Посттрансфузионная реакция трансплантат против хозяина (ПТ-РТПХ) — очень редкое, но смертельно опасное осложнение, возникающее после трансфузии компонентов крови. Врачи, сталкивающиеся с трансфузиями компонентов крови, должны иметь в виду возможность развития посттрансфузионной реакции в варианте трансплантат против хозяина для своевременного диагностирования и начала специфической терапии этого осложнения.
Историческая справка
Реакцию трансплантат против хозяина (РТПХ) впервые наблюдал американский исследователь B. Murphy в 1916 г. Он установил, что в тканях куриных эмбрионов при инокуляции клеток от взрослых животных образуются необычные узелки и, тем самым, по сути, первым описал иммунное воспаление.
Позже, в 1957 г., R. Billingham и L. Brent, а также М. Simonsen независимо друг от друга в опытах на мышах наблюдали, что введение мышиным эмбрионам лимфоидных клеток половозрелых животных вызывает заболевание, характеризующееся специфической клинической картиной и высокой летальностью. Большинство животных умирали от синдрома, сходного с острой РТПХ, в то время как у меньшей части животных развивался синдром, который получил название «Рант-болезнь» или «карликовая болезнь» (runt disease).
В 1959 г. Р. Terasaki установил, что основными эффекторными клетками, ответственными за иммунное воспаление, в реакции РТПХ были донорские лимфоциты. В Японии в 1955 г. Т. Shimoda зарегистрировал 12 пациентов с «послеоперационной эритродермией». Эта новая болезнь характеризовалась эритемой на коже, температурой, тяжелым состоянием пациентов после операции на сердце и гемотрансфузии. Из 12 случаев 6 закончились летальным исходом. Возможно, все эти случаи являются первым клиническим описанием «посттрансфузионной реакции трансплантат против хозяина» (ПТ-РТПХ).
Поскольку культура лимфоцитов периферической крови у реципиентов после гемотрансфузий содержала две популяции лимфоцитов – донора и реципиента, синдром описывался как «возможная РТПХ». Первый случай ПТ-РТПХ, доказанный с помощью биопсии кожи и тканевого типирования, описал в 1968 г. R. Hong.
В 1984 г. Y. Aoki et al. впервые сообщили о развитии «послеоперационной эритродермии» у иммунокомпетентного пациента и обнаружили инфильтрацию донорскими лимфоцитами кожи и костного мозга пациента. Был сделан вывод, что «послеоперационная эритродермия» и РТПХ имеют одни и те же условия возникновения и механизмы. Это исследование повлияло на дальнейшее развитие трансфузиологии.
Т. Sakakibara et al. в 1986 г. доказали наличие лимфоцитов в периферической крови пациента, имеющих иной фенотип HLA (human leucocyte antigens — антигены тканевой совместимости), нежели лимфоциты пациента с ПТ-РТПХ. К. Ito et al. показали, что эритема у иммунокомпетентных пациентов в послеоперационном периоде является одним из симптомов ПТ-РТПХ на основании того, что фенотип лимфоцитов гомозиготного донора отличался от гетерозиготного фенотипа пациента.
В 1988 г. Н. Matsushita et al. сообщили о наличии в коже, селезенке и костном мозге у двух пациенток с ПТ-РТПХ лимфоцитов с половым Y-хроматином доноров-мужчин. В 1989 г. в Японии был проведен анализ историй болезни 63 257 пациентов после операций на сердце (с 1980 по 1985 г.). Обнаружено 96 случаев ПТ-РТПХ (у 1 из 658 пациентов). Из 14 случаев гемотрансфузий у новорожденных 13 из них получали кровь своих отцов. Это наблюдение легло в основу предупреждения риска ПТ-РТПХ при переливании крови от близких родственников.
Эпидемиология
Частота встречаемости ПТ-РТПХ составляет от 0,1 до 1% при трансфузиях в группах риска. Математическая модель рисков, предложенная на сочетании серологических и молекулярно-генетических анализов, показала, что вероятность возникновения ПТ-РТПХ следующая: для белых в США — 1 на 17 700 до 39 000, немцев — 1 на 6 900-48 500, японцев — 1 на 1 600-7 900. При переливаниях компонентов крови (КК) от родителей риск ПТ-РТПХ увеличивается в 21 раз для белых в США, в 18 раз — немцев и в 11 раз — японцев. Среди всех осложнений после гемотрансфузий ПТ-РТПХ занимает последнее место — 0,14%.
