Immunologia transplantacyjna

Immunologia transplantacyjna

Żeby   była   pełna   jasność   i   harmonia   sfer   –   opis   MHC   był   przy   prezentacji   antygenów,   a   opis  

immuosupresji przy środkach immunomodulujących ;)

Wyróżniamy następujące rodzaje przeszczepów:

• Autogeniczny (autologiczny) – dawcą jest ten sam osobnik,

• Izogeniczny  (syngeniczny)   –   dawcą   jest   identyczny   genetycznie   osobnik   (np.   bliźniak 

jednojajowy),

• Allogeniczny – dawcą jest inny, nieidentyczny genetycznie osobnik tego samego gatunku,

• Ksenogeniczny – dawcą jest osobnik innego gatunku.

Antygeny odmienne od naszych własnych są rozpoznawane jako obce i uruchamiana jest odpowiedź 

odpornościowa   –   ta   sama   zasada   tyczy   się   tkanek   przeszczepianych.   W   odpowiedzi   na   przeszczep 

uruchamiane są przede wszystkim LTh oraz LB, poza tym LTc, makrofagi i k. NK.

Wyróżniamy dwa mechanizmy prezentacji antygenów przeszczepu:

• Prezentacja bezpośrednia

  – dochodzi do niej w regionalnych węzłach chłonnych lub śledzionie, 

a odpowiedzialne za nią są APC dawcy – czyli APC przeszczepione razem z narządem. Prezentują 

one antygeny w kontekście  obcych cząsteczek MHC  I i II,  przez  co aktywują wiele populacji 

limfocytów. Ten typ prezentacji jest istotny w  początkowym okresie  po transplantacji, kiedy 

w narządzie są jeszcze obecne APC dawcy – potem wymieniane są one na APC biorcy.

• Prezentacja   pośrednia

   –   odpowiedzialne   za   nią   są  APC   biorcy,   które   prezentują   antygeny 

przeszczepu w kontekście  prawidłowych MHC  (tj. MHC biorcy). Najczęściej prezentowane są 

antygeny   pochodzące   z   MHC   dawcy   (to   jest   pokomplikowane   –   APC   biorcy   migrują   do 

przeszczepu, gdzie wiążą fragmenty MHC dawcy i prezentują je w kontekście MHC biorcy...). Ten 

mechanizm ma większe znaczenie w przewlekłym odrzucaniu.

Odrzucanie można podzielić pod kątem jego intensywności i czasu trwania na:

• Odrzucanie nadostre

  – rozwija się w ciągu minut po przeszczepieniu.

Jest uwarunkowane przez obecność w krążeniu biorcy (w momencie przeszczepienia) przeciwciał 

przeciwko MHC, AB0 lub antygenom śródbłonka dawcy. Powstają kompleksy immunologiczne 

na   powierzchni   śródbłonka,   co   z   kolei   aktywuje  dopełniacz,  krzepnięcie  i   czynniki 

chemotaktyczne  w  małych   tętniczkach   i   kapilarach.   Dochodzi   do   wykrzepiania 

wewnątrznaczyniowego i nacieku neutroﬁli, a po pewnym czasie – do  martwicy krwotocznej 

tkanki. Wątroba jest trochę oporna na nadostre odrzucanie.

• Odrzucanie ostre przyspieszone (ostre naczyniowe)

   –  rozwija  się w  ciągu  24h,  prowadzi  do 

odrzucenia w ciągu 1‐6 miesięcy. 

Jest   uwarunkowane  przez   obecność  przeciwciał  przeciwko   przeszczepowi,  ale  w  zbyt   małym 

stężeniu, aby dało się je wykryć testem cytotoksycznym. Przypomina odrzucanie nadostre, ale 

zachodzi w tętnicach. W naczyniach obserwuje się martwicę błony wewnętrznej i złogi włóknika. 

W tkance śródmiąższowej – obrzęk, ogniska martwicy i nacieki zapalne.

