Verensiirtohoito Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset Irma Matinlauri Immunisoituminen verensiirron jälkeen on yksilöllistä, eikä immunisoitumisherkkyyttä voida mitata etukäteen. Verensiirron välityksellä tapahtuvan immunisaation todennäköisyyteen vaikuttavat aikaisemmat immunisaatiot, kuten aiemmat verensiirrot tai elinsiirrot, raskaudet, verivalmisteen valkosolupitoisuus ja siirrettyjen valkosolujen elinkelpoisuus. Valkosolujen poistamisella voidaan vähentää merkittävästi valkosoluimmunisaation vaaraa, todennäköisyyttä immunisoitua punasolujen ja trombosyyttien vieraille antigeeneille (alloantigeeneille) sekä oireisia haittavaikutuksia. Haitallisten immunisoivien vaikutusten lisäksi verivalmisteilla on immunologista toimintaa heikentäviä eli immunosuppressiivisia vaikutuksia, joita voidaan hyödyntää munuaisensiirroissa. Sen sijaan ei ole osoitettu vakuuttavasti, että verivalmisteiden immunosuppressiivinen vaikutus lisäisi syöpää tai infektioita. Immunisoituminen asettaa verivalmisteiden myöhemmälle käytölle erityisvaatimuksia, eikä sitä pystytä estämään ennalta ABO-Rh-sääntöjen noudattamisella. V eren vahvimmat immunisoivat alloantigeenit liittyvät verisolujen pintarakenteisiin punasolujen veriryhmäominaisuuksiin (Lewis ym. 1990) sekä valkosolujen (Stroncek 2002) ja verihiutaleiden (Rozman 2002) kudosspesifisiin rakenteisiin. Elimistö reagoi alloantigeeneihin immuunijärjestelmän avulla. Reagoiminen on yksilöllistä ja geneettisen säätelyn alaista. Valkosolujen kudosspesifiset antigeenit HLAtekijät (human leukocyte antigen, HLA), aiheuttavat kaikkein voimakkaimman immuunivasteen syntymisen. Nämä tekijät vaihtelevat hyvin suuresti yksilöittäin. Suurin osa ihmisistä, jotka eivät ole sukua keskenään, eroaa toisistaan jonkin HLA-tekijän suhteen. HLA-tekijät jaetaan luokkiin I (HLA-A, -B, -C) ja II (HLA-DR, -DQ ja -DP). Luokan I molekyylejä esiintyy käytännössä kaikkien tumallisten solujen ja verihiutaleiden pinnalla. Luokan II molekyylejä esiintyy antigeenia esittelevien solujen kuten dendriittisolujen, monosyyttien, makrofagien, B-lymfosyyttien ja aktivoituneiden T-lymfosyyttien pinnalla. Pelkkä luokan I tekijän ero potilaan ja verenluovuttajan välillä ei yleensä johda vasta-aineen muodostukseen, vaan se edellyttää myös eroa HLA II -luokan tekijän suhteen. Luokan II tekijöiden suuren yksilöittäisen vaihtelun takia tällainen ero on käytännössä lähes aina olemassa. Tällainen ero (HLA-DR-epäsopivuus potilaan ja verenluovuttajan välillä) on siis merkittävämpi immunisaation aiheuttaja kuin HLA I -luokan tekijöiden ero (Roelen ym. 2000). Veren valkosolujen immunogeenisuus vaihtelee, koska niissä ilmenee vaihtelevasti erilaisia HLA II -luokan tekijöitä. Duodecim 2004;120:867 75 867
Verensiirtoon liittyvän immunisoitumisen mekanismin ehkäisymahdollisuudet Immunologinen vaste verivalmisteiden vieraisiin tekijöihin syntyy samalla mekanismilla kuin muita vieraita tekijöitä kohtaan (Koskimies 1995). Antigeenia esittelevä solu ottaa sisäänsä solun ulkopuolisen proteiinin, pilkkoo sen peptideiksi ja liittää peptidin HLA II -luokan molekyyliin. Tämä HLA II -luokan molekyyli-peptidikompleksi ilmestyy antigeenia esittelevän solun pinnalle ja T-lymfosyytti voi tunnistaa peptidi-hla-molekyyliyhdistelmän spesifisellä antigeenireseptorillaan (T-solureseptori). Ilman HLA II -luokan molekyylin apua T-solu ei pysty tunnistamaan vierasta peptidiä. T-soluaktivaatiossa on tarpeen myös solujen välisten kostimulatoristen signaalien ja ympäristön sytokiinien myötävaikutus. Antigeenin käsittelyä ja esittelyä T-soluille, antigeenia esittelevän solun ja T-solun välistä vuorovaikutusta sekä sytotoksisen ja humoraalisen vasteen kehittymistä on kuvattu aiemmin syövän immunoterapiaa käsittelevässä katsauksessa tässä lehdessä (Vakkila ja Pihkala 1999). Tavallisesti omien antigeenia esittelevien solujen omat HLA II -luokan molekyylit esittelevät vieraan (eksogeenisen) peptidin omille T-soluille. Tällöin vieras peptidi on joutunut käsittelyn kohteeksi solun sisällä ja esittelyä ja