Отторжение трансплантата. Острое и хроническое отторжение трансплантата

Иммунная система возникла как способ различения «своего» и «чужого». Как только чужеродность установлена, иммунный ответ направляется на выполнение своей окончательной цели — уничтожение чужеродного материала, будь то микроорганизм или его продукт, вещество, находящееся в окружающей среде, или опухолевая клетка. Запуск иммунной системы в ответ на появление таких чужеродных субстанций имеет, несомненно, огромное значение для выживания организма.

Эта же способность иммунной системы к разделению «своего» и «чужого» нежелательна при таких неестественных обстоятельствах, как пересадка клеток, тканей или органов от одного индивидуума к другому в терапевтических целях. Действительно, первоначально результаты трансплантаций были катастрофическими и проявлялись в итоге феноменом отторжения трансплантата при одном существенном исключении — переливании крови. Перелитая кровь представляет собой самый ранний и наиболее успешно применяемый клеточный «трансплантат», который по-прежнему больше всего используют. Почему подобные трансплантации, как правило, успешны при правильном выполнении? Причина заключается в простоте подбора эритроцитов донора для реципиента. В человеческой популяции экспрессируется только небольшое число различных типов основных эритроцитарных антигенов — антигенов групп крови АВО и Rh (соответственно, четыре и два). Проведение пробы на совместимость предотвращает быстрое опосредованное антителами разрушение донорских эритроцитов. В отличие от данного случая антигены, экспрессируемые органами и тканями, так же как лейкоцитарные антигены (МНС), в человеческой популяции чрезвычайно полиморфны, поэтому подобрать донора для реципиента очень сложно.

Современный уровень понимания клеточных и молекулярных механизмов отторжения трансплантата и появление эффективных методов иммуносупрессивной терапии сделали трансплантацию различных клеток, тканей и органов вполне обычным методом лечения. Например, ежегодно в мире достаточно успешно пересаживают более 10000 почек. Трансплантация сердца, легких, роговицы, печени и костного мозга, считавшаяся выдающимся достижением и широко рекламировавшаяся не более чем 25 лет назад, в настоящее время стала привычной. Несмотря на то, что количество случаев отторжения значительно уменьшилось в связи с использованием методов иммуносупрессивной терапии, они не исчезли окончательно. Таким образом, трансплантационная иммунология продолжает оставаться важной областью исследования.

Перед тем как обсудить иммунологические механизмы, связанные с отторжением трансплантата, необходимо уяснить ряд градаций в отношениях между донором и реципиентом при трансплантации.

• Аутотрансплантат является трансплантатом, пересаживаемым с одного места на другое у одного и того же индивидуума, например пересадка нормальной кожи с одного места на обожженный участок тела того же человека.

• Аллотрансплантат является трансплантатом, пересаживаемым другому индивидууму того же вида, отличающемуся по МНС. В связи с тем, что среди представителей данного аутбредного вида имеется достаточно высокий уровень МНС-полиморфизма, такая аллогенная трансплантация заканчивается отторжением пересаженной чужеродной ткани. Донор и реципиент в этом случае являются негистосовместимыми или гистонесовместимыми.

• Ксенотрансплантат является трансплантатом, пересаживаемым от донора одного вида реципиенту другого вида. Трансплантат распознается как чужеродный, и против него развивается иммунный ответ, который приводит к разрушению или отторжению трансплантата. Донор и реципиент также являются гистонесовместимыми.

Иммунные механизмы отторжения аллотрансплантата

Прямое свидетельство участия иммунного ответа в отторжении трансплантата можно получить в экспериментах, в которых кожа донора пересаживается генетически отличающемуся, но принадлежащему к тому же виду реципиенту, а именно в аллогенных парах. Кожа, пересаживаемая от мыши с черной шерстью на спину мыши с белой шерстью, отличающейся по МНС, сохраняет нормальный вид от 1 до 2 недель. Однако примерно через 2 недели кожный аллотрансплантат начинает отторгаться и полностью отделяется в течение нескольких дней. Этот процесс называется первичным отторжением. Если после этого отторжения реципиенту пересаживают другой участок кожи от того же самого донора, то трансплантат отторгается в течение 6-8 дней. Это ускоренное отторжение называется вторичным отторжением. При этом кожа, пересаженная от другой мыши, отличающейся по МНС от первоначального донора, будет отторгаться с такой же скоростью, как и при самой первой трансплантации, что определяется как кинетика первого порядка. Таким образом, вторичное отторжение является проявлением специфической иммунологической памяти на антигены, экспрессируемые трансплантатом.

