ภูมิคุ้มกันวิทยาการปลูกถ่ายและการปฏิเสธ

ภูมิคุ้มกันวิทยาการปลูกถ่ายศึกษาว่าระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับรู้จักและตอบสนองต่ออวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายจากผู้บริจาคที่มีพันธุกรรมแตกต่างกันอย่างไร และการตอบสนองนั้นสามารถทำลายอวัยวะที่ปลูกถ่ายได้อย่างไร การปฏิเสธการปลูกถ่ายคือการบาดเจ็บที่เกิดจากภูมิคุ้มกันเมื่อเซลล์ทีและแอนติบอดีของผู้รับโจมตีเนื้อเยื่อของผู้บริจาค การทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้เป็นพื้นฐานในการวินิจฉัย การจำแนกประเภท และการป้องกันการสูญเสียอวัยวะที่ปลูกถ่าย

Definition

ภูมิคุ้มกันวิทยาการปลูกถ่ายและการปฏิเสธคือสาขาที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายและการบาดเจ็บของอวัยวะที่ปลูกถ่ายที่เกิดขึ้น ซึ่งครอบคลุมถึงการรับรู้แอนติเจนต่างชนิด (allorecognition) การกระตุ้นภูมิคุ้มกัน (sensitization) การปฏิเสธที่เกิดจากเซลล์ทีและแอนติบอดี และการชักนำให้เกิดภูมิคุ้มกันอดทนต่อผู้บริจาค (donor-specific tolerance)

Scope

สาขานี้มุ่งเน้นพื้นฐานทางภูมิคุ้มกันวิทยาของการปลูกถ่ายอวัยวะและเนื้อเยื่อที่เป็นของแข็ง: การรับรู้แอนติเจนความเข้ากันได้ของเนื้อเยื่อต่างชนิด (allorecognition) การที่ระบบภูมิคุ้มกันถูกกระตุ้นจากการสัมผัสก่อนหน้า (allosensitization) กลไกการทำงานของเซลล์และสารน้ำที่ทำลายอวัยวะที่ปลูกถ่าย และสเปกตรัมของการปฏิเสธตั้งแต่แบบเฉียบพลันไปจนถึงแบบเรื้อรังและแบบที่เกิดจากแอนติบอดี นอกจากนี้ยังครอบคลุมเป้าหมายตรงกันข้ามคือการสร้างภูมิคุ้มกันอดทน (immune tolerance) นี่คือแผนที่อ้างอิงและให้ความรู้เกี่ยวกับแนวคิดต่างๆ และไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับการจัดการทางคลินิกเฉพาะบุคคล

Sub-topics

• การปฏิเสธแบบเฉียบพลัน
• การจดจำแอนติเจนต่างชนิดและการกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจนต่างชนิด
• การปฏิเสธการปลูกถ่ายที่เกิดจากแอนติบอดี
• การปฏิเสธแบบเรื้อรัง
• ภาวะดื้อต่อภูมิคุ้มกันในการปลูกถ่ายอวัยวะ

Core questions

• ระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับแยกแยะเนื้อเยื่อของผู้บริจาคว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมได้อย่างไร?
• กลไกของเซลล์และสารน้ำใดที่ทำให้อวัยวะที่ปลูกถ่ายเสียหาย และการปฏิเสธแบบเฉียบพลัน แบบเรื้อรัง และแบบที่เกิดจากแอนติบอดีแตกต่างกันอย่างไร?
• เหตุใดผู้รับบางรายจึงถูกกระตุ้นภูมิคุ้มกันก่อนการปลูกถ่าย และสิ่งนั้นเปลี่ยนแปลงความเสี่ยงอย่างไร?
• สามารถสร้างภูมิคุ้มกันอดทนจำเพาะต่อผู้บริจาคที่ยั่งยืนได้หรือไม่โดยไม่ต้องใช้ยากดภูมิคุ้มกันตลอดชีวิต?