tunnistusta kutsutaan epäsuoraksi. Verensiirron yhteydessä saajan T-solut voivat tunnistaa myös veren mukana siirtyneiden vieraiden antigeenia esittelevien solujen vieraat HLA-molekyylit joko sellaisenaan tai prosessoituneen peptidin kanssa (kuva 1), jolloin puhutaan antigeenin suorasta esittelystä ja tunnistuksesta (Hernandez-Fuentes ym. 1999). Verivalmisteessa siirtyvien valkosolujen voidaan katsoa osallistuvan kahdella eri tavalla immuunivasteen syntyyn: antigeenin suoran esittelyn ja tunnistuksen mekanismilla ja altistamalla veren saaja vieraille valkosoluantigeeneille. A Verenluovuttajan APC HLA II TCR Verensaajan CD4+-Th-solu B Verenluovuttajan APC HLA II peptidi TCR Verensaajan CD4+-Th-solu SUORA TUNNISTUS -vältetään valkosolujen suodatuksella C Verensaajan APC HLA II peptidi TCR Verensaajan CD4+-Th-solu EPÄSUORA TUNNISTUS Kuva 1. Suorassa tunnistuksessa verensaajan CD4+-Th-solu tunnistaa verenluovuttajan HLA II -luokan tekijän sellaisenaan (A) tai peptidin kanssa (B). Riittävän kostimulaation yhteydessä voi tapahtua immunoaktivaatio. Epäsuorassa tunnistuksessa verensaajan CD4+-Th-solu tunnistaa oman antigeenia esittelevän solun prosessoiman ja esittelemän peptidin HLA II -luokan molekyyliin liittyneenä (Hernandez-Fuentes ym. 1999). Valkosolujen suodatuksella voidaan välttää immunoaktivaation kehittyminen suoran tunnistuksen mekanismilla sekä vähentää merkittävästi verensaajan altistumista valkosolujen kudosspesifisille tekijöille ja varastoinnin aikana valkosoluista liukenevien välittäjäaineiden ja sytokiinien vaikutuksille. APC = antigeenia esittelevä solu, HLA II = HLA II -luokan molekyyli, TCR = T-solureseptori. 868 I. Matinlauri
Jo yli kymmenen vuotta sitten osoitettiin, että valkosolujen suodattamisella voidaan ehkäistä verensiirtoihin liittyvää HLA-immunisaatiota akuuttia leukemiaa sairastavilla (Oksanen ym. 1991). Valkosolujen suodattamisen on todettu vähentävän myös punasoluvasta-aineiden muodostumista (Blumberg ym. 2003). Veren prosessoinnin kehityksen myötä verisoluvalmisteiden laatu on edelleen parantunut. Nykyisin käytössä olevat suodattimet poistavat enemmän kuin 99,9 % valkosoluista. Vuodesta 2000 lähtien kaikki SPR:n Veripalvelun sairaaloille toimittamat trombosyyttivalmisteet ja vuoden 2003 alusta lähtien myös kaikki punasoluvalmisteet immunosuppressiivisia punasoluja lukuun ottamatta ovat olleet valkosoluttomia. Suodatettuihin valmisteisiin jää niin vähän valkosoluja, että valmisteiden aiheuttaman alloimmunisaation ja immunosuppression todennäköisyys on nykyisin erittäin pieni. Alloimmunisaation haitat Verivalmisteiden solut ja plasmassa olevat tekijät saattavat aiheuttaa oireisia reaktioita saajassa (taulukko 1). Nämä reaktiot voidaan jaotella esimerkiksi allergisiin, kuumeisiin ei-hemolyyttisiin ja hemolyyttisiin. Allergiset reaktiot ovat monimuotoisia; niihin kuuluvat mm. eryteema, urtikaria, bronkospasmi ja hypotensio. Anafylaktinen reaktio IgA-puutospotilaalla, jolle on kehittynyt IgA-vasta-ainetta, on esimerkki vakavimmasta plasmaa (IgA:ta) sisältävien tuotteiden aiheuttamasta allergisesta reaktiosta (Koskinen ja Koistinen 1995). Lievempien allergisten reaktioiden taustalla voi olla verivalmisteessa oleva lääkeaineen metaboliitti, sillä tiettyjen lääkkeiden käyttö on verenluovuttajille sallittua. Punasolu- ja trombosyyttivalmisteissa on valkosoluja, joista vapautuu säilytyksen aikana sytokiineja (Federowicz ym. 1996). Verivalmisteiden mukana siirtyvät sytokiinit aiheuttavat allergisia ja kuumeisia ei-hemolyyttisiä reaktioita. Valkosolujen suodattamisen on todettu vähentävän punasoluvalmisteisiin liittyviä kuumeisia ei-hemolyyttisiä reaktioita neljäsosaan (Rennie ym. 2001), ja suodattamalla verivalmisteet ennen varastointia vähennetään verensiirtoreaktioiden ilmenemistä edelleen merkittävästi verrattuna siihen, että suodatus tehdään vasta verensiirron yhteydessä. Valkosolujen suodattamisen ajankohdalla ei ole sen sijaan merkittävää vaikutusta allergisten reaktioiden ilmaantumiseen verensiirron yhteydessä (Federowicz ym. 1996). Valkosolujen