Контроль и профилактика отторжения трансплантата почки: роль и возможности клинического применения T-регуляторных клеток в трансплантации

Согласно концепции активного долголетия, разрабатываемой правительством РФ, к 2024 г. средняя продолжительность жизни в нашей стране составит 78 лет, а к 2030 г. — 80 лет. Однако эти цифры никак не соотносятся со средней продолжительностью работы трансплантата (около 15 лет при пересадке от родственного донора и не более 10 лет при пересадке от умершего человека). Важно отметить, что отдаленные результаты трансплантации почки у детей зависят не только от хирургического этапа трансплантации, но в большей степени от организации амбулаторной и стационарной помощи в местах проживания пациентов. Особенно важную роль вопросы ведения пациентов с аллотрансплантатом будут иметь в случае внедрения методов клеточной терапии в клиническую практику. Для цифровизации полного цикла реабилитации пациента после трансплантации в 2007 г. на базе РНЦХ разработан Регистр для наблюдения за пациентами с трансплантированной почкой (https://baza.pochka.org/rnch_net_prod/). Эта система представляет собой электронную базу данных с информацией о пациентах, оперированных в РНЦХ и других центрах. Сюда относятся паспортные и демографические данные реципиента и донора, данные о вакцинации, операции, получаемой терапии, результаты анализов — т. е. практически вся жизнь пациентов до, во время и после трансплантации органов. Информация структурирована по разделам, при этом на главную страницу для каждого пациента выводится ключевая информация, необходимая для экстренной ситуации в любые сроки после трансплантации: результат трансплантации, функция органа на текущий момент, масса тела и рост пациента, проводимая терапия, последний врачебный комментарий. С учетом того что регистр находится в сети Интернет и, следовательно, доступен не только для врачей центра, но и для специалистов в регионах, это существенно облегчает наблюдение за пациентами по месту жительства и при необходимости коррекцию их лечения совместно с врачами регионов. Еще одним важным преимуществом регистра является значительное упрощение анализа имеющихся данных. Так, в разделе «Отчеты» содержится статистическая информация о результатах всех трансплантаций, последовательно выполненных в отделении трансплантации почки РНЦХ с 2000 г., в НМИЦ здоровья детей с 2015 г., и о части пациентов, оперированных в других клиниках. Данные в отчетах обновляются постоянно по мере выполнения новых трансплантаций и получения сведений о прооперированных пациентах; представлена информация о выживаемости пациентов и трансплантатов, количестве проведенных трансплантаций пациентам на основании их пола, возраста, региона проживания и др. Недавно стало возможно сравнить выживаемость в отдельных группах пациентов и оценить достоверность полученных различий. Например, наглядная демонстрация того, что возраст живого донора не имеет значения для выживаемости трансплантата, позволила сдвинуть возрастной критерий и более активно использовать в качестве доноров старшее поколение (бабушки и дедушки пациента) и сохранить возможность повторной трансплантации через 15—30 лет от более молодых родственников.

Формирование и использование подобных регистров может служить универсальной платформой медицинской информационной интегративной системы для многогранного научного использования массива накопленных данных при проведении научных исследований, а также при планировании фундаментальных и поисковых научно-исследовательских разработок, особенно в условиях мультипрофильных научных учреждений, подобных РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского.

Необходимость контроля отторжения трансплантата была очевидной еще до момента внедрения пересадки почки в клиническую практику, однако до сих пор эта проблема не решена и остается одной из основных в трансплантологии. И хотя в последние десятилетия показатели приживления аллотрансплантата почки и общей выживаемости значительно улучшились благодаря детальному анализу иммунологической совместимости, применению современных методов фармакологической иммуносупрессии и другим факторам, ни один из применяемых подходов не исключает развития отторжения [1]. Более того, в большинстве случаев добиться устойчивой толерантности к пересаженному органу не удается. Помимо недостаточной эффективности, длительное применение иммуносупрессивной терапии сопровождается множеством побочных эффектов, таких как нефротоксичность, сахарный диабет, дислипидемия, артериальная гипертензия, и часто не может предотвратить потерю трансплантата [2]. Особенно актуальна эта проблема для педиатрических пациентов, так как даже в случае успешной трансплантации спустя годы они сталкиваются с необходимостью повторной операции.

Современная иммуносупрессия неспецифична, поэтому для таких пациентов характерен высокий риск активизации оппортунистических инфекций и развития онкологических заболеваний, угрожающих гибелью как трансплантата, так и самого пациента [3]. Кроме того, действие даже самых современных препаратов только подавляет иммунный ответ на аллотрансплантат, но не способствует развитию иммунологической толерантности [4].

Таким образом, существенное улучшение показателей отдаленной выживаемости трансплантатов возможно только путем минимизации иммуносупрессивной терапии (в идеале — полная отмена этих препаратов) [5]. Именно поэтому главная задача — поиск способа индукции устойчивой иммунологической толерантности реципиента к трансплантату.

