Описание:

Распространенность операций по трансплантации тканей (органов) заметно увеличилась в клинической практике за последние два десятилетия.
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 (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.

Симптомы:

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 миокарда и 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 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.

Причины возникновения:

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.

Лечение:

Для лечения назначают:

Для подавления отторжения трансплантата применяют два принципиально различных подхода: создание специфической толерантности реципиента к трансплантату и применение средств, не специфически подавляющих иммунный ответ организма на чужеродные Аг.

Создание толерантности при трансплантации.

Этот подход имеет несомненное преимущество, поскольку не препятствует нормальному развитию иммунных реакций на другие, в первую очередь инфекционные, Аг. При развитии толерантности иммунный конфликт не развивается и происходит стойкое приживление трансплантата. В настоящее время подобные исследования не вышли за рамки эксперимента, а успехи клинической трансплантологии в первую очередь связаны с совершенствованием методов неспецифической иммунодепрессивной терапии.

Основа эффекта иммунодепрессантов - подавление метаболизма иммунокомпетентных клеток. Иммунодепрессанты часто оказывают цитостатическое действие и на клетки других тканей. Современный арсенал трансплантологии содержит химические и биологические иммунодепрессанты. В некоторых случаях, главным образом при пересадке костного мозга, их применение дополняют ионизирующим облучением. Возможно общее облучение в низких дозах, локальное облучение селезёнки и тимуса, облучение трансплантата, а также экстракорпоральное облучение крови и лимфы реципиента.

Стероидные гормоны (преднизолон, метилпреднизолон, дексаметазон) подавляют пролиферацию лимфоцитов в лимфатических узлах и селезёнке и уменьшают количество лимфоцитов в крови. Антиметаболиты включают аналоги пуриновых (например, имуран или азатиоприн) и пиримидиновых оснований (5-фторурацил, 5-бромоксипиридин и др.), антагонисты фолиевой кислоты (аметоптерин, метотрексат) и алкилирующие агенты.

Аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований. Пролиферация иммунокомпетентных клеток при антигенной стимуляции связана с синтезом в них нуклеиновых кислот. Ассимиляция клетками аналогов исходных продуктов синтеза нуклеиновых кислот (пуриновых и пиримидиновых оснований) приводит к блокаде этого процесса и угнетению пролиферации иммунокомпетентных клеток.

Антагонисты фолиевой кислоты блокируют редуктазу дегидрофолиевой кислоты и подавляют образование тетрагидрофолиевой кислоты, участвующей в биосинтезе пуринов.

Алкилирующие агенты, взаимодействуя с ДНК, блокируют деление клеток.

Антибиотики. Фармакологический эффект многих антибиотиков основан на подавлении синтеза РНК. Подобными свойствами обладают циклоспорин, актиномицины D и С, пуромицин, хлорамфеникол.

Вопросы к занятию.

1. Определение понятия трансплантация. Виды трансплантации в зависимости от генетической чужеродности антигена.

2. Иммунологическая характеристика трансплантата.

3. Основные механизмы трансплантационного иммунитета.

4. Характеристика прямого и непрямого механизмов распознавания Т-лимфоцитами МНС-молекул трансплантата в рамках клеточного адаптивного иммунного ответа.

5. Значение NK-клеток при распознавании трансплантата.

6. Гуморальный адаптивный иммунный ответ и нормальные антитела при отторжении трансплантата.

7. Иммунологические основы сверхострого, острого и отсроченного отторжения трансплантата.

8. Трансплантация костного мозга. Реакция «трансплантат против хозяина».

9. Иммунологическая толерантность, определение, классификации, механизмы формирования.

Трансплантационный иммунитет. Иммунологическая толерантность

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 - аллоа тигенами, 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.

Трансплантационный иммунитет.

С иммунологической точки зрения трансплантат содержит – собственный клетки органа донора с чужим МНСI (это чужеродный белок, который при слущивании, распознается дендритными клетками реципиента и рецептор, с которым СD8 лимфоциты реципиента могут взаимодействовать как с измененным своим) + дендритные клетки донора с чужим МНСI.

Трансплантационная реакция сочетает некоторые черты цитотоксической и воспалительной форм клеточного иммунного ответа. Она реализу­ется с участием как CD8 + , так и CD4 + Т-лимфоцитов. Первые являются основными эффекторными клетками, ответственными за гибель клеток трансплантата; вторые обеспечивают развитие иммунного воспаления, способствующего гибели пересаженной ткани через нарушение трофики и активацию факторов врожденного иммунитета.

Афферентное звено иммунного ответа на аллотрансплантат состоит из двух параллельных путей, приводящих к активации CD4 + и CD8 + Т-лим­фоцитов. Вовлечение в ответ CD4 + Т-клеток происходит за счет миграции из трансплантата в региональный лимфатический узел дендритных клеток. Известен феномен «клеток-пассажиров»: для того, чтобы аллогенный транс­плантат был распознан иммунной системой хозяина, в нем должны при­сутствовать клетки костномозгового происхождения, при искусственном вымывании которых трансплантат утрачивает иммуногенность.

