Rola przeszczepienia autologicznych krwiotwórczych komórek
advertisement
PRACA POGLĄDOWA Review Article Acta Haematologica Polonica 2006, 37, Nr 4 str. 525–538 MIROSŁAW MARKIEWICZ Słabe antygeny zgodności tkankowej i ich znaczenie w przeszczepieniu krwiotwórczych komórek macierzystych Minor histocompatibility antigens and their role in hematopoietic stem cell transplantation Z Katedry i Kliniki Hematologii i Transplantacji Szpiku Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach Kierownik: Prof. dr hab. n. med. Jerzy Hołowiecki SŁOWA KLUCZOWE: Słabe antygeny zgodności tkankowej – Allogeniczne przeszczepienie krwiotwórczych komórek macierzystych – Odrzucanie przeszczepu – choroba „przeszczepprzeciwko-gospodarzowi” – Reakcja „przeszczep-przeciwko-białaczce” KEY WORDS: Minor histocompatibility antigens – Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation – Graft failure – Graft-versus-host disease – Graft-versus-leukemia reaction STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono współczesne poglądy dotyczące słabych antygenów zgodności tkankowej. Omówiono znaczenie słabych antygenów dla obustronnych reakcji zachodzących po przeszczepieniu krwiotwórczych komórek macierzystych pomiędzy komórkami dawcy i biorcy. Przedstawiono możliwości praktycznego wykorzystania słabych antygenów w immunoterapii po przeszczepieniu. SUMMARY: In this article the contemporary knowledge on minor histocompatibility antigens is presented. Their role in bidirectional reactions between host and donor and their possible practical application in post-transplant immunotherapy is discussed. WPROWADZENIE Już pół wieku temu zwrócono uwagę na fakt, że u hodowlanych szczepów myszy może dochodzić do odrzucania przeszczepów nowotworu i skóry nawet wówczas, gdy dawca jest identyczny w głównym układzie zgodności tkankowej MHC (major histocompatibility complex). Obserwacje te doprowadziły badaczy do konkluzji, że istnieją dodatkowe antygeny odgrywające rolę w transplantacji, które nie są kodowane przez MHC(1,2). Odrzucanie przeszczepu powodowane przez te antygeny zachodziło znacz- 14 M. MARKIEWICZ nie wolniej niż w przypadku niezgodności w zakresie MHC, dlatego zostały one nazwane słabymi antygenami zgodności tkankowej (mHAg, minor Histocompatibility Antigens). Istnienie mHAg zostało wkrótce potwierdzone również u człowieka, gdyż zaobserwowano odrzucanie skóry przeszczepionej od zgodnego w układzie zgodności tkankowej HLA (Human Leukocyte Antigen) rodzeństwa(3). Dopiero jednak dokonany w ostatnim dwudziestoleciu postęp w dziedzinie allogenicznych przeszczepień krwiotwórczych komórek macierzystych (HSCT, hematopoietic stem cell transplantation) i jednoczesny szybki postęp technologiczny umożliwiający wprowadzenie nowych metod badawczych doprowadził w ostatnich kilku latach do dynamicznego wzrostu zainteresowania mHAg. CHARAKTERYSTYKA mHAg Geny kontrolujące syntezę mHAg ulokowane są w różnych miejscach w genomie i ani funkcjonalnie, ani genetycznie nie pozostają ze sobą w korelacji. Polimorfizm tych genów ma charakter polimorfizmu pojedynczych nukleotydów lub jest wynikiem delecji genowych. mHAg są to niewielkie immunogenne peptydy zbudowane najczęściej z od 9 do 12 aminokwasów, które po związaniu z zakotwiczoną w błonie komórkowej cząsteczką HLA są prezentowane na powierzchni komórki i są w stanie indukować specyficzną odpowiedź limfocytów T. Niezgodności w zakresie mHAg wynikają z polimorfizmu tworzących je aminokwasów, będącego konsekwencją polimorfizmu kodujących je genów. Do powstawania polimorfizmu aminokwasowego może dochodzić w dwojaki sposób(4). Substytucja aminokwasowa (pojedyncza lub mnoga) w tej części peptydu, która jest rozpoznawana przez receptor limfocytu T (TCR, T-cell receptor), może prowadzić do polimorfizmu powodującego rozpoznawanie mHAg przez receptor allogenicznego limfocytu T (TCR, T-cell receptor) jako „obcego”. Przykładami tak oddziałujących mHAg są HA-1 oraz mHAg związane z płcią. Drugi sposób jest uwarunkowany substytucją aminokwasową w tej części peptydu, która przyłącza się do cząsteczki HLA, lub która znajduje się w jej pobliżu. Prowadzi ona do odmiennego ukształtowania antygenów w komórkach dawcy i biorcy i w konsekwencji do odmiennej ekspresji kompleksu peptyd-cząsteczka HLA. Jeżeli prawidłowe przetwarzanie własnego peptydu warunkujące jego prawidłową ekspresję w cząsteczce HLA występuje wyłącznie w komórkach biorcy, a nie dawcy, to w rezultacie limfocyty T dawcy nie rozpoznają takiego antygenu jako własny i atakują komórki biorcy. Przykładem tak oddziałujących mHAg są HA-2 i HA-8. Ponieważ tylko część powstających w komórce peptydów jest w stanie związać