Патогенез
Основным механизмом ПТ-РТПХ считается воздействие жизнеспособных донорских лимфоцитов, содержащихся в КК, на ткани реципиента и неспособность иммунной системы хозяина распознать и устранить лимфоциты из-за дефекта клеточного иммунитета или из-за общего HLA-гаплотипа между донором и реципиентом. Как правило, жизнеспособные донорские лимфоциты распознаются и уничтожаются иммунной системой реципиента.
В случае общего гаплотипа донорские лимфоциты несут те же HLA антигены, что и у реципиента, поэтому не распознаются как чужеродные. Одновременно клетки крови и ткани реципиента отличаются по HLA-антигенам, поэтому вызывают иммунный ответ со стороны лимфоцитов донора. В случае иммунодефицитных состояний выраженность иммунного ответа со стороны лимфоцитов донора больше, чем у реципиента, поэтому происходит их неконтролируемая пролиферация.
Дальнейший патогенез по основным этапам соответствует РТПХ после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (алло-ТГСК), который достаточно хорошо изучен. Лимфоциты донора взаимодействуют с антиген-презентирующими клетками реципиента, пролиферируют и дифференцируются в следующие субпопуляции Т-клеток: Tconl, имеющие прямую цитотоксичность за счет секреции гранзимов и перфоринов, Т-хелперы 1,2 и 17-го типов, вызывающие апоптоз преимущественно через сигнальную систему Fas-лиганда.
Активированные Т-клетки также секретируют большое количество цитокинов, основными из которых являются фактор некроза опухоли, интерферон-гамма, интерлейкины 2, 6, 8, 17, которые поддерживают персистенцию РТПХ, а также могут привлекать в очаги воспаления миелоидные клетки реципиента. Типичное поражение кожи, печени, желудочно-кишечного тракта и кроветворной системы обусловлено присутствием в этих органах большого количества антиген-презентирующих клеток.
Кроме того, путем клонирования лимфоцитов периферической крови пациентов с ПТ-РТПХ были получены донорские клоны В-клеток. В-клетки продуцировали цитотоксические IgG, направленные против клеток пациента HLA-класса II. В результате происходит разрушение тканей-мишеней, что находит отражение в клинической картине ПТ-РТПХ.
Этот синдром, при котором донорские лимфоциты атакуют ткани хозяина и вызывают острое иммунное воспаление, является главной проблемой реципиентов аллогенного костного мозга. Он называется «реакцией трансплантат против хозяина». ПТ-РТПХ чаще возникает после гемотрансфузии у иммунокопрометированных пациентов. При определенных обстоятельствах у пациента может возникнуть приобретенный клеточный иммунный дефект либо в результате болезни, либо получаемой терапии (химиотерапия, лучевая терапии, терапия глюкокортикостероидами (ГКС) и др.).
ПТ-РТПХ может возникнуть и у иммунокомпетентных пациентов, когда HLA-гетерозиготный реципиент получает кровь от донора, гомозиготного по одному из гаплотипов пациента. Реципиент в этом случае толерантен к донорским клеткам, донорские лимфоциты приживаются, пролиферируют и реагируют на имеющийся у реципиента антиген.
Группы населения с меньшим количеством HLA-разнообразия, таких как японская популяция, имеют более высокий уровень ПТ-РТПХ за счет более высокой вероятности встречи неродственного донора с гомозиготным гаплотипом и гетерозиготного пациента. Частота ПТ-РТПХ в японской популяции в 10-20 раз выше, чем в Северной Америке.
Клиническая картина
Клиническая картина ПТ-РТПХ и РТПХ после алло-ТГСК имеют много общего. Поражение носит мультисистемный характер. Органы-мишени: кожа, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), печень и костный мозг. Первыми признаками болезни, как правило, являются фебрильная температура более 38°C (у 67,5% пациентов) и сыпь на кожных покровах (у 80,2% больных).
