Cистема тканевой совместимости человека и ее значение в трансплантологии

Определение совместимости пациента и донора кроветворных клеток осуществляется с помощь системы HLA (Human Leucocyte Antigens), или «главный комплекс гистосовместимости». Система HLA представляет собой комплекс генов, обеспечивающих генетический контроль иммунного ответа и взаимодействие между собой клеток, которые реализуют этот ответ. Система HLA является одной из наиболее изученных генетических систем человека, поскольку именно она может помочь решить такие важные проблемы медицины, как трансплантация органов и тканей.

HLA гены располагаются в шестой хромосоме человека. Они подразделяются на области A, В, С, D и обозначаются как:

1. HLA–А
2. HLA–В
3. HLA–С
4. HLA–D.

Среди областей генов HLA выделяют три класса. К первому классу относятся гены HLA–А, HLA–В и HLA–С. Эти гены контролируют образование так называемых трансплантационных антигенов (антигенов пациента), которые распознают донорские клетки, введенные пациенту в трансплантат. Ко второму классу относятся гены HLA-D регулирующие силу иммунного ответа. Гены третьего класса контролируют синтез молекул системы комплемента - неспецифического фактора иммунной защиты организма.

Система HLA индивидуальна. Полное соответствие по всем антигенам донора и реципиента наблюдается только у однояйцевых близнецов. Во всех других случаях развивается иммунологический конфликт и происходит реакция отторжения трансплантанта.

Гены HLA передаются потомству двумя блоками - по одному от каждого родителя. Такой блок носит название - гаплотип HLA.

Ребенок наследует по два аллеля каждого гена HLA: один из материнского гаплотипа, другой - из отцовского. Если удается определить лишь одну аллельную форму какого-либо антигена HLA, то это значит, что либо 2-ая аллель аналогична первой, либо в типирующем наборе нет сыворотки для определения другой аллельной формы антигена [1].

Соответствие HLA при трансплантации органов, таких как почка и печень, дает множество преимуществ, а несовпадения связаны с худшими результатами [2]. Однако в стремлении найти подходящего донора есть компромиссы, такие как длительное время ожидания и прогрессирование заболевания, приводящее к летальному исходу. Постоянное совершенствование иммуносупрессивных тактик лечения способствует большей толерантности к некоторым несоответствиям. Подход к HLA-сопоставлению для трансплантации органов за последние годы претерпел несколько этапов эволюции.

Сопоставление HLA при трансплантации органов традиционно сосредоточено на локусах HLA-A, и -B, причем совпадения в этих локусах связаны с общей выживаемостью донора. Эти преимущества оказались более заметными у высокочувствительных пациентов [3]. Достижения в области иммуносупрессии привели к снижению акцента к сопоставлению HLA при трансплантации почек [4]. Тем не менее, соответствие HLA по-прежнему имеет свои преимущества. Было показано, что HLA-DR имеет наибольший вклад в исходе операции при трансплантации [5].

В течение многих лет золотым стандартом HLA-типирования было серологическое типирование, при котором использовались сыворотки, взятые у добровольцев с известными HLA-антителами, комплементом и витальным красителем [6]. Если клетки, помещенные в лунки, содержат антигены, соответствующие антителам в лунках, комплемент активируется, клетки погибают, и краситель поглощается. Серологическое типирование может быть выполнено быстро и поэтому полезно в таких неотложных ситуациях, как типирование умершего донора. Однако различия антигенов, которые могут иметь существенное влияние in vivo, не всегда выявляются при серологической оценке [7]. Другая проблема, связанная с серологическим типированием, - идентификация источников специфических антител, проблема, которая возрастает по мере того, как идентифицируются более клинически значимые антигены HLA. В результате для трансплантации органов приемлемо только HLA-типирование молекулярными методами. Большинство лабораторий используют либо ПЦР в реальном времени, либо последовательность-специфический олигонуклеотид (SSO) для достижения HLA-типирования с низким разрешением при трансплантации органов. Скорость, точность и удобство технологий делают их отличным выбором для HLA-типирования умерших доноров.

У пациентов с тяжелым гематологическим заболеванием трансплантация гемопоэтических клеток (HCT) может быть вмешательством, спасающим жизнь. Из-за большого разнообразия генов HLA в популяциях во всем мире поиск подходящего совпадения часто начинается в семье пациента, особенно у доноров-братьев и сестер. Поскольку аллели HLA наследуются как гаплотипы от каждого родителя, вероятность полного совпадения HLA составляет 25% для каждого брата и сестры, а вероятность «гаплоидентичного» (общего гаплотипа) составляет 50%. Типа с низким разрешением обычно достаточно для выявления потенциальных совпадений.