Участие CD4+- и С08+-Т-клеток в реакции отторжения можно продемонстрировать при переносе этих клеток от индивидуума, сенсибилизированного к аллотрансплантату, сингенному реципиенту, не подвергавшемуся ранее сенсибилизирующим воздействиям. Если второму реципиенту аллотрансплантаиия будет проведена от того же донора, который был использован при сенсибилизации донора Т-лимфоцитов, разовьется отторжение по вторичному типу. Таким образом, установлено, что Т-клетки, активированные (примированные) при первичной пересадке, ответственны за ускоренное отторжение у второго реципиента. Однако в разрушении пересаженной ткани при вторичном отторжении могут также участвовать и антитела.

Помимо этого существуют и другие многочисленные свидетельства иммунологической природы отторжения трансплантата. Например, гистологическое исследование участка отторжения выявляет лимфоцитарную и моноритарную клеточную инфильтрацию, напоминающую реакцию ГЗТ; в инфильтрате обнаруживаются и CD4+-, и С08+-клетки, и (как видно далее) те и другие играют решающую роль в отторжении трансплантата. У животных с недостаточностью Т-лимфоцитов (как, например, у атимических или «голых» мышей или у людей с синдромом Ди Джорджи) отторжения аллотрансплантатов или ксенотрансплантатов не наступает. Процесс отторжения значительно замедляется или не возникает у лиц с подавленным иммунитетом. Было также показано, что у здоровых индивидуумов Т-клетки примируются, а циркулирующие в крови антитела индуцируются антигенами, экспрессируемыми алло- или ксенотрансплантатом.

По клиническим симптомам отторжение трансплантата разделяют на три основные категории:

• сверхострое;

• острое;

• хроническое.

Далее описаны реакции отторжения, какими они могли бы наблюдаться, например, при пересадке почки. Эти описания соответствуют проявлениям, наблюдающимся при отторжении других тканей.

Сверхострое отторжение

Сверхострое отторжение происходит в промежутке от нескольких минут до нескольких часов после трасплантации. Оно начинается в результате разрушения трансплантата так называемыми предсуществующими антителами к несовместимым антигенам МНС и в некоторых случаях к углеводородам, экспрессируемым на пересаженных тканях (например, на эндотелиальных клетках). Эти антитела существуют у реципиента еще до трансплантации. В некоторых случаях эти предсуществующие антитела вырабатываются в результате предшествующих трансплантаций, переливаний крови или беременностей. Такие цитотоксические антитела активируют систему комплемента, после чего происходят активация и депонирование тромбоцитов, вызывающие отек и интерстициальное кровоизлияние, что приводит к уменьшению кровотока в ткани. В случаях сверхострого отторжения часто наблюдаются тромбоз с повреждением эндотелия и фибриноидный некроз. У пациента могут отмечаться лихорадка, лейкоцитоз и уменьшение или прекращение отделения мочи. В моче могут содержаться различные клеточные элементы, такие как эритроциты. В реакциях при сверхостром отторжении совсем не участвует клеточно-опосредованный иммунитет.

Острое отторжение

Острое отторжение наблюдается у реципиента, который до этого не был сенсибилизирован к трансплантату. Эта форма отторжения опосредуется Т-клетками и считается результатом непосредственного распознавания аллоантигенов, экспрессированных донорскими клетками. Это обычный тип отторжения, возникающий у индивидуумов при ошибке в подборе пересаживаемой ткани или недостаточности применяемой для предотвращения отторжения аллотрансплантата иммуносупрессивной терапии. Например, реакция острого отторжения может начаться через несколько дней после пересадки почки, что через 10-14 суток приводит к полной утрате почечной функции. Острое отторжение почки, сопровождается быстрым снижением ее функций. Для этого состояния характерны увеличение и болезненность пересаженной почки, повышение уровня креатинина в сыворотке крови, уменьшение выделения мочи, снижение почечного кровотока и наличие клеток крови и белка в моче. При гистологии в месте отторжения клеточно-опосредованный иммунитет проявляется в виде интенсивной лимфоцитарной и макрофагальной инфильтрации Реакция острого отторжения может быть уменьшена с помощью иммуносупрессивной терапии, например при использовании кортикостероидов, циклоспорина и других препаратов.

