Imunologie – cvičení
3. ročník všeobecného lékařství LF MU
 MHC je soubor molekul (glykoproteinů)
odpovědných za odvržení transplantované
tkáně nebo orgánu (odtud název)
 Hlavní úloha MHC spočívá v prezentaci
antigenů T-lymfocytům
 Je tvořen souborem 40-50 genů seřazených
na chromosomu 6
 MHC u člověka je nazýván HLA (Human
Leukocyte Antigen)
 MHC I. třídy
◦ těžký řetězec α nekovalentně spojen s ß2mikroglobulinem
(kódovaným mimo MHC oblast)
◦ řetězec α tvořen doménami pro vazbu peptidu (α1, α2),
doménou podobnou imunoglobulinové doméně (α3),
tansmembránovou a cytoplazmatickou částí
 MHC II. třídy
◦ heterodimery 2 těžkých řetězců α a ß spojených
nekovalentní vazbou
◦ řetězce tvořeny doménami pro vazbu peptidu (α1, ß1),
doménami podobnými imunoglobulinové doméně (α2,
ß2), transmembránovými a cytoplazmatickými částmi
 MHC I.třídy jsou přítomny na všech jaderných
buňkách organismu
 MHC I předkládají (prezentují) peptidy
lymfocytům CD8+, jedná se převážně o peptidy
produkované buňkou
 Rozlišujeme 3 isotypy lidských klasických MHC
glykoproteinů I.třídy (HLA-A, HLA-B, HLA-C)
 Existují rovněž tzv. neklasické MHC glykoproteiny
I.třídy (HLA-E, HLA-F, HLA-G), dále CD1 (nejedná
se o produkty MHC genů, ale mají strukturální a
funkční podobnost)
 MHC II.třídy jsou na rozdíl od MHC I.třídy
přítomny za fyziologických podmínek pouze na
antigen prezentujících buňkách (APC)
 MHC II.třídy prezentují peptidy lymfocytům
CD4+; jedná se převážně o peptidové fragmenty
pohlcené buňkou
 Rozlišujeme 3 izotypy MHC glykoproteinů II.třídy
(HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP)
 MHC molekuly neodlišují peptidy vlastní a cizí
 Imunogennost proteinových antigenů je určena
schopností buněk předkládajících antigen vytvořit peptidy,
které se budou vázat na vlastní molekuly MHC
 MHC molekuly vážou v 1 chvíli jeden peptid, ale celkově
mohou vázat řadu strukturálně podobných peptidů (x TCR-
epitop)
 Vazba je nekovalentní, ligand je lineární a sestává z 8-11
aminokyselin (MHC I), resp. z 10-30 aminokyselin (MHC II)
 T-lymfocyty jsou schopny poznávat i lipidové a
glykolipidové struktury: je to populace NK-T, která poznává
tyto antigeny „neklasickými molekulami MHC“ – CD1
 MHC I třídy jsou přítomny na všech jaderných
buňkách (tedy ne na erytrocytech!)
◦ Exprese MHC I je na většině buněk zvýšena působením
IFN, TNF, LT (tedy při vrozených imunitních reakcích)
 MHC II třídy jsou konstitučně přítomny na
buňkách imunitního systému (buňky
předkládající antigen – dendritické buňky,
makrofágy, B-lymfocyty), dále na buňkách
endotelových a na epitelu thymu
◦ Expresi MHC II na buňkách prezentujících antigen
(ne však na neuronech) zvyšuje IFNg
 MHC I. třídy
◦ prezentuje cytoplazmatické antigeny
(cytoplasmatické proteiny, peptidové fragmenty
proteinů kódovaných infikujícími viry či
intracelulárními parazity, peptidy aberovaných
buněk, např. nádorových, extracelulární antigeny
uvolněné do cytoplazmy apod.)
