cosmas & damian det var enklere den gang kirurger var helgener og sykepleierne hadde...
DESCRIPTION
Transplantasjonsimmunologi HLA-antigener HLA-antistoffer HLA-matching ved Torbjørn Leivestad pensjonert overlege fra Immunologisk Institutt (IMMI). Legenden om den første transplantasjon. Cosmas & Damian Det var enklere den gang kirurger var helgener og sykepleierne hadde englevinger!. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
TransplantasjonsimmunologiHLA-antigenerHLA-antistofferHLA-matching
vedTorbjørn Leivestad
pensjonert overlege fraImmunologisk Institutt (IMMI)
Cosmas & Damian Det var enklere den gang kirurger var helgener og sykepleierne hadde englevinger!
Legenden om den første transplantasjon
Transplantasjonshistorie (nyre)• 1902: Ullmann (Wien): Hund• 1902: Ullmann (Wien): Gris til menneske• 1933: Voronoy (Sovjet): Menneske• 1954: Murray (Boston): Menneske (eneggede tvillinger)
• 1956: Efskind (RH): Første nyre-tx i Norden• 1963: Første vellykkede nyretx i Norge (Ullevål sh.)• 1969: Organisert nyretx-progam i Norge. • 1969: Scandiatransplant - organutveksling.
Verdens første vellykkedenyretransplantasjon ble utført 23.12 1954 av Merrill, Murray og Harrison på Peter Bent Brigham Hospital, Boston
Giver og mottaker var eneggede tvillinger!
(Murray fikk Nobelprisen imedisin i 1991)
Ole Jacob Malm transplanterer en hudlapp fra pas. på sin underarm. Hudlappen blir avstøtt.
Deretter transplanteres en hudlapp fra mor og far. Dag. 0
Avstøtt hudlapp fra pas.
Resultatet på dag 9: Morens hudlapp avstøtes først, den ligner mest på sønnens!
→ Mor og pasient var likere hverandre enn far og pasient (HLA vevstypet senere: Ingen påvisbar HLA uforlikelighet mellom mor og pasient)
(med de metoder som da fantes)
MALM’S KONKLUSJON:
Induksjonsfase
CD8+T
CD4+T
B
Res.APC
Plasma-celle
TxAPC
CD4+T
Makro-fag Fc
C
IL2
IL2
IL4
IFN
B
B
T
T
T
CD4+T CD8+
T
AktiveringProliferasjon
Effektorfase
Humoral immunrespons
Cellulær immunrespons
Immunrespons ved organtransplantasjon
10
Aktørene - 1
T-celler (T-lymfocytter)
Dannes i benmarg
Modnes i thymus (derfor T-celler)
Sirkulerer i blod og lymfe
Overvåker celleoverflater med spesifikk reseptor
Kan drepe celler
Kan hjelpe B-celler
Produserer cytokiner (IL2, IL4, TNF, IFN m.fl.)
Aktørene - 2
B-celler (B-lymfocytter)
Dannes i benmargenModnes i lymfoid vev (Bursa Fabricius hos fugl)
Avhengige av T-cellehjelp (bl.a. IL4)
Produserer antistoff (immunglobulin)
Har immunglobulin i cellemembranen
Overvåker både celleroverflater og ekstracellulært
Kan bli plasmaceller (som lever og produserer lenge!)
TMHC
TCR
APC
B
Anti-gen
Ig-receptor
T celler overvåkerdet intra-cellulæremiljø
B cellerovervåkerdetekstra-cellulæremiljø
Overvåkningsfunksjonen
THLATCR
APC
B
Anti-gen
Ig-reseptor
HLA-molekyler sitter på celleoverflatene HLA-molekyler presenterer peptider (fra
cellens indre) for T-celler
”T-celle skolen” (i thymus)
Dreper T-celler med reseptor som binder seg til:
• egne HLAmolekyler
• egne HLAmolekyler med egne peptider
Lar T-celler dø hvis de:
• ikke har noen affinitet til egne HLA-molekyler
Sender ut i sirkulasjon celler som:
• har litt affinitet til egne HLA-molekyler
• og kan reagere på eget HLA med fremmed peptid
Litt ”barnelærdom”om antigener og antistoffer
• Antigen: ”stoff” som det kan dannes antistoff mot -”-: ”stoff” som antistoff kan bindes til
Oftest protein/peptid, evt karbohydrat
f.eks: HLA-molekyler, blodgruppemolekyler
• Antistoff: globulin produsert som svar på antigen
Produseres av B-celler og plasmaceller
Noen Ig. binder komplement når de binder seg til overflate med antigener – dreper målceller.
