sou · GNB3120d1 · 2000-01-01 00:00:00 — Detta innebär att en person med blodgrupp A har antikroppar mot blodgrupp B, en person med blodgrupp B har antikroppar mot blodgrupp A medan en person med blodgrupp O har antikroppar mot såväl A som B. En person med blodgrupp AB har däremot inga ABO-antikroppar utan kan i princip ta emot blod och organ från alla givare. Hyperakut avstötning kan uppkomma även vid transplantation mellan två människor. Om en njure med blodgrupp A placeras i en mottagare med blodgrupp B kommer mottagarens naturliga antikroppar (riktade mot den främmande blodgr uppen, i detta fall A) att orsaka en hyperakut avstötning. Vid kliniska transplantationer fördelas därför njurarna bl.a. med hänsyn till blodgr upp. Det har emellertid visat sig möjligt att transplantera över blodgr upps- gränserna. Detta fordrar att de naturliga antikropparna avlägsnas och att deras nybildning hämmas. Transplantatet kan då överleva och inträder ett fenomen kallat ackomodation (anpassning). Detta innebär att även om antikroppsnivån stiger uppstår inte någon hyperakut avstötning. Mekanismen för ackomodation är oklar. Förändringar i antikroppstyp, förändringar i antigenuttryck eller ökad motståndskraft hos organet har föreslagits. Motsvarande ackomodation torde även kunna uppkomma i samband med xenotransplantation och skulle i så fall begränsa behovet av att reducera de naturliga xenoantikropparna hos mottagaren . 6.1.4Förebyggande av hyperakut avstötning Den hyperakuta avstötningen kräver (vanligen) tre komponenter; ett främmande antigen, de naturliga antikropparna och komplement. Proces- sen påverkas inte av konventionella immunförsvarshämmande läke- medel. Däremot har man med olika metoder för att ta bort eller blockera de naturliga antikropparna respektive ta bort eller reglera komplementet kunnat förhindra uppkomsten av hyperakut avstötning. utvecklas också metoder för att minska antigenuttrycket i det transplanterade organet. Antikropparna kan avlägsnas från blodet genom plasmaferes, ett slags dialysliknande förfarande där plasma inklusive antikropparna avlägsnas från blodet. Ett modernare och skonsammare sätt är s.k. immunabsorption varvid enbart de naturliga antikropparna avlägsnas och resten av plasman återförs till patienten. Båda metoderna har endast en temporär effekt eftersom nya antikroppar bildas fortlöpande. Därför ges läkemedel för att hämma de antikroppsbildande B- lymfocyterna. Effekten brukar dock vara partiell och det är svårt att använda dessa metoder utan att patienten utsätts för biverkningar framförallt i form av ökad infektionskänslighet. En alternativ möjlighet är att blockera de naturliga antikropparna i blodbanan. De antikroppar som framförallt är aktuella vid transplanta- tion från gris till människa är riktade mot sockerstrukturen Gal . Om motsvarande socker tillförs till mottagaren före transplantationen binds antikropparna till sockret och de kan då inte initiera någon immun- reaktion i det transplanterade organet. Metoden har prövats på apor och visats förhindra hyperakut avstötning. Behandlingen har dock haft en del biverkningar och studierna har också begränsats av bristande tillgång på de aktuella sockermolekylerna. Eventuellt kan metoden komma till användning för att blockera de små mängder antikroppar som finns kvar efter en immunabsorption. Komplementet har kunnat inaktiveras genom att mot- tagaren tillförs ett ormgift (cobra venom factor). Metoden är effektiv vid experimentella studier men kan endast användas och torde, på grund av biverkningar, inte bli aktuell på människa. Ett modernare sätt är istället att tillföra ämnen som binder till och blockerar komplementet, t.ex. s.k. komplementreceptorer. Dessa ämnen före- kommer naturligt i kroppen men kan framställas i stora mängder med genteknik och sedan tillföras i överskott. Ett problem är då att allt komplement i kroppen påverkas vilket även hämmar mottagarens försvar mot infektioner. Ny teknik erbjuder nu möjlighet att reglera komplementet