się w rowku wiążącym antygen cząsteczki HLA klasy I lub II, liczba mHAg jest ograniczona, a ich występowanie jest uzależnione od obecności poszczególnych antygenów HLA posiadających odpowiedni dla danego peptydu rowek, co określa się mianem restrykcji. mHAg są kodowane przez geny autosomalne lub związane z płcią (5, 6). Te ostatnie stanowią osobną klasę mHAg, kodowane są przez geny położone na chromosomie Y i w związku z tym nie występują u kobiet. Po HSCT z różnicą płci oraz w cią- Słabe antygeny zgodności tkankowej 15 ży mogą one stymulować zarówno odpowiedź komórkową ze strony limfocytów T, jak i odpowiedź humoralną limfocytów B (7, 8). IDENTYFIKACJA mHAg W celu identyfikacji mHAg stosowano bardzo zróżnicowane metody biochemiczne i molekularne. Klasyczny sposób identyfikacji mHAg polega na wypłukiwaniu peptydów z odpowiednich cząsteczek HLA. Korzystną cechą tej metody jest uzyskiwanie wyłącznie peptydów obecnych na powierzchni komórki (9, 10), natomiast niekorzystne jest skomplikowanie metody wymagające posiadania wyspecjalizowanego personelu i sprzętu (11). Skomplikowanie procedury identyfikacji wynika stąd, że wymaga ona najpierw izolacji i frakcjonowania cząsteczek HLA metodą płynnej chromatografii wysokiej rozdzielczości, następnie biochemicznej izolacji peptydów związanych z cząsteczkami HLA i w końcowym etapie na badaniu rozpoznawania uzyskanych fragmentów peptydowych przez specyficzne limfocyty T wyizolowane z krwi obwodowej chorych z GVHD po allogenicznych przeszczepieniach od dawców w pełni zgodnych w zakresie HLA. Istotne mHAg autosomalne: HA-1(12), HA-2 (13), HA-8 (14) oraz szereg MHAg związanych z płcią (15,16,17) zidentyfikowano przy pomocy tej metody. Inny sposób identyfikacji wykorzystuje analizę powiązań genetycznych(18). Wpierw określa się, które antygeny obecne w dużych rodzinach, badanych w trzech pokoleniach, są rozpoznawane przez limfocyty T wyizolowane od chorych po HSCT. Następnie typuje się geny, które z największym prawdopodobieństwem kodują mHAg, transdukuje się je do komórek prezentujących antygen i bada się peptydy wytworzone w tych komórkach prezentowane na ich powierzchni. Tym sposobem odkryte zostały m.in. mHAg ACC-1 i ACC-2 (19) oraz mHAg związany z tkanką limfoidalną LRH-1 (lymphoid-restricted histocompatibility antigen) (20). Kolejny sposób identyfikacji mHAg wykorzystuje metodę tzw. klonowania ekspresji biblioteki cDNA. W metodzie tej transfekuje się komórki hodowlane jednocześnie różnymi fragmentami cDNA kodującego mHAg i cDNA kodującego cząsteczki HLA restrykcyjne dla poszczególnych mHAg. W następstwie transkrypcji i translacji uzyskuje się w transfekowanej komórce produkcję zarówno cząsteczek HLA jak i peptydów stanowiących mHAg, i następnie przy użyciu specyficznych limfocytów T bada się ich ekspresję na powierzchni transfekowanej komórki. Metoda ta, stosowana w różnych modyfikacjach, jest szczególnie przydatna dla wykrywania epitopów mHAg związanych z płcią, gdyż liczba potencjalnych genów, które je kodują, jest ograniczona (21–25). Pierwszym zidentyfikowanym mHAg z tej grupy jest związany z płcią gen DBY zależny od HLA-DQ5. W celu jego identyfikacji przeprowadzono transdukcję wytypowanych genów męskich do żeńskich komórek HLA-DQ5+ przy pomocy retrowirusa, a następnie przeprowadzono reakcję cytotoksycznych limfocytów T specyficznych dla HLA-DQ5+ HY i badano specyficzną lizę komórek(24). Metodą tą oznaczano również niektóre mHAg kodowane autosomalnie, np. HB-1 (9) i UGT2B17 (26). 16 M. MARKIEWICZ Słabe antygeny zgodności tkankowej 17 Skomplikowana metodyka laboratoryjna stanowiła do niedawna istotne ograniczenie możliwości badawczych mHAg. Ostatnio w ramach warsztatów mHAg zorganizo- 18 M. MARKIEWICZ wanych przez Uniwersyteckie Centrum Medyczne w Leiden w łączności z 14 Zjazdem HLA i Immunogenetyki, który odbył się pod koniec 2005 r. w Australii, zainicjowano badania przy użyciu gotowego zestawu do oznaczania 11 alleli mHAg (HA-1, HA-2, HA-3, HA-8, HB-1, ACC-1, ACC-2, HwA-9, HwA-10, UGT2B17, HY) metodą specyficznej dla alleli reakcji łańcuchowej polimerazy z wykorzystaniem swoistych sekwencji primerowych-PCR-SSP. WYSTĘPOWANIE mHAg W TKANKACH Obraz kliniczny reakcji zachodzącej pomiędzy mHAg a limfocytami T jest uzależniony od dystrybucji tkankowej mHAg w organizmie. Większość mHAg związanych z chromosomem Y oraz niektóre mHAg kodowane autosomalnie, a wśród nich HA-3 i HA-8, są wszechobecne prawie we wszystkich tkankach. W przypadku ataku allogenicznych limfocytów T spowodowanego ich reaktywnością względem takich powszechnych mHAg dochodzi do uogólnionych objawów klinicznych GVHD. Natomiast niektóre inne mHAg są spotykane