Cosmas & Damian Det var enklere den gang kirurger var helgener og sykepleierne hadde englevinger!

1. TransplantasjonsimmunologiHLA-antigenerHLA-antistofferHLA-matchingvedTorbjørn Leivestadpensjonert overlege fraImmunologisk Institutt (IMMI)

2. Legenden om den første transplantasjon Cosmas & Damian Det var enklere den gang kirurger var helgener og sykepleierne hadde englevinger!

3. Transplantasjonshistorie (nyre) • 1902: Ullmann (Wien): Hund • 1902: Ullmann (Wien): Gris til menneske • 1933: Voronoy (Sovjet): Menneske • 1954: Murray (Boston): Menneske (eneggede tvillinger) • 1956: Efskind (RH): Første nyre-tx i Norden • 1963: Første vellykkede nyretx i Norge (Ullevål sh.) • 1969: Organisert nyretx-progam i Norge. • 1969: Scandiatransplant - organutveksling.

4. Verdens første vellykkede nyretransplantasjon ble utført 23.12 1954 av Merrill, Murray og Harrison på Peter Bent Brigham Hospital, Boston Giver og mottaker var eneggede tvillinger! (Murray fikk Nobelprisen i medisin i 1991)

5. Avstøtt hudlapp fra pas. Ole Jacob Malm transplanterer en hudlapp fra pas. på sin underarm. Hudlappen blir avstøtt. Deretter transplanteres en hudlapp fra mor og far. Dag. 0

6. Resultatet på dag 9: Morens hudlapp avstøtes først, den ligner mest på sønnens!

7. MALM’S KONKLUSJON: → Mor og pasient var likere hverandre enn far og pasient(HLA vevstypet senere: Ingen påvisbar HLA uforlikelighet mellom mor og pasient) (med de metoder som da fantes)

9. Plasma- celle B B B IL4 C Makro- fag Res. APC Fc Aktivering Proliferasjon T IFN g T CD4+ T CD4+ T IL2 Tx APC T CD8+ T IL2 CD4+ T CD8+ T Induksjonsfase Immunrespons ved organtransplantasjon Humoral immunrespons Cellulær immunrespons Effektorfase

10. 10

11. Aktørene - 1 T-celler (T-lymfocytter) Dannes i benmarg Modnes i thymus (derfor T-celler) Sirkulerer i blod og lymfe Overvåker celleoverflater med spesifikk reseptor Kan drepe celler Kan hjelpe B-celler Produserer cytokiner (IL2, IL4, TNF, IFN m.fl.)

12. Aktørene - 2 B-celler (B-lymfocytter) Dannes i benmargen Modnes i lymfoid vev (Bursa Fabricius hos fugl) Avhengige av T-cellehjelp (bl.a. IL4) Produserer antistoff (immunglobulin) Har immunglobulin i cellemembranen Overvåker både celleroverflater og ekstracellulært Kan bli plasmaceller (som lever og produserer lenge!)

13. Overvåkningsfunksjonen T celler overvåker det intra- cellulære miljø MHC TCR T APC B celler overvåker det ekstra- cellulære miljø Anti- gen B Ig-receptor

14. HLA TCR T APC Anti- gen B Ig-reseptor HLA-molekyler sitter på celleoverflatene HLA-molekyler presenterer peptider (fra cellens indre) for T-celler

15. ”T-celle skolen” (i thymus) Dreper T-celler med reseptor som binder seg til: • egne HLAmolekyler • egne HLAmolekyler med egne peptider Lar T-celler dø hvis de: • ikke har noen affinitet til egne HLA-molekyler Sender ut i sirkulasjon celler som: • har litt affinitet til egne HLA-molekyler • og kan reagere på eget HLA med fremmed peptid

16. Litt ”barnelærdom”om antigener og antistoffer • Antigen: ”stoff” som det kan dannes antistoff mot -”-: ”stoff” som antistoff kan bindes til Oftest protein/peptid, evt karbohydrat f.eks: HLA-molekyler, blodgruppemolekyler • Antistoff: globulin produsert som svar på antigen Produseres av B-celler og plasmaceller Noen Ig. binder komplement når de binder seg til overflate med antigener – dreper målceller.

17. Opprinnelig HLA-typing: Serologi Basert på testing av sera fra multipara og transfunderte (J Dausset, JJ van Rood, R Payne, mfl. & E Thorsby) Lette etter serum som reagerte med noen og ikke alle Lette etter personer hvis celler bandt noen og ikke alle Planlagt immunisering -> sera som ytterligere delte opp (MH, Li, FJH, Ups etc) Store internasjonale workshops: definerte og satte navn på nye HLA-antigener Dvs: sirkeldefinisjon av antigen og antistoff -> system

18. HLA-molekylene sitter på celleoverflatene, HLA-genene er i kromosom nr 6 (korte arm).

19. HLA-typing; teknikker Serologisk teknikk Typer overflatemolekyler ved hjelp av antistoffer. Forutsetter levende celler. Arbeidskrevende. Begrenset oppløselighet, begrensede typesera. Genomisk teknikk Typer overflatemolekyler via deres DNA-kode Ikke avhengig av levende celler. Kan automatiseres. Stor oppløselighet, men problem med tvetydigheter. Til begge ønskes ACD-blod