Хроническое отторжение

Хроническое отторжение, вызываемое как антителами, так и клеточно-опосредованным иммунитетом, развивается спустя месяцы или годы после того, как ткань аллотрансплантата прижилась и выполняет свою обычную функцию. При трансплантации почки хроническое отторжение проявляется как медленное прогрессирующее снижение функции почки. Гистологически картина хронического отторжения характеризуется клеточно-опосредованными воспалительными повреждениями мелких артерий, утолщением базальной гломерулярной мембраны и интерстициальным фиброзом. Поскольку нарушение, вызванное иммунным воздействием, уже произошло, то применение иммуносупрессивной терапии на данном этапе бесполезно и для спасения трансплантата мало что может быть сделано.

Поскольку предшествующий пример касался трансплантации почки, важно отметить, что скорость, выраженность и механизмы, лежащие в основе отторжения, могут различаться в зависимости от пересаженной ткани и места, куда проведена трансплантация. Скорость отторжения определяют состояние кровоснабжения и оттока лимфы у реципиента, а также экспрессия антигенов МНС на трансплантате и некоторые другие факторы. Например, трансплантаты костного мозга и кожи более чувствительны к отторжению по сравнению с трансплантатами сердца, почек и печени.

Роль молекул МНС в отторжении аллотрансплантата

Антигены, вызывающие иммунный ответ, связанный с отторжением трансплантата, иногда называют трансплантационными антигенами или антигенами гистосовместимости. Действительно, МНС получил свое название в связи с его центральной ролью в отторжении трансплантата. Почему же эти молекулы являются главными антигенными мишенями для Т-клеток, полностью отвечающих за отторжение трансплантата? Для этого существуют по крайней мере две причины. Продуктами генов МНС являются поверхностные белки клетки. Все ядросодержащие клетки экспрессируют молекулы МНС I класса, в то время как молекулы II класса в норме экспрессируются только на субпопуляции гемопоэтических клеток и клетками стромы тимуса. У других клеток экспрессию МНС II класса можно индуцировать при их контакте с провоспалительным цитокином IFNy. При трансплантации органа, когда донор и реципиент различаются по МНС (аллогенны), иммунный ответ будет направлен преимущественно против чужеродных антигенов МНС I класса, экспрессированных на клетках в пересаженной ткани. Более того, молекулы чужеродного МНС активируют огромное количество клонов Т-клеток реципиента. Считается, что до 5 % всех клонов Т-клеток в организме могут быть активированы аллоантигеном — величина этого ответа гораздо большая, чем при других антигенных воздействиях. Комплекс, состоящий из чужеродных молекул МНС и закрепленных в них пептидов, перекрестно реагирует с рецепторами Т-клеток (TCR), экспрессируемых на Т-клетках различных клонов. Другие механизмы, описываемые далее, также вносят свою лепту в то, каким образом аллоантигены на трансплантате презентируются Т-клеткам реципиента.

Механизм распознавания аллоантигена Т-клетками

Специфичность Т-клеток в норме ограничена (рестриктирована) собственными МНС, аллельная специфичность которых представляется в тимусе при дифференцировке Т-клеток. Таким образом, контакт индивидуума с несобственными молекулами МНС, экспрессируемыми на трансплантате, представляет собой искусственно созданную, но клинически важную ситуацию.

Существуют два механизма распознавания аллоантигенов Т-клетками:

• прямой;

• непрямой.

Когда Т-клетки вступают в контакт с чужеродными клетками, экспрессирующими «не свой» МНС (I или II класса), многие клоны «обманом» вовлекаются в активацию, поскольку их TCR связываются с презентируемым комплексом чужеродный МНС – пептид. Этот прямой механизм, вероятно, обусловлен распознаванием чужеродного МНС и прикрепленных пептидов донорского происхождения, которые создают структуру, обладающую функциональной перекрестной реактивностью с собственной комбинацией МНС – пептид, на которую эти клоны реагировали бы в норме. Почему эти донорские клетки, экспрессирующие МНС, связываются с пептидами донорского происхождения? Молекулы МНС могут и, действительно, в норме связываются с собственными пептидами. Собственные белки обычно расщепляются внутри цитозольных органелл, называемых протеазомами, а пептиды доставляются в эндоплазматический ретикулум, где могут прикрепляться к молекулам МНС I класса. Считается, что в таких комплексах МНС — собственный пептид структуры молекул МНС стабилизируются, и при их экспрессии на поверхности клеток организма в норме каких-либо последствий не развивается, поскольку существует толерантность к аутопептидам. Однако когда донорские клетки (действующие как АПК) презентируют такие пептиды Т-клеткам реципиента, они распознаются как чужеродные. Таким образом, эти Т-клетки реагируют непосредственно на донорские АПК, экспрессирующие аллогенный МНС в комбинации с пептидом. Кроме того, эти донорские АПК также обладают костимулирующим действием, необходимым для индукции второго сигнала, требующегося для активации Т-клеток. Известно, что основным источником пептидов донорского происхождения, презентируемых таким образом, являются минорные антигены гистосовместимости (минорные Н-антигены).