◦ proteolytická degradace antigenů v proteasomech
◦ transport peptidů do ER, kde se váží na molekulu
MHC I
◦ komplex MHC I s antigenem se dostává přes
Golgiho systém exocytózou na povrch buňky
 HLA II. třídy
◦ prezentuje pohlcené extracelulární peptidy
(mikrobiální antigeny)
◦ proteolytická degradace proteinů
v endosomech a lysosomech
◦ molekula HLA II v ER zablokována pro vazbu
peptidu, transportována přes Golgiho systém do
endosomu/lysosomu
◦ vazebná část HLA II molekuly v
endosomu/lysosomu uvolněna, navázání peptidu
a transport exocytózou na povrch buňky
 T-lymfocyty poznávají antigeny pouze ve formě
peptidových fragmentů vázaných na MHC I. nebo
II. třídy - fenomen MHC-restrikce
 MHC I. třídy
◦ Prezentace antigenů cytotoxickým
T lymfocytům CD8+
 MHC II. třídy
◦ Prezentace antigenů pomocným
T lymfocytům CD4+
 Lokalizované na krátkém raménku 6. chromozomu
◦ Soubor MHC genů na 1 chromosomu se nazývá haplotyp
◦ Nízká míra rekombinace mezi geny na jednotlivých lokusech –
určité kombinace se vyskytují častěji než by odpovídalo volné
kombinovatelnosti alel = vazebná nerovnováha
 Kodominantní exprese: každý jedinec má dvě alely (od
obou rodičů); na jedné buňce je tedy exprimováno
maximálně 6 různých molekul HLA I.třídy (HLA-A, -B, -C)
 Jedná se o nejpolymorfnější geny v genomu, nyní je známo
více než 20 000 různých alel HLA; je obtížné najít 2 jedince
s plnou shodou MHC Genů
 Polymorfismus MHC má ochranný význam jak pro jedince
tak pro populaci X přináší komplikace při orgánových
transplantacích
 Každý člověk nese 1 mateřský a 1 otcovský
haplotyp
 Sourozenci mohou navzájem:
◦ HLA identičtí (25% sourozenců zdědí stejný
haplotyp od matky i otce)
◦ Haploidentičtí (50% sourozenců)
◦ Zcela rozdílní (25% sourozenců)
 Důležité pro transplantologii
 stanovení HLA výbavy konkrétního jedince
 serologické techniky – stanovení antigenu (HLA-A2,
HLA-B27) – reakce antigenu s protilátkou
◦ Lymfocytotoxický test – reakce protilátek s antigenními
strukturami na povrchu lymfocytů
◦ postupně nahrazeno molekulárně-genetickými metodami
 molekulárně genetické metody –určení alely (HLA-
A*02:01)
◦ sekvenčně specifická PCR, hybridizace specifických sond,
sekvenace
◦ vyšší přesnost a spolehlivost typizace
 nízké (HLA-DR*03) nebo vysoké (HLA-DR*03:02) rozlišení
◦ vyšší náklady
Asociace molekul HLA systému s chorobami
Transplantologie
 Některé alely se vyskytují častěji u pacientů s daným
postižením než v obecné populaci
 Jedná se o choroby s imunologickou patogenezí (např.
autoimunitní choroby - revmatoidní artritida, juvenilní
diabetes, celiakie, m. Bechtěrev, psoriasis vulgaris)
 Může se však jednat i o choroby, u nichž se
imunopatogenetický mechanismus neuplatňuje
(narkolepsie, idiopatická hemochromatóza,
adrenogenitální syndrom)
 Dosud nebyla popsána situace, kdy by se nemoc
rozvinula u všech jedinců s daným HLA antigenem ⇨
specifický HLA antigen je důležitou predispozicí, avšak
pro vznik choroby je nutný ještě jiný spouštěč
• Možné příčiny:
◦ Specifická prezentace peptidu, který je spouštěčem daného
onemocnění, konkrétní HLA molekulou (jiná HLA molekula
by této vazby nebyla schopna)
◦ HLA antigen je znakem přítomnosti defektního genu, který
se nachází v blízkosti HLA (vazebná nerovnováha)
◦ Selhání mechanizmu negativní selekce autoreaktivních T
lymfocytů
◦ Selhání funkce regulačních T lymfocytů
◦ HLA antigeny jsou receptory pro mikroby - fenomén
molekulárního mimikry a zkřížená reaktivita
 Narkolepsie: HLA-DQ6 (100 – 25 - 297,0)
 M. Bechtěrev: HLA-B27 (96 – 9 – 87,4)
 Celiakie: HLA-DQ2 (100 – 72 – 38,5)
 Juvenilní diabetes mellitus: HLA-DR3/4 (32 – 1 –
47,0)
 Revmatoidní arthritida: HLA-DR4 (50 – 19 – 4)
 relativní riziko je poměr pravděpodobnosti vzniku onemocnění u
nositele specifické alely HLA a u jedince bez této alely
HLA Relativní riziko
m. Bechtěrev B27 90-100
Celiakie DR3 12
IDDM DR3/DR4 20
Revmatoidní
arthritis
DR4 6
Přítomnost specifických alel HLA systému může zvýšit dispozici
daného jedince ke vzniku autoimunitní choroby, ale není dostačující
podmínkou, aby onemocnění vzniklo.
