

Transplantologia jest jedna z najszybciej rozwijających

się gałęzi medycyny , jej dynamiczny postęp w ciągu

ostatnich kilkudziesięciu lat dał szansę wyleczenia

wielu chorych , dla których wcześniej nie było ratunku.



W roku 2004 minęła 50 rocznica pierwszego udanego

przeszczepienia nerki . Był to przeszczep izogeniczny ,

wykonany w Bostonie między bliźniakami

monozygotycznymi.



W Polsce w 1966 roku przeszczepianie nerek

pobranych ze zwłok rozpoczęli Nielubowicz i Orłowski .

W wielu ośrodkach naszego kraju przeprowadza się

udane zabiegi przeszczepienia nerek , wątroby ,serca ,

szpiku i trzustki , wysp trzustkowych ,płuc,

fragmentów jelita ,tchawicę czy krtań.



W zależności od różnicy genetycznej miedzy
dawcą a biorcą wyróżnia się następujące rodzaje
przeszczepów:



Autogeniczny (autologiczny), kiedy dawcą i biorcą
jest ten sam osobnik



Izogeniczny (syngeniczny ),między identycznymi
osobnikami tego samego gatunku (bliźnięta
monozygotyczne, szczepy wsobne u zwierząt



Allogeniczny ,między różnymi genetycznie
osobnikami tego samego gatunku



Ksenogeniczny , między osobnikami odmiennych
gatunków



Główny układ zgodności tkankowej człowieka -
HLA (human leukocyte antigens), został tak
nazwany ponieważ antygeny tego układu po raz
pierwszy wykryto na krwinkach białych.



Jest on układem wybitnie polimorficznym.



Kompleks genów układu HLA umiejscowiony jest
na chromosomie szóstym.



Obejmuje on ponad cztery miliony par zasad i
zawiera ponad sto genów.



Produkty genów układu HLA można podzielić na
cząsteczki klasy I - HLA -A ,-B, -C ,cząsteczki klasy
II -HLA- DP ,-DQ ,- DR oraz cząsteczki klasy III.



Główny układ zgodności tkankowej(major
histocompatibility complex –MHC)odkryto przy
okazji badań dotyczących odrzucania
przeszczepów skóry u myszy.



Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie
przeszczepu allogenicznego nazwano
antygenami transplantacyjnymi lub antygenami
zgodności tkankowej.



Zespół kodujących je genów określono jako
główny układ zgodności tkankowej w odróżnieniu
od genów kodujących „słabe” antygeny
zgodności tkankowej.



Za badania nad układem zgodności tkankowej
badacz francuski Dausset oraz badacze
amerykańscy Snell i Benacerraf otrzymali W 1980
roku Nagrodę Nobla.



Cząsteczki MHC są glikoproteinami .Istnieją
cząsteczki MHC klasy I i klasy II, różniące się
zarówno pod względem budowy , jak i funkcji , a
także cząsteczki klasy III.



Cząsteczki MHC klasy I występują na powierzchni
wszystkich komórek jądrzastych , a niewielkich
ilościach również na erytrocytach. Cząsteczki
klasy II- głównie na limfocytach B ,makrofagach ,
komórkach dendrytycznych.



Zasadnicza rola tych antygenów polega na
prezentacji obcych antygenów własnym
limfocytom T i często używa się wobec nich
terminu cząsteczki MHC.



MHC obejmuje wiele genów odznaczających
się największym polimorfizmem z
dotychczas poznanych i że mają one
podstawowe znaczenie zarówno w inicjacji
,jak i w fazie efektorowej odpowiedzi
immunologicznej .



Poziom ekspresji cząsteczek HLA może się różnić.



Np. ekspresja cząsteczek HLA - C jest
dziesięciokrotnie mniejsza niż cząsteczek HLA - A
i HLA -B.



Cząsteczki MHC klasy I człowieka można podzielić
na klasyczne – należące do klasy I a (HLA -A, -B ,-
C ) oraz nieklasyczne należące do klasy I b (HLA
-F i - G oraz MICA MIBA).



Poza klasycznymi cząsteczkami MHC klasy II u
człowieka występują również nieklasyczne
cząsteczki MHC klasy II :HLA- DM , HLA -DO.