suodattamisella ei voida estää trombosyyttivalmisteiden käyttöön liittyviä kuumeisia ei-hemolyyttisiä reaktioita, jotka johtuvat varastoinnin aikana trombosyyteistä vapautuvista sytokiineista (Shanwell ym. 2003). Suodatuksen jälkeen verivalmisteisiin jää hyvin vähäisiä määriä valkosoluja, jotka kuiten- Taulukko 1. Verensiirtoreaktiot: aiheuttaja ja arvioitu vuotuinen ilmaantuvuus Suomessa (Punainen Risti, Veripalvelu, Verivalmisteet 2004). Akuutit reaktiot Aiheuttaja Arvioituja tapauksia vuodessa Anafylaktinen reaktio potilaan IgA-vasta-aineet alle 1 Välitön hemolyyttinen reaktio potilaan punasoluvasta-aineet 2 5 Septinen reaktio bakteerien kontaminoimat veriyksiköt alle 1 Kuumereaktio potilaan valkosoluvasta-aineet satoja Urtikaria tuntematon satoja TRALI luovuttajan valkosoluvasta-aineet 0 5 Myöhäisreaktiot Viivästynyt hemolyyttinen reaktio potilaan punasoluvasta-aineet 25 50 PTP potilaan trombosyyttivasta-aineet alle 1 GVHD luovuttajan lymfosyytit alle 1 TRALI = verensiirtoon liittyvä akuutti keuhkovaurio, PTP = posttransfuusiopurppura, GVHD = käänteishyljintäreaktio Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset 869
kin vielä voivat aiheuttaa reaktioita. Veren saajassa aktivoituu sytotoksisia T-lymfosyyttejä niitä verenluovuttajan T-soluja kohtaan, jotka reagoivat ja proliferoivat saajan HLA-antigeenien stimuloimina. Saajan T-lymfosyyttien aktivaatio on tärkeä puolustusmekanismi, sillä saajan valkosolujen tuhotessa luovuttajan valkosolut ei kehity verensiirtoon liittyvää käänteishyljintää (GVHD). Immunologisen prosessin seurauksena tapahtuu siirrettyjen solujen tuhoutumista. Valkosolujen tuhoutuminen voi aiheuttaa ohimenevän kuumeisen ei-hemolyyttisen reaktion. Kuumereaktioita saavilla potilailla on usein HLA-vasta-aineita (Rennie ym. 2001). Suurimmalle osalle veren alloantigeeneista ei synny veren vastaanottajassa mitattavaa immuunivastetta toistuvienkaan verensiirtojen jälkeen, mutta joillekin muodostuu helposti vasta-aineita. Sairauksista ja lääkityksestä johtuvat immuunivajavuustilat heikentävät kykyä muodostaa vasta-aineita. Valkosoluvasta-aineilla on merkitystä myös siirrettyjen trombosyyttien tuhoutumisessa. Kyseessä ovat useimmiten aiemmin raskaana olleet tai verensiirtoja saaneet potilaat. Mitä laajakirjoisempia vasta-aineita todetaan, sitä hankalampaa on saada siirtovastetta»random»-trombosyytteihin. Vasta-ainepitoisuudet voivat vaihdella eri ajankohtina. Osalla potilaista vasta-ainetuotanto vähentyy esimerkiksi hoitojen vaikutuksesta, vaikka trombosyyttien siirtoja jatketaan. Refraktaarisuus HLA-yhteensopiville trombosyyteille saattaa johtua myös trombosyyttispesifisestä HPA-immunisaatiosta (human platelet antigen), jota voidaan selvittää trombosyyttivasta-ainetutkimuksella. Lisäksi on todettu 10 20 % vähentynyt siirtovaste niissä trombosyyttien siirroissa, jotka tehdään saajan ABOjärjestelmän isoagglutiniineja vastaan. Valkosolujen suodattamisesta huolimatta jopa 15 20 %:lle suodatettuja punasoluja ja trombosyyttejä saaneista kehittyy HLA-vasta-aineita (Novotny ym. 1995). Raskaana olleet naiset immunisoituvat kaksi kertaa useammin suodatetuista valmisteista. Vaikka valkosoluton verivalmiste on huono primaari immunogeeni, se voi kuitenkin aikaansaada sekundaarisen immuunivasteen. Verensiirtoon liittyvien HLA-vasta-aineiden muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm. valmisteen valkosolumäärä, valkosolujen luonne ja elinkelpoisuus, valmisteen varastoinnin kesto, luovuttajan ja saajan HLA- DR-yhteensopivuus ja saajan immunokompetenssi (taulukko 2). Hemolyysi Akuutti hemolyysi. Potilaan punasoluvasta-aineet aiheuttavat hemolyysin reagoidessaan serologisesti sopimattomien punasolujen kanssa. Tavallisin syy tähän on verivalmisteen ja potilaan välinen tunnistusvirhe (väärä verensiirto). Vain harvoin syynä ovat virheellisesti suoritetut laboratoriokokeet. Verivalmisteeseen voi kehittyä hemolyysiä valmisteen vanhenemisen, väärän säilytyksen tai infektoitumisen seurauksena, minkä takia siirrettäväksi aiottua valmistetta on tarkasteltava