TRANSPLANTASYON İMMÜNOLOJİSİ Transplantasyon, hastaların hayatlarını kurtaran ve yaşam kalitesini yükselten bir tedavi yöntemidir. Nakilin başarısı, transplantasyon immünolojisindeki gelişmeler ile her yıl daha da artmaktadır. Transplantasyon immünolojisinin kronolojik gelişimi; MÖ 200: Çin de Kalp nakilleri denemeleri MÖ 600: Otolog deri transplantasyonları (Hindu cerrah Sushruta- yüz plastik cerrahisi) Modern transplantasyon dönemi ise 18. Yüzyılın sonlarında deneysel cerrahinin babası olarak da bilinen Hunter tarafından başlatılmış olarak kabul edilmektedir. 1912 de Carrel vasküler anastomoz tekniği ile Nobel ödülü almış ve teknik olarak başarılı nakillerin yolunu açmıştır. Daha sonra biyolojik özelliklerden immün sistem üzerine yoğunlaşılmış ve gerçek başarı ancak immünolojik gelişmelerden sonra mümkün olabilmiştir. İlk kan transfüzyonları 17. yy de hayvanlar ve insanlar arasında denenmiş ve alınan ürkütücü sonuçlar nedeniyle bu konu 150 yıl boyunca bir daha gündeme gelmemiştir. 1900 yılında Landsteiner ve Miller insanları kanlarındaki aglutininlere göre gruplandırarak (Landsteiner, ABO kan grupları varlığını ortaya koyarak 1930 yılında Nobel ödülü almıştır) transfüzyonları tekrar gündeme getirirken, doku tiplendirmesinin de yolunu açmışlardır. 1923 de Williamson homolog ve otolog greftlemeyi kıyaslayarak doku tiplendirmesi için çalışmaların başlamasına sebep olmuştur. 1930 larda moleküler genetikçi George Snell farelerde histokompatibilite lokusu olan H-2 lokusunu keşfetmiştir. 1937 de Gorer insanlarda ilk histokompatibilite antijenini tanımlamış ve öz olan/olmayan ayrımını izah etmiştir. 1943 de Medawar tavşanlarda deri grefti çalışmaları yapmış ve otogreft-homogreft ayrımında akraba olanlarla olmayanların farklılığını ortaya koymuştur. II. Dünya savaşında yanıklı hastaların tedavisinde plastik cerrah Gibson ile işbirliği yaparak immün yanıtın 3 temel özelliğini (tanıma, yıkım ve hafıza) tanımlamıştır. 1952 de Dausset birden çok kan transfüzyonu yapılanlarda lökoaglutininler oluştuğunu gözlemleyerek insanlarda HLA lokuslarının keşfine giden yolu açmıştır. 1958 de van Rood ve arkadaşları, serumda lökosit antijenlerine karşı gelişmiş antikorları göstermişlerdir. 1964 de Terasaki ve arkadaşları sitotoksik antikorları kullanarak mikrolenfositotoksisite yöntemi ile antijenlerin serolojik olarak tanımlanmasını sağlamışlardır.
İmmünosupresyon, 1950 lerde John Loutit tarafından total vücut radyasyonu (TBI) ile farelerde denenmiş, 1958 de Murray (Boston) ve Hamburger (Paris) tarafından ayrı ayrı insanlara uygulanmıştır. 1960 larda AZT geliştirilmiş ve transplantasyonda kullanılmış. Ardından Starzl AZT ile kortikosteroidi kombine ederek başarının artmasını sağlamıştır. 1960 ve 1970 lerden itibaren poliklonal antikor teknolojisi, siklosporinin keşfi, 1980 lerde monoklonal antikor teknolojisinin keşfi ile bu konudaki gelişmeler hız kazanmış, daha modern immünosupressif ajanların keşfi ile neredeyse doku uyumuna bakılmaksızın transplantasyonlar yapılmaya başlamıştır. Transplantasyon başarısı, alıcının, verici dokuya karşı immün yanıt geliştirip geliştirmemesine bağlıdır. Bu amaçla, hastanın immünolojik açıdan nakil öncesi ve sonrası dönemde birçok parametresinin değerlendirilmesi gerekmektedir. Nakil öncesi dönemde bakılan parametreler: 1. Kan grubu tayini 2. HLA doku tiplendirmesi 3. Anti-HLA antikor tespiti 4. Cross-match testi Nakil sonrası dönemde bakılan parametreler: 1. scd30 düzeyi 2. C4d birikim düzeyi 1. Kan grubu tayini: Kan transfüzyonu kurallarına göre belirlenir. Zorunlu bir durumda kan grubu uyumsuz organ transplantasyonları gerçekleştirilebilir. Ancak bu durumda nakil öncesi plazmaferez, immünoadsorbsiyon gibi yöntemlerle antikor titresi azaltılmalı, gerekirse splenektomi yapılmalı ve IV immünglobulin tedavisi uygulanmalıdır. Nakil sonrası dönemde ise özellikle antikor oluşumunu önleyen immünsüpresif tedavi seçilmelidir. 