Отторжение трансплантата

Трансплантацией называют пересадку тканей или органов, хирургически изъятых из одного организма (донора), во внут­реннюю среду другого организма (реципиента).

Если транс­плантацию делают между генетически чужеродными организмами одного вида, то ее называют аллотрансплантацией, а антигены тканей — аллоатигенами, реакцию иммунной системы — соответственно ответом на аллоантигены. Разных видов – ксеногенная. Пересадка от самого реципиента – аутотрансплантация. От генетически идентичных доноров (однояйцовые близнецы).

Наибольшую роль в отторжении трансплантата играют антигены МНС II класса, вызывающие преимущественно Т-кл иммунитет.

Трансплантации тканей — ятрогенное действие, не имею­щее естественных аналогов в природе. Тем не менее в меди­цинских целях трансплантацию производят не так уж редко. Например, в США в 1992 г. было сделано почти 10 000 пере­садок почек (80 % не отторглись в течение 5 лет), 3000 пере­садок печени (40 % не отторглись в течение 5 лет), 2000 пе­ресадок сердца (70 % не отторглись в течение 5 лет), 500 пересадок легкого (30 % не отторглись в течение 5 лет), много (но неучтенных) пересадок костного мозга (из тех, что учте­ны, 80 % не отторглись в течение 5 лет). Но эти цифры не следует воспринимать как большой успех в победе над при­родой. Трансплантации производят по витальным показаниям, когда другого способа продлить жизнь человеку нет. Чуть ниже, когда мы поясним то, что известно о механизмах от­торжения, станет понятным признание трансплантологов и иммунологов в том, что приживление трансплантированных органов в большей степени зависит от эффективности меди­каментозной иммунодепрессии (со всеми побочными эффек­тами).

Отторжение трансплантата с клинической точки зрения бывает:

1. сверхострое — на операционном столе;

2. острое — в течение первых месяцев после пересадки;

3. отсроченное — через несколько лет после пересадки. Сверхострое отторжение происходит во время или вскоре после операции. При этом развивается окклюзия кровеносных сосудов, связывающих трансплантат с телом. Это случается, если организм реципиента уже был иммунизирован антиге­нами донора или антигенами, перекрестно реагирующими с антигенами донора, и у реципиента в крови есть достаточное количество антител к тканевым антигенам стенок сосудов или клеток крови донора. Эти антитела немедленно «садятся» на стенки сосудов трансплантата, активируют комплемент и си­стему коагуляции крови, что влечет за собой быстрый тром­боз сосудов и отключение органа.

Острое отторжение — это нормальный первичный иммун­ный ответ на трансплантат при отсутствии медикаментозной иммуносупрессии. В деструкцию трансплантата могут быть вов­лечены все известные эффекторные механизмы иммунного воспаления — антителозависимые (АЗКЦТ, активация комп­лемента иммунными комплексами и др.) и антителонезави-симые (CD8⁺ ЦТЛ; Th2 -> IL-5 -► эозинофилы).

Отсроченное отторжение по механизмам аналогично ост­рому, но только в результате эффективной иммуносупрессии индукция иммунного ответа откладывается на несколько лет.

Но вот, что такое нормальный ответ в неестественной сис­теме? Описание феноменологии отторжения трансплантатов лет на 100, а может быть и не одну тысячу, опередило хоть какое-то теоретическое понимание механизмов. Отторжение трансплантата зависит как от ведущих от реакций Т-лим-фоцитов, поскольку у бестимусных мышей nude аллогенные трансплантаты не отторгаются. Антитела играют роль в оттор­жении только, если ответ на трансплантат уже не первичный (вышеописанное сверхострое отторжение). Однако как понять этот факт, если Tх позитивной селекцией в тимусе отобраны для распознавания любого антигена только в комплексе со своими молекулами МНС, а на трансплантате экспрессированы чужие МНС. Следовательно, естественно было бы, если бы Т-л реципиента не замечали присутствие трансплан­тата. Так и есть: 90—99 % Т-лимфоцитов реципиента не заме­чают присутствия трансплантата. Но 1—10 % Т-лимфоцитов ошибаются и принимают чужие молекулы МНС за свои (то, что называют перекрестной реактивностью) и активируются на продуктивный иммунный ответ. Именно поэтому эти мо­лекулы клеточных мембран были открыты как главные, из-за которых происходит отторжение трансплантата. Если приме­нительно к другим иммунным ответам собственно антигеном считают пептид (ибо их неограниченно много), а МНС — облигатным объектом распознавания, но всего лишь «рамкой» (ибо их максимум 12 вариантов у каждого организма), то при отторжении трансплантата активация лимфоцита инициирует­ся именно связыванием с «рамкой» и уж заодно с пептидом. Молекулы МНС потому главные при отторжении, что на них Т-лимфоциты реагируют, как на суперантигены, поликлонально: 1—10 % от общего числа — это много по сравнению с нормальной частотой антигенспецифичных клеток.

