Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

PROSPECTS OF USING PLASMAPHERESIS FOR PREVENTING THE TRANSPLANTAT REJECTION

Sakhnov S.N. 1, 2 Myasnikova V.V. 1, 2 Romanov A.V. 1 Kravchenko S.V. 1
1 Fyodorov Federal State Institution of the Intersectoral Research and Technology Complex "Eye Microsurgery"
2 Kuban state medical university of the Ministry of Health Care of the Russian Federation
Plasmapheresis, as an actual method of efferent therapy, which actively used to correct the blood composition in various diseases, including ophthalmological diseases. The ability to remove antibodies and other components involved in transplant rejection from the blood makes plasmapheresis interesting for transplantologists as well, as the other specialists. The available data on the using of plasmapheresis as a method of afferent therapy in transplantology were analyzed in this review. The aim of this review was to analyze the potential efficacy of the plasmapheresis to prevent corneal transplant rejection. This work showed that different types of transplantation demonstrate the different efficacy of plasmapheresis. There are the organs which transplantation need plasmaphereses as recommended method for rejection treatment even transplant immune incapability. The combination of advances in the use of plasmapheresis in transplantation, as well as the interest of ophthalmologists in this method, provides potentially high prospects in the study of plasmapheresis as method for increasing the efficiency of the ophthalmic operations associated with the corneal transplantation.
плазмаферез
эфферентная терапия
трансплантология
отторжение трансплантата
аферез
иммуносорбция
трансплантация роговицы

Качество зрения человека в большой степени зависит от состояния роговицы, поскольку она выполняет функцию защиты структур передней камеры, а также является важным элементом оптического аппарата глаза, обеспечивая две трети его преломляющей силы [1]. При возникновении различных патологий роговицы, приводящих к нарушению ее морфологической структуры и функции, нередко требуется ее трансплантация – кератопластика, являющаяся одной из самых распространенных операций по пересадкам солидных тканей в мире. Обычно кератопластика не требует системной иммуносупрессии или тканевого типирования в силу наличия механизмов иммунной привилегии роговицы и передней камеры глаза, что обеспечивает высокую (до 90% случаев) частоту приживления роговичных трансплантатов. Однако в случае нарушения иммунной привилегии роговицы или иных патологий может развиться реакция отторжения трансплантата, что в итоге приведет к его помутнению [2]. В связи с вышеизложенным особенно актуальным становится поиск методов профилактики и терапии отторжения донорской роговицы после кератопластики, среди которых потенциальный интерес представляет плазмаферез, как метод эфферентной терапии, уже активно применяющийся как в трансплантологии, так и при лечении различных офтальмологических заболеваний.

Цель данного обзора – проанализировав известную информацию об использовании плазмафереза в трансплантологии, оценить потенциальные перспективы его применения для предотвращения и терапии отторжения донорской роговицы при ее пересадке.

Плазмаферез как метод экстракорпорального очищения крови позволяет осуществить удаление из ее плазмы патологических элементов, например аутоантител, токсинов, липидов, циркулирующих иммунных комплексов провоспалительных цитокинов [3; 4], что обеспечивает его эффективность в терапии различных заболеваний. Согласно рекомендациям Американского общества афереза от 2016 года, плазмаферез является методом выбора для терапии острого быстро прогрессирующего гломерулонефрита, тромботической тромбоцитопенической пурпуры, синдрома Гийена-Барре, синдрома Гудпастура и отторжения сердечного аллотрансплантата [5].

Согласно Руководству Американского общества афереза по использованию терапевтического афереза, выделяют четыре категории заболеваний, для которых рекомендовано применение данной процедуры.

I категория – в данную категорию входят заболевания, для которых аферез является терапией первой линии либо в качестве основного самостоятельного лечения, либо в сочетании с другими методами лечения.

II категория – заболевания, при которых аферез считается терапией второй линии либо как отдельное лечение, либо в сочетании с другими методами лечения.

III категория – оптимальная роль терапии аферезом не установлена. Требуется индивидуальное принятие решений.

IV категория – заболевания, при которых опубликованные данные демонстрируют или предполагают, что аферез неэффективен или вреден [6; 7].