endast i det transplanterade organet. Grisorganets celler uttrycker redan ämnen som motverkar komplementaktivering men dessa s.k. komplementreglerare hämmar endast griskomplement. I bl.a. i har man framställt transgena grisar som uttrycker mänskliga komplement- reglerare (DAF, MCP och CD59). Dessa proteiner motverkar aktivering av mänskligt komplement i det transplanterade organet men lämnar resten av mottagarens komplementfunktion intakt. När organ (njurar eller hjärtan) från normala grisar transplanteras till apor förstörs transplantaten vanligen inom timmar. Om man istället använder organ från grisar som är transgena för mänskligt DAF uppstår inte någon hyperakut avstötning och organen kan överleva i . SOU 1999:120 Medicinska utgångspunkter 95 behandlas med immunförsvarshämmande läkemedel påverkades även de senare faserna av avstötningsprocessen och grisorganen fungerar i vissa fall . Organ från DAF-transgena grisar anses vara det bästa sättet att förhindra hyperakut avstötning vid framtida kliniska transplantationer. Antigenet är den primära faktorn i den hyperakuta avstötningen. Om organet inte uttrycker några främmande antigen utlöses ingen immun- reaktion. Antigenets betydelse bekräftas även i de ovan beskrivna Cambridgestudierna. Hos enstaka apor som transplanterats med organ från vanliga icke-transgena grisar uteblev den förväntade hyperakuta avstötningen. De grisar som organen tagits från visade sig spontant ha mycket låga mängder av Gal på cellernas yta. Det lägre uttrycket av dessa antigen på griscellerna förlångsammade avstötningen och organet överlevde någon dag istället för endast minuter till timmar. Gal -antigenet tillverkas av enzymet galaktosyltransferas. Om genen för galaktosyltransferas kunde avlägsnas skulle Gal -produktionen upphöra. Organ från sådana grisar kan förväntas ge upphov till en mindre våldsam immunologisk reaktion. Tekniken att avlägsna gener (s.k. knock-out teknik) fungerar på mus men är dock ännu inte till- gänglig för gris. Försök pågår även att med genteknik hämma grisens tillverkning av Gal så att andra, för människan icke-artfrämmande, socker tillverkas istället. Dock krävs sannolikt en mycket kraftig reduktion av Gal - produktionen för att minska transplantatets immunstimulerande effekter. Den stora fördelen med att minska antigenuttrycket är dock att även de senare delarna av avstötningsprocessen kan påverkas. 6.1.5Senare faser av avstötningen efter diskordant xenotransplantation I djurförsök är det möjligt att förhindra uppkomsten av hyperakut avstötning. Därigenom har även senare delar av avstötningsförloppet kunnat studeras. initieras en s.k. fördröjd (även benämnd akut vaskulär) xenoavstötning. Även i denna fas aktiverar antikropparna komplement men förloppet är långsammare än vid hyper- akut avstötning. invaderas transplantatet också av naturliga mördarceller och, åtminstone i vissa djurmodeller, av makrofager. T- lymfocyter som är de viktigaste cellerna vid transplantation mellan två människor förefaller däremot inte delta. De vita blodkropparna angriper transplantatet vilket resulterar i inflammation i det transplanterade organet. De vita blodkropparna producerar också signalsubstanser som tillsammans med antikroppar och komplement leder till förändringar i de celler som utkläder transplantatets blodkärl, s.k. endotelcellsaktivering och minskar kärlets skydd mot blodproppar. Fibrin och blodplättar ansamlas och leder till proppbildning. Endotelcellsaktiveringen medför också ökad genomsläpplighet i kärlväggen och eventuellt även apoptos, ett slags cellens självmord. Den fördröjda xenoavstötningen anses vara det stora hindret för diskordant xenotransplantation. Om fördröjd avstötning kan förhindras bör även en T-cellsförmedlad reaktion som mera liknar den avstötning som ses vid transplantation mellan två människor uppkomma. Detta s.k. inducerade immunsvar involverar också antikroppar som producerats som ett svar på trans- plantationen (till skillnad från de naturliga antikropparna