Минорные Н-антигены кодируются генами вне МНС. Отличия по полиморфным минорным Н-антигенам вызывают менее выраженные иммунные ответы по сравнению с отличиями в МНС. Минорные Н-антигены являются пептидами донорского происхождения, производными от полиморфных клеточных белков, презентируемых молекулами МНС I класса на трансплантате. Ответы на минорные Н-антигены обычно опосредуются С08+-Т-клетками, поскольку эти антигены презентируются молекулами МНС I класса. Как указано в этой главе далее, минорные Н-антигены играют важную роль при трансплантации костного мозга и участвуют в описываемой далее реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ) в тех случаях, когда трансплантации проводятся с учетом совместимости по антигенам главного комплекса гистосовместимости HLA.

Второй механизм распознавания аллоантигенов Т-клетками (непрямой) происходит с участием АПК реципиента. Когда эти АПК встречают трансплантат, они захватывают аллоантигенные белки, процессируют эти молекулы, презентируют получившиеся пептиды на собственных (реципиента) молекулах МНС аллопептидспецифичным Т-клеткам и активируют их. Таким образом, аллоактивация Т-клеток реципиента может быть прямой — через распознавание чужеродных антигенов МНС, экспрессируемых донорскими клетками, или непрямой — через распознавание клеточных пептидов донорского происхождения (минорные Н-антигены), связанных с антигенами МНС, экспрессируемыми АПК реципиента.

Доля участия этих двух механизмов в отторжении трансплантата неясна. Считается, что прямая аллоактивация важна при остром отторжении трансплантата, описываемом ранее. Следовательно, разрушение донорских клеток в этом случае прямо опосредуется Т-клетками. В отличие от этого непрямая аллоактивация Т-клеток вызывает ответ, также включающий активацию макрофагов, которые вызывают повреждение ткани и фиброз. Более того, такая активация ведет к развитию ответов со стороны цитотоксических аллоантител, которые также могут играть роль в разрушении трансплантатов.

Роль цитокинов в отторжении аллотрансплантата

Аллоактивация Т-клеток запускает иммунный ответ, стимулируя и CD4+-, и С08+-клетки. В результате цитокины синтезируются в основном активированными клонами С04+-Т-клеток, что приводит к активации аллореактивных цитотоксических Т-клеток. Наиболее важными цитокинами, вырабатываемыми во время этих ответов, являются:

• IL-2;

• IFNa;

• IFNp;

• IFNy;

• фактор некроза опухоли a (TNFa) и TNFp.

Интерлейкин-2 участвует в поддержке пролиферации Т-клеток, дифференцировке цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ) и способствует участию Тн1- клеток в реакциях ГЗТ. связанных с отторжением аллотрансплантата. Интерферон-у важен для активации макрофагов, мигрирующих к месту пересадки трансплантата и вызывающих повреждение ткани. Фактор некроза опухоли р является цитотоксическим по отношению к трансплантату. Более того, IFNa, IFNp и IFNy, так же как TNFa и TNFp, увеличивают экспрессию молекул МНС I класса, а IFNy дополнительно усиливает экспрессию молекул МНС II класса на клетках аллотрансплантата, что увеличивает эффективность распознавания антигена и усиливает отторжение трансплантата.

Лабораторные тесты, используемые при типировании ткани

Для минимизации риска отторжения трансплантата перед трансплантацией проводят лабораторные тесты по фенотипированию МНС как донора, так и реципиента (перекрестная проба). Эти тесты часто называют тканевым титрованием. Оно заключается в анализе антигенов гистосовместимости (у человека — HLA) и позволяет определить степень совместимости между двумя индивидуумами и таким образом предсказать исход пересадки. С появлением более эффективных иммуносупрессивных препаратов и методов подборы НLA-гистосовместимых донора и реципиента становятся все менее и менее существенными. Однако, во многих случаях (например, пересадка костного мозга) анализы HLA являются решающими для снижения риска отторжения трансплантата или, если пересаживается костный мозг, развития РТПХ.