20. Om HLA-antistoff og HLA-molekyl:Er det så enkelt som dette ? anti-HLA-A1 HLA-A1 HLA-A2 HLA-A3

21. Nei !Hvert HLA molekyl har mange epitoper Epitoper kan være felles for få eller mange HLA-molekyler. A 1 A 2 A 3 B 8 Antistoff-spesifisitet for ”epitoper”, ikke for hele HLA-mol. Derfor kan immunisering mot ett HLA gi antistoff mot mange HLA-typer! anti-HLA-A1

22. Men det gir også muligheter: Tenk dere: vi har en pasient som trenger ny nyre, og han har mulig donor som bare har ett fremmed HLA: Donor: B18 Pasient: B7 Dette ser jo ikke så lovende ut – her er jo en masse fremmede epitoper på det fremmed HLA-molekylet og rikelig med immuniseringsmuligheter

23. Men det gir også muligheter: Donor m.m B18 Patient: B7 B52 A33 Alle epitopene på det fremmede HLA-molekylene finnes på et eller flere av pasientens egne HLA-molekyler: “Akseptabel mismatch”

24. Antistoffer og organtransplantasjon ABO-antistoffer: Unngå uforlik (A og B kan få O, AB kan få alt, O bare O) HLA-antistoffer: Screening for HLA-antistoff hos pasientene Unngå uforlikelige HLA-antigener hos donor Crossmatch (pas. serum mot donors lymfocytter) T celle memory: Unngå gjentatt mismatch

25. ”Crossmatch” = serologisk forlikelighetstest Crossmatch: pasient mot giver, ”en-til-en” Donors celler (levende!) utsettes for pasientens serum med tilsatt komplement • Donors T-lymfocytter (HLA-A, -B, -C) • Donors B-lymfocytter (HLA-A,-B,-C,-DR,-DQ,-DP) Resultat: Celler drepes: Positiv crossmatch – NEI ! Celler drepes ikke: Negativ crossmatch – OK!

26. Screening vs Crossmatch Crossmatch: pasient mot giver, ”en-til-en” Screening= ”Crossmatch mot mange” med samme eller med forskjellige teknikker: CDC (levende celler) – ”Gullstandard” PRA: CDC-basert, PRA% = andel av potensielle donores som vil gi positiv crossmatch! Solid phase (rensede HLA-antigener): Luminex

27. Hvis antistoff bindes til denne cellen: Hvilket / hvilke HLA molekyler bandt det seg til? A2 B8 Cw6 A1 B7 Cw3

28. Luminex-kule, med kun en type HLA-molekyler pr. kule, og hvor alle kuler kan identifiseres på annen måte A2 A2 A2 A2 A2 A2 Da kan man finne ut hvilke kuler som har bundet antistoff, dvs. hvilke antistoffspesifisiteter er i serum

29. PAS: A2; B44, 51 (Bw4)

30. HLA molekylerSvært mange allele varianter = svært polymorfe APC: DC, MΦ, B Alle kjerneholdige celler Klasse II Klasse I 2-m     B DP DQ DR C A Serie HLA-komplekset; kromosom 6 Genloci B1 A1 B1 B3 B4 B5 B C A A1 A B1 Alleler (mars 2007) 126 23 81 34 476 43 13 18 851 276 506 3

31. Hvordan finner vi en HLA forlikelig giver? Det er lettest i familien: 25% av alle søsken har arvet nøyaktig de samme HLA vevstypene fra sine foreldre= HLA identiske.Utnyttes ved nyre- og stamcelletransplantasjoner Det er mye vanskeligere å finne en HLA forlikelig ubeslektet giver:- det er tusenvis av forskjellige HLA vevstyper i befolkningen!

32. HLA-Haplotyper HLA genene nedarves samlet i familien - i HLA haplotyper En HLA-haplotype = det sett av HLA-egenskaper som arves samlet. Vi snakker bare om haplotyper innen biologisk slektskap!

33. Hvordan finner vi en HLA forlikelig giver? Det er lettest i familien: 25% av alle søsken har arvet nøyaktig de samme HLA vevstypene fra sine foreldre= HLA identiske.Utnyttes ved nyre- og stamcelletransplantasjoner Det er mye vanskeligere å finne en HLA forlikelig ubeslektet giver:- det er tusenvis av forskjellige HLA vevstyper i befolkningen!