Механизмы, лежащие в основе развития иммунной толерантности трансплантированных органов, сложны и во многом еще не исследованы. Однако сегодня уже идентифицированы различные клеточные популяции, ответственные за регуляцию иммунного ответа [6, 7]. Одним из ключевых звеньев поддержания толерогенного клеточного гомеостаза в организме являются Т-регуляторные клетки (Трег) [8]. Главная функция Tрег заключается в поддержании толерантности иммунной системы к собственным тканям, а также контроль силы и продолжительности иммунного ответа через регуляцию эффекторного звена иммунитета [9].

Регуляторные Т-клетки можно разделить на популяции натуральных (тимусного происхождения) и индуцированных (периферических) Трег. При этом индукции в Трег могут быть подвержены наивные Т-лимфоциты при стимуляции их Т-клеточных рецепторов в присутствии цитокинов, таких как TGF-b и IL-2 [10, 11]. Трег характеризуются высоким уровнем экспрессии альфа-цепи рецептора IL-2 (CD25), а также транскрипционного фактора Foxp3. При этом статус метилирования гена Foxp3 является надежным маркером для идентификации функциональной стабильности этих клеток [12]. Хотя CD25 транзиторно экспрессируется и на активированных Т-клетках, интенсивность экспрессии этого рецептора в субпопуляции Трег значительно выше (CD25^hi). IL-2 необходим для активации и пролиферации Трег. В то же время в отличие от эффекторных T-клеток Трег не способны секретировать IL-2. Трег характеризуются крайне низким уровнем экспрессии рецептора к IL-7 (CD127^low) [13]. Описаны и другие характерные клеточные маркеры Трег (табл. 1).

Механизм действия Трег на клетки-мишени до конца не изучен. Имеются данные о том, что в механизмах супрессии могут участвовать IL-10, трансформирующий фактора роста бета (TGF-β), IL-35 и другие цитокины [16]. IL-10, гомодимерный цитокин с широким спектром ингибиторной активности. Известно, что Трег сами секретируют IL-10. Это подтверждается тем, что добавление антител к IL-10 отменяет супрессорный эффект Трег, введенных для поддержания приживления кожного аллотрансплантата [17].

В многочисленных экспериментах in vitro взаимодействие Трег и активированных клеток-мишеней (CD4⁺ CD25^– и CD8⁺) изучали с использованием полупроницаемой мембраны, которая разделяет эти две субпопуляции клеток. Опыты показали, что Трег неспособны подавлять пролиферацию обычных стимулированных Т-клеток, если они находятся в разных компартментах с клетками-мишенями [18]. Эти данные привели к заключению, что Трег осуществляют контактзависимую супрессию. Хотя Трег могут подавлять функцию активированных CD4⁺— и CD8⁺-T-клеток, B-клеток, макрофагов и дендритных клеток, T-клетки памяти менее чувствительны к их подавляющему действию [19].

В аспекте клинического применения важно учитывать влияние иммуносупрессивных препаратов на функцию Трег. Лечение ингибиторами кальциневрина снижает жизнеспособность и пролиферацию Трег [20]. В свою очередь ингибиторы пролиферативного сигнала (m-TOR) способствуют дифференцировке Трег [21], а также увеличивают уровень экспрессии Foxp3, хотя этот эффект может со временем уменьшаться. В некоторых исследованиях показано, что терапия антитимоцитарным глобулином приводила к значительным и длительным изменениям компартмента Т-клеток, характеризующегося сохранением Трег и длительным снижением числа потенциально эффекторных CD4⁺ –Т-клеток [22].

Так как Трег характеризуются высокой экспрессией CD25, терапия базиликсимабом (анти-CD25) может оказывать на них негативное действие [23]. Использование алемтузумаба (анти-CD52), напротив, способствует увеличению доли периферических Трег [24]. Алемтузумаб обусловливает лизис лимфоцитов посредством фиксации комплемента и антителоопосредованной клеточной цитотоксичности. Рандомизированное многоцентровое исследование, сравнивающее алемтузумаб с базиликсимабом и тимоглобулином, показало преимущества алемтузумаба в отношении эффективности профилактики отторжения и снижения количества осложнений [25]. Применение алемтузумаба сопровождалось значительным (10-кратным) по сравнению с иммуноглобулином увеличением пропорции Трег в экспериментах in vitro на здоровых добровольцах [26]. Следует отметить, что при наблюдении за пациентами с рассеянным склерозом отмечено повышение функции Т-регуляторных клеток в течение 24 мес после применения алемтузумаба [27]. Вероятно, именно усилением пропорции Трег объясняется статистически достоверное преимущество в пятилетнем выживании почечного трансплантата от посмертного донора у детей при применении алемтузумаба по сравнению с тимоглобулином (87% против 78%), выявленное при анализе северо-американской базы данных OPTN (Basedon OPTN DataAsOfMarch 29, 2019).