Показано, что.Т-клетки могут распознавать молекулы МНС с помошью двух разных механизмов - прямого и непрямого, опосредованного через презентацию аутологичными АПК. В последнем случае презента­ция реализуется по классическому пути: молекула МНС вместе с другими молекулами аллогенных клеток поступает в дендритные клетки путем эндоцитоза, расщепляется в их эндосомах и включается в состав моле­кул МНС-II. Такой путь презентации обычно реализуется при активации CD4 + Т-лимфоцитов. В соответствии с основными закономерностями раз­вития иммунного ответа этот процесс реализуется в региональном лимфа­тическом узле, в который мигрируют из трансплантата содержащиеся в нем дендритные клетки («клетки-пассажиры»). Вероятно, именно они служат источником донорских молекул МНС.

Прямое распознавание МНС-антигенов чаще реализуется при актива­ции CD8 + Т-клеток. В этом случае TCR непосредственно взаимодействует с аллогенной молекулой МНС. Вероятно, источником антигенного сигнала служит клетка-пассажир - аллогенная дендритная клетка, которая сама представляет молекулу МНС класса I Т-лимфоциту реципиента. Полагают, что в этом процессе основную роль играет распознавание не антигенного пептида (вероятно, он вообще не имеет значения), а особенностей структу­ры молекулы МНС, отличающейся от МНС хозяина. Очевидно, аллогенная дендритная клетка, как и сингенная, поставляет костимулирующие сиг­налы.

Формирующиеся эффекторные Т-клетки обоих типов (Thl-клетки и цитототоксические Т-лимфоциты) поступают в циркуляцию и в результа­те экспрессии на их поверхности хемокиновых рецепторов, мигрируют в очаги воспаления, всегда сопутствующе­го трансплантации, и инициируют реакции, приводящие к отторжению ткани.

Наряду с этими антигенспецифическими клетками в трансплантат мигрируют естественные киллеры- обусловлено отсутствием на клетках мишенях сингенных моле­кул МНСI, а также воспалительные клетки, прежде всего макрофаги.

Цитотоксические клетки обоих типов осуществляют цитолиз по перфориновому и Fas-зависимому механизмам. Дополнительный вклад в отторжение аллотрансплантатов вносит IFNy , выделяемый цитотоксическими клетками обоих типов.

Еще П. Медавар показал, что гуморальные антитела не играют сущест­венной роли в отторжении аллотраснплантата. В некоторых ситуациях антитела даже препятствуют отторжению, защищая клетки транспланта­та от разрушительного действия Т-лимфоцитов. При повторной подсадке аллогенных тканей антитела, образующиеся в ходе иммунного ответа на аллоантигены, вносят вклад в реакцию отторжения. Они могут диффунди­ровать в трансплантат, формировать иммунные комплексы с мембранными антигенами его клеток, привлекая макрофаги и обусловливая их FcR-зави-симую активацию.

Нормальные антитела. При пересадке ксенотрансплантатов антитела могут играть ключевую роль в отторжении. Однако это не иммунные, а естественные антитела к а-гликановым гликаны) входят в состав мембранных гликопро-теинов клеток большинства животных, но отсутствуют у человека. В резуль­тате развивается быстрая реакция, сопровождающаяся спазмом сосудов, напоминающая реакцию secondset на аллотрансплантат.

Лимфоидная инфильтрация - одно из самых типичных морфологических проявлений трансплантационной реакции.

Отторжение трансплантата с клинической точки зрения бывает:

сверхострое - на операционном столе;

острое - в течение первых месяцев после пересадки;

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.

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

Трансплантация костного мозга. Реакция «трансплантат против хозяина»

Пересадки клеток костного мозга занимают обособленное место в прак­тике трансплантаций. Во-первых, их осуществляют в форме инфузий сус­пензий клеток, а не подсадки солидной ткани. Во-вторых, при пере­садке аллогенного костного мозга мобилизуются иммунные механизмы, отличные от таковых при трансплантации солидных органов. В-третьих, подобная трансплантация несет опасность иммунологической агрессии со стороны пересаженной ткани.

Трансплантация аллогенного костного мозга, содержащего Т-лимфоциты, может послужить основой для возникновения реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ).

Острая болезнь «трансплантат про­тив хозяина» развивается в течение 100 сут после облучения и пересадки костного мозга.

Чаще всего наблюдается поражение трех «мишеней» - кожи (эпидермиса), печени (эпителия желчных протоков, но не гепатоцитов) и пищеварительного тракта (слизистой оболочки). Проявлениями РТПХ в этом случае являются сыпь, желтуха, диарея, кишечные кровоизлияния. Массивное слущивание эпителия слизистой оболочки кишечника или обширные некро­тические процессы могут приводить к смертельному исходу.

Хроническая болезнь «трансплантат против хозяина» развивается позже 100 сут после подсадки костного мозга. Она проявляется фиброзом и атро-фическими процессами без некрозов. Поражаются те же эпителиальные ткани и органы, что и при острой форме болезни, а также легкие.