34. HLA molekylerSvært mange allele varianter = svært polymorfe APC: DC, MΦ, B Alle kjerneholdige celler Klasse II Klasse I 2-m     B DP DQ DR C A Serie HLA-komplekset; kromosom 6 Genloci B1 A1 B1 B3 B4 B5 B C A A1 A B1 Alleler (mars 2007) 126 23 81 34 476 43 13 18 851 276 506 3

35. Plasma- celle B B B IL4 C Makro- fag Res. APC Fc Aktivering Proliferasjon T IFN g T CD4+ T CD4+ T IL2 Tx APC T CD8+ T IL2 CD4+ T CD8+ T Induksjonsfase Immunrespons ved organtransplantasjon Humoral immunrespons Cellulær immunrespons Effektorfase

36. Avstøtning (rejeksjon) Immunologisk betinget organskade: Hyperakutt rejeksjon: Skyldes preformert antistoff (ABO, HLA); innen 1 døgn Ab. + komplement -> endotelskade + plateaggregasjon Akutt rejeksjon: Akutt episode, dager/uker, (ved sene: medikamentsvikt?) T-celle-mediert, + antistoff (nytt eller ’boostret’) Kronisk rejeksjon: Snikende - etter måneder/år. T-celler? Antistoff? Annet??

37. Unngå avstøtning ? Hvordan unngå avstøtning (immunologisk angrep): Cellefritt transplantat (matrix) Ikke-vaskularisert område (f.eks. cornea) Genetisk identiske (isotransplantasjon) Indusere toleranse Hvordan redusere risiko for avstøtning: Oppnå best mulig HLA-forlikelighet (unngå HLA-uforlik) Medikamenter som undertrykker immunrespons

38. Immunsuppresjon Uspesifikk - hemmer all immunrespons Ikke-selektive, hemmer mer enn immunapparatet: bestråling, cytostatica, corticosteroider Selektive, hemmer fortrinnsvis immunapparatet: Cyclosporin/Tacrolimus, mycofenolat, rapamycin, anti-lymfocytt antistoffer, FTY mfl. Kombinasjoner for mer effekt med mindre bivirkn. I prinsippet livslang medikasjon.

39. Patient and graft survival after first renal transplantation, 2000-2010 TL 10.11

40. 100 90 80 70 60 1 2 3 4 5 6 7 8 Survival of first LD renal grafts By HLA-haplotype match. 2000-2009 ID-SIBL. N= 77 One Haplo N=468 Two, Relat.N= 56 Graft Survival % UnrelatedN=193 TL 11.10 Years

41. 50 40 30 20 10 1 2 3 Cumulated risk of rejection episodes First LD renal graft, by haplotype match. 2000-2009 UnrelatedN=193 Two, Relat.N= 56 Cumulated risk % One Haplo N=468 ID-SIBL. N= 77 Months TL 11.10

42. 100 90 80 70 60 1 2 3 4 5 6 7 8 Survival of first renal grafts By donor source and match. 2000-2009 ID-SIBL. N= 77 1 Haplo N=468 2 HaploN=249 Graft Survival % DD 0 DR N=616 DD 1-2 DRN=655 TL 11.10 Years

43. 100 90 80 70 60 12 24 36 48 60 Survival of first renal DD grafts. By HLA-DR match, 2000-2009 0 DR mm N=616 1 DR mm N=589 Graft Survival % 2 DR mm N= 66 TL 11.10 Months

44. 50 40 30 20 10 1 2 3 Cumulated risk of rejection episodes First DD-tx , by HLA-DR match. 2000-2009 1 DR mm N=589 2 DR mm N= 66 Cumulated risk % 0 DR mm N=616 0 DR vs. 1 DR : p<0.0001 TL 11.10 Months

45. Cause of renal graft loss. Patients transplanted 1989-2007; Norway. Within first year After first year TL 05.08

46. Dårlig HLA-match kan føre til: • Økt risiko for akutt rejeksjon. • Økt risiko for steroidresistent rejeksjon. • Større ”immunsuppressiv load”. • Økt risiko for tapt transplantat. • Økt behov for re-transplantasjon. • Økt problem med å finne akseptabelt graft. (PRA, gjentatt mismatch) • Økt risiko for død.

47. Minstekrav ? ABO-forlikelighet men mulighet for tx etter forbehandling HLA-forlikelighet Jo færre uforlik, jo bedre Ingen minstekrav Antistoff mot donor (”DSA”) Negativ CDC-crossmatch – evt etter forbehandling DSA med negativ CDC-crossmatch: mer immunsuppresjon

48. Tx-immunologisk utredning • ABO-typing (x2) • HLA-typing x2 av pas. og evt. levende giver. Antistoffscreening (’PRA’) ved hver HLA-typing • PRA-screening hver 3. mnd på venteliste • Crossmatch mot aktuell LD x 2 • Crossmatch mot CD: inntil 3 mndr. gammelt (lagret) serum, i nytt serum hvis re-tx, tidl. påvist antistoff eller transfusjon

49. HUSK i allefall dette! HLA-antigener sitter på celler, derfor må vi til HLA-typing ha ACD-blod (antikoagulert!) dvs. blod med ikke-klumpede celler! HLA-antistofferfinnes i serum, derfor må vi til screening & crossmatch ha serum/fullblod av pas. Crossmatch: har pasienten HLA-antistoff mot potensiell donors HLA-antigener? Altså: Serum fra pasient, ACD-blod fra donor!