som finns redan vid transplantationen). Man vet från provrörsförsök att mänskliga T-celler kan reagera mot celler från djur. Detta fenomen är dock sparsamt studerat i djurmodeller men man förmodar att den immun- försvarshämmande behandling som används kliniskt kommer att vara effektiv även mot xenoavstötning som beror på T-lymfocyter. Kronisk avstötning är den viktigaste orsaken till att patienter förlorar sitt transplanterade organ. Denna process leder till förträngning av blodkärlen och bindvävsomvandling av transplantatet. Den kroniska avstötningen påverkas inte bara av immunologiska faktorer utan även av ämnesomsättningsfaktorer som höga blodfetter och blodtryck. Effektiv behandling saknas. Även långtidsöverlevande xenotransplantat torde kunna utveckla kronisk avstötning. Kronisk avstötning efter xeno- transplantation är dock av naturliga skäl föga studerad. 6.1.6Förebyggande av fördröjd xenoavstötning En rad olika åtgärder har föreslagits för att hämma den fördröjda xenoavstötningen. Vissa studeras redan i apmodeller, andra testas fortfarande i provrörsförsök. Att stoppa denna reaktion enbart genom att hämma mottagarens immunsystem riskerar att ge oacceptabla biverk- ningar, bl.a. en uttalad infektionskänslighet. Sannolikt kommer fram- tidens grisar att ha tillförts flera nya gener vilka kodar för ämnen som minskar även de senare faserna av avstötningsreaktionen och sådana grisar är redan under utveckling. Flera av de åtgärder som föreslagits för att hämma den hyperakuta avstötningen har effekt även på de senare delarna av avstötningsförloppet och återkommer därför i detta avsnitt. Minskat antigenuttryck dvs. att reducera grisorganets uttryck av ämnen som upplevs som främmande av mottagarens immunförsvar är ett lovande sätt att hämma alla faser av avstötningsprocessen Även om Gal antigenet kan tas bort helt, som beskrivits i avsnittet om hyperakut avstötning, torde dock andra socker- och proteinmolekyler hos grisen att upplevas som främmande och utlösa åtminstone ett inducerat immun- Hämning av antikroppar och komplement på det sätt som beskrivits vid hyperakut rejektion torde påverka även den fördröjda xeno- avstötningen. Vissa forskare anser dock att fördröjd xenoavstötning kan uppkomma även utan medverkan av antikroppar och komplement. Hämning av endotelcellsaktivering anses vara ett lovande sätt att hämma den fördröjda avstötningen. Man försöker nu att med genteknik öka uttrycket av de signalproteiner i cellen som motverkar en aktivering. Endotelcellens motståndskraft kan också ökas genom introduktion av s.k. skyddande gener som motverkar såväl aktivering som celldöd. tillgänglig farmakologisk immunförsvarshämmande behand- ling kan åtminstone delvis hämma även den fördröjda xenoavstötningen vid transplantation av grisorgan till apa. Det krävs dock en kraftig immunförsvarshämning och det är tveksamt om dessa läkemedels- kombinationer kan användas kliniskt. Nya läkemedel och läkemedels- kombinationer studeras för att hitta behandlingar med mer selektiva effekter. Målet är att hitta läkemedel som hämmar de delar av immunsystemet som reagerar vid xenoavstötning men lämnar övriga delar av immunförsvaret intakt. Biologisk hämning av immunreaktionen : Vissa vävnader i kroppen uttrycker naturligt ämnen som hämmar immunreaktionen, exempelvis uttrycker vissa av testikelns celler ett ämne, Fas-ligand, som hämmar T- celler. Med genteknik skulle t.ex. en grisnjure kunna fås att uttrycka motsvarande ämnen. På så sätt skulle avstötningsreaktionen hämmas lokalt i det transplanterade utan att mottagarens immunförsvar mot t.ex. infektioner påverkas. Induktion av tolerans, dvs. att förbehandla mottagaren så att immun- systemet inte upplever det transplanterade organet som främmande har också föreslagits. Vid tolerans uppstår ingen avstötningsreaktion. Tolerans kan uppnås inför allotransplantation genom medikamentell förbehandling, strålbehandling och överföring av donatorns benmärg till mottagaren. Vid xenotransplantation har tolerans uppnåtts endast i mus- och råttmodeller. Toleransinduktion medför en omfattande behandling och anses inte indicerat vid allo- transplantation. Om toleransinduktion kommer att vara möjlig och lämp- lig vid xenotransplantation är osäkert. 