Средний интервал между трансфузией и началом фебрильной лихорадки составляет 4-10 сут. У детей интервал от трансфузии до появления температуры — в среднем 28 сут.
Клиника повреждения кожи может варьировать от сыпи макулопапулезного, эритематозного характера до буллезной сыпи геморрагического характера. Элементы сыпи могут сливаться и поражать обширные участки кожи. Чаще сыпь появляется на туловище, затем распространяется на конечности, ладонные и подошвенные поверхности.
Проявления ПТ-РТПХ со стороны ЖКТ: боли в животе, диарея разной степени выраженности (у 43,1% пациентов), анорексия, тошнота, рвота, дискомфорт в эпигастральной области. Вовлечение печени является непостоянным симптомом. Гепатомегалия при ПТ-РТПХ встречается в 13,5% случаев, синдром цитолиза (повышение уровня трансаминаз) и/или внутрипеченочный холестаз (повышение уровня щелочной фосфатазы, прямого билирубина) у 66,4% больных.
Несмотря на яркость проявления ПТ-РТПХ со стороны кожи, ЖКТ и печени, основным органом-мишенью для лимфоцитов донора становится костный мозг реципиента. Именно осложнения, связанные с панцитопенией, являются наиболее частой причиной смерти пациентов. Костномозговая недостаточность проявляется в первую очередь лейкопенией, нейтропенией и, как правило, является поздним (медиана 16 сут) симптомом ПТ-РТПХ. У детей интервал от трансфузии до лейкопении больше, чем у взрослых (медиана 43 сут).
Диагностика
Диагноз ПТ-РТПХ основан на сочетании характерных клинических данных, результатах биопсии тканей в соответствии с критериями РТПХ, определении лейкоцитарного химеризма и донорских лимфоцитов в тканях реципиента. Диагностику ПТ-РТПХ следует проводить всем пациентам, у которых в течение 1-2 мес. после переливания КК появляются: высокая температура, высыпания на коже, симптомы со стороны ЖКТ и гепатобилиарной системы, панцитопения.
Гистологические исследования кожи, печени, слизистой толстой кишки проводят при вовлеченности этих органов. Дифференциальный патолого-анатомический диагноз необходимо проводить с токсикодермией и аллергической реакцией на лекарственные препараты.
Характеристика изменения в коже при РТПХ: вакуолизация базальных клеток эпидермиса (I степень); мононуклеарная клеточная инфильтрация и дегенерация базальной мембраны эпидермиса (II степень); формирование булл (III степень); язвенные изменения кожи (IV степень). I и II степени РТПХ кожи являются наиболее распространенными при ПТ-РТПХ. При гистологическом исследовании РТПХ кожи отличительными являются наличие фигур апоптоза, снижение содержания в очаге воспаления Т-регуляторных клеток (при окраске на FOXP3) и клеток Лангерганса (окраска на CD 1а), что отличает этот дерматоз от токсикодермии и реакции на препараты.
При гистологическом исследовании печени отмечают дегенеративные изменения желчных протоков, перипортальную мононуклеарную инфильтрацию.
Гистологические изменения в слизистой толстой кишки включают лимфоцитарную инфильтрацию с апоптозом эпителиальных клеток или тотальную потерю отдельных крипт при тяжелых формах.
Гистологическое исследование костного мозга. Аплазия костного мозга встречается у 22,7% пациентов. Гипоцеллюлярный костный мозг с лимфоцитарной или гистиоцитарной инфильтрацией — у 17,2% больных ПТ-РТПХ. Часто встречается выраженный гемофагоцитоз.
HLA-типирование с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) имеет принципиальное значение в диагностике ПТ-РТПХ. Обнаружение донорских клеток или донорской ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), находящихся в периферической крови, костном мозге или в клеточных инфильтратах (в тканях-мишенях) пациента, в сочетании с клинической картиной подтверждает диагноз ПТ-РТПХ. Идентификация донорской ДНК у пациента подтверждает приживление чужеродных клеток.