Существует несколько способов определения степени МНС-совместимости или несовместимости у донора и реципиента. Эти способы включают методы серологического и генного типирования, а также функциональные тесты (реакции смешанной культуры лимфоцитов) для определения Т-клеточных пролиферативных реакций реципиента на донорские аллоантигены (или, в случае пересадки костного мозга, реакции донорских Т-клеток на аллоантигены реципиента).

Серологическое определение антигенов МНС

Для определения фенотипа антигенов МНС, экспрессируемых на клетках, часто используются наборы (панель) антител (HLA-специфические антисыворотки или моноклональные антитела). Антисыворотка иногда берется у людей, которым много раз проводились трансплантации или переливания, или у женщин, много раз рожавших. Эти антитела могут быть использованы для фенотипирования в различных тестах, таких как сортировка клеток по флуоресиинактивированной метке (FACS) или лимфоцитотоксический тест. В последнем тесте МНС-специфичные антитела в присутствии комплемента используются в качестве цитотоксических антител, фиксирующих комплемент, способных повреждать клетки-мишени, в частности лимфоциты. Лимфоциты донора и реципиента в этом тесте реагируют с набором антител, специфичных к широкому ряду аллелей МНС I и II классов (например, HLA-A1, HLA-DRB1). Наличие опосредованного комплементом киллинга лимфоцитов (лимфоцитотоксичность) указывает на то, что антитела данной специфичности прореагировали с МНС на поверхности клетки, и, следовательно, клетки являются позитивными по этому аллелю МНС.

Серологическое титрование тканей обеспечивает чрезвычайно надежное определение сходства (или отличия) между антигенами МНС донора и реципиента. Однако поскольку количество антисывороток, доступных для проведения таких тестов, ограничено, всегда имеется возможность того, что даже если тест с набором сывороток показывает «совместимость», при использовании расширенного набора антисывороток или при проведении типирования генотипа, основанного на полимеразной цепной реакции (ПЦР), могут быть выявлены различия.

Генотипирование МНС

Молекулярные методы типирования ткани в настоящее время являются рутинной процедурой для лабораторий, занимающихся тканевым типированием. Сегменты ДНК аплифицируются с помощью ПЦР для получения количества ДНК, достаточного для секвенирования олигонуклеотидов и сравнительного анализа результатов. Генетические варианты ПЦР-амплифицированной ДНК затем могут идентифицироваться различными способами, такими как:

• анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ);

• гетеродуплексный анализ ПЦР-продукта;

• анализ последовательностей (секвенирование);

• аллельспецифическое типирование олигонуклеотидов;

• ПЦР с последующей гибридизацией продукта с сайтспецифическими праймерами.

Эти высокочувствительные методы гораздо более точны, чем серологическое типирование, поскольку могут распознавать отличие на уровне одной аминокислоты. В действительности типирование на геномном уровне указывает на различия в тех случаях, когда типирование обычными серологическими средствами указывает на полное совпадение.

Реакция смешанной культуры лейкоцитов

В реакции смешанной культуры лейкоцитов (СКЛ) лейкоциты от донора и реципиента в течение нескольких дней культивируются вместе. Донорские Т-клетки реагируют на аллоантигены МНС, экспрессируемые на клетках реципиента, стимулируются с последующей выработкой цитокинов и пролиферируют в присутствии данных антигенов. То же самое справедливо и для лейкоцитов реципиента, которые также будут пролиферировать в присутствии аллоантигенов на донорских клетках. Пролиферация обычно определяется при введении в культуру меченного радиоактивными атомами нуклеотида ДНК (например, меченного тритием тимидина). Чем больше размах пролиферации, тем больше синтезируется ДНК пролиферирующими клетками и тем большая радиоактивность определяется в клеточных ДНК.