wyłącznie w wybranych tkankach, czego przykładem jest występowanie HA-1 i HA-2 wyłącznie w komórkach układu krwiotwórczego (27), a HB-1 wyłącznie w komórkach prekursorowych limfocytów B (28). Do chwili obecnej opisano jedynie 6 mHAg, których występowanie ogranicza się wyłącznie do komórek układu krwiotwórczego. Spośród nich 5 jest kodowane autosomalnie, natomiast 1 jest związany z chromosomem Y. Wszystkie one mogą kandydować do ich wykorzystania w immunoterapii. Ponadto niektóre peptydy stanowiące mHAg mogą nie być produkowane w warunkach prawidłowych, natomiast w przypadku pobudzenia komórki w toku reakcji zapalnej może dochodzić do ich wytwarzania i w konsekwencji do ekspresji mHAg w uszkodzonej tkance (4). ZNACZENIE mHAg W PRZESZCZEPIENIU KRWIOTWÓRCZYCH KOMÓREK MACIERZYSTYCH Po allogenicznym HSCT, nawet przy pełnej zgodności w zakresie HLA pomiędzy biorcą i dawcą, mHAg mogą być rozpoznawane przez limfocyty T drugiego człowieka jako antygeny „obce”, i w konsekwencji mogą przyczyniać się do powstawania reakcji odrzucania przeszczepu („gospodarz-przeciwko-przeszczepowi”, HvG, host-versus-graft) (29), indukcji ostrej i przewlekłej choroby „przeszczep-przeciwko-gospo-darzowi” (GvH, graft-versus-host) (30), jak też mogą odgrywać ważną rolę w stymulowaniu pożądanej reakcji „przeszczep-przeciwko-białaczce” (GvL, graft-versus-leukemia). W przypadku przeszczepień od dawców nie w pełni dobranych w zakresie HLA jednoczesne wykazanie znaczenia mHAg jest znacznie utrudnione. Jeżeli weźmie się pod uwagę prawdopodobieństwo istnienia wielu niepoznanych jeszcze mHAg można przypuszczać, że kumulacyjna rozbieżność poszczególnych mHAg pomiędzy dawcą a biorcą wpływa na wyniki HSCT. Słabe antygeny zgodności tkankowej 19 mHAg i reakcja odrzucania przeszczepu (HvG) Znaczenie mHAg w reakcji odrzucania przeszczepu badano na ciekawym modelu zwierzęcym. Wykonano przeszczepienia szpiku u myszy płci żeńskiej od dawców płci męskiej niezgodnych wyłącznie w pojedynczym mHAg. Wyeliminowanie przeciwnie skierowanej reakcji GvH uzyskano dzięki uprzedniemu nisko dawkowanemu napromieniowaniu całego ciała dawców. Wszczep i reakcję HvG badano na podstawie śledzenia pochodzących od dawcy epitopów mHAg oraz kodujących je znanych sekwencji DNA związanych z chromosomem Y. Wykazano, że reakcja HvG wywołana niezgodnością pojedynczego mHAg jest wystarczająca do uniemożliwienia wszczepu. Uzyskane wyniki mają odniesienie do sytuacji klinicznej HSCT ze zredukowanym kondycjonowaniem, gdzie również obserwuje się zwiększony odsetek braków wszczepu (5). Istotne znaczenie mHAg w reakcji odrzucania przeszczepu zostało potwierdzone u ludzi. Na podstawie obserwacji klinicznych przypadków braku wszczepu wykazano, że wkrótce po wstępnym wszczepieniu się komórek dawcy dochodzi do nagłego wzrostu liczby limfocytów T CD8+ pochodzących od biorcy. Limfocyty te wyizolowano, sklonowano i poddano badaniom. W rezultacie ustalono, że limfocyty gospodarza nieprzyjmującego przeszczepu są skierowane przeciwko mHAg dawcy, zarówno autosomalnym, jak i związanym z płcią (31, 32). mHAg i choroba „przeszczep-przeciwko-gospodarzowi” (GvH) Występowanie choroby GvH po HSCT od dawców w pełni zgodnych w układzie HLA wskazuje na znaczenie innych niż związane z MHC czynników etiopatogenetycznych w rozwoju tego powikłania. Przypuszczenia te potwierdziło wykrycie u chorych z aktywną chorobą GvH obecności limfocytów T dawcy specyficznych dla mHAg biorcy. Mianowicie po HSCT u mężczyzn, gdy dawczyniami były kobiety, zaobserwowano wzrost liczby limfocytów T skierowanych przeciwko powszechnym mHAg związanym z płcią męską(33). Inne, pośrednie potwierdzenie możliwości indukcji reakcji GvH przez mHAg stanowi obserwacja, że reaktywność limfocytów T z mHAg, zarówno autosomalnymi, jak też związanymi z płcią, wzrasta u kobiet podczas ciąży. Obserwacja ta może bowiem tłumaczyć przyczynę częstszego występowania choroby GvH po HSCT od wieloródek (34, 35). Początkowo przypuszczano, że reakcja limfocytów T z mHAg występującymi wyłącznie na komórkach krwiotwórczych nie może prowadzić do powstawania klinicznych objawów choroby GvH. Wyniki badań klinicznych wykazały jednak wbrew tym przypuszczeniom, że również rozbieżność pomiędzy dawcą i biorcą w zakresie mHAg związanych z układem krwiotwórczym, na przykład HA-1 (36–38) lub HA-8 (39), koreluje ze stopniem nasilenia objawów klinicznych choroby GvH. Wytłumaczenie tego faktu może stanowić obserwacja, że limfocyty T dawcy reagujące z mHAg specyficznymi dla krwiotwórczych komórek dendrytycznych biorcy mogą powodować tak duże 20 M. MARKIEWICZ „uboczne zniszczenia”, że mogą one w konsekwencji prowadzić do rozwoju choroby GvH