В ряде случаев, когда у пациента с ПТ-РТПХ развиваются нейтропения и аплазия костного мозга, получить «чистую» ДНК (только ДНК больного) из периферической крови и костного мозга не представляется возможным. В этих случаях в качестве источника ДНК хозяина используют альтернативные ткани, такие как фибробласты кожи, волосы, ногти или клетки, полученные при буккальном соскобе. Если все же выделить ДНК у реципиента невозможно, то в качестве альтернативного источника ДНК могут быть привлечены родственники пациента (родители и сиблинги).
Оценка аллельной дискриминации высокополиморфных маркеров. Определение донорского химеризма выполняется с использованием высокополиморфных маркеров — микросателлитных тандемных повторов (short tandem repeats, STR). После проведения реакции амплификации проводится капиллярный электрофорез с последующим анализом аллельной дискриминации методом фрагментного анализа.
Исследование кариотипа клеток пациента и донора. Выявление Y-хромосом методом ПЦР в образцах тканей пациентов с подозрением на ПТ-РТПХ. Перелитые с клеточными КК лимфоциты могут, оставаясь жизнеспособными, сохраняться в организме хозяина и не вызывать клинику ПТ-РТПХ. Это явление называется микрохимеризмом. Присутствие лимфоцитов донора в организме реципиента без клинической картины не является подтверждением диагноза ПТ-РТПХ.
Смешанный химеризм, то есть присутствие в организме хозяина гемопоэтических клеток донора, регистрируется у пациентов после аллогенной трансплантации ГСК, что является ожидаемым результатом терапии. Микрохимеризм был выявлен у реципиентов после трансплантации солидных органов, но у этих пациентов не обнаружено никаких признаков РТПХ. Присутствие донорских лимфоцитов до 7 сут без признаков РТПХ было исследовано у пациентов, которые перенесли трансфузию препаратов крови после хирургических операций.
Дифференциальная диагностика
ПТ-РТПХ является заболеванием, требующим высокой настороженности. Поскольку ПТ-РТПХ — крайне редкое осложнение, лечащие врачи в первую очередь связывают клиническую симптоматику с реакцией на лекарственные препараты, вирусными экзантемами, аутоиммунными состояниями.
Часто устанавливается в качестве основного сопутствующий диагноз, который является следствием ПТ-РТПХ это инфекционные осложнения на фоне агранулоцитоза: тяжелый сепсис, септический шок с полиорганной недостаточностью. Кроме того, в рутинной клинической практике диагноз ПТ-РТПХ выставляется с задержкой или вовсе верный диагноз не устанавливается.
Поэтому ПТ-РТПХ следует подозревать у всех пациентов с сыпью на коже, лихорадкой, нарушением функции печени, панцитопенией и диареей после недавнего (60 дней) переливания крови в анамнезе. Особенно затруднительно подозревать ПТ-РТПХ у новорожденных детей. Кожные высыпания у пациентов этой категории очень распространены (эритема возникает у 9-12% пациентов) из-за физиологической эритемы новорожденных, использования кувезов для поддержания температуры тела и фототерапии. Покраснение кожных покровов, кожная сыпь могут быть недооценены. А длительный период от трансфузии до первых проявлений ПТ-РТПХ (средний интервал 4 нед.) заставляет расценивать симптомы ПТ-РТПХ как признаки недоношенности или основного заболевания.
Лечение
В качестве терапии ПТ-РТПХ традиционно используют те же препараты, что и для лечения РТПХ после алло-ТГСК: ГСК, ингибиторы кальциневрина (циклоспорин А, такролимус), антитимоцитарный глобулин, внутривенный иммуноглобулин G. В литературе описан единичный случай успешной алло-ТГСК.
Несмотря на попытки использовать новые препараты, такие как антагонисты фактора некроза опухоли-альфа и антитела к рецептору интерелейкина-2, это значимо не улучшило прогноз пациентов с ПТ-РТПХ. Выживаемость как в 1990-х, так и в 2000-х годах не превышала 10%.
Радикальным методом лечения может быть алло-ТГСК. Однако, учитывая быстрое прогрессирование заболевания и неудовлетворительный физический статус пациентов, зачастую оказывается недостаточно времени для HLA-типирования и поиска потенциальных доноров ГКС. Также есть единичные сообщения, что при наличии ранее заготовленного аутологичного костного мозга может быть применена терапия: ГКС, циклоспорин А, далее кондиционирование с использованием высоких доз циклофосфамида, антитимоцитарного глобулина с последующей ауто-ТГСК.