Весьма широкое применение плазмаферез, наравне с другими методами эфферентной терапии, находит в офтальмологии, например при лечении идиопатических аутоиммунных ретинопатий за счет выведения из крови антиретинальных антител. Также плазмаферез является эффективным средством лечения возрастной макулярной дегенерации и фокоанафилактического эндофтальмита после операций по удалению катаракты [3] и оптиконевромиелита [8].

Отдельно стоит отметить значимость плазмафереза в трансплантологии. Так, согласно ретроспективному исследованию, проведенному J. Schmidt и соавторами, значительная часть всех сеансов плазмафереза приходится на случаи, связанные с трансплантацией [9]. Трансплантация представляет собой один из лучших на сегодняшний день подходов к лечению пациентов с терминальной органной недостаточностью. Однако часто потенциальная польза от трансплантации резко ограничена из-за недостаточной доступности подходящих донорских органов, а также из-за ограниченной продолжительности нормального функционирования пересаженного органа [10]. В качестве ведущих причин отторжения трансплантата в настоящее время называют иммунологические процессы, связанные как с клеточно-опосредованным отторжением трансплантата, так и с гуморальным звеном иммунитета, на которые можно повлиять с помощью плазмафереза [11; 12].

Описание некоторых технологий афереза. Плазмаферез при отторжении аллотрансплантата может быть применен как для лечения самого отторжения, так и для профилактики отторжения при наличии высокого риска его развития. Чаще всего плазмаферез применяется в сочетании с другими методами, направленными на подавление отторжения аллотрансплантата, в частности вместе с иммуносупрессивной терапией [11; 13]. В качестве способа терапии отторжения трансплантата могут использоваться различные варианты афереза, среди которых наиболее известны – иммуноадсорбция, терапевтический плазмообмен, плазмаферез с двойной фильтрацией и экстракорпоральный фотоферез [3; 13].

Сущность терапевтического плазмообмена состоит в разделении плазмы и форменных элементов крови ex vivo, после чего плазма пациента удаляется, заменяясь плазмозамещающими растворами. В качестве последних может быть использован 5% раствор человеческого сывороточного альбумина или свежезамороженная плазма [14; 15]. Для разделения плазмы и форменных элементов при плазмаферезе применяются два метода – фильтрационный и гравитационный. Фильтрационный плазмаферез основан на использовании специальных плазмофильтров из полых пористых волокон, гравитационный заключается в осаждении эритроцитарной массы в специальных центрифугах [3]. Упрощенная схема процедуры плазмафереза представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Упрощенная схема терапевтического плазмообмена: 1, 4 – роликовые насосы; 2 – плазмофильтр или центрифуга для отделения плазмы от форменных элементов; 3 – удаленная плазма пациента с антителами; 5 – плазмозамещающий раствор

Данная процедура позволяет снизить уровень высокомолекулярных соединений в крови, воздействуя, таким образом, на гуморальное звено иммунитета при отторжении трансплантата [15]. Проблема эффективности терапевтического плазмообмена при трансплантации различных органов в настоящее время находится в процессе активной разработки. Наиболее полные и обширные данные об успешном применении терапевтического плазмообмена имеются для трансплантации почек, особенно AB0-несовместимой [11; 16]. Тем не менее данный метод не лишен недостатков. Среди них – необходимость применения большого количества донорских компонентов крови, возможность развития аллергических реакций, передозировка антикоагулянтами, цитратная интоксикация и др. [13; 17; 18].

Решением вышеуказанных проблем терапевтического плазмообмена может являться снижение использования донорских компонентов крови, либо в идеале – полный отказ от их использования, что может быть достигнуто путем каскадной плазмофильтрации. При выполнении каскадной плазмофильтрации сначала, как и при обычном плазмаферезе, происходит разделение крови на форменные элементы и плазму. Однако далее, вместо возмещения утраченного объёма жидкой части крови свежезамороженной донорской плазмой или раствором альбумина, производится фильтрация отделенной от эритроцитарной массы собственной плазмы пациента с удалением высокомолекулярных компонентов наиболее крупного размера, к которым относятся антитела, принимающие участие в отторжении трансплантата, с сохранением альбумина и иных соединений, необходимых для нормального выполнения плазмой своих функций. Обычно каскадная плазмофильтрация осуществляется с использованием систем фракционирования плазмы с различными размерами пор - 10, 20 и 30 нм. В итоге пациенту при каскадной плазмофильтрации вместо донорских компонентов возвращается его же плазма, только очищенная от антител и других патологических компонентов, что исключает развитие многих осложнений, характерных для обычного плазмафереза [13; 19].