nawet przy braku reakcji pomiędzy limfocytami dawcy a mHAg obecnymi w tkankach gospodarza objętych chorobą GvH (40). W tych przypadkach reakcja limfocytów T dawcy z komórkami dendrytycznymi lub innymi komórkami krwiotwórczymi biorcy spowodowana ograniczoną tylko do tych komórek niezgodnością mHAg wywołuje odpowiedź zapalną i burzę cytokinową, które doprowadzają do uszkodzenia innych tkanek i rozwoju w nich choroby GvH (41). Znaczenie mHAg jako czynnika odpowiedzialnego za występowanie choroby GvH zademonstrowano w interesujący sposób w doświadczeniach z wycinkami skóry. Wykazano w nich, że limfocyty T specyficzne dla wszechobecnych mHAg związanych z chromosomem Y są zdolne do wywołania ciężkiej choroby GvH stopnia III lub IV, natomiast limfocyty T specyficzne dla obecnych tylko na komórkach krwiotwórczych HA-1 i HA-2 nie wywołują wcale bądź wywołują jedynie słabą reakcję GvH. Jeżeli jednak przed zetknięciem z limfocytami wycinki skóry podda się inkubacji z peptydami HA-1 i HA-2, limfocyty T specyficzne dla HA-1 i HA-2 są zdolne do wywoływania reakcji GvH (42). W przeciwieństwie do poznanego i wiązanego z chorobą GvH oddziaływania limfocytów T na mHAg, odpowiedź limfocytów B jest znacznie słabiej poznana. Okazało się jednak, że w 4–12 miesięcy po HSCT wykonanych od kobiet dla mężczyzn w surowicy biorców pojawiły się przeciwciała skierowane przeciwko mHAg związanym z chromosomem Y, których obecność korelowała z jednej strony z obecnością przewlekłej choroby GvH, a z drugiej strony z utrzymywaniem się całkowitej remisji (43). Obserwacja ta obrazuje możliwość stymulowania na tle niezgodności w zakresie mHAg odpowiedzi immunologicznej nie tylko komórkowej, ale i humoralnej. mHAg i reakcja „przeszczep-przeciwko-białaczce” (GvL) Częstsze występowanie wznów u chorych po HSCT z tzw. T-deplecją wskazuje na znaczenie limfocytów T w zwalczaniu resztkowych komórek białaczkowych, które zdołały przeżyć leczenie kondycjonujące (44). W przeciwieństwie do limfocytów T dawcy podawanych wraz z przeszczepem, limfocyty T dawcy rozwijające się po przeszczepieniu już w organizmie biorcy są bardziej tolerancyjne dla antygenów biorcy, niestety również dla antygenów obecnych na resztkowych komórkach białaczkowych. Z obserwacji, że po przeszczepieniach syngenicznych pomimo nie stosowania w nich T-deplecji nie dochodzi do efektu GvL można wnioskować, że warunkiem niezbędnym dla indukowania przez limfocyty T reakcji GvL jest ich alloreaktywność (45). Wykazano, że cel kluczowego dla reakcji GvL ataku limfocytów T mogą stanowić występujące na komórkach białaczkowych mHAg: HA-1, HA-5, HA-8, HB-1 oraz wszystkie mHAg związane z płcią (13, 28, 46). Wystąpienie reakcji GvL wiąże się z ekspansją specyficznych dla mHAg limfocytów T, które jak zaobserwowano w badaniach in vitro wykazują hamujący wpływ na rozrost komórek białaczkowych. Zaobserwowano też, że we krwi chorych posiadających mHAg HA-1 i HA-2, u których we wznowie po przeszczepieniu zastosowano infuzję limfocytów dawcy (DLI, donor lymphocytes in- Słabe antygeny zgodności tkankowej 21 fusion) nie posiadającego ani HA-1 ani HA-2, ponowne doprowadzenie do uzyskania całkowitej remisji i pełnego chimeryzmu dawcy korelowało z nagłym pojawieniem się limfocytów T specyficznych dla HA-1 i HA-2 (47). Dane te stanowią twardy argument przemawiający za tym, że limfocyty T dawcy specyficzne dla mHAg występujących wyłącznie na komórkach krwiotwórczych biorcy są istotne dla uzyskania i utrzymania remisji po HSCT w mechanizmie reakcji GvL. IMMUNOTERAPIA Z WYKORZYSTANIEM mHAg Spostrzeżenie, że mHAg stanowią cel limfocytów T biorących udział w reakcji GvL stało się punktem wyjścia do prób wykorzystania mHAg w specyficznej immunoterapii przeciwnowotworowej w chorobach rozrostowych układu krwiotwórczego. Dodatkowa przesłanka przemawiająca za wykorzystaniem mHAg w immunoterapii wynika z niejednorodnego sposobu rozpoznawania różnych rodzajów komórek przez cytotoksyczne limfocyty T specyficzne względem mHAg. Dzięki bowiem albo powszechnemu, albo ograniczonemu wyłącznie do komórek krwiotwórczych występowaniu mHAg, możliwe jest rozdzielenie efektu GvH od GvL (48). Związany z mHAg efekt uzyskania reakcji GvL bez jednoczesnego wywoływania reakcji GvH można też uzyskać poprzez przeniesienie do limfocytów genów kodujących TCR, specyficznych tylko dla mHAg występujących wyłącznie na komórkach krwiotwórczych (np. HA-2), co prowadzi do nabycia przez limfocyty właściwości cytolitycznych względem komórek białaczkowych (49). Zaobserwowano ponadto, że podanie limfocytów T specyficznych dla pojedynczego dominującego immunologicznie mHAg, niezależnie od jego występowania w poszczególnych