 Postiženi především muži
 Začíná obvykle sakroileitidou, postupně postižena celá
páteř
 Dochází k fibrotizaci až osifikaci intervertebrálních
kloubů a ligament
 Mohou být postiženy i kyčelní a ramenní klouby
 Mimokloubní příznaky: iridocyklitida, aortitida
 Většina pacientů (95%) je HLA-B27 pozitivních (x 3-10%
zdravých; vysoká negativní prediktivní hodnota
vyšetření!)
 Jen u 2% HLA-B27 pozitivních se vyvine AS
 Laboratoř: hypergamaglobulinémie, zánětlivé reaktanty
IMUNOLOGICKÉ ASPEKTY
TRANSFUZE KRVE
 Transfúze krve – nejčastější druh transplantace v
klinické praxi
 Krevní skupiny
◦ polysacharidové a peptidové antigeny
◦ protilátky
 Inkompatibilita krve v těhotenství
 Komplikace transfúze
 Mezi polysacharidové antigeny na povrchu erytrocytů
patří systémy ABO, Lewis, P, li
 Nejdůležitější je systém ABO
 Antigeny mohou být přítomny i v sekretech a na
mnoha epiteliálních a endoteliálních buňkách
 „Základní strukturou“ ABO antigenů je substance H;
velmi řídce se vyskytuje „bombajský fenotyp“, tj.
nepřítomnost H-substance (riziko hemolytické reakci
po krevní transfuzi jiného než bombajského
fenotypu)
 Protilátky proti polysacharidovým antigenům jsou
IgM izotypu, vyskytují se přirozeně
0: ceramid-Glu - Gal - GluNAc - Gal
l
Fuc
A: ceramid-Glu - Gal - GluNAc - Gal - GalNAc
l
Fuc
B: ceramid-Glu - Gal - GluNAc - Gal - Gal
l
Fuc
Krevní skupina A: isohemaglutininy anti-B
Krevní skupina B: isohemaglutininy anti-A,
Krevní skupina 0: isohemaglutininy anti-A, anti-B
Krevní skupina AB: isohemaglutininy anti-A ani anti-B
nejsou přítomny
• Křížová zkouška (cross-match test):
sérum příjemce + erytrocyty dárce
 Mezi glykoproteinové systémy krevních skupiny
patří Rh, Kell, Kidd, Duffy, MNSs, a další
 Nejdůležitější je systém Rh (pozitivní u 85%
populace)
 Protilátky jsou IgG isotypu, objevují se pouze po
antigenním stimulu
 Indikována při klinických projevech anémie
 Jednoznačnou indikací jsou hodnoty
hemoglobinu pod 70g/l, přičemž u dospělých po
transfuzi očekáváme vzestup hemoglobinu cca o
10g/l
 K transfuzi se připravují erytrocyty stejné krevní
skupiny v systémech ABO a Rh
 Za mimořádných okolností platí, že skupina 0 je
„univerzální dárce“, skupiny AB „univerzální
příjemce“
 Za indikaci krevní transfuze, volbu transfuzního
přípravku a dodržení doporučených postupů
odpovídá lékař!