Общепринятый подход к профилактике болезни «трансплантат против хозяина» состоит в удалении Т-клеток из пересаживаемого костного мозга. Это действительно предотвращает развитие заболевания, но при этом ухуд­шается приживление трансплантируемых клеток в костном мозгу реципи­ента.

В тактике клинической трансплантации решающую роль играют две процедуры - подбор доноров трансплантатов и иммуносупрессия.

Обычный материал для пересадок - органы, полученные непосредст­венно после смерти (чаще всего при несчастных случаях) или криоконсер-вированные органы. Существуют межнациональные банки органов, и при необходимости пересадки на основании анализа баз данных подбирают донора с максимальной совместимостью. При этом учитывают антигены полиморфных локусов HLA - DRB , DQA , DQB , DPA , DPB , А, В, С. Решающее значение для успеха трансплантации имеет совместимость по генам HLA класса II, особенно DRB . Среди продуктов генов HLA класса I наибольшее значение имеют антигены HLA - B . Показано, что при полной совместимости по генам DR и В и адекватной иммуносупрессии приживление донорской почки в течение года происходит в 90% случаев, тогда как при максималь­ной несовместимости по этим генам (различия по 4 аллелям) и такой же супрессивной терапии - в 70% случаев

Переливание крови

Особым вариант пересадки аллогенных тканей - переливание крови. Эта процедура получила широкое применение в медицинской практике после открытия К. Ландштейнером (К. Landsteiner ) в 1900 г. групп крови - первых установленных систем антигенного полиморфизма у человека.

Эритроциты не имеют МНСI.

Особенность системы аллоантигенов, важная при переливании крови, состоит в уже упомянутом наличии в сыворотке крови людей естественных антител к отсутствующим антигенам - А и В при I группе крови В при II группе крови и А при III группе крови; при IV группе крови естественные антитела отсутствуют. Эти антитела относятся к изотипу IgM. Вероятно, они являются продуктами В1-клеток. Антигрупповые антитела называют изоаглютининами и обозначают гре­ческими буквами, соответствующими латинским обозначениям антигенов, которые они распознают, например изоаглютинин а - это анти-А-анти-тела. Реакцию аглютинации используют для определения групп крови. В присутствии комплемента антигрупповые антитела вызывают лизис анти-генположительных эритроцитов.

Таким образом, наличие у реципиента предсуществующих антител к антигенам донора приводит к лизису перелитых эритроцитов и фор­мированию иммунных комплексов, содержащих антитела и фрагменты мембраны эритроцитов.

Поскольку количество вводимой крови, как правило, значительно меньше ее обще­го объема у реципиента, ее аглютинирующая способность, как правило, нивелируется. Именно поэтому наличие в переливаемой крови антител к эритроцитарным антигенам хозяина обычно не вызывает патологичес­ких последствий. Раньше на этом основании формулировали правила переливания крови, в соответствии с которыми лиц с I группой крови рассматривали как универсальных доноров, а лиц с IV группой - как универсальных реципиентов. В настоящее время общепринята практика, допускающая переливание крови только при полной совместимости доно­ра и реципиента по антигенам системы АВО.

Наиболее защищенным от иммунной атаки «трансплантатом» является плод в матке беременной женщины.

Явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания.

В отличие от иммуносупрессии имму нологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпе тентных клеток к определенному антигену.

Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогеннос тью обладают полисахариды.

Иммунологическая толерантность быва­ет:

врожденной

приобретенной.

Примером врожденной толерантности является отсутствие редакции иммунной системы на свои собственные антигены.

Приобретенную толе ран тность можно создать, вводя в организм вещества, подавляющие иммунитет (иммунодепрессанты), или же путем введения антигена в эмбриональном периоде или в первые дни после рождения индивидуума.

Приобретенная толерантность может быть:

активной

пассив­ной.

Активная толерантность создается пу­тем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность.

Пассивную толерантность можно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммунокомпетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.).

Иммунологическая толерантность отличает ся специфичностью - она направлена к строго определенным антигенам.

По степени рас­ пространенности различают:

поливалентную

расщепленную толерантность.

Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена.

Для расщепленной, или моновалентной , толерантности характер­на избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант.

Степень проявления иммунологической толе­рантности существенно зависит от ряда свойств макроорганизмаитолерогена. Так, на проявление толерантности влияет:

1. состояние иммунореактивности организма.

Иммунологическую толерантность легче индуцировать в эмбрио­нальном периоде развития и в первые дни после рождения, лучше всего она проявляется у жи­вотных со сниженной иммунореактивностью и с определенным генотипом.

Из особенностей антигена, которые опреде­ляют успешность индукции иммунологичес­кой толерантности, нужно отметить степень его чужеродности для организма и природу, дозу препарата и продолжительность воздейс­твия антигена на организм. Наибольшей толе рогенностью обладают наименее чужеродные по отношению к организму антигены, имею­щие малую молекулярную массу и высокую гомогенность. Легче всего формируется то­лерантность на тимуснезависимые антигены, например, бактериальные полисахариды.

Важное значение в индукции иммуноло­ гической толерантности имеют:

доза анти­гена

продолжительность его воздействия.