tkankach, prowadzi do eliminacji komórek białaczkowych bez jednoczesnego nasilania choroby GvH (50). Działanie przeciwnowotworowe limfocytów T jest uzależnione od szeregu czynników: proporcji ich liczby w stosunku do masy guza, dynamiki wzrostu nowotworowego, ekspresji antygenów na komórkach nowotworowych będących przedmiotem ataku, ekspresji cząsteczek adhezyjnych i współ-stymulujących oraz zdolności do wydzielania cytokin supresyjnych (np. IL-10, TGF-B) hamujących reakcje immunologiczne (4). Prowadzone są obecnie liczne prace, których zasadniczym wspólnym elementem jest poszukiwanie metod zwiększenia reaktywności limfocytów T względem komórek nowotworowych. W efekcie tych prac powiodło się już uzyskanie na drodze izolacji i ekspansji ex vivo limfocytów T reaktywnych wyłącznie względem komórek krwiotwórczych, a nie wobec innych tkanek (51). Trwają próby dodatkowego uwrażliwienia in vitro limfocytów T na mHAg obecne wyłącznie na komórkach krwiotwórczych (HA-1 i HA-2) poprzez ich zetknięcie z komórkami dendrytycznymi, uzyskanymi z komórek CD34+ dawcy dzięki odpowiednim warunkom hodowlanym (48, 52). Warunkiem niezbędnym dla skutecznego oddziaływania limfocytów T dawcy z komórkami nowotworowymi biorcy jest niezgodność HA-1 lub HA-2 pomiędzy biorcą i zgodnym w zakresie HLA dawcą. Jeżeli powodzeniem zakończą się próby uzyskania limfocytów T „uczulonych” na odpowiednie mHAg, można będzie się wkrótce spodziewać 22 M. MARKIEWICZ prac oceniających wyniki ich zastosowania w leczeniu białaczek i chłoniaków złośliwych. Nową przesłankę dla badań nad wykorzystaniem mHAg w immunoterapii przyniosła obserwacja, że peptydy mHAg mogą być kodowane przez onkogeny białaczkowe (53), gdyż mogłyby one stanowić swoiste markery nowotworowe będące celem wybiórczego leczenia. Z immunoterapii opartej na mHAg mogą obecnie korzystać w ramach badań eksperymentalnych tylko wybrani chorzy. Częstość występowania niezgodności mHAg pomiędzy dwiema niespokrewnionymi osobami, przy uwzględnieniu częstości występowania restrykcyjnych dla danego mHAg alleli HLA w populacji, determinuje liczbę chorych kwalifikujących się do zastosowania immunoterapii z wykorzystaniem mHAg. HA-1 jest najbardziej interesującym mHAg z immunoterapeutycznego punktu widzenia. Jest on kodowany przez dwa allele, w których może występować różnica dwóch nukleotydów, powodująca zamianę pojedynczego aminokwasu w produkowanym peptydzie, co z kolei przekłada się na powstanie dwóch różnych odmian HA-1: wysoce immunogennego epitopu HA-1H lub nie rozpoznawalnego przez limfocyty HA-1R. Zastosowanie immunoterapii możliwe jest zarówno u osób heterozygotycznych posiadających obydwie odmiany HA-1, jak i u osób homozygotycznych HA-1H. U badanych polskich rodzeństw częstość występowania niezgodności w zakresie HA-1 wynosi 30%. W polskiej populacji genotyp heterozygotyczny HA-1H/ HA-1R występuje w 50%, homozygotyczny HA-1H w 20% a nieimmunogenny homozygotyczny HA-1R w 30% przypadków (54). W ogólnej populacji odsetek osób, u których potencjalnie możliwe jest wykorzystanie HA-1 w celu immunoterapeutycznym wynosi 10.6% i jest on wyższy niż w odniesieniu do pozostałych mHAg (11). Również HA-2 jest kodowany przez dwa allele i może występować w formie immunogennej HA-2V lub nieimmunogennej HA-2M. Częstość występowania HA-2 w populacji posiadającej restrykcyjny HLA-A*02 wynosi 95% (10), natomiast immunogenny genotyp HA-2V występuje z częstością 84% (55), co czyni z HA-2 kolejny mHAg nadający się do wykorzystania w immunoterapii. W badaniach dotyczących wpływu różnych wariantów HA-1 i HA-2 po HSCT pomocne jest określanie mikrochimeryzmu poszczególnych odmian tych mHAg metodą reakcji łańcuchowej polimerazy (56, 57). Biorąc pod uwagę intensywność prowadzonych obecnie badań i potencjał immunoterapeutyczny tkwiący w mHAg, w niedalekiej przyszłości można się spodziewać prac opisujących kolejne nowo odkryte mHAg, i nowe przykłady zastosowania adoptywnej immunoterapii komórkowej z ich wykorzystaniem. PODSUMOWANIE W wielu doniesieniach podnoszony jest wpływ niezgodności w zakresie mHAg na wszczep, występowanie ostrej i przewlekłej choroby „przeszczep przeciwko gospodarzowi” jak też reakcji „przeszczep przeciwko białaczce”. Dokładna ocena znaczenia wpływu niezgodności poszczególnych mHAg na wyniki HSCT wymaga analizy wyników uzyskanych w dużych grupach chorych. Coraz lepsze poznanie mHAg nie tylko Słabe antygeny zgodności tkankowej 23 stworzy możliwość racjonalizacji doboru dawców dla niektórych chorych, ale też rozszerzy możliwości ich leczenia poprzez zastosowanie opartej na mHAg specyficznej immunoterapii. PIŚMIENNICTWO 1. Snell G. D.: Methods for study of histocompatibility genes and isoantigens. Meth Med Res 1964, 10, 1–7. 