6.1.7Immunreaktionen vid transplantation av celler från djur till människa Immunreaktionen vid transplantation av celler skiljer sig från den som ses efter transplantation av ett helt organ. Vid organtranplantation ansluts organets blodkärl till mottagarens cirkulation. Mottagarens blod kommer då i direkt kontakt med transplantatet och såväl den hyperakuta som den fördröjda xenoavstötningen utspelas huvudsakligen i transplan- tatets blodkärl. Vid celltransplantation innehåller transplantatet inga blodkärl utan cellerna injiceras på lämplig plats och växer mottagarens kärlsystem in i transplantatet. Följaktligen finns inga främmande blodkärl som kan angripas av avstötningsreaktionen. Placeringen av transplantatet påverkar också immunreaktionen. Om celltransplantatet injiceras i blodet blir den tidiga immunreaktionen sannolikt starkare. Om transplantatet istället placeras under t.ex. njurkapseln undviks direkt kontakt med blodet och den tidiga immun- reaktionen mildras. Vissa vävnader har dessutom egenskaper som min- skar den lokala immunologiska reaktiviteten. Exempel på sådana vävna- der är hjärnan och testikeln. Det är omdiskuterat om någon hyperakut avstötning uppstår efter diskordant celltransplantation. Erfarenheter från xenotransplanta- tion av insulinproducerande celler (Langerhanska öar) tyder på att anti- kroppar och komplement binder till de transplanterade cellerna men orsakar mindre skador än vid organtransplantation. Kornceller och makrofager infiltrerar också tidigt transplantatet och kan förstöra en del av cellerna. Det är dock klart att delar av transplantatet även utan behandling överlever . När insulinproducerande celler från icke-transgena grisfoster transplanterades till patienter hade 5 av 10 patienter tecken på överlevande celler varierande mellan och 14 månader. Alla patienterna var njurtransplanterade och stod på immunförsvarshämmande medicinering men ingen behandling gavs för att avlägsna antikroppar eller hämma komplement. Patienterna hade, som förväntat, naturliga antikroppar mot gris vid transplantationen och alla utvecklade också stigande nivåer av antikroppar riktade mot gris efter celltransplantationen. Vid transplantation av nervceller placeras cellerna i hjärnan. Immun- reaktionen i hjärnan skiljer sig principiellt inte från denna i övriga kroppen. Den förmedlas av vita blodkroppar, antikroppar och komplement, men lokalt i hjärnan är immunreaktionen svagare. Hjärnan har få immunologiskt aktiva celler och är skild från blodet genom blod- hjärnbarriären som immunförsvarets celler har svårt att forcera. Även andra faktorer bidrar, bl.a. producerar hjärnans stödjeceller ämnen som Allogena nervcellstransplantat kan överleva utan någon permanent immunförsvarshämmande behandling medan grisnervceller transplanterade till råtta förefaller skyddas från avstötning av läkemedel som är i kliniskt bruk. Ett mindre antal celler skall också ha överlevt hos de patienter i som trans- planterats med nervceller från grisfoster. Dessa patienter fick antingen en måttlig dos immunförsvarshämmande läkemedel (cyclosporin) alternativt förbehandlades cellerna (med temporärt täckande anti- kroppar) för att upplevas som mindre främmande. 