Летальность и причина смерти
Неконтролируемые инфекции — сепсис, кровотечения и множественная органная дисфункция являются наиболее частой причиной смерти. Время наступления летального исхода около 3 нед. после появления первых симптомов ПТ-РТПХ или 51 день от трансфузии КК. Летальность больных при развитии ПТ-РТПХ составляет от 90 до 100%.
Компоненты крови, связанные с ПТ-РТПХ
Любые КК, содержащие жизнеспособные лимфоциты (цельная кровь, эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, свежая плазма) могут потенциально приводить к ПТ-РТПХ. Минимальное количество жизнеспособных Т-клеток, необходимое для ПТ-РТПХ, неизвестно. Всего лишь 1 х 10х4 лимфоцитов могут привести к летальному исходу у пациентов с иммунодефицитом.
К настоящему времени не доказано, что КК, которые подверглись замораживанию, могут стать причиной ПТ-РТПХ, хотя они и содержат жизнеспособные лимфоциты после размораживания. Использование свежей крови является дополнительным фактором риска развития ПТ-РТПХ. Переливание свежей крови (со сроком хранения менее 3 сут) вызывало ПТ-РТПХ чаще, чем кровь, которая хранилась в течение длительного времени (более 7 сут).
Возможно, это связано с тем, что жизнеспособные лимфоциты подвергаются апоптозу и теряют пролиферативную способность. Количество лимфоцитов не снижается, но активность поверхностных антигенов популяции лимфоцитов CD3, CD4, CD28, CD2, CD45 быстро уменьшается в течение первых 24 ч и продолжает снижаться до 20% от исходного уровня к 9-м сут в условиях хранения при 4°С. Через 3 нед. хранения жизнеспособные Т-клетки в консервированной крови не обнаруживали. 62% пациента с ПТ-РТПХ получали кровь со сроком хранения менее 72 ч.
Существует риск ПТ-РТПХ при трансфузии клеточных продуктов, таких как тромбоциты со сроком хранения до 5 сут и гранулоциты, которые переливали в течение 24 ч после заготовки. Трансфузия гранулоцитов имеет повышенный риск развития ПТ-РТПХ из-за содержания большого количества (5-10 х 10х9) жизнеспособных лимфоцитов. Как правило, трансфузию гранулоцитов осуществляют пациентам с нейтропенией и иммуносупрессией.
Трансфузия свежей плазмы с относительно небольшим количеством лимфоцитов (1,5 х 10х5) также может быть причиной ПТ-РТПХ. Трансфузия свежезамороженной плазмы, криопреципитата, фракционированных продуктов, таких как альбумин, концентратов факторов свертывания, внутривенного иммуноглобулина не несет рисков развития ПТ-РТПХ.
Нет никаких документально подтвержденных случаев ПТ-РТПХ после переливания криоконсервированных эритроцитов несмотря на большое количество лимфоцитов (1 х 10х7/л).
Любые КК от родственных доноров несут более высокий риск развития ПТ-РТПХ в связи с общим гаплотипом между донором и реципиентом. Расчеты показали, что доноры второй степени родства представляют больший риск развития ПТ-РТПХ, чем доноры первой степени родства (сиблинги, родители, дети). Этот риск усиливается в группах населения с менее HLA-разнообразными гаплотипами, такими как японская популяция. Этим объясняется полный запрет на переливание крови от родственников в Японии.
Профилактика
Поскольку эффективной терапии не существует, профилактика ПТ-РТПХ имеет первостепенное значение. Необходимо выявлять пациентов группы риска, которым требуется переливать только облученные КК. Радиация подавляет пролиферацию лимфоцитов донора и является единственным эффективным методом профилактики ПТ-РТПХ.
Облучение проводят с помощью специальных аппаратов, содержащих гамма-излучающий источник с длительным периодом полураспада или рентгеновского облучения с использованием линейного ускорителя. Доза облучения выбрана таким образом, чтобы не влиять на функцию эритроцитов, тромбоцитов и гранулоцитов, но в то же время она должна подавлять реактивность лимфоцитов. Лимфоциты более радиочувствительны, чем другие клетки компонентов крови.