 Senzitizace Rh- matek plodem Rh+
 V následné graviditě protilátky proti Rh (IgG),
přestupují přes placentu
 hemolytický účinek (komplementový systém,
fagocyty) ⇨ erythroblastosis fetalis
 Dg: Coombsův antiglobulinový test (přímý,
nepřímý)
 Profylaxe: podání anti-Rh séra do 72 hod. po
porodu (abortu...) ⇨ zábrana Rh imunizace
Po převodu krve neslučitelné v systému AB0 dochází
k akutní hemolytické potransfuzní reakci, která je
způsobena intravaskulární destrukcí červených
krvinek protilátkami příjemce
Příznaky: Bolesti na hrudi, v zádech, dušnost, neklid,
horečka s třesavkou, zvracení, hypotenze, šokový
stav. Přežije-li nemocný šokový stav, objeví se do 24
hod. žloutenka, selhání ledvin, krvácení při
diseminované intravaskulární koagulaci,
trombocytopenii a fibrinolýze
Terapie: okamžité zastavení krevní transfuze, léčba
komplikací, léčba hypotenze, udržování adekvátní
renální perfuze, dostatečné diurézy, atd.
 Časné komplikace z imunitních příčin:
◦ Akutní hemolytická reakce (při ABO inkompabilitě)
◦ Febrilní nemeholytická reakce – reakce vyvolaná protilátkami proti
leukocytům a trombocytům, příznaky: horečka, třesavka, zimnice, bolesti
hlavy, urtika
◦ Alergická či anafylaktoidní reakce (anti-IgA protilátky)
 Časné komplikace z neimunitních příčin:
◦ Oběhové přetížení při rychle aplikované transfuzi, citrátová toxicita s projevy
hypokalcémie a srdeční arytmie; hyperkalémie
 Pozdní komplikace z imunitních příčin:
◦ Aloimunizace (např. proti antigenům HLA ⇨ komplikace u případné
transplantace)
◦ Pozdní hemolytická potransfuzní reakce (zrychlená destrukce
transfundovaných erytrocytů
 Pozdní komplikace z neimunitních příčin:
◦ Přetížení železem
◦ Potransfuzní infekce
 Může být způsobena podáním neozářené krve
imunodeficitnímu pacientovi (T-buněčné primární
imunodeficity, leukémie….)
 Je terapeuticky prakticky nezvládnutelná
IMUNOLOGIE
TRANSPLANTACÍ
 přenosy tkání nebo orgánů (štěpu)
 nahrazují nefunkční tkáň nebo orgán příjemce
zdravým ekvivalentem od dárce
 typy transplantací
◦ dle příjemce – autogenní, isogenní, alogenní, xenogenní
◦ dle štěpu – orgánové/tkáňové
 zásadní úloha imunitních pochodů
Dárce a příjemce:
 Autogenní transplantace (autograft)
 Isogenní transplantace (isograft)
 Alogenní transplantace (allograft)
 Xenogenní transplantace (xenograft)
Význam MHC:
 Rejekce (odvržení, odhojení) štěpu
 Reakce štěpu proti hostiteli (graft vs. host reaction)
• Shoda mezi dárcem a příjemcem štěpu v HLA znacích
- snížení výskytu komplikací
- vyšší úspěšnost transplantací
- delší přežívání pacientů i transplantátů
- zvýšení kvality života pacientů po transplantaci
• Imunitně zprostředkované komplikace transplantace
- rejekce štěpu - hlavní problém u transplantací
solidních orgánů
- reakce štěpu proti hostiteli (GvHD) – hlavní problém
u transplantací hematopoetických buněk
HLA a transplantace
 Určení krevní skupiny AB0
◦ transplantace orgánů
 Typizace HLA I (A, B, C), HLA II (DR,DQ)
◦ Tx ledvin (A, B, DR – nízké rozlišení)
◦ HSCT (A, B, C, DR, DQ – vysoké rozlišení)
 Přítomnost autoprotilátek
 Preformované aloprotilátky (panel reactive
antibody)
 „Crossmatching“ – přítomnost preformovaných
protilátek specifických pro potenciálního
donora
TRANSPLANTACE
*ledvin
shoda v krevní skupině
HLA typizace s nízkým rozlišením v lokusech
HLA-A, HLA-B, HLA-DR
TRANSPLANTACE
*srdce, plic, pankreatu, střeva
*jater, rohovky
•shoda v krevní skupině