Различают толерантность:

высокодозовую

низкодозовую

Высокодозовую толерантность вызывают введением больших количеств вы­сококонцентрированного антигена. При этом наблюдается прямая зависимость между до­зой вещества и производимым им эффек­том.

Низкодозовая толерантность , наоборот, вызывается очень малым количеством вы­сокогомогенного молекулярного антигена. Соотношение «доза-эффект» в этом случае имеет обратную зависимость.

В эксперименте толерантность возникает че­рез несколько дней, а иногда часов после вве­дения толерогена и, как правило, проявляется в течение всего времени, пока он циркулирует в организме. Эффект ослабевает или прекра­щается с удалением из организма толерогена. Обычно иммунологическая толерантность на­блюдается непродолжительный срок - всего несколько дней. Для ее пролонгирования необ­ходимы повторные инъекции препарата.

Механизмы толерантности многообразны и до конца не расшифрованы. Известно, что ее основу составляют нормальные процессы регуляции иммунной системы.

Выделяют три наиболее вероятные причины развития имму­ нологической толерантности:

1. Элиминация из организма антигенспецифических клонов лимфоцитов.

Блокада биологической активности иммунокомпетентных клеток.

Быстрая нейтрализация антигена антителами.

Элиминации, или делеции подвергают­ся, как правило, клоны аутореактивных Т- и В-лимфоцитов на ранних стадиях их онтоге­неза. Активация антигенспецифического ре­цептора (TCR или BCR) незрелого лимфоци­та индуцирует в нем апоптоз. Этот феномен, обеспечивающий в организме ареактивность к аутоантигенам, получил название централь­ ной толерантности .

Основная роль в блокаде биологической ак­тивности иммунокомпетентных клеток прина­длежит иммуноцитокинам. Воздействуя на соот­ветствующие рецепторы, они способны вызвать ряд «негативных» эффектов. Например, проли­ферацию Т- и В-лимфоцитов активно тормо­зит 3-ТФР. Дифференцировку ТО-хелпера в Т1 можно заблокировать при помощи ИЛ-4, -13, а в Т2-хелпер - у-ИФН. Биологическая активность макрофагов ингибируется продуктами Т2-хелпе-ров (ИЛ-4, -10, -13, (3-ТФР и др.).

Биосинтез в В-лимфоците и его превраще­ние в плазмоцит подавляется IgG. Быстрая инактивация молекул антигена антителами предотвращает их связывание с рецепторами иммунокомпетентных клеток - элиминиру­ется специфический активирующий фактор.

Возможен адаптивный перенос иммуноло­гической толерантности интактному живот­ному путем введения ему иммунокомпетент­ных клеток, взятых от донора. Толерантность можно также искусственно отменить :

Для этого необходимо активировать иммунную систему адъювантами, интерлейкинами или переключить направленность ее реакции им­мунизацией модифицированными антиге­нами.

Другой путь - удалить из организма толероген , сделав инъекцию специфических антител или проведя иммуносорбцию.

Феномен иммунологической толерантнос­ти имеет большое практическое значение. Он используется для решения многих важных проблем медицины, таких как пересадка ор­ганов и тканей, подавление аутоиммунных реакций, лечение аллергий и других патоло­гических состояний, связанных с агрессив­ным поведением иммунной системы.

(РОТ) – иммунологический процесс, направленный против чужеродных для организма тканей, пересаженных в ходе операции трансплантации. Сопровождается комплексом местных (отек, воспаление) и общих (явления интоксикации, повышение температуры, слабость) проявлений, выраженность и скорость развития которых зависят от варианта реакции. Диагностика производится посредством изучения клинической картины, гистологического исследования пересаженных тканей, ряда лабораторных и инструментальных методов в зависимости от типа трансплантата. Лечение сводится к проведению иммуносупрессивной терапии, использованию цитотоксических средств, некоторые препараты назначают пожизненно.

Общие сведения

Иммунологические реакции отторжения трансплантата возникают при использовании аллогенных (пересаженных от человека человеку) или ксеногенных (от животных человеку) тканей и органов. Аутотрансплантаты, например кожа, пересаженная с бедра на лицо, имеют такую же антигенную структуру, как и другие ткани организма, поэтому реакции не вызывают. Отторжение крайне редко возникает при пересадке бессосудистых структур – роговицы, некоторых хрящей – поскольку в этом случае отсутствует контакт чужеродных тканей с иммунокомпетентными клетками. Состояние было самым распространенным осложнением на заре трансплантологии, но в последние годы встречается все реже, несмотря на увеличение количества хирургических операций такого типа. Это связано с успехами в определении гистосовместимости тканей донора и реципиента, разработкой более действенных методов иммуносупрессивной терапии.

Причины реакции отторжения трансплантата

Антигенная совместимость тканей обусловлена сочетанием ряда антигенов – в первую очередь, главного комплекса гистосовместимости (шесть главных антигенов и ряд второстепенных или минорных). Кроме того, влияние могут оказывать и другие белковые антигенные комплексы (АВ0, белки соединительных тканей). Во многом реакции отторжения аналогичны обычному иммунному ответу при попадании в организм чужеродных антигенов или (в некоторых случаях) реакциям гиперчувствительности 2-го и 3-го типов. В их развитии принимают участие гуморальные и клеточные механизмы иммунитета. Скорость возникновения патологических изменений трансплантата зависит от вида реакции, активности иммунитета реципиента, величины антигенного различия тканей.