Методы подбора доноров и реципиентов по похожести их МНС либо несовершенны (если это серотипирование), либо более совершенные по качеству методы генотипирования по­казывают крайне низкую вероятность совпадения по МНС между неродственниками.

Но даже если на моделях на мышах используют в качестве донора и реципиента особей из линий, несингенных, но тождественных по МНС, то трансплантат всегда отторгается. Потому, что есть еще и так называемые минорные антигены гистосовместимости. Что это такое? Подробные эксперимен­тальные исследования показали, что на минорные антигены реагируют исключительно CD8⁺ Т-лимфоциты, следователь­но, минорные антигены — это пептиды, связанные с моле­кулами MHC-I, т.е. реакции CD8⁺ Т-лимфоцитов на минор­ные антигены вполне аналогичны реакциям на вирусные ин­фекции. Теперь вспомним, откуда берутся пептиды, которые попадают в комплексы с молекулами MHC-I. Они берутся из цитозоля клетки как продукты катаболизма в протеосомах самых разных клеточных белков. Следовательно, минорные антигены гистосовместимости — это практически любые бел­ки организма. Типирование по всем белкам организмов доно­ра и реципиента провести нельзя. Следовательно, в конкрет­ных ситуациях при самом тщательном подборе донора и ре­ципиента по МНС может встретиться такой минорный(ые) антиген(ы), на который разовьется сильный иммунный ответ. Так оно в клинической практике и бывает. Поэтому клини­ческий результат трансплантации реально определяется в большей степени медикаментозной иммунодепрессией, чем подбором донора и реципиента по генам/антигенам гистосовместимости.

Особым случаем является пересадка костного мозга или органов и тканей, содержащих много профессиональных антигенпредставляющих клеток. Как мы уже говорили в разделе о толерантности, чтобы произошла продуктивная активация Т-лимфоцита, он должен, кроме антигена (лиганда для TCR), связать все необходимые и достаточные костимуляторные молекулы, которые есть только на профессиональных анти-генпредставляющих клетках. В случаях пересадок кроветворных тканей отторжение МНС-совместимого трансплантата мо­жет произойти быстрее, чем МНС-несовместимого, потому что Т-лимфоциты реципиента будут эффективнее работать с ан-тигенпредставляющими клетками донорского происхождения (как с «родными» по МНС).

Опыты на конгенных мышах позволили сделать весьма значимое наблюдение. Если трансплантат совпадает с реци­пиентом по МНС, но не совпадает по минорным антигенам гистосовместимости и из такого трансплантата удалить анти-генпредставляющие клетки, то такой трансплантат отторгнет­ся гораздо быстрее, чем в аналогичных условиях другой транс­плантат, который не совпадает с реципиентом по МНС, но совпадает по минорным антигенам. Это говорит о том, что в организме реципиента вокруг трансплантата идут такие про­цессы, при которых антигенпредставляющие клетки реципи­ента подхватывают белки из трансплантата, причем более эф­фективно растворимые белки, чем мембранные (как МНС), и запускают на них иммунный ответ реципиента. Когда анти­генпредставляющие клетки донорские, то большинство Т-лим-фоцитов реципиента «не видят» антигенов из-за несовпаде­ния донора и реципиента по МНС.

Тем не менее в случае солидных тканевых трансплантатов иммунный ответ Т-лимфоцитов реципиента инициируют ан­тигенпредставляющие клетки донора: они покидают транс­плантат, мигрируют в регионарные лимфатические узлы, где и инициируют иммунный ответ. В экспериментах, если транс­плантат помещают в место, лишенное лимфатического дрена­жа (иммунологически привилегированные места), то иммун­ного ответа на трансплантат нет.

Иммунологически привилегированные места в организме. В интактном организме есть такие анатомические места, что если в них хирургически аккуратно вживляется донорский трансплантат, то реакции отторжения при определенных ус­ловиях не развиваются. Эти места назвали иммунологически привилегированными. У человека такими местами являются мозг, передняя камера глаза, матка (плод), тестикулы. Пер­воначальное предположение о том, что антигены этих тканей

не покидают своих мест и недоступны для распознавания Т-лим-фоцитами, не подтвердилось: антигены тканей из привиле­гированных мест покидают их, но действительно не совсем так, как из всех остальных мест в организме: во-первых, минуя классический лимфатический дренаж; во-вторых, есть особенность барьеров (причем, вероятно, со стороны не со­единительнотканных структур, а функциональной паренхи­мы), отграничивающих иммунологически привилегированные места, состоящая в том, что их клетки продуцируют имму-носупрессорные цитокины, а именно TGF-/3, и/или экспрес-сируют много Fas-лиганда, убивающего приблизившийся лим­фоцит.