6.1.8Hämning av avstötning vid cellulär xenotrans- plantation Den behandling som krävs för att hämma avstötningen av ett celltrans- plantat från djur transplanterat till människa varierar bl.a. beroende på vilka celler som transplanteras, om dessa förbehandlats eller inkapslats och på var i kroppen transplantatet placeras. Flertalet av de strategier som diskuterats för att hämma avstötningen av grisorgan bör dock ha betydelse även vid transplantation av celler. Minskat antigenuttryck dvs. att reducera cellernas uttryck av ämnen som upplevs som främmande av mottagarens immunförsvar torde hämma alla faser av avstötningsprocessen även vid celltransplantation. Hämning av antikroppar och komplement förefaller vara mindre viktigt vid diskordant celltransplantation än vid organtransplantation. Vi vet att människans antikroppar och komplement inte direkt dödar hela transplantatet vid t.ex. transplantation av insulinproducerande celler från gris. Dock verkar en del av cellerna skadas och antikroppar och komple- ment kan också bidra till att aktivera andra delar av immunförsvaret. Sannolikt kan användning av grisar som uttrycker humana komplement- reglerande molekyler vara av värde även vid celltransplantation. tillgänglig farmakologisk immunförsvarshämmande behand- ling kan framgångsrikt hämma avstötningsprocessen efter transplantation av insulinproducerande celler eller nervceller från gris till råtta. Studier pågår även i apmodeller. Även vid cellulär xeno- transplantation studeras nya läkemedel och läkemedelskombinationer för att hitta sätt att mer selektivt hämma avstötningen. Biologisk hämning av immunreaktionen : Som nämnts ovan uttrycker vissa celler spontant immunförsvarshämmande ämnen. Vid cell- transplantation kan transplantatet blandas med sådana celler för att lokalt hämma avstötningen. En annan möjlighet vore att med genteknik få själva transplantatet att uttrycka sådana ämnen. Induktion av tolerans, dvs. att förbehandla mottagaren så att immun- systemet inte upplever det de transplanterade griscellerna som främ- mande, fungerar endast på möss. Att toleransinduktion skulle bedömas lämplig vid cellulär xenotransplantation ter sig mindre sannolikt såväl med tanke på indikationerna för celltransplantation (invalidiserande men vanligen inte akut livshotande åkommor) som de alternativa möjligheter som föreligger för att hämma reaktionen mot cellulära xenotransplantat. Förbehandling av transplantat : Vid transplantation av celler före- ligger speciella möjligheter att minska immunreaktionen. Celler kan odlas före transplantationen. kan transplantatet förbehandlas för att minska den stimulerande effekten på immunsystemet, t.ex. genom att vissa celltyper i transplantatet avlägsnas. Gener som kodar för skyddande ämnen skulle också kunna tillföras under odlingsfasen. Inkapsling: Cellulära transplantat kan också inneslutas i porösa membran som släpper igenom näringsämnen och syrgas men stänger ute immunförsvarets celler. Dessa plast- eller gelkapslar skyddar i sig allo- transplantat men vid xenotransplantation är immunreaktionen kraftigare och sannolikt behöver inkapslingen kombineras med immun- försvarshämmande behandling. Problem föreligger fortfarande med dessa kapslars vävnadsvänlighet. Om ärrvävnad utvecklas runt mem- brankapseln minskar näringstillförseln och transplantatet dör. Transplantation till immunologiskt priviligierade platser i kroppen: Det immunologiska förloppet påverkas också av var celltransplantatet injiceras. Hjärnan och ryggmärgen är ett exempel på vävnader med låg immunologisk reaktivitet. Andra exempel är testikeln och ögat. Som framgår ovan föreligger en rad möjligheter att hämma avstötningen av celltransplantat. Sannolikt behöver en kombination av åtgärder användas. Vävnader från transgena grisar i kombination med immunförsvarshämmande behandling av mottagaren kan vara en möjlig- het. Ett annat exempel är de binjureceller från kalv som transplanterats till cancerpatienter med svår smärta. I denna studie kombinerades inkapsling av cellerna i en plastkapsel med placering på en immuno- logiskt lågreaktiv plats, ryggmärgskanalen. Studieresultaten är ännu inte publicerade. Immunreaktionen vid transplantation från djur till människa är annorlunda och vanligen kraftfullare än den vid transplantation mellan två människor. Inmmunreaktionens karaktär påverkas av vilken art som används som ursprungsdjur. Ur immunologisk synvinkel skulle med människan närbesläktade apor vara de lämpligaste ursprungsdjuren. Baserat på tillgänglighet, smittrisker m.m. anses istället