В большинстве случаев важно точно определить, будут ли лимфоциты реципиента реагировать на донорские антигены гистосовместимости (это гораздо важнее, чем реакция донорских лимфоцитов на аллоантигены реципиента). В этих целях тест СКЛ производится как «односторонняя СКЛ», при которой донорские клетки обрабатываются митомицином С или облучаются для предотвращения их пролиферации. Таким образом, единственными клетками, обладающими способностью к пролиферации, остаются Т-клетки реципиента. В этих условиях С04+-Т-клетки реципиента будут пролиферировать при их стимуляции чужеродными молекулами МНС II класса. Этот ответ приведет к продукции цитокинов, которые способствуют активации аллореактивных цитотоксических С08+-Т-клеток. Функциональная активность таких клеток в последующем может быть определена в клетках при тесте клеточноопосредованной цитотоксичности.

Хотя тест СКЛ при определении гистосовместимости является высокочувствительным показателем уровня совместимости между донором и реципиентом, он является длительной процедурой и для его проведения необходимо нескольких дней, в то время как серологическое и молекулярное типирование занимает менее 1 суток. Таким образом, в то время как трансплантация клеток тканей и органов от живого донора может быть отложена до получения результатов СКЛ, такого времени может не хватить, когда органы получены от недавно умершего человека. Именно поэтому создаются так называемые банки органов, благодаря которым как только появляется необходимый орган, он становится доступным для наиболее подходящего реципиента.

Как указывалось ранее, при пересадке тканей или органов все более полагаются на применение иммуносупрессивных препаратов для увеличения срока выживания трансплантата и все менее — на типирование тканей. Недавно полученные результаты сравнения сроков выживания трансплантатов с использованием иммуносупрессивных препаратов показывают, что в зависимости от пересаживаемой ткани различия в выживании трансплантата, для которого определена совместимость или несовместимость между донором и реципиентом, при типировании или перекрестном типировании, невелики, если применяется эффективная методика использования иммуносупрессоров.

Продление сроков выживания аллотрансплантата

Основным клиническим вопросом трансплантационной иммунологии является определение того, каким образом можно управлять компонентами и регуляторными взаимодействиями, вовлеченными в отторжение трансплантата, чтобы обеспечить приживление алло- или ксенотрансплантата. Для достижения этой цели успешно использовались неспецифические подходы с применением иммуносупрессивных препаратов, уменьшающих общую способность к иммунному ответу у реципиента по отношению ко всем чужеродным антигенам. Однако необходимость в постоянном лечении пациентов этими препаратами для поддержания иммунитета в подавленном состоянии предрасполагает таких лиц к развитию оппортунистических инфекций и появлению опухолей. Для уменьшения частоты возникновения инфекции у пациентов с неспецифическим общим подавлением иммунитета используют химические противомикробные препараты. Однако проблему возникновения рака нельзя решить профилактикой.

Не так давно начали проводить исследования, направленные на разработку методов предотвращения реакций только на антигены определенного донора. Общей целью такого подхода является достижение длительной толерантности, обеспечивающей донорспецифическую неотвечаемость. Существует несколько механизмов, с помощью которых достигается толерантность Т- и В-клеток к аутоантигенам. Сюда входят клональная делеция, анергия и супрессия. Хотя проводятся клинические испытания, в которых методы индуцирования толерантности сочетаются с традиционной иммуносупрессивной терапией, ни один из этих методов пока не использовался для замены указанного постоянного курса терапии при трансплантации в клинике.

Существует несколько стандартных и экспериментальных иммуносупрессивных препаратов, используемых при трансплантации. Обычно они используются в различных комбинациях друг с другом для предотвращения отторжения трансплантата при пересадках сердца, почек, легких, печени и других органов и тканей.

Противовоспалительные лекарственные средства

Сильными противовоспалительными лекарственными средствами являются кортикостероиды, такие как преднизон, преднизолон и метилпреднизолон. В качестве фармакологических производных стероидных гормонов семейства глюкокортикоидов они оказывают физиологические эффекты посредством прикрепления к внутриклеточным стероидным рецепторам, экспрессированным почти в каждой клетке организма. Иммуносупрессивное действие кортикостероидов определяется рядом эффектов, большинство из которых являются следствием индуцированной кортикостероидами регуляции транскрипции генов. Кортикостероиды снижают экспрессию ряда генов, кодирующих воспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-8, TNFoc, и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Они также подавляют экспрессию молекул адгезии, вызывая подавление миграции лейкоцитов к месту воспаления. Таким образом, кортикостероиды подавляют активность воспалительных клеток. Кроме того, они способствуют высвобождению клеточных эндонуклеаз, что приводит к индукции апоптоза лимфоцитов и эозинофилов. Более того, эти препараты уменьшают способность макрофагов и нейтрофилов к фагоцитозу и киллингу. а также снижают экспрессию молекул МНС II класса. Таким образом, кортикостероиды подавляют активацию и функцию Т-клеток.

