Het afweersysteem stelt ons in staat met ziekteverwekkers (pathogenen) zoals bacteriën en virussen om te gaan. Een natuurlijke reactie van het afweersysteem is alles wat binnen het lichaam vreemd is aan te vallen en te elimineren. Zo worden naast virussen, bacteriën en parasieten bijvoorbeeld ook tumorcellen door het afweersysteem in toom gehouden.
Om gezond te blijven is deze afweer dus van groot belang. Maar het is ook het afweersysteem dat de overleving van een getransplanteerd orgaan in gevaar brengt. Zo’n orgaan is immers lichaamsvreemd voor de patiënt en dus een prooi voor het afweersysteem. Een uitzondering is de transplantatie van een orgaan van een identieke tweelingbroer of zus. De belangrijkste vragen voor transplantatiegeneeskundigen en immunologen zijn daarom wat er precies als vreemd wordt herkend door het afweersysteem en hoe de afweerreactie tegen het getransplanteerde orgaan kan worden geminimaliseerd.
Biowetenschappen en maatschappij
Niertransplantatie bij kinderen
In Nederland krijgen jaarlijks zo’n 25 kinderen onder de zestien jaar een niertransplantatie. Het is mogelijk ook bij heel jonge kinderen, zelfs baby’s, een nier te transplanteren. Dat de nieuwe nier relatief groot is, blijkt in de praktijk geen probleem te zijn. Bij voorkeur wachten de artsen tot het kind acht, liefst tien kilo weegt – dan is het meestal een jaar oud. In noodsituaties kan een transplantatie echter ook eerder geschieden.
Al in de jaren ‘80 van de vorige eeuw werden in de Verenigde Staten soms baby’s tussen de 6 en 9 maanden getransplanteerd. In Duitsland werd eind 2013 een baby van 4 maanden getransplanteerd, in Nederland was de jongste baby tot nu toe bijna twee jaar oud. De voorkeur wordt – indien mogelijk – gegeven aan een zo jong mogelijke donor omdat de nier liefst een leven lang mee moet.
Door het levenslange gebruik van afweeronderdrukkende medicijnen hebben kinderen wel grotere kans om tijdens hun leven tumoren te ontwikkelen dan mensen die op oudere leeftijd zijn getransplanteerd. Omdat bij jonge kinderen het afweersysteem nog niet goed ontwikkeld is, lijkt het erop dat zij een wat minder goed ‘passende’ nier beter accepteren Maarten Evenblij
Humane leukocyt antigenen
Wanneer iemand een bloedtransfusie krijgt, worden routinematig de belangrijke bloedgroepen zoals AB0 en rhesus van de donor en de ontvanger op elkaar afgestemd. Hiermee worden transfusiereacties voorkomen, zodat de ingebrachte rode bloedcellen door het afweersysteem van de patiënt niet als vreemd worden gezien en afgebroken. Het afweersysteem herkent dus blijkbaar verschillen in bloedgroepen en dat komt doordat er op de bloedcellen specifieke herkenningseiwitten (antigenen) zitten.
Vergelijkbaar met deze bloedgroepen bestaan er ook weefselgroepen. Ook dat zijn specifieke eiwitten, die op nagenoeg alle cellen van het lichaam voorkomen. Deze weefselantigenen worden humane leukocyt antigenen (HLA) genoemd. Dit omdat ze voor het eerst zijn ontdekt op witte bloedcellen (leukocyten). Weefselgroepen kunnen net als bloedgroepen door het afweersysteem als lichaamsvreemd worden herkend en afstotingsreacties veroorzaken bij een transplantatie.
HLA-moleculen spelen een zeer belangrijke rol binnen het afweersysteem. Een deel van deze moleculen (HLA-klasse I moleculen) komt voor op alle cellen met een celkern en is in staat kleine eiwitten (peptiden) die binnenin de cel (intracellulair) voorkomen te presenteren aan de buitenkant van de cel, zodat het afweersysteem ze kan herkennen. Dit stelt het afweersysteem in staat te controleren of cellen in het lichaam nog wel gezond zijn. In het geval van bijvoorbeeld een virusinfectie zullen stukjes van het virus door de HLA-klasse I moleculen worden aangeboden en door het afweersysteem gezien worden als vreemd. Als reactie hierop wordt de geïnfecteerde cel vernietigd en opgeruimd.