2. Barth R., Counce S., Smith P., Snell G. D.: Strong and week histocompatibility gene differences in mice and their role in the rejection of homografts of tumors and skin. Ann Surg 1956, 144, 198–204. 3. Ceppellini R., Mattiuz P. L., Scudeller G., Visetti M.: Experimental allotransplantation in man. The role of the HLA- system in different genetic combinations. Transplant Proc 1969, 1, 385–389. 4. Falkenburg J.H.F., van de Corput L., Marijt E.W.A., Willemze R.: Minor histocompatibility antigens in human stem cell transplantation. Exp Hematol 2003, 31, 743–751. 5. Laylor R., Cannella L., Simpson E., Dazzi F.: Minor histocompatibility antigens and stem cell transplantation. Vox Sanguinis 2004, 87 (supl. 2), 11–14. 6. Simpson E., Scott D., James F., i wsp.: Minor H antigens: genes and peptides. Transplant Immunol 2002, 10, 115–123. 7. Miklos D.B., Kim H.T., Zorn E., i wsp.: Antibody response to DBY minor histocompatibility antigen is induced after allogeneic stem cell transplantation and in healthy female donors. Blood 2004, 103, 353–359 8. Verdijk R.M., Kloosterman A., Pool J., i wsp.: Pregnancy induces minor histocompatibility antigen-specific cytotoxic T cells: implications for stem cell transplantation and immunotherapy. Blood 2004, 103, 1961–1964. 9. Dolstra H., Fredrix H., Maas F., i wsp.: A human minor histocompatibility antigen specific for B cell acute lymphoblastic leukemia. J Exp Med 1999, 189, 301–308. 10. den Haan J.M., Sherman N.E., Blokland E., i wsp.: Identification of a graft versus host disease-associated human minor histocompatibility antigen. Science 1995, 268, 1476–1480. 11. Spierings E., Goulmy E.: Expanding the immunotherapeutic potential of minor histocompatibility antigens. J Clin Invest 2005, 115, 3397–3400. 12. den Haan J.M., Meadows L.M., Wang W., i wsp.: The minor histocompatibility antigen HA-1: a diallelic gene with a single amino acid polymorphism. Science 1998, 279, 1054–1057. 13. Pierce R.A., Field E.D., Mutis T., i wsp.: The HA-2 minor histocompatibility antigen is derived from a diallelic gene encoding a novel human class I myosin protein. J Immunol 2001, 167, 3223–3230. 14. Brickner A.G., Warren E.H., Caldwell J.A., i wsp.: The immunogenicity of a new human minor histocompatibility antigen results from differential antigen processing. J Exp Med 2001, 193, 195–206. 15. Wang W., Meadows L.R., den Haan J.M., i wsp.: Human H-Y: a male-specific histocompatibility antigen derived from the SMCY protein. Science 1995, 269, 1588–1590. 16. Meadows L., Wang W., den Haan J.M., i wsp.: The HLA-A*0201-restricted H-Y antigen contains a posttranslationally modified cysteine that significantly affects T cell recognition. Immunity 1997, 6, 273–281. 17. Pierce R.A., Field E.D., den Haan J.M., i wsp.: Cutting edge: the HLA-A*0101-restricted HY minor histocompatibility antigen originates from DFFRY and contains a cysteinylated cysteine residue as identified by a novel mass spectrometric technique. J Immunol 1999, 163, 6360–6364. 18. Gubarev M.I., Jenkin J.C., Leppert M.F., i wsp.: Localization to chromosome 22 of a gene encoding a human minor histocompatibility antigen. J Immunol 1996, 157, 5448–5454. 19. Akatsuka Y., Nishida T., Kondo E., i wsp.: Identification of a polymorphic gene, BCL2A1, encoding two novel hematopoietic lineage-specific minor histocompatibility antigens. J Exp Med 2003, 197, 1489–1500. 24 M. MARKIEWICZ 20. de Rijke B., van Horssen-Zoetbrood A., Beekman J.M., i wsp.: A frameshift polymorphism in P2X5 elicits an allogeneic cytotoxic T lymphocyte response associated with remission of chronic myeloid leukemia J Clin Invest 2005, 115, 3506–3516. 21. Vogt M.H., de Paus R.A., Voogt P.J., Willemze R., Falkenburg J.H.F.: DFFRY codes for a new human male-specific minor transplantation antigen involved in bone marrow graft rejection. Blood 2000, 95, 1100–1105. 22. Vogt M.H., Meadows L., den Haan J.M., i wsp.: UTY gene codes for a HLA-B60-restricted human male-specific minor histocompatibility antigen involved in stem cell graft rejection: characterization of the critical polymorphic amino acid residues for T-cell recognition. Blood 2000, 96, 3126–3132. 23. Warren E.H., Gavin M.A., Simpson E., i wsp.: The human UTY gene encodes a novel HLA-B8restricted H-Y antigen. J Immunol 2000, 164, 2807–2814. 24. Vogt M.H., van den Muijsenberg J.W., Goulmy E., i wsp.: The DBY gene codes for an HLADQ5-restricted human male-specific minor histocompatibility antigen involved in graft-versus-host disease. Blood 2002, 99, 3027–3032. 