Причиной молниеносных разновидностей отторжения трансплантата служит сенсибилизация организма реципиента, в результате которой при пересадке возникают процессы, аналогичные реакциям непереносимости с образованием иммунных комплексов и активацией системы комплемента. Более распространенные острые виды иммунологической реакции на пересаженные ткани обычно развиваются из-за несовместимости по антигенам ГКГС, в патогенезе участвует преимущественно клеточный иммунный ответ. Хронические формы РОТ обусловлены как клеточными, так и гуморальными реакциями, их причиной часто становится некорректная иммуносупрессивная терапия, назначенная после операции.

Патогенез

Процессы патогенеза реакции отторжения трансплантата отличаются при разных формах этого состояния. Сверхострые или молниеносные реакции обусловлены сенсибилизацией организма к антигенам пересаженного органа, поэтому протекают по типу непереносимости или аллергии. При контакте тканей аллотрансплантата с кровью реципиента стимулируется образование иммунокомплексов, оседающих на внутренней поверхности сосудов. Они провоцируют активацию системы комплемента, сильно повреждая эндометрий сосудистой сети трансплантата, из-за чего происходит образование множественных микротромбов и эмболизация сосудов. Это ведет к ишемии пересаженных тканей, их отеку, а при отсутствии терапевтических мер – к некрозу. Скорость развития патологических процессов составляет всего несколько часов или суток.

В основе острых и хронических видов РОТ лежат процессы клеточного иммунного ответа, поэтому такие реакции развиваются несколько медленнее – на протяжении нескольких недель. При антигенной несовместимости тканей трансплантата и реципиента на фоне адекватной или повышенной активности иммунитета происходит распознавание чужеродных клеток макрофагами и Т-лимфоцитами (хелперами или индукторами). Последние активируют Т-киллеры, которые выделяют протеолитические ферменты, разрушающие клеточные мембраны структур аллотрансплантата. Итогом является развитие воспалительной реакции в пересаженном органе, выраженность которой зависит от уровня активности иммунной системы. При длительно протекающем процессе возможно подключение гуморальных факторов иммунитета с синтезом специфических антител, направленных против антигенов трансплантата.

Классификация

Выделяют несколько форм реакции отторжения, различающихся между собой по скорости развития и ряду клинических проявлений. Причиной такой разницы являются разные виды РОТ, обладающие неодинаковой скоростью возникновения, а также преимущественным поражением тех или иных структур трансплантата. Зная примерные сроки формирования того или иного типа иммунного ответа, специалист может определить его характер и назначить оптимальное лечение. Всего существует три основных клинических формы реакций непереносимости тканей трансплантата:

• Молниеносная или сверхострая. Возникает в первые минуты или часы после «подключения» пересаженного органа к системному кровотоку реципиента, обусловлена сенсибилизацией организма последнего к антигенам трансплантата. Характеризуется массивными микроциркуляторными нарушениями с ишемическими явлениями в аллотрансплантате и развитием некроза, воспаление при этом имеет вторичный характер.
• Острая. Регистрируется в течение первых трех недель после пересадки, патогенез основан на клеточном иммунном ответе при несовместимости донора и реципиента. Основным проявлением становится развитие воспалительных процессов в пересаженных тканях, их выраженность зависит от активности иммунитета.
• Хроническая. Возникает через несколько месяцев после трансплантации, может иметь рецидивирующий характер, сильно зависит от режима иммуносупрессивной терапии. Развивается посредством как клеточных, так и гуморальных механизмов иммунного ответа.

Симптомы реакции отторжения трансплантата

Все проявления отторжения аллотрансплантата разделяют на системные, зависящие только от патогенеза процесса и реактивности иммунитета, и локальные, связанные непосредственно с трансплантированным органом или тканью. Среди общих симптомов всегда наблюдается повышение температуры, озноб, лихорадка большей или меньшей степени выраженности. Регистрируются проявления общей интоксикации – головная боль, тошнота, рвота, снижение артериального давления. Симптомы интоксикации организма резко усиливаются при развитии процессов некроза в трансплантате, в тяжелых случаях на этом фоне возможно возникновение токсигенного шока.

Локальные проявления РОТ связаны с пересаженным органом, поэтому могут различаться у разных больных. При трансплантации целого органа на первый план выступают симптомы, обусловленные нарушением его функции – например, кардиалгии, аритмии , сердечная недостаточность при пересадке сердца. Острая почечная недостаточность может быть связана с реакцией отторжения трансплантированной почки, печеночная – печени. При аллотрансплантации кожного лоскута возникает его отек, покраснение вплоть до багрового оттенка, возможно присоединение вторичной бактериальной инфекции. Сроки появления местных и общих симптомов отторжения зависят от его формы – молниеносный тип характеризуется тяжелой реакцией уже через 2-3 часа после трансплантации, тогда как острые и хронические виды могут проявляться через несколько недель или даже месяцев.