Появление HLA-типирования с высоким разрешением (на уровне аллелей) ввело новый уровень специфичности в этот процесс. В дополнение к прямому секвенированию ДНК, другие варианты молекулярного типирования включают полимеразную цепную реакцию, специфичную для последовательности (SSP-PCR), и специфичные для последовательности олигонуклеотидные зонды (SSOP).

Хотя идентично подобранный родственный донор идеально подходит для трансплантации, такое соответствие обнаруживается у 15–30% реципиентов [8]. Когда подходящий донор из члена семьи недоступен, трансплантация с использованием неродственного донора-добровольца может быть жизнеспособным вариантом при выявлении HLA-подходящего донора. Как установлено в исследовании 2007 года, в котором сравнивались характеристики более чем 3800 пар пациент-донор, совпадение аллелей HLA-A, -B, -C и -DRB1 с высоким разрешением (на уровне аллелей) коррелирует с общей выживаемостью. [9].

Есть несколько важных вопросов, которые необходимо решить, чтобы лучше понять генотипы HLA и их функции при трансплантации:

1 - лабораториям не хватает возможности фазировать полные гаплотипы HLA 1 или 2 класса.

2 - экспрессия HLA клинически плохо используется и недооценена.

3 - лаборатории неспособны генерировать генотипы HLA с высоким разрешением для распределения донорских органов. Решение этих проблем может значительно улучшить не только наше понимание того, как локусы HLA взаимодействуют друг с другом, но также улучшить результаты для реципиентов за счет более эффективного сопоставления HLA.

Одним из способов решения первой проблемы является секвенирование одной молекулы. Типирование позволяет использовать один метод секвенирования для определения дополнительных биомаркеров по мере развития наших знаний. Следующим важным сдвигом в HLA-типировании с помощью NGS может стать переход к HLA-типированию с высоким разрешением для доноров заболеваний. Традиционно эта популяция типизировалась по HLA с низким разрешением из-за времени, необходимого для достижения HLA-типирования с высоким разрешением. Будущее HLA-типирования с помощью NGS - это то, что включает расширение иммуногенетики за пределы традиционной области HLA на другие регионы, включает возможность фазировать полные гаплотипы HLA и использует анализ, который является удобным и мобильным. Как всегда, лаборатории столкнутся с множеством проблем при разработке этих процессов и всегда ставят во главу угла высокое качество ухода за пациентами.

Список литературы.

1 - Готье С. В., Хомяков С. М. Донорство и трансплантация органов в Российской Федерации в 2016 году IX сообщение регистра Российского трансплантологического общества //Вестник трансплантологии и искусственных органов. – 2017. – Т. 19. – №. 2. – С. 6-26.

2 - Cecka JM, Reed EF, Zachary AA (2015) HLA high-resolution typing for sensitized patients: a solution in search of a problem? Am J Transplant 15 (4): 855–856.

3 - Zachary AA, Leffell MS (2016) HLA mismatch- ing strategies for solid organ transplantation - a balancing act. Front Immunol 7: 575.

4 - Grgic I, Chandraker A (2017) Significance of biologics in renal transplantation: past, pres- ent, and future. Curr Opin Organ Transplant 23 (1): 51–62.

5 - Williams RC, Opelz G, McGarvey CJ, Weil EJ, Chakkera HA (2016) The risk of trans- plant failure with HLA mismatch in first adult kidney allografts from deceased donors. Transplantation 100 (5): 1094–1102.

6 - Tinckam KJ (2012) Basic histocompatibility testing methods. pp 21–42.

7 - Eng HS, Leffell MS (2011) Histocompatibility testing after fifty years of transplantation. J Immunol Methods 369 (1–2): 1–21.

8 - Gragert L, Eapen M, Williams E, Freeman J, Spellman S, Baitty R, Hartzman R, Rizzo JD, Horowitz M, Confer D, Maiers M (2014) HLA match likelihoods for hematopoietic stem- cell grafts in the U. S. registry. N Engl J Med 371 (4): 339–348.

9 - Tie R, Zhang T, Yang B, Fu H, Han B, Yu J, Tan Y, Huang H (2017) Clinical implica- tions of HLA locus mismatching in unrelated donor hematopoietic cell transplantation: a meta-analysis. Oncotarget 8 (16): 27645– 27660.