Key concepts

• ฮิวแมนลิวโคไซต์แอนติเจน (HLA) / เมเจอร์ฮิสโตคอมแพทิเบิลลิตีคอมเพล็กซ์ (major histocompatibility complex)
• การรับรู้แอนติเจนต่างชนิด (allorecognition) (โดยตรงและโดยอ้อม)
• การกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจนต่างชนิด (allosensitization) และแอนติบอดีจำเพาะต่อผู้บริจาค
• การปฏิเสธที่เกิดจากเซลล์ที (cellular rejection)
• การปฏิเสธที่เกิดจากแอนติบอดี (humoral rejection)
• การปฏิเสธแบบเฉียบพลันเทียบกับการปฏิเสธแบบเรื้อรัง
• การจำแนกประเภท Banff
• ภูมิคุ้มกันอดทน (immunological tolerance)

Key theories

ภูมิคุ้มกันอดทนที่ได้รับมา (Acquired immunological tolerance)

Billingham, Brent และ Medawar แสดงให้เห็นจากการทดลองว่าการสัมผัสกับเซลล์แปลกปลอมในช่วงต้นของชีวิตสามารถทำให้สัตว์ไม่สามารถปฏิเสธการปลูกถ่ายในภายหลังจากผู้บริจาครายเดียวกันได้ ซึ่งเป็นการยืนยันว่าภูมิคุ้มกันอดทนต่อแอนติเจนต่างชนิดเป็นภาวะที่ได้รับมาและจำเพาะต่อแอนติเจน ไม่ใช่คุณสมบัติที่ตายตัวของโฮสต์

กลไกการรับรู้แอนติเจนต่างชนิด (Allorecognition pathways)

เซลล์ทีของผู้รับรู้จักแอนติเจนของผู้บริจาคโดยตรงผ่านโมเลกุล MHC ของผู้บริจาคที่สมบูรณ์บนเซลล์ของผู้บริจาค หรือโดยอ้อมผ่านเซลล์นำเสนอแอนติเจนของผู้รับที่แสดงเปปไทด์ของผู้บริจาคที่ผ่านกระบวนการแล้ว กลไกเหล่านี้ขับเคลื่อนจังหวะและประเภทของการปฏิเสธที่แตกต่างกัน

Mechanisms

การปฏิเสธเริ่มต้นด้วยการรับรู้แอนติเจนต่างชนิด (allorecognition): เซลล์ทีของผู้รับตอบสนองต่อแอนติเจนความเข้ากันได้ของเนื้อเยื่อของผู้บริจาคที่นำเสนอโดยตรงบนเซลล์ของผู้บริจาค หรือโดยอ้อมหลังจากผ่านกระบวนการโดยเซลล์นำเสนอแอนติเจนของผู้รับ เซลล์ที CD4 และ CD8 ที่ถูกกระตุ้นจะขับเคลื่อนการปฏิเสธแบบเซลล์ผ่านความเป็นพิษต่อเซลล์และไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ ในขณะที่การช่วยเหลือของเซลล์บีจะสร้างแอนติบอดีจำเพาะต่อผู้บริจาคที่จับกับเยื่อบุผนังหลอดเลือดของอวัยวะที่ปลูกถ่าย กระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์ และดึงดูดเซลล์ที่ทำหน้าที่ในการปฏิเสธที่เกิดจากแอนติบอดี การตั้งครรภ์ การถ่ายเลือด หรือการปลูกถ่ายก่อนหน้านี้สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันของผู้รับได้ ทำให้การตอบสนองแบบความจำเร่งการบาดเจ็บ เมื่อเวลาผ่านไป การบาดเจ็บทางภูมิคุ้มกันซ้ำๆ ร่วมกับปัจจัยที่ไม่ใช่ภูมิคุ้มกันจะทำให้เกิดพังผืดและการปรับโครงสร้างหลอดเลือดของการปฏิเสธแบบเรื้อรัง ภูมิคุ้มกันอดทนแสดงถึงทางเลือกที่ควบคุมได้ ซึ่งกลไกการควบคุมจะยับยั้งการตอบสนองต่อแอนติเจนต่างชนิด