Do cząsteczek MHC klasy III należy wiele białek
,np. :składniki dopełniacza C2,C4 i czynnik B.





Cząsteczki MHC klasy I są zbudowane z dwóch
łańcuchów: lekkiego i ciężkiego połączonych ze
sobą niekonwalencyjnie.



Łańcuch lekki –β2 mikroglobulina (β2) jest u
człowieka identyczny we wszystkich cząsteczkach
MHC klasy I .



Łańcuch ciężki α składa się z trzech domen.

Dwie zewnętrzne domeny (α1,α2) odznaczają się

polimorfizmem ,który jest podstawą różnic
między cząsteczkami MHC klasy I.



Cząsteczki MHC klasy II są zbudowane z dwóch
łańcuchów α i β połączonych ze sobą
niekowalencyjnie.



Domeny zewnętrzne (α1, β1) obydwu łańcuchów
tworzą rowek podobny do tego ,który tworzą
domeny α1, α2 łańcucha ciężkiego cząsteczek
MHC klasy I.



Do niedawna wykluczano przeszczepy niezgodne
pod względem układu grupowego krwi ABO,
jednak ze względu na pogłębiającą się
dysproporcję miedzy liczba dawców a liczbą
oczekujących biorców na przeszczepienie
podejmuje się próby ominięcia tej bariery i
przeszczepianie ze zgodną grupą krwi(np. dawca
narządów grupy O dla biorców A , AB , B)



Inne układy grupowe krwi nie odgrywają
znaczącej roli przy doborze dawcy i biorcy.



Cząsteczki układu Rh nie występują na innych
komórkach niż erytrocyty.



Proces doboru odpowiedniego dawcy i biorcy nosi
nazwę typowania tkankowego. Dawca i biorca
powinni wykazywać jak najwięcej wspólnych
antygenów HLA oraz biorca nie powinien być
wcześniej uczulony antygenami
dawcy( wykładnikiem jest brak w surowicy
przeciwciał przeciwko antygenom dawcy).



Ponieważ cząsteczki MHC są głównymi
antygenami indukującymi odpowiedź na
przeszczep , można przypuszczać ,że
maksymalna zgodność między dawcą i biorcą
stanowi sposób na osiągnięcie najlepszych
wyników leczenia .



Przypuszczenie to znajduje potwierdzenie w
wynikach transplantacji nerek uzyskanych od
żywych dawców.



Przeżycie przeszczepów było najlepsze , gdy
dawca i biorca nie różnili się antygenami HLA.



Szansa na dobranie biorcy o identycznych HLA
jest niezwykle mała , choć istnienie zjawiska
niezrównoważenia sprzężeń oraz częste
występowanie pewnych antygenów HLA zwiększa
prawdopodobieństwo ,że przypadkowo wybrana
para dawca i biorca będzie miała identyczne HLA.



Stosuje się strategię doboru najbardziej zgodnego
biorcy do dawcy o określonym zestawie
antygenów HLA.



Jako zasadę preferuje się pary o jak najmniejszej
liczbie niezgodnych antygenów ( mismatch ), niż
zestawienie dawcy z biorcą o największej liczbie
zgodnych antygenów.



Najlepsze wyniki zapewnia zgodność w zakresie
HLA -DR i HLA -B. Dodatkowa zgodność w locus A
ma niewielki korzystny wpływ , natomiast nie ma
znaczenia dobór w zakresie HLA –C .



Efekt niezgodności w obrębie HLA –DR zaznacza
się już w ciągu 6 miesięcy od transplantacji
różnice przeżycia nerek od dawców niezgodnych
w zakresie HLA - A stają się wykrywalne dopiero
po 2 latach od zabiegu.



Wprowadzenie bardziej skutecznych leków
immunosupresyjnych nie zmieniło w sposób
znaczący roli doboru tkankowego.



Na przykładzie przeszczepienia nerek
pochodzących ze zwłok można prześledzić wpływ
zgodności HLA na powodzenie transplantacji :

- brak niezgodności w zakresie HLA- A ,-B, -DR

daje 65%szansy na co najmniej 10 letniego
funkcjonowania przeszczepu , a czas jego
półtrwania szacuje się na 20lat.