silmämääräisesti aina ennen siirtoa. Viivästynyt hemolyysi. Tapauksissa, joissa serologiset testit eivät ole riittävän herkkiä havaitsemaan aiemmin kehittynyttä vasta-ainetta, voi kehittyä viivästynyt hemolyyttinen reaktio. Kyseessä on tavallisimmin sekundaarinen immuunivaste. Joskus harvemmin primaarinen immunisaatio voi aiheuttaa viivästyneen hemolyysin. Viivästynyt hemolyysi ilmenee 1 3 viikon kuluttua verensiirrosta potilaan keltaisuutena tai anemisoitumisena. Lievä hemolyysi jää useimmin havaitsematta, mutta tila saattaa olla vakava perustautinsa vuoksi huonokuntoiselle potilaalle. Yleisen näkemyksen mukaan HLA-vasta-aineiden reaktiivisuus punasolujen pinnalla olevien tiettyjen HLA-antigeenien kanssa ei aiheuta kliinisiä hemolyyttisiä reaktioita potilaassa. Hiljattain julkaistiin selostus tapauksesta, jossa kahdesti raskaana olleelle naiselle kehittyi sekä akuutti että viivästynyt hemolyysi HLA-vastaaineiden aiheuttamana (Benson ym. 2003). Passiivinen hemolyysi. Jos siirretyssä verisoluvalmisteessa on isoagglutiniineja potilaan veriryhmätekijöitä vastaan (O:ta A:lle tai B:lle), hänelle voi kehittyä suorassa Coombsin kokeessa ilmenevä positiivinen reaktio, mutta punasolujen hemolyysi on käytännössä kuitenkin vähäistä. Myös verivalmisteen plasman sisältämät 870 I. Matinlauri
punasoluvasta-aineet voivat aiheuttaa positiivisen reaktion punasoluvasta-aineseulonnassa, esimerkkinä anti-d-reaktion kehittyminen jääplasman siirron jälkeen. Kyseessä on verenluovuttajaperäinen immunologinen löydös. Verensiirron jälkeinen purppura Verensiirron jälkeisen purppuran (posttransfuusiopurppura, PTP) käynnistää trombosyyttiantigeeneiltaan sopimaton verivalmiste. Noin viikon kuluttua verivalmisteen käytöstä potilaalle kehittyy vaikea trombosytopenia ja siihen liittyvä vuototaipumus. Potilailla todetaan trombosyyttispesifisiä allovasta-aineita, joiden taustalla on aiempi immunisaatio, kuten naisilla raskaus tai edeltävä verivalmisteiden käyttö. Verensiirtoon liittyvä käänteishyljintä Siirretyn verivalmisteen sisältämien elävien ja jakautumiskykyisten lymfosyyttien määrä on suhteessa valmisteen aiheuttamaan käänteishyljinnän (transfusion-associated graft-versus-host disease, TA-GVHD) vaaraan. Potilaalla on lisäksi oltava merkityksellisiä transplantaatioantigeeneja, joita ei ole siirretyssä valmisteessa ja jotka siten kykenevät aiheuttamaan immuunivasteen siirretyn valmisteen soluissa. Kolmanneksi potilaan oman immuunivasteen siirrettyjä soluja vastaan on puututtava tai oltava niin heikko, että se ei pysty estämään siirrettyjen solujen immunoaktivaatiota (Schroeder 2002). Käänteishyljinnän vaarassa ovat immuunivajauspotilaat, kuten synnynnäisestä immuunivajavuudesta kärsivät, sikiöt ja keskoset sekä Taulukko 2. Eri tekijöiden vaikutus verensiirtoon liittyvään HLA-vasta-aineiden muodostumiseen (Brand 2002). Tekijä Immunogeeninen Vain heikosti immunogeeninen Valmisteen varastointi Valkosolujen säilytys alle 72 h +20 C:ssa ja Edellistä pitemmät säilytykset vähentävät alle 13 vrk +4 C:ssa valmisteen solujen kostimulatorista kapasiteettia ja HLA II -luokan molekyylejä Luovuttajan/saajan HLA II Kaksi HLA II -luokan eroa Vähemmän kuin kaksi HLA II -luokan -luokan yhteensopivuus eroa Saajan immunokompetenssi Aiemmin vieraille tekijöille altistuneet reagoivat Immunosuppressiopotilaat reagoivat useammin (raskauksien vaikutus) vähemmän Valkosolut Monosyytit, dendriittisolut Granulosyytit, B-lymfosyytit Valkosolujen toimintakyky Yksikin yksikkö, jossa on toimintakykyisiä soluja Hajonneet valkosolut, solukalvot Valkosolujen määrä yli 5 x 10 6 trombosyyttivalmisteissa 1 alle 5 x 10 6 /valmiste 1 yli 1 x 10 8 punasoluvalmisteissa? 1 Punasolut, valkosoluton 0,07 x 10 6 /valmiste 2 Punasolut, immuno- 0,79 x 10 9 /yksikkö 2 suppressiiviset Trombosyytit, valkosoluton 0,01 x 10 6 /valmiste 2 Trombosyytit, afereesilla kerätty 0,03 x 10 6 /valmiste 2 1 Brand 2002 2 Jäännösvalkosolut keskimäärin / valmiste, SPR Veripalvelu, Verivalmisteet 2004 Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset 871