Opprinnelig HLA-typing: Serologi
Basert på testing av sera fra multipara og transfunderte (J Dausset, JJ van Rood, R Payne, mfl. & E Thorsby)
Lette etter serum som reagerte med noen og ikke alle
Lette etter personer hvis celler bandt noen og ikke alle
Planlagt immunisering -> sera som ytterligere delte opp (MH, Li, FJH, Ups etc)
Store internasjonale workshops: definerte og satte navn på nye HLA-antigener
Dvs: sirkeldefinisjon av antigen og antistoff -> system
A
AB
B
AB
2-microglobulin
ACB
DR
DQ
DP
HLAklasseII-gener
HLAklasseI-gener
HLA klasse I-molekyler
HLA klasse II-molekyler
HLAklasseIII-gener
TNFC2HSPC4
ro
mos
om n
r. 6
Peptid-bindendegrop
Peptid-bindendegrop
Cellemembran
HLA-molekylene sitter på celleoverflatene, HLA-genene er i kromosom nr 6 (korte arm).
HLA-typing; teknikker
Serologisk teknikk
Typer overflatemolekyler ved hjelp av antistoffer.
Forutsetter levende celler. Arbeidskrevende.
Begrenset oppløselighet, begrensede typesera.
Genomisk teknikk
Typer overflatemolekyler via deres DNA-kode
Ikke avhengig av levende celler. Kan automatiseres.
Stor oppløselighet, men problem med tvetydigheter.
Til begge ønskes ACD-blod
Om HLA-antistoff og HLA-molekyl:Er det så enkelt som dette ?
HLA-A1 HLA-A2 HLA-A3
anti-HLA-A1
A 1
A 2
A 3
B 8
anti-HLA-A1
Nei !Hvert HLA molekyl har mange epitoper
Antistoff-spesifisitet for ”epitoper”, ikke for hele HLA-mol. Derfor kan immunisering mot ett HLA gi antistoff mot mange HLA-typer!
Epitoper kan være felles for få eller mange HLA-molekyler.
Men det gir også muligheter:
Donor: B18
Pasient: B7
Tenk dere: vi har en pasient som trenger ny nyre, og han har mulig donor som bare har ett fremmed HLA:
Dette ser jo ikke så lovende ut – her er jo en masse fremmede epitoper på det fremmed HLA-molekylet og rikelig med immuniseringsmuligheter
Men det gir også muligheter:
Donor m.m
B18
Patient: B7
B52
A33
Alle epitopene på det fremmede HLA-molekylene finnes på et eller flere av pasientens egne HLA-molekyler: “Akseptabel mismatch”
Antistoffer og organtransplantasjon
ABO-antistoffer:
Unngå uforlik (A og B kan få O, AB kan få alt, O bare O)
HLA-antistoffer:
Screening for HLA-antistoff hos pasientene
Unngå uforlikelige HLA-antigener hos donor
Crossmatch (pas. serum mot donors lymfocytter)
T celle memory:
Unngå gjentatt mismatch
”Crossmatch” = serologisk forlikelighetstest
Crossmatch: pasient mot giver, ”en-til-en”
Donors celler (levende!) utsettes for pasientens serum med tilsatt komplement
• Donors T-lymfocytter (HLA-A, -B, -C)
• Donors B-lymfocytter (HLA-A,-B,-C,-DR,-DQ,-DP)
Resultat:
Celler drepes: Positiv crossmatch – NEI !
Celler drepes ikke: Negativ crossmatch – OK!
Screening vs Crossmatch
Crossmatch: pasient mot giver, ”en-til-en”
Screening = ”Crossmatch mot mange”
med samme eller med forskjellige teknikker:
CDC (levende celler) – ”Gullstandard”
PRA: CDC-basert, PRA% = andel av potensielle donores som vil gi positiv crossmatch!