25. Spierings E., Vermeulen C.J., Vogt M.H., i wsp.: Identification of HLA class II-restricted H-Yspecific T-helper epitope evoking CD4+ T-helper Wells In H-Y-mismatched transplantation. Lancet 2003, 362, 610–615. 26. Murata M., Warren E.H., Riddell S.R.: A human minor histocompatibility antigen resulting from differential expression due to a gene deletion. J Exp Med 2003, 197, 1279–1289. 27. de Bueger M., Bakker A., van Rood J.J., van der Woude F., Goulmy E.: Tissue distribution of human minor histocompatibility antigens. Ubiquitous versus restricted tissue distribution indicates heterogeneity among human cytotoxic T lymphocyte-defined non-MHC antigens. J Immunol 1992, 149, 1788– 1794. 28. Dolstra H., Fredrix H., Preijers F., i wsp.: Recognition of B cell leukemia-associated minor histocompatibility antigen by C.T.L. J Immunol 1997, 158, 560–565. 29. Goulmy E., Termijtelen A., Bradley B.A., van Rood J.J.: Alloimmunity to human H-Y. Lancet 1976, 2, 1206. 30. Goulmy E., Gratama J.W., Blokland E., Zwana F.E., van Rood J.J.: A minor histocompatibility antigen detected by MHC-restricted cytotoxic T lymphocytes during graft-versus-host disease. Nature 1983, 302, 159–161. 31.Voogt P.J., Fibbe W.E., Marijt W.A., i wsp.: Rejection of bone-marrow graft by recipient-derived cytotoxic T lymphocytes against minor histocompatibility antigens. Lancet 1990, 335, 131–134. 32. Marijt W.A., Kernan N.A., Diaz-Barrientoz D., i wsp.: Multiple minor histocompatibility antigenspecific cytotoxic T lymphocyte clones can be generated during graft rejection after HLA-identical bone marrow transplantation. Bone Marrow Transplant 1995, 16, 125–132. 33. Mutis T., Gillespie G., Schrama E., i wsp.: Tetrameric HLA class I- minor histocompatibility antigen- specific cytotoxic T lymphocytes in patients with graft-versus-host disease. Nat Med 1999, 5, 839– 842. 34. James E., Chai J.G., Dewchand H., i wsp.: Multiparity induces priming to male-specific minor histocompatibility antigen, HY, in mice and humans. Blood 2003, 102, 388–393. 35. Atkinson K., Farrell C., Chapman G., i wsp.: Female marrow donors increase the risk of acute graft-versus-host disease: Effect of donor age and parity and analysis of cell subpopulations in the donor marrow inoculum. Br J Haematol 1986, 63, 231–239. 36. Goulmy E., Schipper R., Pool J., i wsp.: Mismatches of minor histocompatibility antigens between HLA-identical donors and recipients and the development of graft-versus-host disease after bone marrow transplantation. N Engl J Med 1996, 334, 281–285. 37. Gallardo D., Arostegui J.I., Balas A., i wsp.: Disparity for the minor histocompatibility antigen HA-1 is associated with an increased risk of acute graft-versus-host disease (GvHD) but it does not affect chronic GvHD incidence, disease-free survival or overall survival after allogeneic human leucocyte antigen-identical sibling donor transplantation. Br J Haematol 2001, 114, 931–936. Słabe antygeny zgodności tkankowej 25 38. Tseng L.H., Lin M.T., Hansen J.A., i wsp.: Correlation between disparity for the minor histocompatibility antigen HA-1 and the development of acute graft-versus-host disease after allogeneic marrow transplantation. Blood 1999, 94, 2911–2914. 39. Perez-Garcia A., De la Camara R., Torres A., i wsp.: Minor histocompatibility antigen HA-8 mismatch and clinical outcome after hla-identical sibling donor allogeneic stem cell transplantation. Haematologica 2005, 90, 1723–1724. 40. Teshima T., Ordemann R., Reddy P., i wsp.: Acute graft-versus-host disease does not require alloantigen expression on host epithelium. Nat Med 2002, 8, 575–581. 41. Teshima T., Ferrara J.L.: Understanding the alloresponse: new approaches to graft-versus-host disease prevention. Semin Hematol 2002, 39, 15–22. 42. Dickinson A.M., Wang X.N., Sviland L., i wsp.: In situ dissection of the graft-versus-host activities of cytotoxic T cells specific for minor histocompatibility antigens. Nat Med 2002, 8, 410–414. 43. Miklos D.B., Haesok T.K., Miller K.H., i wsp.: Antibody responses to H-Y minor histocompatibility antigens correlate with chronic graft versus host disease and disease remission. Blood 2005, 105, 2973–2978. 44. Goldman J.M., Gale R.P., Horowitz M.M., i wsp.: Bone marrow transplantation for chronic myelogenous leukemia in chronic phase: Increased risk for relapse associated with T-cell depletion. Ann Intern Med 1988, 108, 806–814. 45. Gale R.P., Horowitz M.M., Ash R.C., i wsp.: Identical-twin bone marrow transplants for leukemia. Ann Intern Med 1994, 120, 646–652. 46. Falkenburg J.H.F., Goselink H.M., van der Harst D., i wsp.: Growth inhibition of clonogenic leukemic precursor cells by minor histocompatibility antigen-specific cytotoxic T-lymphocytes. J Exp Med 1991, 174, 27–33. 