2. HLA antijenlerinin belirlenmesi: İmmün yanıt gelişimini tetikleyen en önemli faktörlerden biri HLA (İnsan Lökosit Antijeni-Human Leukocyte Antigen) sistemidir. İlk olarak insan lökositleri üzerinde tespit edildiği için HLA adı verilen bu antijen sistemine daha sonra MHC (Büyük Uyumluluk Kompleksi-Major Histocompatibility Complex) denilmeye başlanmıştır. MHC gen bölgesi, 6. Kromozom (6p21.31) üzerinde yerleşmiş olup, yaklaşık olarak 4 Mbç lik bir yer kaplar. MHC proteinleri bilinen en polimorfik proteinlerdir. Polimorfizmler, peptid bağlayıcı yarığın içinde ve çevresindeki amino asit rezidülerine bağlı olarak gelişir. Ko-dominant olarak Mendel Yasasına göre kalıtılırlar (Şekil.1). MHC antijenleri, yabancı antijenlere karşı normal immun cevapta önemli rol oynarlar. Bu moleküller daima kuvvetli ve hızlı rejeksiyon reaksiyonlarından sorumludurlar. Aynı MHC moleküllerini eksprese eden bireyler birbirlerinin doku greftlerini kabul edebilirler veya farklı MHC gen bölgelerine sahip bireyler arasında greft rejeksiyonu gelişir. Bu nedenle, MHC molekülleri greft rejeksiyonun temel belirleyicileridirler. MHC genleri, Sınıf I (telomerik), Sınıf II (sentromerik) ve Sınıf III (ara bölge) olmak üzere 3 temel bölgeden oluşmaktadır (Şekil.1). Sınıf I gen bölgesi antijenleri (HLA-A,B,C), farklı moleküler yapıda iki polipeptid zincirden oluşmaktadır (Şekil.2). Sınıf I HLA molekülleri, endojen peptidlerin CD8+ T hücrelerine sunumunda görev alırlar. Sınıf I antijenler, tüm çekirdekli hücrelerde eksprese olurlar. Sınıf II gen bölgesi antijenleri (HLA-DR,DQ,DP),
farklı moleküler yapıda iki polipeptid zincirden oluşmaktadır (Şekil.2). Sınıf II HLA molekülleri, ekzojen peptidlerin CD4+ T hücrelerine sunumunda görev alırlar. Sınıf II antijenler, dendritik hücreler, aktive makrofajlar, B lenfosit hücreleri, aktive T hücreleri ve vasküler endotel hücreleri yüzeyinde eksprese olurlar. HLA antijenleri serolojik ve moleküler olmak üzere 2 metot ile tespit edilebilir. Serolojik yöntem (mikrolenfositotoksisite) antikor ile kaplı plaklara bireyin lenfositlerinin eklenmesi ile yapılır. Antijen-antikor etkileşimi ile meydana gelen ölü hücrelerin oranına göre değerlendirilir. Çoğunlukla Sınıf I antijenlerin tespitinde kullanılır. Moleküler metotta ise polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) yöntemi kullanılır. PZR-SSP, diziye özgü primerler ile DNA nın amplifikasyonu, PZR-SSO, diziye özgü oligonükleotidler ile DNA nın amplifikasyon ve hibridizasyonu ve PZR-SBT yöntemi ise amplifiye edilmiş ürünün dizi analizi şeklindedir. Homozigot sonuçlarda güvenilir olması, hücre canlılığı ve yüzeyindeki ekspresyona bağlı olmaması, DNA nın kolay elde edilebilir olması ve testin kolay tekrarlanabilir olması moleküler yöntemlerin avantajlarıdır. 3. Anti-HLA antikor tespiti (Panel Reaktif Antikor-PRA): Kan transfüzyonları, gebelik veya önceki nakiller sonrasında yabancı HLA antijenlerine karşı oluşmuş anti-hla antikorların tespit edilmesi önemlidir. Hastada vericinin HLA antijenlerine karşı oluşmuş antikorların varlığında yapılan nakillerde hiperakut rejeksiyon, vericiye özgül olmayan antikorların varlığında da kronik rejeksiyon gelişme riski oldukça fazladır. Anti-HLA antikorlarının tespitinde kullanılan yöntemler; a) Serolojik yöntem (Komplemana bağımlı yöntem-cdc): Hücre bazlı bir test olduğu için değerli fakat spesifitesi ve sensitivitesi düşük bir testtir. b) ELISA yöntemi: Daha duyarlı, daha güvenilir ve daha hızlı bir testtir. HLA sınıf I ve II antijenlerine karşı oluşan IgG antikorlarının in vitro tesbiti için dizayn edilmiş, solid faz enzime bağlı immunosorbent bir test sistemidir. c) Flow Sitometri yöntemi: Florasan boyalarla konjuge edilmiş antikorların kullanılması ile IgG yapısındaki antikorların tespitine dayanır. 