•HLA typizace se neprovádí
 shoda v krevní skupině
 HLA typizace s nízkým rozlišením v lokusech
HLA-A, HLA-B, HLA-DR
 Screening výskytu preformovaných
anti-HLA protilátek (porody, transfúze, transplantace)
◦ malé množství séra pacienta je smícháno
s buňkami 40-60 osob reprezentujících
dárcovskou populací – tvorba imunokomplexů
– komplement – lýza nebo anti-IgG
protilátky/fluorescein a průtoková cytometrie
◦ výsledky se udávají jako PRA (percent reactive
antibodies) – procento dárcovských buněk
reagujících s pacientovým sérem
 po nalezení vhodného
dárce testuje, zda
pacient nemá protilátky
specificky reagující s
buňkami dárce
 Sérum příjemce versus
lymfocyty dárce
◦ cytotoxický test či
průtoková cytometrie
 Rejekce hyperakutní
 Rejekce akutní
 Rejekce chronická
 Způsobena preformovanými protilátkami
proti systému ABO nebo proti HLA
antigenům
 Dochází k aktivaci komplementu,
koagulační kaskády, vzniku trombů,
akumulaci neutrofilů, vše vede k poškození
štěpu
 Probíhá řádově během minut až hodin
 Prevencí je screening preformovaných
protilátek a cross-match test
 Způsobena rozvíjející se imunitní reakcí
příjemce proti HLA antigenům dárce
 Patogeneticky zapojeny převážně
efektorové T-lymfocyty, případně protilátky
příjemce
 Probíhá v rámci dnů až týdnů po
transplantaci
 Reakce pozdní přecitlivělosti vedoucí k
fibrotizaci, poškození cév a postupné ztrátě
funkce štěpu
 Patogeneticky se uplatňují protilátky, Tlymfocyty,
důležitou roli hrají rovněž různé
cytokiny a růstové faktory
 Rozvíjí se většinou v řádu měsíců po
transplantaci
 Cílem je osídlit dřeň příjemce kmenovými
buňkami dárce s následnou obnovou krvetvorby
 Užívá se buď kostní dřeň nebo izolované periferní
CD34+ kmenové buňky
 Nutnost HLA typizace s vysokým rozlišením –
požadována co největší shoda v HLA systému
 Indikace:
◦ Maligní nádory (leukémie,lymfomy, vybrané solidní
tumory - neuroblastom…)
◦ Selhání kostní dřeně (aplastická anémie)
◦ Závažné primární imunodeficity
 Transplantace kmenových buněk
◦ T lymfocyty ve štěpu dřeně rozeznávají tkáňové
antigeny příjemce jako cizorodé
 Transplantace solidních orgánů
◦ T lymfocyty v transplantátu (např. játra) není možné dobře
vymýt – cílovým orgánem GvHD je kostní dřeň
Reakce štěpu proti hostiteli
(graft versus host reaction, GvHR)
 Akutní GvHR – několik dní až týdnů po
transplantaci, dochází k poškození jater, kůže,
střevní sliznice
 Chronická GvHR – řada měsíců až let po
transplantaci, charakterizována infiltrací tkání a
orgánů Th2 lymfocyty, produkce aloprotilátek,
cytokinů, vede k fibrotizaci tkání
Imunosupresivní léčba
 Reaktivita dárcovských T lymfocytů
přenesených společně s kmenovými buňkami
vůči zbytkovým leukemickým buňkám příjemce
– příjemce je v imunosupresi – spojeno vždy i s
GvHD
 Zatímco GvL je reakcí žádoucí, GvHD je reakcí
nežádoucí, snahou je oddělit tyto 2 reakce:
◦ Suspenze kmenových buněk bez T-lymfocytů (TL
vzniklé z nové kostní dřeně prochází thymovou
výchovou) + injekce malého množství TL dárce
Waiting list Krevní skupina
HLA typizace s nízkým rozlišením
Každé 3 měsíce PRA
Serologické markery infekce
Infekce HBV, HBC, CMV
Kadaverózní dárceHLA typizace s nízkým rozlišením
NÁRODNÍ CENTRUM koordinující
transplantace ledvin
Výběr 50 příjemců
Dle ABO, HLA, urgentnost,
doba čekání
SPÁDOVÉ HLA LABORATOŘE
Cross match test
Výběr 2 příjemců s negativním
CMT dle vzdálenosti odběru
ledviny a centra a jeho bilance