• Odrzucanie ostre (ostre śródmiąższowe)

   –   rozwija   się   w   ciągu  kilku   dni   do   kilku   miesięcy. 

Poddaje się zwykle leczeniu GKS lub surowicą antylimfocytarną.

Dominują nacieki z komórek jednojądrzastych, głównie LTc i makrofagi, poza tym LTh (zwłaszcza 

LTh1), LB i NK (z receptorami KIR). Limfocyty B wytwarzają  pewną ilość przeciwciał, które są 

przede wszystkim odpowiedzialne za uszkodzenie naczyń. Znaczenie mają tu także  chemokiny, 

które   wpływają   na  mikrokrążenie  w   narządzie   i  cyrkulację  leukocytów.   Cytokiny   wydzielane 

przez komórki odpornościowe w odrzucaniu przeszczepu:

◦ aktywują LTc, LB i APC,

◦ uszkadzają komórki przeszczepu (np. TNF),

◦ działają prozapalnie,

◦ przyciągają leukocyty do przeszczepu,

◦ hamują angiogenezę (CXCL9 i CXCL10),

◦ inicjują nadwrażliwość typu późnego,

• Odrzucanie przewlekłe (przewlekła niewydolność przeszczepu)

  – rozwija się nie wcześniej niż po 

roku.   Udział   układu   odpornościowego   jest   tu   tylko   częściowy.   Polega   na   patologicznej 

przebudowie naczyń średniego kalibru, z rozplemem błony wewnętrznej, inﬁltracją miocytów do 

niej i zwężeniem światła – prowadzi to do przewlekłego niedokrwienia i włóknienia narządu.

Czynniki ryzyka:

◦ przebyte epizody ostrego odrzucania,

◦ mała zgodność HLA,

◦ niedostateczna immunosupresja,

◦ nadciśnienie tętnicze,

◦ CMV,

◦ długie przechowywanie narządu przed transplantacją,

◦ palenie tytoniu,

◦ hiperlipidemia,

Przewlekłe   odrzucanie   opiera   się   na  aktywacji   śródbłonka,   która   prowadzi   do   ekspresji 

nietypowych  cząsteczek   adhezyjnych   i   czynników   zapalnych,   które   z   kolei   podtrzymują 

patologiczną   aktywację   komórek   układu   odpornościowego.   Prowadzi   to   do   długotrwałego 

uszkodzenia naczyń, które zachodzi bardzo podobnie jak w miażdżycy.

Przewlekłe odrzucanie nieuchronnie prowadzi do niewydolności narządu, ale proces ten może 

trwać latami. 

Dobór dawcy i biorcy określa się jako  typowanie tkankowe. Mają w nim znaczenie przede wszystkim 

antygeny   MHC,   których   maksymalna   możliwa   zgodność   koreluje   z   większą   trwałością   przeszczepu. 

Antygeny AB0 są coraz częściej omijane, a inne układy grupowe zazwyczaj nie są brane pod uwagę. 

Test cytotoksyczny – miesza się surowicę biorcy z limfocytami dawcy, żeby sprawdzić, czy w surowicy 

nie   ma   przeciwciał   anty‐HLA.   Robi   się   także   takie   testy   u   osób   oczekujących   na   przeszczep   ze 

standardowym panelem limfocytarnym – odsetek reaktywności surowicy z panelem to PRA. Im wyższe, 

tym trudniej znaleźć dawcę i tym gorsze rokowanie.

Aby uniknąć nadostrego odrzucania, eliminuje się u biorcy przeciwciała poprzez np.  plazmaferezę  lub 

przeciwciała przeciw limfocytom B (anty‐CD25, anty‐CD20).

W typowaniu tkankowym największe znaczenie ma zgodność pod względem HLA‐DR i HLA‐B. Niewielkie 

znaczenie ma także zgodność  HLA‐A  – pozostałe mają marginalne znaczenie. Zasada jest prosta – im 

więcej zgodnych antygenów, tym większa trwałość przeszczepu.