Следует признать, что, несмотря на эти полезные противовоспалительные эффекты, кортикостероиды также обладают сильным токсическим действием, которое приводит к задержке жидкости, увеличению массы тела, диабету, истончению кожи и утрате костной ткани. Поэтому эффективное использование этих препаратов при контроле заболевания включает разумное применение и поддержание тщательного баланса между полезным и токсическим воздействиями. Как будет указано далее, в попытке свести применяемую дозу и побочные токсические эффекты к минимуму и с учетом увеличивающегося ассортимента иммуносупрессивных препаратов кортикостероиды часто используют в комбинации с другими иммуносупрессантами общего действия.

Цитотоксические лекарственные средства

К антиметаболитам, подавляющим иммунный ответ, относятся антагонисты пурина, такие как азатиоприн, меркаптопурин и микофенолат мофетил. Эти препараты вмешиваются в синтез РНК и ДНК, подавляя инозиновую кислоту, предшественника пуриновых адениловой и гуаниловой кислот. Хлорамбуцил и циклофосфамид алкилируют ДНК, а также вмешиваются в ее метаболизм. Эти препараты первоначально разрабатывались для лечения опухолей. Обнаруженная у них способность оказывать цитотоксическое действие на лимфоциты обусловила их применение в качестве иммунносупрессивных терапевтических средств. Однако, как и предполагалось, они обладают рядом токсических эффектов, поскольку вмешиваются в синтез ДНК во многих тканях организма. Соответственно, помимо своего иммуносупрессивного действия эти препараты также могут вызывать анемию, лейкопению, тромбоцитопению, повреждение кишечника и выпадение волос. Есть также сообщения о смертельных реакциях на эти цитотоксические препараты. Как указывалось ранее, наличие других иммуносупрессивных лекарственных средств позволяет применять меньшие дозы этих препаратов при их комбинированном использовании, что снижает токсичность терапии.

Препараты, препятствующие продукции сигнальной функции цитокинов

В число препаратов, вмешивающихся в функцию цитокинов (продукцию цитокинов и опосредованную цитокинами передачу сигналов), входят циклоспорин, FK-506 (такролимус) и рапамицин (сиролимус). Они обычно используются в качестве дополнения к иммуносупрессивным антиметаболитам и цитотоксическим препаратам. Свои фармакологические эффекты эти лекарственные средства осуществляют, прикрепляясь к иммунофилинам В, семейству внутриклеточных белков, участвующих в процессе передачи сигналов в лимфоцитах. После связывания эти препараты нарушают процесс передачи сигналов, необходимых для выработки клонов лимфоцитов.

Циклоспорин А (также называемый просто циклоспорином) широко используется для подавления иммунитета при аллотрансплантации. В большинстве случаев у лиц, получавших циклоспорин, срок выживания гистонесовместимого аллотрансплантата был примерно таким же, как при подборе гистосовместимых донора и реципиента. Циклоспорин является циклическим пептидом, выделенным из почвенного грибка (Tolypocladium inflatum). Он увеличивает срок выживания трансплантата, вмешиваясь в транскрипцию цитокинового гена в Т-клетках. Комплекс из циклоспорина и его цитоплазматического рецептора — циклофилина — прикрепляется к кальциневрину и блокирует его фосфатазную активность. Кальциневрин является внутриклеточным сигнальным белком, необходимым для транскрипционной активации гена IL-2. Он подавляет продукцию IL-4 и IFNa, а также синтез рецепторов IL-2 (CD25). Кроме того, известно, что он индуцирует синтез TGFP — цитокина, обладающего иммуносупрессивным действием. Циклоспорин эффективен при назначении до трансплантации, но не подходит для подавления уже начавшегося отторжения. Существуют свидетельства того, что он обладает нефротоксическим действием, а также повышает риск рака у пациентов, принимающих его долгое время. Предполагается, что эти и другие побочные эффекты связаны в основном со способностью циклоспорина активировать TGFP.