immunosuppressiopotilaat, kuten hematologisia ja muita maligniteetteja sairastavat ja kantasolujensiirtopotilaat (Hutchinson ym. 2002). Yksittäisiä raportoituja tapauksia verensiirtoon liittyvästä käänteishyljinnästä on julkaistu maksansiirron (Wisecarver ym. 1994) ja sydämensiirron (Sola ym. 1995) jälkeen, joten voimakasta immunosuppressiivista lääkitystä saavilla elinsiirtopotilailla verensiirtoon liittyvää käänteishyljinnän riskiä ei voida sulkea pois. Verensiirto potilaan toisen haplotyypin suhteen homotsygootilta luovuttajalta muodostaa riskin myös immunokompetentille potilaalle. Tällaisessa tapauksessa potilaan elimistö ei tunnista siirrettyjen solujen vieraita kudostekijöitä eikä kykene eliminoimaan aktivoituvia verenluovuttajaperäisiä soluja. Tällainen mahdollisuus on suuri sukulaisilta tehtävien verensiirtojen yhteydessä, mikä on yksi syy välttää sukulaisilta tehtäviä suunnattuja verensiirtoja. Kokoverivalmisteiden ja erityisesti tuoreveren siirtoon, jossa siirtyy eläviä lymfosyyttejä, liittyy käänteishyljinnän riski. Suomessa ei ole todettu yhtään verensiirtoon liittyvää käänteishyljintää. Verensiirtokäytäntö, jossa riskipotilaiden verivalmisteet sädetetään, on tehokkaasti estänyt oireyhtymän kehittymisen immuunivajauspotilailla. Verensiirtoon liittyvä akuutti keuhkovaurio Verensiirtoon liittyvä akuutti keuhkovaurio (transfusion-associated acute lung injury, TRALI) on harvinainen komplikaatio. Vaikka Suomessa on ilmennyt joitakin kliinisesti tyypillisiä tapauksia, niitä ei ole pystytty vahvistamaan laboratoriokokeissa. TRALI:n ilmaantuvuudeksi on arvioitu yksi tapaus viittätuhatta plasmaa sisältävän tuotteen siirtoa kohti. Oireyhtymään liittyvä kuolleisuus on 5 14 %, ja sitä pidetään kolmanneksi suurimpana verensiirtoon liittyvänä kuolinsyynä (Popovsky 2001). YDINASIAT Oireyhtymää on kuvattu esiintyneen kaikkien plasmaa sisältävien komponenttien siirron yhteydessä: punasolujen, kokoveren, jääplasman, kryopresipitaatin, afereesitrombosyyttien ja jopa suuresta plasmaerästä peräisin olevien IVIGtuotteiden. Verenluovuttajasta peräisin olevia, potilaan valkosolujen antigeenirakenteisiin kohdistuvia vasta-aineita siirtyy verivalmisteen plasman mukana (Davoren ym. 2003, Kao ym. 2003, Kopko ym. 2003). Nämä vasta-aineet kykenevät vapauttamaan valkosoluista endoteelisoluja vaurioittavia proteolyyttisiä entsyymejä ja toksisia aineita, jotka vaikuttavat oireyhtymän syntyyn. Silliman ym. (2003) ovat esittäneet vasta-ainevälitteiselle mekanismille vaihtoehtoisen teorian oireyhtymän synnystä. Sen mukaan varastoituihin punasoluihin kertyy biologisesti aktiivisia lipidejä, jotka pystyvät aktivoimaan potilaan granulosyyttejä, mikä edesauttaa oksidatiivisen vaurion syntyä. Edellytyksenä TRALI:n synnylle pidetään oireyhtymälle altistavaa kliinistä tilaa, johon liittyy heikentynyt yleiskunto sepsiksen, pankreatiitin, keuhkokuumeen tai monielinvaurion yhteydessä. Immunomodulaatio Kudostoleranssin mekanismeja. Kun verensiirtojen oli todettu olevan yhteydessä lisääntyneeseen toleranssiin munuaisensiirron saaneilla potilailla (Opelz ja Terasaki 1978), Terasaki esitti 1980-luvulla klonaalisen deleetion teorian verensiirron myönteisestä vaikutuksesta munuaisensiirtoon (Terasaki 1984). Teorian mukaan te- Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset liittyvät tavallisimmin punasolu- ja valkosoluimmunisaatioon ja ovat haitallisia potilaille. Valkosolujen suodattaminen vähentää verensiirtoihin liittyviä kuumeisia reaktioita sekäalloimmunisaatioita. Vuoden 2003 alusta lähtien kaikki verivalmisteet Suomessa ovat valkosoluttomia. 872 I. Matinlauri