Clinical relevance

ภูมิคุ้มกันวิทยาของการปฏิเสธเป็นพื้นฐานแนวคิดสำหรับการทดสอบความเข้ากันได้ของเนื้อเยื่อ การคัดกรองแอนติบอดี การตีความผลการตรวจชิ้นเนื้ออวัยวะที่ปลูกถ่าย และเหตุผลของการใช้ยากดภูมิคุ้มกัน การอ่านพยาธิสภาพของการปฏิเสธและข้อมูลแอนติบอดีอย่างมีวิจารณญาณเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดอวัยวะที่ปลูกถ่ายจึงล้มเหลว และวิธีการศึกษาผลลัพธ์ของการปลูกถ่าย บทความนี้อธิบายกลไกและหลักฐาน และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

การปฏิเสธที่เกิดจากแอนติบอดีและการบาดเจ็บเรื้อรังได้รับการยอมรับว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการสูญเสียอวัยวะที่ปลูกถ่ายในระยะหลังในการปลูกถ่ายไต ในขณะที่การไม่ปฏิบัติตามการรักษาด้วยยากดภูมิคุ้มกันจะเพิ่มความเสี่ยงทางภูมิคุ้มกัน อัตราการรอดชีวิตของอวัยวะที่ปลูกถ่ายในระยะยาวมีการปรับปรุงน้อยกว่าอัตราการรอดชีวิตในระยะสั้น ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการคงอยู่ของการปฏิเสธแบบเรื้อรัง

History

ภูมิคุ้มกันวิทยาการปลูกถ่ายสมัยใหม่เติบโตมาจากการทำงานของ Medawar ในช่วงสงครามเกี่ยวกับการปฏิเสธการปลูกถ่ายผิวหนัง และการแสดงให้เห็นถึงภูมิคุ้มกันอดทนที่ได้รับมาในปี 1953 โดย Billingham, Brent และ Medawar การค้นพบแอนติเจนความเข้ากันได้ของเนื้อเยื่อและการนำยากดภูมิคุ้มกันที่มีประสิทธิภาพมาใช้ทำให้การปลูกถ่ายทางคลินิกเป็นเรื่องปกติ หลังจากนั้นความสนใจก็เปลี่ยนไปสู่การจำแนกประเภทของการปฏิเสธ (ระบบ Banff) การรับรู้การบาดเจ็บที่เกิดจากแอนติบอดี และการแสวงหาภูมิคุ้มกันอดทน

Debates

การสูญเสียอวัยวะที่ปลูกถ่ายในระยะหลังเป็นผลมาจากปัจจัยทางภูมิคุ้มกันเทียบกับปัจจัยที่ไม่ใช่ภูมิคุ้มกันมากน้อยเพียงใด?

การศึกษาที่ระบุว่าความล้มเหลวส่วนใหญ่เกิดจากการปฏิเสธที่เกิดจากแอนติบอดีและการไม่ปฏิบัติตามการรักษาได้เปลี่ยนมุมมองของการสูญเสียในระยะหลังว่าเป็นผลมาจากภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจนต่างชนิดอย่างมีนัยสำคัญ แต่ความเป็นพิษของสารยับยั้งแคลซินิวรินและการบาดเจ็บที่ไม่ใช่ภูมิคุ้มกันอื่นๆ ก็มีส่วนร่วมด้วย และการแยกแยะปัจจัยเหล่านี้ในการตรวจชิ้นเนื้อยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน

Key figures

• Peter Medawar
• Rupert Billingham
• Leslie Brent
• Philip Halloran
• Kim Solez
• Robert Colvin

Seminal works

• billingham-1953
• nankivell-2010
• solez-2008
• loupy-2018

Frequently asked questions

การปฏิเสธการปลูกถ่ายคืออะไร?

เป็นการบาดเจ็บที่เกิดจากภูมิคุ้มกันต่ออวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่าย ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับรู้จักเนื้อเยื่อของผู้บริจาคว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมและสร้างการตอบสนองของเซลล์และ/หรือแอนติบอดีต่อต้านมัน

เหตุใดการจับคู่ HLA จึงมีความสำคัญในการปลูกถ่าย?

โมเลกุล HLA เป็นเป้าหมายหลักของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจนต่างชนิด ดังนั้นความแตกต่างของ HLA ระหว่างผู้บริจาคและผู้รับที่มากขึ้น และแอนติบอดีที่มีอยู่ก่อนแล้วต่อ HLA ของผู้บริจาคจะเพิ่มความเสี่ยงและความรุนแรงของการปฏิเสธ