47. Marijt W.A., Heemskerk M.H., Kloosterboer F.M., i wsp.: Hematopoiesis-restricted minor histocompatibility antigens HA-1- or HA-2-specific T cells can induce complete remissions of relapsed leukemia. Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100, 2742–2747. 48. Mutis T., Verdijk R., Schrama E., i wsp.: Feasibility of immunotherapy of relapsed leukemia with ex vivo – generated cytotoxic T-lymphocytes specific for hematopoietic system-restricted minor histocompatibility antigens. Blood 1999, 93, 2336–2341. 49. Heemskerk M.H., Hoogeboom M., de Paus R.A., i wsp.: Redirection of antileukemic reactivity of peripheral T lymphocytes using gene transfer of minor histocompatibility antigen HA-2 specific T-cell receptor complexes expressing a conserved alpha joining region. Blood 2003, 102, 3530–3540. 50. Fontaine P., Roy-Proulx G., Knafo L., i wsp.: Adoptive transfer of minor histocompatibility antigen-specific T lymphocytes eradicates leukemia without causing graft-versus-host disease. Nat Med 2001, 7, 789–794. 51. Warren E.H., Kelly D.M., Brown M.L., i wsp.: Adoptive GVL therapy targeting minor histocompatibility antigens for the treatment of posttransplant leukemic relapse: update of the FHCRC experience. Blood 2002, 98, Abstract 2493, 240. 52. Fong L., Engleman E.G.: Dendritic cell in cancer immunotherapy. Annu Rev Immunol 2000, 18, 245–273. 53. Spierings E., Brickner A.G., Caldwell J.A., i wsp.: The minor histocompatibility antigen HA-3 arises from differential proteasome–mediated cleavage of the lymphoid blast crisis (Lbc) oncoprotein. Blood 2003, 102, 621–629. 54. Siekiera U., Janusz J.: Human minor histocompatibility antigens (mHag) in HLA-A, B, C, DR, DQ matched sib-pairs.Transfusion clinique et biologique, 2001, 8, 163s–164s. 55. Di Terlizzi S., Zino E., Mazzi B., i wsp.: Therapeutic and diagnostic applications of minor histocompatibility antigen HA-1 and HA-2 disparities in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation: a survey of different populations. Biol Blood Marrow Transplant 2006, 12, 95–101. 56. Wilke M, Pool J, den Haan JM, Goulmy E. Genomic identification of the minor histocompatibility antigen HA-1 locus by allele-specific PCR. Tissue-Antigens. 1998, 52, 312–317. 26 M. MARKIEWICZ 57. Wieles B, Pool J, Derks R, Burlingham WJ, Goulmy E. Detection of microchimerism by minor histocompatibility antigen HA-1 allele-specific nested polymerase chain reaction. Biol Blood Marrow Transplant 2005, 11, 345–348. 58. Mommaas B., Kamp J., Drijfhout J.W., i wsp.: Identification of a novel HLA-B60-restricted T cell epitope of the minor histocompatibility antigen HA-1 locus. J Immunol 2002, 169, 3131–3136. 59. Akatsuka A.Y., Edus H. Warren E.H., Gooley T.A., i wsp.: Disparity for a newly identified minor histocompatibility antigen, HA-8, correlates with acute graft-versus-host disease after haematopoietic stem cell transplantation from an HLA-identical sibling Br J Haematol 2003, 123, 671–675. 60. Nishida T., Akatsuka Y., Morishima Y., i wsp.: Clinical relevance of a newly identified HLAA24-restricted minor histocompatibility antigen epitope derived from BCL2A1, ACC-1, in patients receiving HLA genotypically matched unrelated bone marrow transplant. Br J Haematol 2004, 124, 629–635. 61. Brickner A.G., Evans A.M., Mito J.K., i wsp.: The PANE1 gene encodes a novel human minor histocompatibility antigen that is selectively expressed in B-lymphoid cells and B-CLL. Blood 2006; 107: 3779–3786. 62. Slager E.H., Honders M.W., van der Meijden E.D., i wsp.: Identification of the angiogenic endothelial cell growth factor-1/thymidine phosphorylase as a potential target for immunotherapy of cancer. Blood 2006; 107: 4954–4960. 63. Torikai H., Akatsuka Y., Miyazaki M., i wsp.: A Novel HLA-A*3303-restricted minor histocompatibility antigen encoded by an unconventional open reading frame of human TMSB4Y gene. J Immunol 2004, 173, 7046–7054. 64. Ivanov R., Aarts T., Hol S.: Identification of a 40S ribosomal protein S4–derived H-Y epitope able to elicit a lymphoblast-specific cytotoxic T lymphocyte response. Clinical Cancer Research 2005, 11, 1694–1703. 65. Zorn E., Miklos D.B., Floyd B.H., i wsp.: Minor histocompatibility antigen DBY elicits a coordinated B and T cell response after allogeneic stem cell transplantation. J Exp Med 2004, 199, 1133–1142. Praca wpłynęła do Redakcji 27.06.2006 r. i została zakwalifikowana do druku 15.11.2006 r. Adres Autora: Dr n. med. Mirosław Markiewicz Katedra i Klinika Hematologii i Transplantacji Szpiku Śląskiej Akademii Medycznej ul. Reymonta 8, 40-029 Katowice e-mail: [email protected]