hokas immunosuppressiivinen lääkitys heti siirron jälkeen eliminoi ne klonaalisesti proliferoivat lymfosyytit, jotka ovat primaaristi immunisoituneet aiemmissa verensiirroissa. Immunosuppressiivisen vaikutuksen välittäjiksi on arveltu erityisiä suppressori-t-soluja (Leivestad ja Thorsby 1984). Toisaalta luonnollisten tappajasolujen (NK-solujen) aktiivisuuden on todettu vähenevän punasoluja saaneilla potilailla (Jensen ym. 1992). Vasta-ainetta varsinaista immunogeenista peptidiä kohtaan voidaan pitää myös immunogeenisena tekijänä, joka aikaansaa uuden, antiidiotyyppivasta-aineen muodostumisen ja voi estää näin varsinaisen immunogeenisen peptidin sitoutumisen B-solureseptoriin ja johtaa toleranssiin (Reed ym. 1987). Plasmatekijöiden eli liukoisten HLA-antigeenien, immunokompleksien tai prostaglandiinien on arveltu myös aiheuttavan toleranssia epätäydellisen immunoaktivaation mekanismilla (Shelby ym. 1987). Kimeeralla tarkoitetaan yksilöä, jossa on kahden geneettisesti erilaisen yksilön soluja. Verensiirtoon liittyvä mikrokimerismi edellyttäisi luovuttajan valkosolujen jäämistä saajaan pysyvästi. Tämä on mahdollista vain käytettäessä verivalmisteita, jotka sisältävät eläviä valkosoluja, koska luovuttajan solujen on oltava vielä pitkän ajan kuluttua todettavissa potilaassa. HLAsopivuus luovuttajan ja saajan välillä vaikuttaa asiaan: osittain sopiva aikaansaa mikrokimerismin helpommin kuin epäsopiva. HLA II -luokan DR-tekijöiden täydellinen eroavuus estää mikrokimerismin synnyn (Dzik 1994). Jos verenluovuttajan solu tai liukoinen HLAmolekyyli asettuu kateenkorvaan ja osallistuu onnistuneesti potilaan T-solujen kypsymiseen ja selektioprosessiin, kehittyy toleranssi luovuttajaperäisille tekijöille. Siten mikrokimerismi on toleranssin kehittymisen seuraus eikä syy. Tavoiteltaessa verivalmisteiden hyödyllistä immunosuppressiivista vaikutusta munuaisensiirtoa odottavaan potilaaseen liikutaan kapealla terapeuttisella alueella. Tuloksena saattaa olla immunisaatio, joka vaikeuttaa sopivan siirteen löytymistä eli pidentää odotusaikaa. Mahdollisesti myöhemmin tarvittavissa trombosyyttien siirroissa voi esiintyä ongelmia, jotka ilmenevät siirtovasteen puuttumisena. Tällöin tarvitaan potilaan HLA-tyypin mukaisia trombosyyttejä. Verensiirrot ja infektioherkkyys. Perioperatiivisten verensiirtojen vaikutuksesta postoperatiivisiin infektioihin on esitetty ristiriitaisia tuloksia. Tulosten eroja on selitetty tutkittujen verivalmisteiden sisältämien valkosolumäärien eroilla. Kokoveri- ja punasoluvalmisteisiin, joista ei ole poistettu sentrifugoinnin jälkeistä valkosolukerrosta, liittyy postoperatiivisten infektioiden lisääntynyt riski verrattuna potilaisiin, jotka ovat saaneet suodatettuja valkosoluttomia tuotteita. Postoperatiivisten infektioiden esiintymisessä ei todettu eroa sen mukaan, onko potilaille annettu punasolutuotteita, joista on poistettu valkosolukerros, vai valkosoluttomia punasoluja (Brand 2002, Vamvakas 2002a). Allogeenisten valkosolujen on todettu aiheuttavan muutoksen potilaan valkosolujen sytokiinierityksessä humoraaliseen auttaja-th2-solun suuntaan. Th2-fenotyypin solut erittävät IL-4- ja IL-10-sytokiineja ja vähentävät Th1-solun toimintaa ja sytokiinituotantoa (IL-2, IL-12 ja gammainterferoni). Sytotoksisen auttaja-th1-solun sytokiinierityksen vähetessä vaimenee soluvälitteinen sytotoksinen immuunivaste, johon kuuluvat antigeenin prosessointi, makrofagien aktivaatio sekä neutrofiilien ja monosyyttien sytoplasminen aktiivisuus. Siten allogeenisen verensiirron aiheuttama immuunideviaatio Th2- solujen sytokiinierityksen suuntaan altistaa postoperatiivisille infektioille (Vamvakas 2002b). Immunologisesti aktiivisten allogeenisten valkosolujen aiheuttama immunomodulatorinen vaikutus on estettävissä valkosolujen suodatuksella riippumatta siitä, tehdäänkö suodatus ennen varastointia vai sen jälkeen. Sen sijaan valkosolujen suodatus pitäisi tehdä ennen varastointia, jos immunomodulatorisen verensiirtovaikutuksen takana ajatellaan olevan liukoisten välittäjäaineiden vapautuminen valkosolujen granuloista tai kalvoilta varastoinnin aikana. Tällaisia välittäjäaineita voisivat olla histamiini, eosinofiilinen kationinen proteiini tai liukoinen Fas-ligandi (Vamvakas 2002b). Silliman ym. (1998) ovat osoittaneet, että varastoitujen punasolujen plasma herkistää granulosyyttejä superoksidin tuotantoon ja myös Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset 873
