Введение

Совместимость тканей между людьми. Гистосовместимость, или совместимость тканей, – это свойство наличия одинаковых или достаточно близких аллелей набора генов, называемых человеческими лейкоцитарными антигенами (HLA), или основным комплексом гистосовместимости (MHC). Каждый человек экспрессирует множество уникальных белков HLA на поверхности своих клеток, которые сигнализируют иммунной системе о том, является ли клетка собственной или принадлежит чужеродному организму. Т-клетки распознают чужеродные молекулы HLA и запускают иммунный ответ для уничтожения чужеродных клеток. Тестирование на гистосовместимость наиболее важно в контексте трансплантации целых органов, тканей или стволовых клеток, где сходство или различие между аллелями HLA донора и реципиента может спровоцировать отторжение трансплантата иммунной системой. Большое разнообразие возможных аллелей HLA приводит к уникальным комбинациям у разных людей и затрудняет подбор совместимого донора.

Открытие

Открытие МХК и роль гистосовместимости в трансплантации были результатом совместных усилий многих ученых в 20-м веке. Генетическая основа для отторжения трансплантата была предложена в статье, опубликованной в журнале Nature в 1914 году К. К. Литтлом и Эрнестом Тайзером, в которой было показано, что опухоли, пересаженные между генетически идентичными мышами, росли нормально, а опухоли, пересаженные между неидентичными мышами, отторгались и не росли. Роль иммунной системы в отторжении трансплантата была предложена Питером Медаваром, чьи эксперименты с пересадкой кожи у пострадавших во время Второй мировой войны показали, что трансплантаты кожи между разными людьми отторгались гораздо чаще, чем аутотрансплантаты у одного и того же человека, и что подавление иммунной системы замедляло отторжение трансплантатов кожи. Медавар разделил Нобелевскую премию 1960 года, в том числе за эту работу. В 1930-х и 1940-х годах Джордж Снелл и Питер Горер независимо друг от друга выделили генетические факторы, схожесть которых позволяла проводить трансплантацию между линиями мышей, назвав их соответственно H и антигеном II. Эти факторы оказались одним и тем же, а локус был назван H2. Снелл ввел термин "гистосовместимость" для описания взаимосвязи между поверхностными белками H2 и принятием трансплантата. Человеческий вариант комплекса гистосовместимости был обнаружен Жаном Доссе в 1950-х годах, когда он заметил, что реципиенты переливания крови вырабатывают антитела, направленные исключительно против клеток донора. Объектом этих антител, или антигенов лейкоцитов человека (HLA), оказались человеческие гомологи мышиного МХК, выделенных Снеллом и Горером. Снелл, Доссе и Барудж Бенасерраф разделили Нобелевскую премию 1980 года за открытие МХК и HLA.

Комплекс большой гистосовместимости (MHC)

HLA, человеческая форма главного комплекса гистосовместимости (MHC), локализуется на 6-й хромосоме в положении 6p21.3. Люди наследуют два различных HLA-гаплотипа, по одному от каждого родителя, каждый из которых содержит более 200 генов, способствующих распознаванию иммунной системой чужеродных агентов. Эти гены кодируют белки поверхности клеток MHC класса I и класса II. Молекулы MHC класса I – HLA A, HLA B и HLA C – присутствуют на всех нуклеированных клетках и сигнализируют иммунным клеткам о наличии антигена внутри клетки. Гены MHC обладают высокой полиморфностью: в популяции существуют тысячи вариантов MHC-рецепторов, однако у каждого конкретного человека может быть не более двух вариантов для каждого локуса. MHC-рецепторы экспрессируются кодоминантно, то есть все унаследованные аллели экспрессируются организмом. Широкий спектр потенциальных аллелей и множественные локусы в HLA обеспечивают множество уникальных комбинаций у разных людей.

Роль в трансплантации

После пересадки Т-клетки реципиента активируются чужеродными молекулами MHC на донорской ткани и запускают иммунную систему для атаки донорской ткани. Количество и выбор молекул MHC, которые необходимо учитывать при определении гистосовместимости двух людей, варьируется в зависимости от конкретной ситуации, однако соответствие по HLA A, HLA B и HLA DR доказало свою способность улучшать результаты лечения пациентов. Гистосовместимость оказывает измеримое влияние на трансплантацию целых органов, увеличивая продолжительность жизни как пациента, так и трансплантированного органа. Необходимая степень гистосовместимости зависит от индивидуальных факторов, включая тип пересаживаемой ткани или органа и общее состояние здоровья реципиента. Хотя трансплантация целого органа может быть успешной даже между несовместимыми людьми, повышение гистосовместимости снижает частоту отторжения, увеличивает продолжительность жизни и в целом уменьшает связанные с этим расходы на госпитализацию. Значение соответствия HLA различается даже при трансплантации целых органов: некоторые исследования показывают, что при трансплантации печени оно менее важно, чем при трансплантации сердца, легких и других органов. Некоторые пересаживаемые ткани, такие как роговица, не подвергаются воздействию Т-клеток, способных распознавать чужеродные молекулы MHC, поэтому гистосовместимость не играет роли при их трансплантации. Индивидуальные факторы, такие как возраст, иногда учитываются при выборе протокола сопоставления, поскольку у пожилых пациентов иммунный ответ на белки MHC протекает медленнее, и, следовательно, для достижения положительных результатов требуется меньшая степень совместимости. Послеоперационная иммуносупрессивная терапия часто используется для снижения иммунного ответа и предотвращения отторжения тканей путем подавления реакции иммунной системы на чужеродные молекулы HLA, что может повысить вероятность успешной трансплантации у реципиентов, не имеющих полной идентичности с донором.

Испытания

Из-за клинической значимости гистосовместимости при трансплантации тканей, для определения экспрессии аллелей HLA используется несколько методов типирования.

Серологическая типизация

Серологическая типизация включает инкубацию лимфоцитов реципиента с сывороткой, содержащей известные антитела к различным аллелям HLA. Если сыворотка содержит антитело, специфичное к аллелю HLA, присутствующему на лимфоцитах реципиента, антитела свяжутся с клеткой и активируют каскад комплемент, что приведет к лизу клетки. Лизированная клетка поглотит добавленный краситель, например, трипан синий, что позволит ее идентифицировать. Сравнение сывороток, вызывающих лизис клеток, позволяет определить аллели HLA, присутствующие на клеточной поверхности клеток реципиента. Серологическая типизация позволяет быстро идентифицировать экспрессированные аллели HLA и игнорирует неэкспрессированные аллели, которые могут иметь небольшое иммунологическое значение. Однако она не распознает подклассы аллелей, которые иногда необходимы для подбора.

Молекулярный типизм

Аллели HLA могут быть определены путем непосредственного анализа локусов HLA на 6-й хромосоме. Для идентификации аллелей HLA могут использоваться олигонуклеотидные зонды, специфичные к последовательности, ПЦР-амплификация с использованием специфичных праймеров и прямое секвенирование, часто позволяющие достичь разрешения на уровне аминокислот. Молекулярные методы позволяют более точно идентифицировать редкие и уникальные аллели, но не дают информации об уровнях экспрессии.