Использование низких доз рекомбинантного IL-2 ранее рассматривалось в качестве потенциального средства стимулирования Трег [28], однако данный подход имеет серьезное ограничение из-за риска стимулирования активности цитотоксических Т-лимфоцитов и NK-клеток [29].

Основная проблема в определении воздействия фармакологической поддержки на Трег заключается в том, что в стандартных протоколах стартовая иммуносупрессивная терапия состоит, как правило, не менее чем из 3 основных компонентов, а при наличии факторов повышенного риска отторжения в нее могут включаться дополнительные препараты [30]. Таким образом, следует учитывать возможные антагонистические и кумулятивные эффекты, которые также могут быть дозозависимыми.

Накопленные данные открывают возможности применения клеточной терапии Трег в первую очередь с целью достижения естественной толерантности, которая позволит минимизировать риски острого отторжения, будет способствовать восстановлению тканей после приживления, а также снизит или полностью исключит поддерживающий прием иммунодепрессантов. В настоящее время ведутся активные поиски оптимального способа получения ex vivo Трег с необходимыми функциональными характеристиками в количестве, достаточном для достижения стабильной толерантности.

В большинстве протоколов выделения Трег из периферической крови используется лейкоферез с последующим выделением фракции CD4⁺CD25⁺-лимфоцитов. Однако данный подход ограничивает количество получаемых клеток их исходным содержанием в циркуляции, поэтому возникает необходимость индукции Трег из наивных Т-лифоцитов. Кроме того, экспериментально показано, что индуцированные ex vivo Трег обладают более выраженными супрессивными свойствами по сравнению с выделенными натуральными Трег [31].

Индукция Трег может быть осуществлена поликлонально либо антиген-специфическим способом. Донорские аллоантиген-специфические Трег, как было показано, более эффективны, чем поликлональные клетки. Однако получение поликлональных Трег гораздо проще с технической точки зрения, так как не требуется специфическая антигенная стимуляция с последующей селекцией реактивных клонов Т-клеток [32]. Довольно перспективное направление — получение аллоантиген-специфических Трег с химерным антигенным рецептором (CAR-Treg). Технология CAR позволяет миновать сложный этап отбора «подходящих» Т-клеток благодаря точечному редактированию гена Т-клеточного рецептора путем трансфекции вирусными векторами. Тем не менее существуют серьезные препятствия, которые необходимо преодолеть, прежде чем CAR-Treg можно будет использовать в клинике [33].

Протоколы неспецифической поликлональной индукции включают стимуляцию Т-клеточного рецептора (CD3) с костимуляцией CD28 [34]. Показано, что присутствие некоторых препаратов позволяет усилить индукцию наивных Т-клеток в Трег ex vivo, а также увеличить стабильность получаемых клеточных культур. Так, рапамицин ингибирует пролиферацию эффекторных Т-клеток, при этом ex vivo он избирательно увеличивает количество Трег-клеток. В настоящее время проходит фазу I/II aклинических испытаний технология неспецифической индукции Трег в комбинации с рапамицином, которая позволяет достичь 300-кратного увеличения количества Трег после 36 дней культивирования и сохраняет при этом чистоту культуры более 75% и высокую супрессорную активность [35]. Продемонстрировано также, что Трег, индуцированные ex vivo в присутствии полностью трансретиноевой кислоты, имеют более благоприятный эпигенетический статус гена Foxp3, что свидетельствует в пользу большей стабильности получаемой культуры [36].

Необходимость проведения иммуносупрессивной терапии перед трансплантацией также вводит технические ограничения на время между взятием образца крови для выделения клеток и введением культуры Трег, что может потребовать хранения криоконсервированных культур Трег. Однако убедительные данные о стабильности и функциональной активности культур Трег после криоконсервирования также отсутствуют.

В табл. 2 приведены

Трег-опосредованная клеточная терапия — потенциально привлекательный инструмент снижения иммуносупрессивной нагрузки у реципиентов с аллотрансплантатом почки. Значительные успехи в понимании биологии Трег привели к старту весьма многообещающих клинических испытаний. В то же время для достижения поставленной задачи предстоит разработать и апробировать более эффективные способы индукции и культивирования Трег, улучшить их долгосрочную стабильность и снизить риск неспецифической иммуносупрессии, в том числе за счет оптимизации клеточного хоуминга к аллотрансплантату и повышения специфичности к аллоантигенам.

В настоящее время нельзя однозначно утверждать, что толерантность, вызванная Трег, абсолютно стабильна, и одной из реальных проблем будет разработка средств мониторинга иммунного ответа после успешной трансплантации. Это в свою очередь потребует внедрения эффективных систем непрерывного ведения реципиентов (например, разработанный в РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского Регистр для наблюдения за пациентами с трансплантированной почкой).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.