Solid phase (rensede HLA-antigener): Luminex
A1
A2
B7
B8
Cw3
Cw6
Hvis antistoff bindes til denne cellen:
Hvilket / hvilke HLA molekyler bandt det seg til?
A2
A2
A2
A2
A2
A2
Da kan man finne ut hvilke kuler som har bundet antistoff, dvs. hvilke antistoffspesifisiteter er i serum
Luminex-kule, med kun en type HLA-molekyler pr. kule, og hvor alle kuler kan identifiseres på annen måte
PAS: A2; B44, 51 (Bw4)
B1 A1 B1 A1 B1 B3 B4 B5 A B C A
126 81 476 851 276 506 23 34 43 13 18 3
HLA-komplekset;kromosom 6
Alleler (mars 2007) Genloci
2-m
DP DQ DR B C A Serie
HLA molekyler Svært mange allele varianter = svært polymorfe
Alle kjerneholdige celler APC: DC, MΦ, B
Klasse IKlasse II
Hvordan finner vi en HLA forlikelig giver?
• Det er lettest i familien: 25% av alle søsken har arvet nøyaktig de samme HLA vevstypene fra sine foreldre= HLA identiske.Utnyttes ved nyre- og stamcelletransplantasjoner
• Det er mye vanskeligere å finne en HLA forlikelig ubeslektet giver:- det er tusenvis av forskjellige HLA vevstyper i befolkningen!
MorFarA3,B12,DR4,DQ3
A9,B18,DR8,DQ4
A1,B8,DR3,DQ2
A2,B7,DR2,DQ6
A1,B8,DR3,DQ2
A3,B12,DR4,DQ3
A1,B8,DR3,DQ2
A9,B18,DR8,DQ4
A2,B7,DR2,DQ6
A2,B7,DR2,DQ6
A3,B12,DR4,DQ3
A9,B18,DR8,DQ4
Barn 1(Ola)
Barn 3 og 5(Nils og Hans)
Barn 2(Kari)
Barn 4(Trine)
HLA-Haplotyper
En HLA-haplotype = det sett av HLA-egenskaper som arves samlet. Vi snakker bare om haplotyper innen biologisk slektskap!
HLA genene nedarves samlet i familien - i HLA haplotyper
Hvordan finner vi en HLA forlikelig giver?
• Det er lettest i familien: 25% av alle søsken har arvet nøyaktig de samme HLA vevstypene fra sine foreldre= HLA identiske.Utnyttes ved nyre- og stamcelletransplantasjoner
• Det er mye vanskeligere å finne en HLA forlikelig ubeslektet giver:- det er tusenvis av forskjellige HLA vevstyper i befolkningen!
B1 A1 B1 A1 B1 B3 B4 B5 A B C A
126 81 476 851 276 506 23 34 43 13 18 3
HLA-komplekset;kromosom 6
Alleler (mars 2007) Genloci
2-m
DP DQ DR B C A Serie
HLA molekyler Svært mange allele varianter = svært polymorfe
Alle kjerneholdige celler APC: DC, MΦ, B
Klasse IKlasse II
Induksjonsfase
CD8+T
CD4+T
B
Res.APC
Plasma-celle
TxAPC
CD4+T
Makro-fag Fc
C
IL2
IL2
IL4
IFN
B
B
T
T
T
CD4+T CD8+
T
AktiveringProliferasjon
Effektorfase
Humoral immunrespons
Cellulær immunrespons
Immunrespons ved organtransplantasjon
Avstøtning (rejeksjon)
Immunologisk betinget organskade:
Hyperakutt rejeksjon:
Skyldes preformert antistoff (ABO, HLA); innen 1 døgn
Ab. + komplement -> endotelskade + plateaggregasjon
Akutt rejeksjon:
Akutt episode, dager/uker, (ved sene: medikamentsvikt?)
T-celle-mediert, + antistoff (nytt eller ’boostret’)
Kronisk rejeksjon:
Snikende - etter måneder/år. T-celler? Antistoff? Annet??
Hvordan unngå avstøtning (immunologisk angrep):
Cellefritt transplantat (matrix)
Ikke-vaskularisert område (f.eks. cornea)
Genetisk identiske (isotransplantasjon)
Indusere toleranse
Hvordan redusere risiko for avstøtning:
Oppnå best mulig HLA-forlikelighet (unngå HLA-uforlik)
Medikamenter som undertrykker immunrespons
Unngå avstøtning ?