Исследования показали, что облучение КК в дозе 25-50 Гр безопасно для реципиентов и полностью ингибирует пролиферацию Т-клеток и предотвращает ПТ-РТПХ. Однако радиация все же может влиять на мембрану эритроцитов, что проявляется выходом калия и гемоглобина из клетки, концентрации которых значительно возрастают (К+ с 55 до 100 ммоль/л) к 35-му дню хранения облученного продукта.
По этой причине КК для педиатрических трансфузий или для обменного переливания крови должны быть облучены только перед применением. Эти эффекты облучения на клеточные продукты крови лежат в основе рекомендаций — эритроциты облучать до 14 дней после получения и хранить в течение последующих 14 дней после облучения. Если эритроциты облучены в первые 24 ч после получения, срок хранения эритроцитов — 28 сут (необлученная кровь хранится 42 дня). Облучение в дозе 25-35 Гр с 1 -й по 5-й день не оказывает влияния на качество тромбоцитов при хранении в течение 7 дней. Гранулоциты могут умеренно снижать свою хемотаксисную функцию при низких дозах 5 Гр, этот эффект становится клинически значимым только при дозах, превышающих 10 Гр. Фагоцитоз и бактерицидная функция гранулоцитов снижаются при дозах облучения больше 40 Гр.
Рекомендации по дозе облучения продуктов крови, показаниям для разных групп пациентов несколько различаются в Великобритании, США и Японии. Требуемая доза для облучения КК в США (American Association of Blood Banks (AABB) и Великобритании (British Council for Standards in Haematology (BCSH) 2010) — 25 Гр, в Японии – от 15 до 50 Гр. Однако показания для ее облучения в Японии намного шире, чем в США и в Европе.
В Японии рекомендовано облучение КК при проведении трансфузий: пациентам после сердечно-сосудистых операций — с 1992 г., онкологических операций — с 1995 г., реципиентам старше 65 лет, пациентам с массивной потерей крови или тяжелой травмой. Эффективность профилактического облучения можно увидеть на примере данных из Японии. С 1981 по 1986 г. операции на сердце перенесли более 60 000 больных, среди них у 96 пациентов регистрировали ПТ-РТПХ (0,15%). Число случаев росло до 1990 г. После ужесточения профилактических мероприятий отмечали снижение ПТ-РТПХ.
Применение лейкоцитарных фильтров не может рассматриваться в качестве альтернативы облучению КК, несмотря на то, что фильтр задерживает до 99,9% лейкоцитов. Впервые ПТ-РТПХ после лейкофильтрации у пациента с болезнью Ходжкина зарегистрировали в 1992 г. В качестве альтернативы облучению для подавления пролиферации донорских лимфоцитов в настоящее время разрабатываются протоколы с применением фотохимических методов. Ультрафиолетовое облучение плазмы крови, тромбоцитов, обработанных псораленом, ведет к инактивации патогенов (вирусов и бактерий) и ингибированию пролиферации Т-клеток.
Заключение
Переливание КК является неизбежным терапевтическим мероприятием в жизни многих людей. Для того, чтобы гарантировать безопасность трансфузий, необходимо в первую очередь знать клиническую картину, диагностику, патогенез, терапию и способы профилактики осложнений, которыми может сопровождаться этот метод терапии.
До 90-х годов XX в. из 14 083 опрошенных в Японии врачей 47,4% не понимали, что ПТ-РТПХ может произойти у иммунокомпетентных реципиентов. С целью профилактики ПТ-РТПХ сотни тысяч экземпляров брошюр с описанием синдрома ПТ-РТПХ были распространены среди врачей.
Несмотря на целый ряд патофизиологических и терапевтических подходов к терапии, ПТ-РТПХ сопровождается высокой летальностью. Поэтому распространение информации среди врачей об этиопатогенезе, клинической картине ПТ-РТПХ и применение профилактических мероприятий являются единственным методом снижения частоты этого посттрансфузионного осложнения.
О. В. Голощапов, И. С. Моисеев, Д. Э. Певцов