- jeden niezgodny antygen w locus HLA – A, -B,-

DR- 40-50 % szansy , czas półtrwania 10- 12 lat



Lepszy dobór w zakresie HLA zmniejsza częstość
epizodów ostrego odrzucania w ciągu 1 roku po
transplantacji oraz obniża ryzyko powstawania
zmian przewlekłych.



Cząsteczki MHC klasy I kodowane przez różne
allele tego samego locus można zgrupować w
”rodziny” cząsteczek o zbliżonej budowie ,które
następnie dzielą się na antygeny o niewielkich
odrębnościach .Bardziej dokładny dobór dawcy i
biorcy ,uwzględniający istnienie wspomnianych „
splitów”, poprawia wyniki transplantacji.



Okazuje się ,że pewne antygeny HLA –A i HLA -B
mogą wykazywać zbliżoną zdolność do indukcji
swoistych przeciwciał .



Te grupy antygenów przyjęto określać skrótem
CREG(cross - reakting groups ) i ich posiadanie
zarówno przez dawcę ,jak i przez biorcę
zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia
swoistych przeciwciał anty –HLA.



Kombinacje „zabronione” tabu zwiększają ryzyko
utraty narządu.



Pewne niezgodności nie mają większego
znaczenia dla dalszych losów przeszczepu i
określa się je mianem „dopuszczalnych”
(permissible mismatch).



Cząsteczka MHC ma na swojej powierzchni 4 -5
regionów ,które zawierają odrębne epitopy .



Biorca o określonym MHC może pewne z tych
epitopów rozpoznawać jako silne ( efekt tabu) ,a
inne jako słabe immunogenny (dopuszczalna
niezgodność).



Kilkanaście procent HLA identycznych nerek
zostaje utraconych w wyniku różnic w tak
zwanych słabych antygenach zgodności
tkankowej.



Różnice genetyczne między dawcą a biorcą

sprawiają ,że układ odpornościowy biorcy

rozpoznaje antygeny przeszczepu jako obce i

uruchamia reakcję (odrzucanie) dążącą do jego

zniszczenia.



Odpowiedź na antygeny przeszczepu wymaga

rozpoznania ich i aktywacji odpowiednich

swoistych wobec tych antygenów klonów

limfocytów T.



W jej przebiegu zostają pobudzone limfocyty T

pomocnicze ,które stymulują limfocyty B do

wytwarzania swoistych przeciwciał, a także

zwiększają aktywność limfocytów

cytotoksycznych ,makrofagów i komórek NK

wobec komórek przeszczepu.



Równocześnie , w trakcie reakcji odrzucania
dochodzi do bezpośredniej indukcji i proliferacji
swoistych limfocytów T cytotoksycznych.



W przebiegu odpowiedzi na antygeny
przeszczepu można wyróżnić :



Fazę indukcji odpowiedzi ( aferentną ) ,w czasie
której dochodzi do prezentacji i rozpoznania
obcych antygenów.



Fazę efektorową( eferentną ), w której zostają
uruchomione swoiste i nieswoiste mechanizmy
odpowiedzi na przeszczep.



W obrębie układu HLA co najmniej trzy geny
:HLA - A , HLA- B,HLA-BRB1 występują np. w
postaci kilkuset alleli. Nie ma innego genu ,który
by im się równał pod względem stopnia
polimorfizmu.



Najważniejszą funkcja cząsteczek MHC jest
wiązanie i prezentacja antygenów limfocytom T.



Zdolne są do niej prawie wszystkie komórki i
odbywa się ona różnymi drogami w zależności od
tego ,czy dotyczy cząsteczek MHC klasy I ,czy
MHC klasy II.



Rozpuszczalne cząsteczki MHC występujące w
niewielkich ilościach w osoczu krwi wydają się
brać udział w immunomodulacji.



Głównym ich źródłem jest wątroba. Od tej
właściwości wątroby zależy jej skłonność do
indukowania tolerancji transplantacyjnej po jej
przeszczepieniu.



Rozpuszczalne cząsteczki MHC dawcy mogą
blokować rozpoznające je przeciwciała i limfocyty
Tc ,a nawet indukować ich apoptozę.



Cząsteczki MHC wiążą antygeny podobnie jak to
czynią immunoglobuliny ,choć ze znacznie
mniejszą swoistością i z różnym skutkiem.



