реакции отторжения увеличивается по мере роста генетических различий между донором и реципиентом. В настоящее время почти все органы пересаживаются от людей. Пересадка органов между генетически различными членами одного и того же вида названа аллотрасплантантацией. Ксенотрансплантация (гетерологическая трансплантация) — это пересадка органов между особями разных видов (например, известен случай пересадки сердца бабуина ребенку); такой вид трансплантации сопровождается тяжелой иммунологической реакцией и практически не используется.
Трансплантационные антигены (антигены гистосовместимости). Иммунологическая реактивность против пересаженных клеток может быть направлена против большого количества антигенов на поверхностной мембране клеток.
Антигены на эритроцитах: хотя антигены ABO, Rh, MNS и других систем групп крови не являются собственно антигенами гистосовместимости, совместимость между эритроцитами донора и сывороткой реципиента очень важна и при переливаниях крови, и при трансплантации тканей. Достигнуть такой совместимости легко, потому что имеются относительно небольшое количество различных клинически существенных групп антигенов.
Антигены на поверхности клеток тканей:
1. HLA-комплекс — антигены HLA-комплекса (HLA — human leukocyte antigen — человеческий антиген лейкоцитов) — антигены гистосовместимости (то есть, генетически детерминированные изоантигены, которые вызывают иммунный ответ при трансплантации в организм другого человека). У человека главный комплекс гистосовместимости (MHC) — это участок хромосомы, содержащий гены, которые определяют синтез антигенов гистосовместимости — находится на коротком плече 6 хромосомы.
А. Молекулярные классы MHC-региона — молекулы, кодируемые MHC-областью разделены на три класса: I, II и III.
Молекулы I класса — HLA-A, HLA-B и HLA-C — кодируются тремя отдельными парами генных локусов. Антигены I класса, впервые найденные на лейкоцитах (отсюда термин HLA), экспрессируются (синтезируются и выводятся на клеточную поверхность) почти во всех тканях (продукт четвертого локуса I класса, HLA-G, экспрессируется только в трофобласте.) Молекулы I класса играют важную роль при распознавании антигена цитотоксическими T-клетками (CD8).
Молекулы II класса кодируются тремя или более генными локусами (DR, DP и DQ). HLA-DR антигены известны также как Ia антигены по аналогии с антигенами иммунного ответа у мышей. Антигены II класса имеют ограниченное распространение в тканях, преимущественно на B-клетках, макрофагах, обрабатывающих антиген, и активированных T-клетках; они участвуют в распознавании антигена T-клетками (хелперами; CD4).
В 6 хромосоме между генами I и II классов находятся гены, кодирующие молекулы III класса (которые включают факторы комплемента 2, 4a и 4b) и цитокины TNFa и TNFb.
Б. Генетика — в клетках человека для каждого HLA-локуса имеются два аллеля (альтернативных формы гена), которые кодируют, соответственно, два HLA-антигена в клетке. Оба антигена экспрессируются, поэтому все ядросодержащие клетки в организме имеют четыре пары антигенов (A, B, C и D), т.е. в общей сложности как минимум восемь HLA-антигенов (для простоты считается, что HLA-D не имеет разновидностей). Таким образом человек наследует одну аллель в каждом локусе от каждого родителя (то есть, восемь HLA антигенов на клетке, четыре унаследованы от одного родителя и четыре от другого).
Сложность системы HLA антигенов объясняется существованием большого количества различных возможных аллелей для каждого локуса (по крайней мере 20 для HLA-A, 40 для HLA-B, 10 для HLA-C и 40 HLA-D). Они кодируют соответствующее число HLA антигенов в клетках: то есть, в общей популяции любые два из 20 различных антигенов могут быть закодированы в локусе А, любые два из 40 в локусе B и т.д. Огромное число возможных комбинаций HLA антигенов приводит к низкой вероятности того, что два индивидуума будут иметь идентичный тип HLA.
Так как HLA локусы близко расположены в 6 хромосоме они обычно наследуются как гаплотипы (без рекомбинации; плод получает материнские группы A, B, C и D и отцовские группы A, B, C и D). Поэтому среди потомства двух родителей имеется приблизительно 1:4 случаев полного совпадения (двух-гаплотипные) HLA антигенов, 1:2 случаев одно-гаплотипного сходства HLA антигенов и 1:4 случаев полного несоответствия HLA антигенов. Высокая степень совместимости редко наблюдается у двух неродственных людей, поэтому трансплантация органов родственников чаще имеет положительные результат, чем при трансплантации генетически несвязанных органов.
При определении HLA совместимости используются периферические лимфоциты крови. Определение совместимости по HLA-A, HLA-B, HLA-C и HLA-DR антигенам производится путем использования набора антисывороток с антителами известной HLA специфичности; то есть, HLA тип определяется серологически. Так как другие HLA-D антигены не могут быть определены серологически (т.к. невозможно получить соответствующие антисыворотки), совместимость по ним определяется методами смешанной культуры лимфоцитов. Выживание почечного аллотрасплантата самое высокое, когда донор и реципиент близко согласованы по HLA-A, HLA-B и HLA-DR антигенам.