Allele genów MHC można grupować w większe grupy, wewnątrz których allele za bardzo nie różnią się 

między sobą – dobrze jest dobierać przeszczepy tak, żeby zgadzały się też pod względem tych drobnych 

różnic, ale wymaga to zastosowania bardziej czułych metod badania.

CREG (cross‐reacTng groups) są to niezgodne ze sobą, ale specyﬁcznie wpływające na losy przeszczepu 

kombinacje   antygenów   HLA.   Jedne   kombinacje   mogą   być   silnie   immunogenne   (kombinacje 

"zabronione"), inne mogą mieć znikomy wpływ ("dopuszczalne") – mimo, że w obu przypadkach mamy 

do czynienia z dwoma różnymi antygenami HLA. 

Nawet   jeżeli   wszystko   ślicznie   dobierzemy,   nawet   wtedy   przeszczep   mogą   nam   skopać   tzw.   słabe 

antygeny zgodności tkankowej.

W przypadku przeszczepu serca i wątroby czasami pomija się HLA, ale przestrzega się AB0 – w przypadku 

serca   z   powodu   presji   czasowej,   a   w   przypadku   wątroby   z   powodu   jej   wybitnej   wytrzymałości   na 

odrzucanie.

Przeszczepianie   komórek   krwiotwórczych  może  mieć  charakter  przeszczepu  szpiku  lub   przeszczepu 

komórek macierzystych izolowanych z krwi obwodowej  po odpowiedniej stymulacji. Ta druga opcja 

jest coraz częściej stosowana, ponieważ jest skuteczniejsza i mniej obciążająca dla organizmu.

Ponad połowa przeszczepów szpiku jest stosowana w terapii ostrych białaczek.

Przeszczep szpiku może być:

• autogeniczny  – od chorego pobiera się szpik (można go odpowiednio spreparować np. w celu 

usunięcia   komórek   nowotworowych),   potem   chorego   poddaje   się   terapii   (głównie 
przeciwnowotworowej) i po jej zakończeniu otrzymuje on swój własny szpik.

• allogeniczny – stosuje się go w:

◦ nowotworach,

◦ pierwotnych niedoborach odporności,

◦ anemii aplastycznej,

◦ anemii Fanconiego,

◦ anemii sierpowatej,

◦ talasemiach,

◦ wrodzonych chorobach spichrzeniowych,

◦ osteopetrozie.

Poza   pierwotnymi   niedoborami   odporności,  biorca   zawsze   wymaga   przygotowania,   aby   zapobiec 

odrzuceniu przeszczepu i stworzyć mikrośrodowisko dla jego przyjęcia. Do tego celu stosuje się leki 

mielotoksyczne,  immunosupresyjne  i  napromieniowanie  ciała.   Aktualnie   preferuje   się   zostawienie 

resztek   komórek   gospodarza,   ponieważ   może   to   prowadzić   do   wykształcenia  tolerancji 

transplantacyjnej.

Jeżeli po przeszczepieniu szpiku przewagę będzie miał układ odpornościowy gospodarza – dojdzie do 

odrzucenia. Jeżeli odwrotnie – dojdzie do choroby przeszczep przeciw gospodarzowi (GVH).

GVH – limfocyty T dawcy naciekają tkanki gospodarza i robią sajgon. Zachodzi to przy obecności burzy 

cytokinowej  (potężnego wydzielania cytokin), która pochodzi zarówno od komórek dawcy, jak i jest 

efektem przygotowania do przeszczepu. U osób z obniżoną odpornością (immunosupresja, niedobory 

odporności) GVH może wystąpić także po przetoczeniu krwi (dlatego się ją napromieniowuje dla tych 

chorych) i po przeszczepie narządów litych.