Наиболее совершенным методом афереза является иммуносорбция, позволяющая осуществить высокоселективное удаление определенных молекул, в том числе иммуноглобулинов, из плазмы крови. Упрощенная схема, демонстрирующая принцип иммуносорбции, представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Иммуносорбция: 1, 4 – роликовые насосы; 2 – плазмофильтр или центрифуга для отделения плазмы от форменных элементов; 3 – плазма пациента; 5 – иммуносорбционная колонка

По ключевым моментам техники выполнения она имеет сходство с вышеописанным методом каскадной плазмофильтрации. Сначала также происходит разделение крови на форменные элементы и плазму, после чего плазма проходит через специальные сорбционные колонки, заполненные адсорбентами, имеющими сродство с определенными молекулами. Далее происходит возврат плазмы, очищенной от нежелательных молекул, обратно пациенту. Используемые адсорбенты позволяют осуществлять извлечение целевых молекул разными путями, например – путем связывания молекул с антителами к ним, иммобилизованными на поверхности иммуносорбента. Также возможно использование в качестве лигандов рецепторов к извлекаемым молекулам, полученным синтетическим путем. Иммуносорбция обладает наибольшей степенью селективности среди всех методов коррекции состава плазмы, описанных в данном обзоре [19; 20].

Выше были описаны методы, позволяющие скорректировать состав плазмы, однако стоит упомянуть, что для влияния на клеточные звенья иммунитета при отторжении трансплантата возможно и селективное удаление определенных клеток методом иммуномагнитного и центрифужного цитофереза [19]. Еще одним методом, влияющим преимущественно на клеточный компартмент, является экстракорпоральный фотоферез. Данная процедура состоит из следующих этапов: отделение лейкоцитарной массы от других компонентов крови посредством центрифугирования (лейкофереза), введение фотосенсибилизатора, например 8-метоксипсоралена (8-MOP), в полученный клеточный продукт, последующая активация фотоактивного соединения путем облучения длинноволновым ультрафиолетом (320-400 нм). После суточного инкубационного периода обработанная лейкоцитарная масса реинфузируется обратно в кровеносное русло пациента [21].

Хотя механизмы, обеспечивающие эффективность данного метода в отношении предотвращения отторжения аллотрансплантата, известны не до конца, определенное представление о некоторых происходящих при экстракорпоральном фотоферезе процессах имеется. Известно, что 8-МОП, проникая через клеточные мембраны лимфоцитов и моноцитов, после воздействия ультрафиолета вызывает их апоптоз, обладая, таким образом, цитотоксическим эффектом. Инъекция апоптотических клеток оказывает на иммунную систему модулирующее влияние. Кроме того, анализ поверхностных антигенов до и после процедуры экстракорпорального фотофереза выявил популяцию дендритных клеток с повышенной фагоцитарной способностью, которые подавляют Т-лимфоциты. Ключевым моментом является то, что данный метод позволяет вместо генерализованной иммуносупрессии, обладающей большим количеством побочных эффектов, осуществить селективный контроль именно над аллореактивными Т-клетками, ответственными за возникновение реакции трансплантата против хозяина [22].

Плазмаферез при наличии антител против HLA и при AB0-несовместимой трансплантации. Около 30% пациентов-реципиентов имеют антитела против человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA) [23], наличие которых может быть следствием предшествующих трансфузий, беременности или ранее проведённых трансплантаций. Антитела против HLA синтезируются зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками, представляя собой иммуноглобулины класса G, имеющие молекулярную массу около 160 кДа. Высокий титр данных антител оказывает негативное влияние на результаты последующей трансплантации, приводя к ухудшению работы трансплантированного органа, задержке восстановления его функции, и способствуют его отторжению [24-26]. Благодаря новым иммуносупрессивным препаратам и разработке инновационных протоколов лечения сегодня возможно преодолеть барьер для иммунизации. Следует подчеркнуть, что ряд подобных протоколов включает в себя в том числе и процедуру плазмафереза [27; 28]. Хотя при трансплантации легких или трансплантации печени от умершего донора еще не имеется достаточного уровня доказательности, для целого ряда других процедур, таких как трансплантация почки от живого донора, трансплантация сердца, а также при трансплантации печени от живого донора, имеются данные, говорящие об эффективности терапевтического плазмообмена в качестве десенсибилизирующего лечения. Американским обществом афереза плазмаферез при операциях по трансплантации сердца был отнесен ко II категории как для лечения, так и для профилактики его отторжения, а при трансплантации печени от живого донора – к I категории [11].