Er bestaat ook een HLA-klasse II molecuul. Dat zit niet op alle weefselcellen, maar op een klein deel van de cellen van het afweersysteem zelf. Die cellen kunnen eiwitten van buiten opnemen (extracellulair) en met deze HLA-klasse II moleculen presenteren aan andere cellen van het afweersysteem. Zo kan het afweersysteem ook in de gaten houden wat er in de omgeving buiten de cellen niet klopt. Ieder persoon heeft diverse soorten HLA-klasse I moleculen op zijn cellen, onderverdeeld in HLA-A, HLA-B, en HLA-C. Ook van HLA klasse II moleculen bestaan verschillende soorten, genaamd HLA-DR, HLA-DP en HLA-DQ.
Enorme diversiteit
Het HLA-systeem is enorm divers (polymorf), zodat er zeer veel verschillende antigenen bestaan. Van bijvoorbeeld HLA-B zijn al meer dan 2.500 varianten beschreven. Deze polymorfie speelt een belangrijke rol in de overleving van een bevolkingsgroep tijdens een epidemie. Want ook virussen en bacteriën kennen een zeer grote variëteit. Door de enorme variëteit in de menselijke afweer zijn er altijd wel een paar mensen die de juiste HLA-variant hebben om de afweer tegen de betreffende ziektekiem op gang te brengen, deze te bestrijden en zo te overleven.
Door deze polymorfie in HLA-moleculen verschillen de weefselgroepen van een willekeurige orgaandonor nagenoeg altijd van die van een willekeurige patiënt. Dit is een probleem omdat, net als de eiwitten van een ziekteverwekker, ook niet-eigen HLA-moleculen worden gezien als lichaamsvreemd en een afweerreactie kunnen veroorzaken. Mensen erven van zowel hun vader als hun moeder een set HLA-genen. Dat betekent dat als iemand een nier ontvangt van zijn vader of moeder altijd de helft van de HLA-moleculen op de getransplanteerde nier lichaamsvreemd is voor de patiënt. Als een broer of zus donor is, is de kans dat de HLA-moleculen volledig identiek zijn 25 procent, even groot als de kans dat ze volledig verschillend zijn. De kans dat de helft van de HLA-moleculen van een broer of zus gelijk is aan die van de patiënt (zogeheten haplo-identiek) is 50 procent.
Zoeken naar overeenkomst
Om na een transplantatie afweerreacties te voorkomen moeten zowel de AB0-bloedgroep als de HLA-weefselgroepen zo goed mogelijk overeen komen. Het matchen op AB0 is betrekkelijk eenvoudig omdat hier relatief weinig variatie bestaat. Het vinden van overeenkomst op HLA is echter zeer complex door de enorme variatie in HLA-moleculen. Het komt dan ook geregeld voor dat de HLA-opmaak van een donororgaan niet volledig identiek is aan die van de patiënt.
In het geval van levende donatie wordt vaak een minder goede overeenkomst geaccepteerd dan bij een postmortale nierdonatie. Dit omdat bij levende donaties de nieren in relatief goede staat zijn. Vooral doordat ze zeer snel na de uitname worden getransplanteerd. Hoe beter de kwaliteit van het orgaan, hoe minder agressief de afweerreactie van het lichaam is. Dat komt doordat aangedane cellen eerder een afweerreactie op gang brengen als onderdeel van de opruimfunctie van het afweersysteem dan vitale cellen.
Voor de transplantatie zal in de meeste gevallen nog een laatste controle zekerheid moeten bieden dat de patiënt geen bestaande afweer heeft tegen het HLA van de donor. Iemand kan zo’n afweer al eerder hebben ontwikkeld door een eerdere bloedtransfusie, transplantatie en zelfs een zwangerschap. Het komt ook wel voor bij patiënten bij wie een eerdere nier is afgestoten vanwege onvoldoende overeenkomst in HLA. Deze bestaande afweer wordt aangetoond met de zogenaamde kruisproef. Hiervoor worden in het laboratorium witte bloedcellen van de donor samengebracht met serum van de patiënt. Als in het serum antilichamen voorkomen die binden aan de HLA-moleculen op de cellen van de donor zal dit een positief signaal geven. Bij een positieve kruisproef kan de betreffende transplantatie niet doorgaan.