Осложнения

Наиболее ранним и тяжелым осложнением реакции отторжения пересаженных тканей является развитие шока, связанного с иммунологическими процессами или обусловленного интоксикацией организма. Некроз и поражение тканей трансплантированного органа, работа которого является жизненно важной для организма (например, сердца), часто приводит к летальному исходу. К осложнениям РОТ некоторые специалисты относят и инфекционные болезни, вызванные усиленной иммуносупрессивной терапией. В отдаленной перспективе на фоне искусственного понижения активности клеточного иммунитета возможно развитие онкологических заболеваний.

Диагностика

Особенностью диагностики реакции отторжения трансплантата является необходимость ее максимально быстрого проведения, позволяющего не только улучшить состояние больного, но и сохранить пересаженный орган. Некоторые исследователи относят к диагностике РОТ ряд иммунологических исследований, выполняемых перед операцией на этапе подбора донора – типирование спектра трансплантационных антигенов, определение биологической совместимости тканей. Качественное выполнение данных анализов позволяет избежать развития сверхострой реакции и значительно снизить вероятность возникновения других форм отторжения. Среди диагностических процедур, выполняемых после трансплантации, наиболее информативными являются следующие:

• Лабораторные исследования. При процессе отторжения в общем анализе крови будут выявляться признаки неспецифического воспаления – лимфоцитоз, увеличение СОЭ. Исследование иммунного статуса позволяет обнаружить иммунные комплексы, увеличение уровня компонентов комплемента (при молниеносных формах), иммуноглобулинов. Под действием иммуносупрессивной терапии результаты анализов могут искажаться, что необходимо учитывать при их интерпретации.
• Инструментальные исследования. Инструментальные методы диагностики (рентгенография , УЗИ, УЗДГ , КТ, МРТ) используют для оценки функциональной активности и структуры трансплантата – почки, печени, сердца, легкого. В общем плане РОТ проявляется отеком органа, нарушением его работы, наличием циркуляторных нарушений (ишемии, инфарктов, некроза). При хронических и рецидивирующих типах реакции в структуре трансплантата могут определяться участки склероза.
• Гистологические исследования. Биопсия тканей аллотрансплантата, их последующее гистологическое и гистохимическое изучение является золотым стандартом в определении РОТ. При молниеносном типе реакции в биоптате выявляются поврежденны е капилляры, периваскулярный отек, признаки ишемии и некроза тканей, биохимические исследования определяют иммунные комплексы на поверхности эндометрия. При хронических или острых типах отторжения обнаруживается лимфоцитарная инфильтрация тканей трансплантата, наличие участков ишемии и склероза.

Подходы к диагностике реакций отторжения могут меняться с учетом конкретного пересаженного органа. Например, при трансплантации почки показаны общий и биохимический анализ мочи, УЗДГ и другие ультразвуковые исследования органа, с осторожностью – экскреторная урография . В случае пересадки сердца необходимо проведение электрокардиографии , ЭхоКГ , коронарной ангиографии .

Лечение реакции отторжения трансплантата

Лечение РОТ заключается в уменьшении активности иммунного ответа, до сих пор продолжается разработка наиболее эффективных методов. Составлением схемы терапии занимается врач-иммунолог в кооперации с трансплантологом . Перспективной техникой считается выработка иммунологической толерантности к антигенам аллотрансплантата, однако ее механизмы довольно сложны и пока недостаточно изучены. Поэтому практически единственным методом лечения и профилактики отторжения является неспецифическая иммуносупрессивная терапия, проводимая несколькими группами лекарственных средств:

• Стероидные препараты. К этой группе относят преднизолон и его производные, дексаметазон и другие средства. Они снижают скорость пролиферации лимфоцитов, являются антагонистами многих факторов воспаления, эффективно уменьшают выраженность иммунного ответа. В ряде случаев курсовое применение этих препаратов после проведения трансплантации назначают пожизненно.
• Аналоги азотистых оснований. Данные препараты способны встраиваться в процесс синтеза нуклеиновых кислот и тормозить его на определенном этапе, снижая скорость образования иммунокомпетентных клеток и выраженность процессов отторжения. В целях профилактики их используют вскоре после пересадки органа.
• Алкилирующие средства. Группа препаратов, способных присоединяться к ДНК клеток и блокировать их деление. Медикаменты применяют при острых формах данного состояния по причине быстрого и надежного цитотоксического эффекта.
• Антагонисты фолиевой кислоты. Витамин В9 участвует в синтезе некоторых азотистых оснований и пролиферации лимфоцитов, его антагонисты замедляют процесс развития иммунного ответа при РОТ. Средства используют при хронических формах реакции в составе комплексной терапии.
• Антибиотики. Отдельные препараты данной группы (циклоспорин, хлорамфеникол) блокируют синтез РНК, тормозя как клеточные, так и гуморальные иммунные реакции. Иногда применяются пожизненно после трансплантации для профилактики отторжения.