Плазмаферез позволяет не только преодолеть имеющийся при трансплантации донорских органов иммунологический барьер, но также позволяет решить проблему осуществления AB0-несовместимой трансплантации [29]. Нередко AB0-несовместимая трансплантация является единственным вариантом, когда имеются показания к выполнению трансплантации, но при этом отсутствует подходящий AB0-идентичный или AB0-совместимвый донор [30; 31]. Роль анти-A и анти-B антител при выполнении AB0-несовместимой трансплантации заключается в их способности фиксировать белки системы комплемента на поверхности клетки, запуская, таким образом, каскад процессов, приводящий в итоге к лизису клетки. Впервые подавить отторжение AB0-несовместимого трансплантата удалось в 1981 году при помощи плазмафереза [32]. Сейчас используемые протоколы десенсибилизации при AB0-несовместимой трансплантации подразумевают выполнение данного процесса единовременно с десенсибилизацией к HLA в одном протоколе [11]. Также стоит отметить, что Американское общество афереза относит AB0-несовместимую трансплантацию почки к I категории, т.е. при данной операции плазмаферез является терапией первой линии [6].

Обсуждение. Несмотря на малую изученность вопроса о применении плазмафереза, именно при трансплантации роговицы в настоящее время проанализированный материал о применении плазмафереза при трансплантации других органов и тканей, а также в лечении различных офтальмологических заболеваний позволяет выдвинуть предположения о наиболее вероятных патологических процессах, происходящих при отторжении трансплантированной роговицы, на которые можно воздействовать с помощью данного метода эфферентной терапии. Риск развития отторжения кератотрансплантата существенно возрастает при повторной пересадке роговицы, что связывают в том числе и с возможной пресенсибилизацией [33]. Поскольку плазмаферез позволяет добиться десенсибилизации, его использование при повторных трансплантациях роговицы может быть целесообразным. Также рядом исследователей были получены результаты, говорящие о важности AB0-совместмости донора и реципиента при выполнении кератопластики высокого риска [34], хотя другими авторами AB0-совместимость не считается фактором, оказывающим существенное влияние на успех операции и приживление трансплантата [35]. Очевидно, что данный вопрос еще требует дополнительного изучения, однако в случае подтверждения важной роли антигенов AB0-системы в процессе отторжения донорской роговицы плазмаферез, позволяющий преодолеть AB0-несовместимость при трансплантации других органов, может оказаться эффективным в данной ситуации. В отношении HLA-совместимости имеются данные, говорящие о целесообразности типирования на HLA типа I при пересадке роговицы [35], из чего следует потенциальная возможность улучшить приживляемость роговичного трансплантата при HLA-несовместимой трансплантации путем применения плазмафереза. Будучи востребованным методом повышения эффективности терапии различных заболеваний глаз, в том числе аутоиммунной и вирусной природы [36], плазмаферез, таким образом, может снизить влияние факторов риска на исход трансплантации роговицы.

Заключение. Эфферентная терапия имеет в настоящее время достаточно широкий спектр применения в клинической практике, как группа методов, позволяющих улучшить состав крови. Плазмаферез, будучи одним из ключевых методов эфферентной терапии, находит свое применение в трансплантологии для борьбы с отторжением аллотрансплантатов, особенно в случае пересадки органов, имеющих несовместимость по каким-либо антигенным свойствам. Его применение еще находится в стадии активной разработки – для одних органов уже накоплено достаточно материала и имеется обширный опыт применения плазмафереза, позволяющий говорить о его эффективности. Применение же плазмафереза при пересадке других органов и тканей еще находится в стадии активного изучения и накопления необходимого объёма данных, которые позволят сделать вывод о его эффективности. В офтальмологии плазмаферез, наравне с другими методами эфферентной терапии, уже активно используется для лечения множества различных патологий [37-39]. Сочетание активного интереса к методу плазмафереза, как в области трансплантологии, так и в офтальмологии, обеспечивает потенциально высокие перспективы в изучении эффективности плазмафереза при выполнении офтальмологических операций, связанных с трансплантацией, в том числе – роговицы.