Het kan voorkomen dat een nierpatiënt een levende donor heeft gevonden van wie de AB0-bloedgroep niet overeenkomt. Meestal gaat het dan om een patiënt die bloedgroep 0 heeft en daardoor van nature antistoffen heeft tegen bloedgroep A of B van de donor. Soms wordt dan besloten toch te transplanteren ‘door de bloedgroep heen’. Dat vereist veel voorbereiding. Vóór de transplantatie krijgt de patiënt diverse afweeronderdrukkende medicatie en zal diens bloed worden gefilterd om de aanwezige antistoffen tegen bloedgroep A of B te verwijderen (immuno-adsorptie). Alleen als de hoeveelheid van deze antistoffen voldoende is gedaald, kan de transplantatie plaatsvinden.
Afstoting onder de duim
Afhankelijk van hoe goed de donor en ontvanger overeenkomen, kan een deel van de HLA-moleculen op de getransplanteerde nier als vreemd worden gezien door het afweersysteem van de ontvanger. Als dit leidt tot een afweerreactie tegen de getransplanteerde nier kan dit de nierfunctie aantasten. Daarom wordt de functie van de getransplanteerde nier nauwlettend in de gaten gehouden. Het kreatininegehalte in het bloedserum is daarvoor een maat. Een stabiele concentratie van dit afbraakproduct van de spieren wijst op een goede filtratie van de nier, terwijl een snelle stijging kan wijzen op afstoting.
Of het werkelijk om afstoting gaat, kan meestal alleen worden vastgesteld door een stukje nierweefsel (biopt) in het laboratorium te onderzoeken. Zijn daarin veel afweercellen en weefselschade te zien, dan is er sprake van afstoting. Indien deze hevige afweerreactie onbehandeld blijft, kan zij leiden tot het verlies van de getransplanteerde nier. In de meeste gevallen is een afstoting goed met medicatie te behandelen en gaat het orgaan niet verloren.
Als afstoting dreigt, krijgen patiënten een speciale behandeling met medicijnen die de afweer extra onderdrukken. Maar ook zonder die afstoting moeten patiënten die zijn getransplanteerd hun leven lang medicijnen slikken die de afweer onderdrukken. Deze immunosuppressiva remmen de functie van cellen van het afweersysteem, ongeacht of deze cellen HLA van het getransplanteerde orgaan of van bijvoorbeeld een virus herkennen.
Deze medicatie is zeer effectief. Maar omdat de medicijnen zich niet specifiek richten tegen afweercellen die het getransplanteerde weefsel aanvallen, veroorzaken ze een verminderde afweer in het gehele lichaam. Daardoor zijn transplantatiepatiënten vatbaarder voor infecties. Het wordt dan ook aangeraden om als transplantatiepatiënt mensen met een besmettelijke ziekte zoals griep te vermijden en mogelijke infecties nauwlettend in de gaten te houden.
Daarnaast hebben transplantatiepatiënten een verhoogd risico op het ontstaan van tumoren omdat het afweersysteem ook ontspoorde cellen, zoals kankercellen, onschadelijk maakt. Bij bijna tien procent van de niertransplantatiepatiënten wordt in de daarop volgende jaren ooit kanker geconstateerd. Dit kunnen allerlei soorten kanker zijn, maar relatief vaak gaat het om huidkanker. Dit betekent dat transplantatie patiënten voorzichtig moeten zijn met blootstelling aan fel zonlicht.
Door de bloedgroep heen
Een belangrijk probleem bij transplantaties geven de bloedgroepen van het AB0-systeem. Net als bij bloedtransfusies ontstaat afweer tegen de organen, die immers met bloed zijn gevuld. In bijgaand schema is aangegeven wie als ontvanger en wie als donor kan dienen. Iemand met bloedgroep 0 kan aan iedereen bloed doneren, maar kan alleen ontvangen van een donor die ook bloedgroep 0 heeft. Iemand met bloedgroep AB kan van elke donor een orgaan of bloed ontvangen. Tegenwoordig zijn er transplantatietechnieken waardoor deze bloedgroepen minder belangrijk worden. De organen worden bijvoorbeeld zeer goed gespoeld en een donor ontvangt zonodig medicijnen die ongewenste afweerstoffen wegvangen. Daarmee kan het aantal geschikte donor- en ontvangerkoppels aanzienlijk worden uitgebreid. Maarten Evenblij
Biowetenschappen en maatschappij