Cząsteczki MHC są kodowane przez geny
należące do nadrodziny genów
immunoglobulinopodobnych.



Bardzo ciekawym zjawiskiem związanym z
głównym układem zgodności tkankowej jest tak
zwane niezrównoważenie sprzężeń.



Jeżeli allel x genu A występuje w haplotypach
danej populacji z częstotliwością 10% ,a allel y
genu B z częstotliwością np., 20% ,to łatwo
obliczyć ,że w około 2% haplotypów allele te
będą występowały razem.Czasami to zjawisko
dotyczy wielu alleli genów leżących obok siebie ,
przykładem może być kombinacja alleli
kodujących cząsteczki HLA-A1, B-8 i DR-3.Jest to
najczęściej występujący haplotyp u
przedstawicieli rasy kaukaskiej.



Najstarszą ,rzadko już używana metodą
identyfikacji HLA jest typowanie serologiczne ,
wykorzystujące reakcje wiązania swoistych
przeciwciał z antygenami na powierzchni
komórek ,najczęściej limfocytów . Wady tej
metody : brak możliwości różnicowania dużej
części znanych wariantów allelicznych HLA
(dotyczy to szczególnie cząsteczek MHC klasy
II),konieczność wykorzystywania do badania
żywych komórek.



Metodą identyfikacji cząsteczek MHC klasy II
,która wychodzi także z użycia jest typowanie
serologiczne oparte na mieszanej hodowli
limfocytów czyli MLC.



Najbardziej powszechnym sposobem typowania
HLA jest typowanie genetyczne ,wykorzystujące
analizę polimorfizmu na poziomi DNA.



Podstawą interpretacji jest jednoznaczna
zależność między sekwencją nukleotydową DNA a
sekwencją aminokwasów kodowanego białka (kod
genetyczny).



Zalety: możliwość rozróżnienia praktycznie
wszystkich alleli, znikomy odsetek błędów , łatwa
standaryzacja oraz możliwość badania martwych
komórek.



Najczęściej używane metody typowania
genetycznego to metoda hybrydyzacyjna (dot
blot i reverse dot blot),swoista w stosunku do
sekwencji reakcja PCR.



Coraz szerzej stosowane jest typowanie oparte na
sekwencjonowaniu DNA (SBT).



Najszybszą metodą typowania HLA jest metoda
PCR – SSP , gdyż wyniki znane są bezpośrednio
po zakończeniu reakcji PCR.W innych metodach
wykonanie PCR jest jedynie wstępem do
właściwego typowania.



Metoda PCR- SSP wykorzystuje zależność reakcji
PCR od zgodności między sekwencją starterów a
sekwencjami obecnymi w badanym DNA.



Typowanie to polega na przeprowadzeniu szeregu
reakcji PCR z różnymi parami starterów
,dobranymi tak , by poszczególne pary
umożliwiały reakcję tylko w wypadku obecności
określonego allelu lub grupy alleli.



Typowanie HLA jest istotne w transplantologii
ponieważ zgodność HLA między dawcą a biorcą
zmniejsza ryzyko odrzucenia przeszczepu.



Efekt ten jest silny przy przeszczepach szpiku
,słabszy ,choć wyraźny, przy przeszczepach nerek
, serca a najsłabszy w przypadku przeszczepienia
wątroby.



Słabe antygeny zgodności tkankowej tworzą
bardzo heterogenną grupę peptydów i
najczęściej definiowane są jako antygeny
zgodności tkankowej nie kodowane przez
MHC.



Określenie „słabe” jest mylące , gdyż
niektóre z tych antygenów indukują
odpowiedź transplantacyjną silniejszą niż
indukowana przez określone antygeny MHC
i nawet niezgodność w obrębie jednego z
nich może prowadzic do odrzucenia
przeszczepu.



Nawet jeśli biorca i dawca są zgodni pod
względem HLA ,to jeżeli nie są bliźniętami
monozygotycznymi ,mogą się różnić pod
względem innych genów i białek . Peptyd
jednego z takich białek łączy się z
cząsteczką HLA w kompleks. Kompleks
różni się kształtem u biorcy i u dawcy,
limfocyty biorcy rozpoznają cząsteczkę HLA
połączoną z obcym peptydem i mogą
inicjować odrzucanie przeszczepu.