Usunięcie   limfocytów   T  z   przeszczepianego   szpiku   zmniejsza   ryzyko   GVH,   ale   zwiększa   ryzyko 

odrzucenia.   Poza   tym   LT   są   odpowiedzialne   ze  niszczenie   przetrwałych   komórek   nowotworowych 

w organizmie biorcy (tzw. GVLeukaemia/GVTumor)

• Ostra choroba GVH – powstaje do 100 dni od przeszczepienia, u ponad połowy biorców. Często 

ma   bardzo   ciężki   przebieg,   wiąże   się   z   zajęciem  skóry,  śluzówek  przewodu   pokarmowego 

i wątroby.

• Przewlekła choroba GVH  – przypomina  chorobę autoimmunizacyjną, z wtórnym  niedoborem 

odporności.  Wynika   prawdopodobnie   z   niewytworzenia   tolerancji   na   tkanki   biorcy   przez 

nowowytwarzane limfocyty.

Pacjenci po przeszczepie szpiku są  w głębokiej immunosupresji, co wiąże się z dużą  śmiertelnością 

okołozabiegową. Jeżeli nie dojdzie do przewlekłej GVH, objawy niedoboru odporności powinny minąć po 

około roku.

Tolerancja transplantacyjna – stan, w którym gospodarz rozpoznaje antygeny dawcy, ale nie dochodzi 

do uruchomienia odpowiedzi odpornściowej przeciwko nim (marzenie transplantologów). Teoretycznie 

można ją wywołać poprzez immunizowanie noworodka lub płodu antygenami dawcy lub wszczepianie 

komórek dawcy do grasicy, celem delecji odpowiednich klonów limfocytów T. 

W praktyce udawały się próby wywołania tolerancji poprzez  tworzenie osobników chimerycznych  – 

osobnikowi po napromieniowaniu wszczepia się komórki krwiotwórcze dawcy. Jeżeli nie zostaną one 

odrzucone, a część komórek biorcy została zachowana, po pewnym czasie u biorcy będą funkcjonować 

dwie populacje komórek odpornościowych – w takiej sytuacji przyjmuje się każdy przeszczep. Niestety, 

nie bardzo udaje się to indukować seryjnie.

Istnieje także teoria mikrochimeryzmu, wg której obecność leukocytów pasażerskich (pochodzących z 

tkanek przeszczepu) w węzłach chłonnych biorcy prowadzi do ciągłego kontaktu biorcy z antygenami 

dawcy i wytworzenia toleracji. Ale ta teoria nie jest powszechnie przyjmowana.

Miejsca   immunologicznie   uprzywilejowane  –   miejsca,   w   których   odporność   immunologiczna   jest 

ograniczona na tyle, że stosunkowo łatwo jest tam przeszczepiać narządy (mózg, przednia komora oka, 

jądro, wątroba). Zależy to od:

• obecności barier mechanicznych,

• aktywności Treg,

• lokalnego wytwarzania cytokin hamujących odpowiedź immunologiczną,

• występowanie na powierzchni komórek FasL.

Mechanizmy prowadzące do częściowej tolerancji na przeszczep:

• Supresja – zależna od Tregów obecnych w przeszczepie,

• Anergia klonalna – jak limfocyty T kontaktują się z komórkami posiadającymi antygeny, ale bez 

cząsteczek kostymulujących,

• Delecja klonalna,

• Adaptacja – pojawienie się w komórkach przeszczepu białek antyapoptotycznych.

Przeszczepy  ksenogeniczne  napotykają  na   barierę  nadostrego  odrzucania,  ponieważ   u  człowieka  są 

obecne preformowane przeciwciała przeciwko antygenom innych gatunków odległych (tj. niezgodnych), 

takich jak świnia. Przeciwciała te są najczęściej skierowane przeciwko tzw. epitopowi Gal, obecnemu na 

śródbłonku   naczyń   zwierząt.   Strategie   umożliwienia   tych   przeszczepów   opierają   się   na  usuwaniu 

przeciwciał   anty‐Gal,  hamowaniu   aktywacji   dopełniacza  lub  zwiększaniu   odporności   komórek 

przeszczepu na działanie dopełniacza.