4. Cross-match (çapraz uyum) testleri: Solid organ transplantasyonu öncesinde uygulanan, alıcının serumu ile vericinin lenfositlerinin karşılaştırıldığı testlerdir. Serolojik (CDC), ELISA ve flow sitometri yöntemleri kullanılarak yapılır. Flow sitometri yöntemi komplemana bağlı olmayan dolayısıyla serolojik yöntem ile tespit edilemeyen antikorların tespitinde önemlidir. Nakil öncesi en az 2 farklı yöntem ile hasta ve vericisine uygulanmalıdır. Serolojik ve ELISA yöntemlerinin pozitif sonuç vermesi nakil için kontrendikasyondur. Flow sitometri de ise T lenfosit pozitifliği nakil için kesin kontrendike iken, B lenfosit pozitifliği ise hastanın otoantikor düzeyi ve HLA olmayan antikor pozitifliği ile ilişkili olabileceğinden hastaya göre değerlendirilir. 5. scd30 düzeyi: T hücrelerinin aktivasyonu sonrasında, scd30 (~85kD) kan dolaşımına salınır. T hücreleri immün regülasyonunda rol oynar. scd30 düzeyinin yüksek olması ile rejeksiyon arasında ilişki saptanmıştır. Nakil öncesinde ve sonrası 1,3,5,7,9,14.günlerde scd30 düzeyi ölçümü rejeksiyonun erken belirteci olarak kullanılır. 6. C4d birikmi: İlk kez 1993 yılında Feuht tarafından C4d nin peritubuler kapillerde depolandığı gösterilmiştir. C4d depolanması saptanan hastalarda greft survisi anlamlı derecede düşük bulunmuş, rejeksiyonun göstergesi olarak kabul edilmiştir.
Karaciğer/ kalp nakillerinde bakılan parametreler: 1. Kan grubu 2. Kilo/ boy indeksi 3. HLA doku grubu? 4. Anti-HLA antikoru? 5. Cross-match? Böbrek nakillerinde bakılan parametreler: 1. Kan grubu 2. HLA doku grubu 3. Anti-HLA antikoru 4. Cross-match 5. scd30 6. C4d düzeyi REJEKSİYON TİPLERİ Rejeksiyon, greft yetmezliğinin en önemli sebebidir. Genel olarak rejeksiyon hiperakut, akut ve kronik olmak üzere 3 temel şekli gözlenir. Hiperakut rejeksiyon: Daha önceden oluşmuş sitotoksik antikorlar tarafından oluşturulur ve nakil öncesi yapılan cross match testi negatif olduğu sürece nadir görülen bir olaydır. Vasküler anastomozlar yapıldıktan hemen sonra olabildiği gibi nakilden sonraki 3 gün içerisinde de gözlenebilir. Akut rejeksiyon: 'Akut rejeksiyon' terimi, akut hücre aracılı rejeksiyondur. Ancak, akut rejeksiyondan sorumlu olan iki immünopatolojik mekanizma vardır: hücre aracılı immünite ve antikor-aracılı (humoral) immünite. Hücre aracılı akut rejeksiyon, erken rejeksiyonun en yaygın şeklidir ve tubulointerstisyel ve vasküler formları vardır. Tubulointerstisyel hücre aracılı akut rejeksiyonda birincil anomaliler interstisyumdadır. İnterstisyum yaygın olarak ödemli, az miktarda monosit ve plazma hücresi ile çoğu transforme olmuş lenfositler tarfından infiltre olarak gözlenir. Vasküler rejeksiyonda, lenfositler, monositler ve köpük hücreleri arteriyel endoteli zayıflatabilirler. Endotelyal hücreler, şişkin ve sıklıkla vakuollüdür ancak arter duvarı nekrozu bu tip rejeksiyonun karakteristik bir özelliği değildir. Antikor aracılı akut rejeksiyon, duvarda fibrinoid nekroz ile lenfosit, monosit ve nötrofil proliferasyonunu da içeren nekrotizan arteritle karakterizedir. Kapillerde kompleman bileşeni C4d yaygın olarak bulunur. Kronik rejeksiyon: Kronik allograft nefropati (KAN) terimi, kronik rejeksiyon yerine tercih edilen bir terimdir. Arterler, tübüller, interstisyum ve glomerullerde kronik değişiklikler ile karakterizedir. Kronik değişikliklerin çoğu immünolojik aracılı olan ya da olmayan kronik organ hasarının farklı şekillerinden kaynaklanabilir. Bunlar kronik rejeksiyon, kronik kalsinörin inhibitör toksisitesi, nefroskleroz, kısmi obstrüksiyon, reflü ve kronik enfeksiyondur.
MHC Polimorfizmin Özellikleri Kodominant aktarım Şekil.1. Ko-dominant kalıtım MHC Sınıf II MHC Sınıf I Şekil.2. Sınıf I ve II molekül yapıları