2. Другие антигены гистосовместимости — факт наличия иммунологических реакций при пересаживании полностью HLA совместимых тканей позволяет сделать вывод, что присутствуют другие активные антигены гистосовместимости в клетках, но они еще недостаточно изучены.
Механизмы отторжения трансплантата. При отторжении трансплантата играют a роль и гуморальные, и клеточные механизмы. Хотя отторжение трансплантата иногда рассматривают как проявление феномена гиперчувствительности, потому что происходит повреждение клеток, это — фактически нормальный иммунный ответ на чужеродные антигены.
Гуморальные механизмы: гуморальные механизмы опосредованы антителами, которые могут присутствовать в сыворотке реципиента перед трансплантацией или развиваться после пересадки чужеродной ткани. Предоперационное определение уже присутствующих антител против пересаженных клеток выполняется путем прямого определения совместимости тканей, которая выполняется in vitro постановкой реакции между клетками донора (лимфоцитами крови) и сывороткой реципиента. Гуморальные факторы повреждают пересаженную ткань путем реакций, которые эквивалентны реакциям гиперчувствительности II и III типов. Взаимодействие антител с антигеном на поверхности пересаженных клеток приводит к некрозу клеток, а накопление иммунных комплексов в кровеносных сосудах активирует комплемент, что приводит к развитию острого некротизирующего васкулита или хронического фиброза интимы с сужением сосудов. Иммуноглобулины и комплемент в таких препаратах можно обнаружить иммунологическими методами.
Клеточные механизмы: клеточные механизмы отторжения вызывают T-лимфоциты, которые становятся сенсибилизированными к пересаженным антигенам. Эти лимфоциты вызывают повреждение клеток путем прямой цитотоксичности и путем секреции лимфокинов. Повреждение Т-клетками характеризуется некрозом паренхиматозных клеток, лимфоцитарной инфильтацией и фиброзом. Клеточные механизмы в процессе отторжения более важны, чем гуморальные.

Клинические типы отторжения трансплантата

Отторжения трансплантата имеет несколько форм: от быстротечной реакции, протекающей в течении нескольких минут после трансплантации, до медленных реакций, проявляющихся нарушением функций пересаженных тканей через несколько лет после трансплантации. Механизмы, вовлеченные в эти различные типы отторжения, также различны.
Острейшее отторжение: острейшее отторжение — молниеносная реакция, протекающая в пределах нескольких минут после трансплантации и характеризующееся тяжелым некротическим васкулитом с ишемическим повреждением пересаженного органа. Накопление иммунных комплексов и активация комплемента в стенке вовлеченных сосудов могут определяться иммунологическими методами.
Острейшее отторжение вызывается присутствием в сыворотке реципиента высоких уровней предсуществующих антител против антигенов на пересаженных клетках. Реакция антител с антигенами вызывает иммунокомплексное (типа феномена Артюса) повреждение в сосудах трансплантата. После начала применения техники прямого определения совместимости тканей острейшее отторжение стало редкостью.
Острое отторжение: острое отторжение наблюдается довольно часто и может протекать от нескольких дней до месяцев после трансплантации. Оно является острым потому, что даже если признаки отторжения появляются через несколько месяцев после трансплантации и быстро прогрессирует с момента его начала. Острое отторжение характеризуется некрозом клеток и нарушением функций органа (например, острый некроз миокарда и сердечная недостаточность при пересадке сердца).
При остром отторжении участвуют и гуморальные, и клеточные механизмы. Иммунные комплексы депонируются в мелких сосудах трансплантата и вызывают острый васкулит, ведущий к ишемическим изменениям. Клеточное иммунное отторжение характеризуется некрозом паренхиматозных клеток и лимфоцитарной инфильтацией тканей. При пересадке почек острое отторжение проявляется в виде острой почечной недостаточности в результате некроза почечных канальцев с лимфоцитарной инфильтрацией интерстициальной ткани. Для предупреждения и лечения острого отторжения применяют иммуносупрессивные лекарствами, например, кортикостероиды (преднизолон) и циклоспорины, или антилимфоцитарную сыворотку, которая разрушает Т-клетки пациента.
Хроническое отторжение: хроническое отторжение наблюдается в наибольшем количестве пересаженных тканей и вызывает прогрессирующее ухудшение функции органа в течении месяцев или лет. У пациентов часто имеются эпизоды острого отторжения, приостановленные иммуносупрессивной терапией.
При хроническом отторжении активируется клеточный иммунитет (IV тип гиперчувствительности), что приводит к прогрессивному уничтожению паренхиматозных клеток. В пораженной ткани развивается фиброз с лимфоцитарной инфильтрацией. В некоторых случаях присутствие хронического васкулита указывает на параллельное воздействие антител.
При лечение хронического отторжения пытаются достичь баланса между повреждением трансплантата и выраженностью токсического влияния иммуносупрессивных лекарств, которые обычно используются для предотвращения отторжения.