Immunsuppresjon
Uspesifikk - hemmer all immunrespons
Ikke-selektive, hemmer mer enn immunapparatet: bestråling, cytostatica, corticosteroider
Selektive, hemmer fortrinnsvis immunapparatet: Cyclosporin/Tacrolimus, mycofenolat, rapamycin, anti-lymfocytt antistoffer, FTY mfl.
Kombinasjoner for mer effekt med mindre bivirkn.
I prinsippet livslang medikasjon.
Patient and graft survival after first renal transplantation, 2000-2010
0102030405060708090
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Years
% S
urv
ival
LD PS
LD GS
DD PS
DD GS
TL 10.11
1 2 3 4 5 6 7 8
60
70
80
90
100
Survival of first LD renal graftsBy HLA-haplotype match. 2000-2009
Gra
ft S
urv
ival
%
TL 11.10Years
Unrelated N=193
ID-SIBL. N= 77
One Haplo N=468
Two, Relat. N= 56
1 2 3
10
20
30
40
50
Cumulated risk of rejection episodesFirst LD renal graft, by haplotype match. 2000-2009
Months TL 11.10
Unrelated N=193
ID-SIBL. N= 77
One Haplo N=468
Two, Relat. N= 56
Cu
mu
late
d r
isk
%
1 2 3 4 5 6 7 8
60
70
80
90
100
Survival of first renal graftsBy donor source and match. 2000-2009
TL 11.10
DD 0 DR N=616
DD 1-2 DRN=655
ID-SIBL. N= 77
1 Haplo N=468
2 Haplo N=249
Gra
ft S
urv
ival
%
Years
12 24 36 48 60
60
70
80
90
100
Gra
ft S
urv
ival
%Survival of first renal DD grafts.
By HLA-DR match, 2000-2009
1 DR mm N=589
2 DR mm N= 66
0 DR mm N=616
TL 11.10Months
1 2 3
10
20
30
40
50
TL 11.10Months
Cumulated risk of rejection episodesFirst DD-tx , by HLA-DR match. 2000-2009
Cu
mu
late
d r
isk
%
1 DR mm N=589
2 DR mm N= 66
0 DR mm N=616
0 DR vs. 1 DR : p<0.0001
Death
Rejec
Non-func
Vasc.
Urol
Recurrent
Other
Within first year After first year
Cause of renal graft loss. Patients transplanted 1989-2007; Norway.
TL 05.08
Dårlig HLA-match kan føre til:
• Økt risiko for akutt rejeksjon.
• Økt risiko for steroidresistent rejeksjon.
• Større ”immunsuppressiv load”.
• Økt risiko for tapt transplantat.
• Økt behov for re-transplantasjon.
• Økt problem med å finne akseptabelt graft. (PRA, gjentatt mismatch)
• Økt risiko for død.
Minstekrav ?
ABO-forlikelighetmen mulighet for tx etter forbehandling
HLA-forlikelighetJo færre uforlik, jo bedre
Ingen minstekrav
Antistoff mot donor (”DSA”)Negativ CDC-crossmatch – evt etter forbehandling
DSA med negativ CDC-crossmatch: mer immunsuppresjon
Tx-immunologisk utredning
• ABO-typing (x2)
• HLA-typing x2 av pas. og evt. levende giver. Antistoffscreening (’PRA’) ved hver HLA-typing
• PRA-screening hver 3. mnd på venteliste
• Crossmatch mot aktuell LD x 2
• Crossmatch mot CD: inntil 3 mndr. gammelt (lagret) serum, i nytt serum hvis re-tx, tidl. påvist antistoff eller transfusjon
HUSK i allefall dette!
HLA-antigener sitter på celler, derfor må vi til HLA-typing ha ACD-blod (antikoagulert!) dvs. blod med ikke-klumpede celler!
HLA-antistoffer finnes i serum, derfor må vi til screening & crossmatch ha serum/fullblod av pas.
Crossmatch: har pasienten HLA-antistoff mot potensiell donors HLA-antigener?
Altså: Serum fra pasient, ACD-blod fra donor!