aktivoi keuhkojen endoteelisoluja annoksesta ja ajasta riippuvaisella tavalla. Neutrofiilien ja endoteelisolujen samanaikainen aktivaatio voi täten johtaa keuhkojen vaurioon tai monielinvaurioon ilman, että kyseessä olisi verensiirtoon liittyvä immunomodulatorinen vaikutus. Sillimanin ym. arvion mukaan valkosoluista liuenneet sytotoksiset entsyymit tuottavat fragmentoituneiden punasolujen kalvoilla proinflammatorisia välittäjäaineita. Punasolujen varastointiaika on tärkeä tekijä näiden välittäjäaineiden kertymisessä. Verensiirrot ja syöpä. Kun oli todettu, että ennen munuaisensiirtoa annetuilla verensiirroilla oli immunosuppressiivinen vaikutus, huolestuttiin verensiirtojen mahdollisesta immunosuppressiivisesta vaikutuksesta syöpäpotilaisiin. Lisäisikö verensiirto syövän uusiutumista vastustuskyvyn heikkenemisen takia? Monissa tutkimuksissa sellaisesta ei ole saatu vakuuttavaa näyttöä. Prospektiivisissa tutkimuksissa ei ole tullut esiin ilmeistä immunosuppressiivista verensiirtovaikutusta eli syövän uusiutumisen liittymistä verensiirtoihin, mutta sitä ei ole voitu myöskään sulkea täysin pois. Verensiirroista ei ole osoitettu olevan syövän ennusteen kannalta hyötyä eikä haittaa (Brand 2002). Lopuksi Suomessa verensiirtohoito on turvallista vakiintuneiden käytäntöjen ja hyvälaatuisten verivalmisteiden takia. Vuoden 2003 alusta lähtien kaikki verivalmisteet immunosuppressiivisia punasoluja lukuun ottamatta ovat valkosoluttomia (Krusius 2003). Valkosolujen suodattaminen vähentää verensiirtoihin liittyviä punasolu- ja valkosolualloimmunisaatioita ja kuumeisia ei-hemolyyttisiä reaktioita. Uudet mikrobien fotoinaktivaatiomenetelmät, joita käsitellään Krusiuksen ja Mäen artikkelissa tässä numerossa, estävät tehokkaasti valkosolujen jakaantumista (Skripchenko ja Wagner 2000, Schroeder 2002). Tämän takia verivalmisteiden sädettäminen voi tulevaisuudessa tulla tarpeettomaksi. Uudet menetelmät aiheuttavat alkuvaiheessa kustannuksia. Säästöjä syntyy luovuttaessa joistakin käytännöistä, esimerkiksi sädetyksestä. Kirjallisuutta Benson K, Agosti SJ, Latoni-Benedetti GE, Leparc GF. Acute and delayed hemolytic transfusion reactions secondary to HLA alloimmunization. Transfusion 2003;43:753 7. Blumberg N, Heal JM, Gettings KF. WBC reduction of RBC transfusions is associated with a decreased incidence of RBC alloimmunization. Transfusion 2003;43:945 52. Brand A. Immunological aspects of blood transfusions. Transpl Immunol 2002;10:183 90. Davoren A, Curtis BR, Shulman IA, ym. TRALI due to granulocyte-agglutinating human neutrophil antigen-3a (5b) alloantibodies in donor plasma: a report of 2 fatalities. Transfusion 2003;43:641 5. Dzik WH. Mononuclear cell microchimerism and the immunomodulatory effect of transfusion. Transfusion 1994;34:1007 12. Federowicz I, Barrett BB, Andersen JW, Urashima M, Popovsky MA, Anderson KC. Characterization of reactions after transfusion of cellular blood components that are white cell reduced before storage. Transfusion 1996;36:21 8. Hernandez-Fuentes MP, Baker RJ, Lechler RI. The alloresponse. Rev Immunogenetics 1999;1:282 96. Hutchinson K, Kopko PM, Muto KN, ym. Early diagnosis and succesful treatment of a patient with transfusion-associated GVHD with autologous peripheral blood progenitor cell transplantation. Transfusion 2002;42:1567 72. Jensen LS, Andersen AJ, Christiansen PM, ym. Postoperative infection and natural killer cell function following blood transfusion in patients undergoing elective colorectal surgery. Br J Surg 1992;79: 513 6. Kao GS, Wood IG, Dorfman DM, Milford EL, Benjamin RJ. Investigations into the role of anti-hla class II antibodies in TRALI. Transfusion 2003;43:185 91. Kopko PM, Paglieroni TG, Popovsky MA, Muto KN, MacKenzie MR, Holland PV. TRALI: correlation of antigen-antibody and monocyte activation in donor-recipient pairs. Transfusion 2003;43:177 84. Koskimies S. Valkosolujen immunologiset vaikutukset verensiirroissa. Kirjassa: Leikola J, Myllylä G, toim. Verensiirrot. Kustannus Oy Duodecim, 1995, s.174 82. Koskinen S, Koistinen J. Verensiirtoreaktiot. Kirjassa: Leikola J, Myllylä G, toim. Verensiirrot. Kustannus Oy Duodecim, 1995, s. 145 54. Krusius T. Verensiirrot. Kirjassa: Huovinen P, Meri S, Peltola H, Vaara M, Vaheri A, Valtonen V, toim. Mikrobiologia ja infektiosairaudet. Kirja 1. Kustannus Oy Duodecim, 2003, s. 887 97. Leivestad T, Thorsby E. Effects of HLA-haploidentical blood transfusions on donor-specific immune responsiveness. Transplantation 1984; 37:175 81. Lewis M, Anstee DJ, Bird GWG, ym. Blood group terminology 1990. Vox Sang 1990;58:152 69. Novotny VMJ, van Doorn R, Witvliet MD, Claas FHJ, Brand A. Occurrence of allogeneic HLA and non-hla antibodies after transfusion of prestorage filtered and red blood cells: a prospective study. Blood 1995;85:1736 41. Oksanen K, Kekomäki R, Ruutu T, Koskimies S, Myllylä G. Prevention of alloimmunization in patients with acute leukemia by use of white cell-reduced blood components a randomized trial. Transfusion 1991;31:588 94. Opelz G, Terasaki PI. Improvement of kidney-graft survival with increased numbers of blood transfusions. N Engl J Med 1978;299: 799 803. Popovsky MA. Transfusion and lung injury. Transfus Clin Biol 2001;8:272 7. Reed E, Hardy M, Benvenisty A, ym. Effect of antiidiotypic antibodies to HLA on graft survival in renal allograft recipients. N Engl J Med 1987;316:1450 5. Rennie I, Rawlinson PSM, Clark P. Universal leukodepletion of blood and febrile transfusion reactions. Transfusion Medicine 2001;11: 115 7. Roelen DL, Van Rood JJ, Brand A, Claas FHJ. Immunomodulation by blood transfusions. Vox Sang 2000;78(Suppl 2):273 5. 874 I. Matinlauri
Rozman P. Platelet antigens. The role of human platelet alloantigens (HPA) in blood transfusion and transplantation. Transpl Immunol 2002;10:165 81. Schroeder ML. Transfusion-associated graft-versus-host disease (review). Br J Haematol 2002;117:275 87. Shanwell A, Falker C, Gulliksson H. Storage of platelets in additive solutions: the effects on magnesium and potassium on the release of RANTES, b-thromboglobulin, platelet factor 4 and interleukin-7, during storage. Vox Sang 2003;85:206 12. Shelby J, Marushack MM, Nelso EW. Prostaglandin production and suppressor cell induction in transfusion-induced immune suppression. Transplantation 1987;43:113 6. Silliman CC, Voelkel NF, Allard JD, ym. Plasma and lipids from stored packed red blood cells cause acute lung injury in an animal model. J Clin Invest 1998;101:1458 67. Silliman CC, Boshkov LK, Mehdizadehkashi Z, ym. Transfusion-related acute lung injury: epidemiology and a prospective analysis of etiologic factors. Blood 2003;101:454 62. Skripchenko AA, Wagner SJ. Inactivation of WBCs in RBC suspensions by photoactive phenothiazine dyes: comparison of dimethylmethylene blue and MB. Transfusion 2000;40:968 75. Sola MA, Espana A, Redondo P, ym. Transfusion-associated acute graftversus-host disease in a heart transplant recipient. Br J Dermatology 1995;132:626 30. Stroncek D. Neutrophil alloantigens. Transfus Med Rev 2002;16:67 75. Terasaki PI. The beneficial transfusion effect on kidney graft survival attributed to clonal deletion. Transplantation 1984;37:119 25. Vakkila J, Pihkala U. Syövän immunoterapia. Duodecim 1999;115:785 94. Vamvakas EC. Meta-analysis of randomized controlled trials investigating the risk of postoperative infection in association with white blood cell-containing allogeneic blood transfusion: the effects of the type of transfused red blood cell product and surgical setting. Transfus Med Rev 2002(a);16:304 14. Vamvakas EC. Possible mechanisms of allogeneic blood transfusionassociated postoperative infection. Transfus Med Rev 2002(b);16: 144 60. Wisecarver JL, Cattral MS, Langnas AN, ym. Transfusion-induced graftversus-host disease after liver transplantation. Documentation using polymerase chain reaction with HLA-DR sequence-specific primers. Transplantation 1994;58:269 71. IRMA MATINLAURI, LT, erikoislääkäri irma.matinlauri@veripalvelu.fi SPR Veripalvelu, kudostyypitysosasto Kivihaantie 7 00310 Helsinki Verivalmisteiden immunologiset vaikutukset