По показаниям могут быть назначены и другие медикаменты для улучшения состояния больного – детоксикационные препараты, диуретики, стимуляторы сердечной деятельности, противовоспалительные и жаропонижающие средства. При тяжелых осложнениях (шок, острая сердечная или почечная недостаточность) необходимы реанимационные мероприятия , гемодиализ . При присоединении инфекции на фоне иммуносупрессии требуется своевременное назначение антибиотиков, противогрибковых или противовирусных (с учетом характера возбудителя) средств.

Прогноз и профилактика

Прогноз при молниеносных видах реакции отторжения трансплантата практически в 100% случаев неблагоприятный – требуется операция по удалению пересаженного органа, подбор нового донора и повторная трансплантация. В то же время, риск развития РОТ при вторичной пересадке повышается в несколько раз. Своевременно начатая иммуносупрессия при острых или хронических вариантах состояния нередко позволяет сохранить аллотрансплантат, но повышает риск инфекционных осложнений и вероятность возникновения рака в будущем. Эффективной профилактикой отторжения является тщательный подбор донора для пересадки, проверка совместимости по всем возможным антигенным системам – особенно по ГКГС, совместимы должны быть не менее 4-х из 6-ти главных аллелей. Резко снижает вероятность развития патологии наличие прямой кровной родственной связи между донором и реципиентом.

Основными, хотя и не единственными, эффекторами трансплантационного отторжения являются Т-клетки ( рис. 9.6). (Для обычной T-клеточной реакции на чужеродные белковые антигены необходимо, чтобы эти антигены были процессированы с образованием пептидов, а эти последние презентированы на поверхности антигенпрезентирующих клеток (АПК) реципиента в ассоциации с молекулами MHC . Иммунный ответ при трансплантации уникален в том отношении, что чужеродные молекулы MHC способны в некоторых случаях непосредственно активировать T-клетки).

Для демонстрации эффекторного действия T-клеток в реакциях трансплантационного отторжения показательны следующие эксперименты.

Мыши линии nude, лишенные функционирующего тимуса и зрелых Т-клеток, воспринимают аллогенный трансплантат, но начинают его отторгать после адоптивного переноса им Т-клеток.

Другой пример - перенос интактным мышам Т-клеток от сингенных мышей, отторгнувших аллогенный трансплантат . В этом случае новый хозяин развивает реакцию отторжения того же аллогенного трансплантата по вторичному типу ( second set rejection).

Субпопуляционный анализ Т-клеток, участвующих в отторжении, показал, что основными эффекторами являются цитотоксические CD8 T-клетки и CD4 Т-клетки воспаления . Последние привлекают в зону отторжения трансплантата клетки воспаления и, в первую очередь, макрофаги .

Распознавание трансплантационных антигенов происходит либо непосредственно на клетках трансплантата, либо в ближайшей (региональной) лимфоидной ткани, куда поступает отрывающийся от клеточной поверхности антиген . При этом взаимодействие антигенраспознающих T-клеточных рецепторов (ТКР) с чужеродными молекулами (антигенами) МНС происходит одним из трех способов.

1) Непосредственное распознавание молекул МНС донора Т-клетками без образования комплексов чужеродного пептида с молекулами I или II классов. К такому распознаванию способно около 10% Т-клеток из общей популяции тимуспроизводных лимфоцитов.

2) Распознавание Т-клеточными рецепторами комплекса донорского пептида с молекулами МНС того же донора.

3) Классическая форма распознавания Т-клеточными рецепторами комплекса донорского пептида с молекулами МНС реципиента.

Особое место в отторжении трансплантата играют антитела , которые по тем или иным причинам предсуществуют в организме реципиента. Такие антитела, взаимодействуя с антигенами эндотелия сосудов, пронизывающих трансплантат, инициируют систему комплемента и каскад реакций, приводящих к закупорке сосудов. Случаи " белого трансплантата " как раз и являются следствием активности предсуществующих антител.

Антитела к чужеродным антигенам HLA могут присутствовать в сыворотке реципиента до трансплантации. Их выявление свидетельствует о предшествующей иммунизации антигенами HLA. Она возможна при переливании цельной крови во время беременности . Выявление в сыворотке реципиента тел к антигенам HLA донора свидетельствует о высоком риске сверхострого отторжения трансплантата. Оно обусловлено образованием комплексов, состоящих из антигенов трансплантата и антител реципиента, которые активируют свертывание крови и приводят к тромбозу сосудов трансплантата . Поскольку сужение трансплантата вызывают чужеродные антигены, лучший способ его профилактики - подбор донора, совместимого с реципиентом по антигенам HLA. Если реципиент уже иммунизирован антигенами HLA, донор должен быть полностью совместим с реципиентом.

Следует упомянуть об особой форме успешной "трансплантации", осуществляемой самой природой. Имеется в виду плод, развивающийся в организме беременной женщины. Действительно, зародыш представляет собой гетерозиготный организм, включающую как антигены матери, так и отца. По этой причине иммунная система матери реагирует на мужские антигены. Однако никакого иммунологического конфликта не происходит, и в условиях нормы беременность длится отведенное ей время.