grisen vara att föredra. Denna översikt fokuserar därför på den immunreaktion som kan förväntas vid transplantation av grisorgan till människa. Immunreaktionens första fas, den s.k. hyperakuta avstötningen är en kraftfull immunologisk process som kan förstöra t.ex. en grisnjure inom minuter till timmar. Processen utlöses av att antikroppar i mottagarens blod fäster till främmande ämnen i det transplanterade organets blodkärl. Antikropparna binder sedan komplement - ett immunsystemets kemiska vapen som cirkulerar i blodet i inaktiv form men aktiveras vid bindning till antikroppar. Processen skadar blodkärlen och ger upphov till blödningar och pro ppbildning som leder till att blodcirkulationen upphör och njuren dör. En orsak till det snabba händelseförloppet är att människan redan före transplantationen har antikroppar riktade mot gris. Huvuddelen av dessa antikroppar är riktade mot en speciell sockerstruktur på ytan av grisens celler benämnd Galaktos 1,3Galaktos (härefter förkortad Gal ). Vissa apor har också, liksom människan, antikroppar riktade mot Gal . Därför kan hyperakut avstötning och andra immunologiska effekterna av Gal studeras genom transplantation av grisorgan till sådana apor. Den hyperakuta avstötningen påverkas inte av konventionella immunförsvarshämmande läkemedel. Däremot kan man förhindra hyperakut avstötning genom att ta bort eller blockera antikropparna eller komplementet. En faktor som bidrar till den hyperakuta avstötningen är artspecificiteten hos de reglerande ämnen som hindrar komplementet att skada den individens egna celler. Detta innebär att de komple- mentreglerande molekyler som finns i grisnjuren inte fungerar mot komplementet i mänskligt blod. finns grisar som tillförts gener för mänskliga komplementreglerare, t.ex. mänskligt DAF (decay accele- rating factor). Om organ från sådana DAF-transgena grisar transplanteras till apa sker ingen hyperakut avstötning. Man försöker också med genteknik framställa grisar som inte har Gal på sina cellytor. Grisorganen skulle då upplevas som mindre främmande, något som inte bara skulle kunna bidra till att förhindra hyperakut avstötning utan också mildra de senare faserna i avstöt- ningsprocessen. Om hyperakut avstötning förhindras uppträder inom något reaktion som kallas fördröjd xenoavstötning. I denna fas deltar såväl vita blodkroppar som antikroppar och komplement. reaktion angriper i första hand det transplanterade organets blodkärl och ger förändringar i de celler (endotel) som täcker kärlens insida. Denna s.k. endotelcellsaktivering leder bl.a. till att kärlets skydd mot blodproppsbildning försämras. Blodproppar och kärlspasm gör att blod- cirkulationen minskar. Cellangreppet ger inflammation och försämrad funktion i hela organet som gradvis förstörs. Den fördröjda xeno- avstötningen anses vara det stora hindret för transplantation av grisorgan till människa. Nästa steg i avstötningsförloppet utgörs av det inducerade immunsvaret som omfattar dels en cellulär immunreaktion dels anti- kroppar som producerats som ett svar på transplantationen (till skillnad från de antikroppar som finns redan vid transplantationen). Liknande immunologiska reaktioner uppstår även vid transplantation mellan två människor och det är ännu oklart om denna del av immunreaktionen är påtagligt annorlunda än vid xenotransplantation. Transgena grisorgan har ännu inte transplanterats till människa. Ett mindre antal transgena grislevrar har dock utanför kroppen temporärt anslutits till patienters cirkulation men någon redogörelse för den immunologiska reaktionen har ännu inte publicerats. Organ från trans- gena grisar utvärderas däremot genom djurexperimentella studier. Om grisorgan som uttrycker humant DAF transplanteras till apor uppstår ingen hyperakut avstötning. Det anses sannolikt, men är ännu inte visat, att samma skydd mot hyperakut avstötning kommer att ses även hos människa. Om apan dessutom behandlas med immunförsvarshämmande läkemedel kan organen överleva till månader.