С клинической точки зрения существенно, что именно ткани из иммунологически привилегированных мест статис­тически чаще прочих становятся объектом аутоиммунного повреждения, например, демиелинизирующие заболевания мозга, включая рассеянный склероз, или симпатическая оф­тальмия. Что касается рассеянного склероза, при котором антигеном для аутоиммунной атаки является основный про­теин миелина (МВР — myelin basic protein), то определен­ную информацию о его патогенезе позволили получить опы­ты на мышах, трансгенных по TCR, который специфичен к МВР. В организме таких мышей все Т-лимфоциты специфич­ны к МВР, присутствуют в нормальных количествах, но мыши в «спокойном» состоянии не болеют. Однако если та­ких мышей проиммунизировать искусственно МВР с адъюван-том, то у них быстро разовьется полная клиническая карти­на энцефаломиелита (модель рассеянного склероза на грызу­нах). Это говорит о том, что к антигенам из привилегирован­ных мест (в данном случае мозга) не устанавливается имму­нологическая толерантность ни по механизму делеции клона, ни по механизму анергии лимфоцитов. Поскольку основной вывод из этих экспериментов состоит в том, что если неим­мунные лимфоциты в норме не активируются к иммунному ответу на антигены из привилегированных мест, то иммун­ные лимфоциты легко проникают в эти места и реализуют эффекторный иммунный ответ с альтерацией тканей.

Столь же показательна симпатическая офтальмия (sympa­thetic ophthalmia). Это редкое аутоиммунное заболевание глаз: если травмируется один глаз, то в результате может произой­ти иммунизация лимфоцитов против тканей глаза. Если это происходит, то от аутоиммунной атаки страдает не только ранее травмированный глаз, но и оба глаза одинаково.

Наиболее защищенным от иммунной атаки семи-аллоген-ным «трансплантатом» является плод в матке беременной женщины. Хотя по иммунологии беременности выполнено много работ, цельного представления об этом нет. Особого «интеллектуального» беспокойства эта проблема не вызывает.

Иммунодефициты.

первичные вторичные

спонтанные индуцибильные

обратимые необратимые

Таким образом, осмысленная оценка иммунного статуса человека возможна при тесном взаимодействии и взаимопо­нимании опытного клинициста и квалифицированной специ­ализированной лаборатории. На кафедре иммунологии и в научно-исследовательском отделе иммунологии Российского государственного медицинского университета Л.В.Ковальчук, . А.Н.Чередеев и их коллеги более 20 лет назад разработали логичную и экономически рентабельную тактику лаборатор­ного анализа иммунного статуса. Эта тактика предлагает двух-этапное (или двухуровневое) обследование.

Тесты 1-го уров­ня просты, немногочисленны и экономически доступны лю­бому лечебному учреждению:

1. определение формулы крови (микроскопия на мазке и подсчет клеток в камере Горяева);

2. общеклинический анализ крови;

3. определение содержания иммуноглобулинов классов М, G и А в сыворотке крови;

4. в связи с появлением такого нового заболевания, как СПИД, к тестам 1-го уровня следует добавить анализ на ВИЧ-инфекцию.

Тесты 2-го уровня — это более детальное и углубленное исследование разных параметров:

1. мембранных маркеров тех или иных субпопуляций лим­фоцитов и лейкоцитов;

2. пролиферативных свойств лимфоцитов в культурах in vitro с митогенами или аллоантигенами;

3. продукции тех или иных цитокинов в культуре клеток из периферической крови, пунктата костного мозга или иного биологического материала;

4. активности катаболических ферментов фагоцитов (миелопероксидазы, NO-синтазы, каталазы и др.) или совокупной функции расщепления в фагоцитах поглощенного материала;

5. продукции биологически активных веществ эозинофилов (ЕСР — эозинофильного катионного протеина и др.), тучных клеток (триптаза, гистамин) в крови, мокроте или смы­вах со слизистых оболочек;

6. белков острой фазы — маннансвязывающего лектина и С-реактивного протеина;

7. белков системы комплемента;

8. в случаях аллергических болезней — анализ общего и антигенспецифических IgE и дифференциально-диагностичес­кий анализ на аллергию (фадиатоп);

9. анализ на наличие тех или иных аутоантител;

10. кожные пробы с антигенами на гиперчувствительность немедленного типа при аллергодиагностике;

11. кожные пробы на гиперчувствительность замедленного типа на широко распространенные или вакцинные микроб­ные антигены (стрептококковый, столбнячный, дифтерий­ный, туберкулин и т.п.).

Возможно применение и других тестов в зависимости от клинических показаний, наличия материальной базы и ква­лификации персонала. Но самое главное, что тесты 2-го уров­ня не надо выполнять все по списку. Их можно и нужно ис­пользовать избирательно в зависимости от клинических сим­птомов у больного. Результаты 1—2 анализов 2-го уровня мо­гут показать, что в 3-м анализе уже нет необходимости или желательно проведение еще какого-нибудь одного определен­ного анализа.