Одним из объяснений кажущегося парадокса является представление о барьерной функции плаценты. Трофобластические клетки , образующие внешний слой плаценты и контактирующие с тканями матери, лишены антигенов гистосовместимости и, в силу этого, не могут служить мишенями для цитотоксических T-лимфоцитов или антител .

Вторым фактором, который может защищать эмбрион от иммунологической атаки со стороны матери, является альфа-фетопротеин . Хорошо известна ярко выраженная иммуносупрессивная активность этой фетальной формы альбумина. В ситуации возможного проникновения лимфоцитов матери в кровоток зародыша альфа-фетопротеин выступает в качестве блокатора иммунологической активности сенсибилизированных лимфоцитов.

Ведущая роль лимфоидных клеток в первичной реакции отторжения в случае отторжения кожи и солидных (ударение на первом слоге) опухолей подтверждена. Множество исследований указывает на участие T-лимфоцитов в реакции отторжения. Однако эти данные нельзя распространить на все случаи трансплантации органов. При трансплантации других органов, в частности почек , в разрушении трансплантанта принимают участие антитела . Особенно следует принять во внимание, что происходит не только действие гуморальных и клеточных факторов, но и их взаимодействие. На рис. 13.8 предпринята попытка свести воедино все предполагаемые механизмы этой реакции.

Пересадка тканей или органов от одного индивидуума другому, генетически отличающемуся, или от одной инбредной линии мышей другой, также генетически отличной от линии донора, вызывает реакцию отторжения пересаженного биологического материала. Время отторжения первичного трансплантата - около 14 дней. Вторичный трансплантат отторгается быстрее: приблизительно за 5-7 дней.

Отдельные реакции клеточного иммунитета, представленные выше, имеют свое интегральное проявление при отторжении чужеродной ткани. Собственно реакция отторжения включает два компонента:

Специфический, связанный в основном с активностью цитотоксических T-клеток (CD8 T-клеток) , и

Неспецифический, имеющий характер воспаления .

Распознавание чужеродных антигенов трансплантата,

Созревание и накопление эффекторов трансплантационной реакции отторжения в периферической, ближайшей к трансплантату лимфоидной ткани и

Разрушение трансплантата.

Этап I: распознавание. В процесс распознавания вступают предшественники цитотоксических Т-лимфоцитов и предшественники хелперных и воспалительных Т-клеток ( ТН0). После распознавания антигена клетки этих типов мигрируют в ближайшую лимфоидную ткань, например, в регионарный лимфатический узел .

Этап 2: созревание и накопление. В периферической лимфоидной ткани развиваются основные события, приводящие к созреванию и накоплению клеток различных типов - эффекторов реакции отторжения. Предшественники цитотоксических Т-клеток , хелперных Т-клеток и Т-клеток воспаления дифференцируются в зрелые эффекторы.

Процесс распознавания может происходить не только непосредственно в зоне трансплантата, но и в регионарной лимфоидной ткани за счет проникновения в нее антигенов трансплантата. В лимфоидной ткани антиген после усвоения макрофагами и выхода на клеточную поверхность в иммуногенной форме обеспечивает накопление T-клеток воспаления (ТН1) . Этот же антиген, экспрессируясь на поверхности В-клеток , включает хелперные Т-клетки (ТН2) , что обеспечивает накопление специфических антител .

Таким образом, помимо эффекторов клеточного иммунитета в лимфоидной ткани идет процесс формирования эффекторов гуморального иммунного ответа.

Секретируемые антитела могут сорбироваться на поверхности так называемых натуральных киллеров (НК-клеток) - особой популяции лимфоцитов, не имеющих маркеров Т- и В-клеток. Цитофильность антител к НК-клеткам обеспечивается взаимодействием -участка иммуноглобулинов с соответствующим рецептором на поверхности НК-клеток. В результате НК-клетки, связавшие иммуноглобулин, приобретают способность к антителозависимому цитолизу клеток трансплантата.

В процессе развития реакции на трансплантат присходит также активация макрофагов либо под воздействием цитокинов Т-клеток, либо в результате пассивной сорбции иммуноглобулинов на поверхности макрофагов по аналогии с НК-клетками.

Этап III: разрушение. В разрушении и отторжении трансплантата участвуют перечисленные выше клеточные формы и специфические иммуноглобулины.

Цитотоксические Т-лимфоциты и НК-клетки вступают в специфическую реакцию разрушения трансплантата: первые - за счет собственных антигенраспознающих рецепторов, вторые - за счет цитофильных антител. Клетки трансплантата неспецифически лизируются также НК-клетками, активированными цитокинами .

Т-клетки воспаления после взаимодействия с антигенами трансплантата начинают активную секрецию хемотаксического макрофагингибирующего фактора , привлекающего в зону отторжения макрофаги, способные к неспецифическому лизису трансплантата (по своей форме это - типичная реакция воспаления).

Таким образом, в реакцию отторжения трансплантата включаются как специфические участники: CD8 Т-клетки, CD4 Т-клетки воспаления (ТН1), специфические иммуноглобулины, так и неспецифические: активированные макрофаги и натуральные киллеры.