У пациентов после трансплантации также широко используется препарат FK-506 (такролимус). Он является макролидным веществом, получаемым из филаментозных бактерий Streptomyces tsukabaenis. Макролиды — это соединения, обладающие многочленным лактоновым кольцом, к которому присоединены один или более дезоксисахаров. Хотя его структура значительно отличается от структуры циклоспорина, их биологическая и иммуносупрессивная функции схожи. Как и циклоспорин, FK-506 влияет на активацию Т-клеток путем блокирования активности кальциневрина и связанной с этим продукции цитокинов.

Рапамицин (сиролимус) является другим макролидным соединением и производится из бактерий Streptomyces hygroscopicus. Подобно циклоспорину и FK-506 он подавляет активацию Т-клеток, но действует, используя другой фармакологический механизм. Рапамицин не блокирует активность кальциневрина, а подавляет активацию Т-клеток, блокируя передачу сигнала, опосредованную IL-2 и другими цитокинами, но, не ингибируя продукцию IL-2.

Иммуносупрессивная терапия антителами

Препараты антилимфоцитарных антител, такие как лошадиный антилимфоцитарный и кроличий антитимоцитарный глобулины (АТГ), в течение многих лет используются в качестве дополнения к стандартной иммуносупрессивной терапии. Хотя такой терапевтический подход способен эффективно избавить от нежелательных лимфоцитов, лечение людей большим количеством чужеродного белка может индуцировать сывороточную болезнь, вызванную формированием иммунных комплексов. Несмотря на это, АТГ в настоящее время используется для лечения острого отторжения трансплантата. Естественно, что тем, кто старается создать новую терапевтическую методику на основе антител для лечения больных после трансплантации, необходимо создать менее иммуногенные антитела с одновременным сохранением нужных свойств. С этой целью в настоящее время используются химерные моноклональные антитела мышь-человек, созданные с помощью генной инженерии, и гуманизированные антитела. Первыми мышиными моноклональными антителами, применяемыми в качестве иммуносупрессивного препарата у человека, были ОКТЗ, направленные против CD3, экспрессируемых на Т-клетках. Позднее стали использоваться два других химерных антитела (Daclizamab и Basi- liximab), специфичные к a-цепи рецептора IL-2 (CD25). Появление антител, созданных с помощью генной инженерии, может иметь большие перспективы и снизить ограничения при терапии аллоантителами за счет минимизации антигенности этих белков.

Новые стратегии подавления иммунитета

В настоящее время проводят исследования антител к некоторым молекулам, имеющим большое значение для активации Т-клеток и их адгезии (например, антитела к молекулам межклеточной адгезии 1 — анти-ICAM-l). Было показано, что гуманизированные мышиные антитела к CD 154 (также известному как СО40-лиганд) блокируют Т-клеточную активацию и предотвращают отторжение почечного аллотрансплантата у нечеловекообразных приматов. Другими антигенами-мишенями являются костимулируюшие молекулы В7.1 (CD80) и В7.2 (CD86). Взаимодействие В7.1 или В7.2 с CD28 запускает каскад реакций по активации Т-клеток. Наоборот, связывание этих костимулирующих молекул с альтернативным лигандом CTLA-4 приводит к передаче ингибиторного сигнала к отвечающим Т-клеткам. Как и предсказывалось, блокирование связывания CD28 препятствует передаче сигналов, необходимых для экспрессии генов и активации Т-клеток. Таким образом, антитела, которые вмешиваются в активацию Т-клеток, опосредованную костимулирующими молекулами, могут оказаться эффективными у пациентов после трансплантаций. Следует отметить, что существует экспериментальный подход для подавления функций этих костимулирующих молекул, для чего используют ингибиторный лиганд CTLA-4. Во время опытов на животных было обнаружено, что инъекция растворимого CTLA-4 позволяла обеспечить длительное выживание определенных пересаженных тканей. Полученные данные позволили предположить, что механизм, ответственный за положительное воздействие CTLA-4, включает блокирование костимуляции Т-клеток, распознающих донорские антигены и индуцирует, таким образом, состояние неотвечаемости (анергии).

Исходя из сказанного ясно, что в настоящее время разрабатываются несколько экспериментальных подходов, направленных на разработку иммуносупрессивных препаратов, которые обладали бы меньшей токсичностью и не делали бы реципиента крайне чувствительным к оппортунистическим инфекциям из-за отсутствия полноценного иммунного ответа. Однако следует отметить, что, несмотря на все упомянутые экспериментальные подходы, основными препаратами, наиболее часто используемыми в клинике для подавления иммунитета, являются кортикостероиды, циклоспорин, FK-506 и азатиоприн.