Введение в иммуносупрессивную фармакологию при трансплантации

Трансплантация органов дает второй шанс на жизнь пациентам с терминальной стадией органной недостаточности, но ее успех зависит от контроля иммунного ответа реципиента. Без фармакологического вмешательства иммунная система распознает трансплантат как чужеродный и установит разрушительную атаку. Иммунодепрессанты являются краеугольным камнем трансплантатной медицины, позволяя выживанию трансплантата, балансируя риск инфекции и злокачественности. Эта статья обеспечивает углубленное исследование фармакологии основных классов иммунодепрессантов, используемых в трансплантации твердых органов, охватывая их механизмы действия, клиническое использование, неблагоприятные эффекты и новые стратегии для оптимизации результатов.

Аллоиммунный ответ: иммунологическая основа отказа

Понимание того, как работают иммунодепрессанты, требует понимания иммунного каскада, спровоцированного трансплантированным органом. Т-клетки реципиента распознают донорские антигены (аллоантигены), представленные антигенпрезентирующими клетками (АПК) через Т-клеточный рецептор (ТКР). Это распознавание инициирует ряд событий, называемых сигналом 1, сигналом 2 (ко-стимулирование) и сигналом 3 (цитокиновая сигнализация). Сигнал 1 включает в себя взаимодействие ТКР, которое активирует кальциневрин — фосфатазу, которая дефосфорилирует ядерный фактор активированных Т-клеток (NF-AT). Дефосфорилированная NF-AT транслоцируется в ядро и приводит к транскрипции интерлейкина-2 (IL-2) и других цитокинов. IL-2 затем связывается с его высокоаффинным рецептором (сигнал 3), способствуя прогрессированию клеточного цикла от G1 до S фазы и клональному расширению эффекторных Т-клеток. В-

Процесс отторжения может быть гиперострым (минуты до часов, опосредованным предварительно сформированными антителами), острым (дни до недель, в первую очередь Т-клетки и антитела-опосредованные) или хроническим (месяцы до лет, с участием как иммунных, так и неиммунных факторов). Каждый тип требует индивидуальных иммуносупрессивных стратегий. Фармакологический арсенал предназначен для предотвращения острого отторжения и смягчения долговременного повреждения трансплантата.

Основные классы иммунодепрессантов

Иммуносупрессивная терапия обычно делится на индукцию (интенсивный краткосрочный курс терапии во время трансплантации для предотвращения раннего отторжения) и поддержание (долгосрочное подавление для поддержания функции трансплантата). Основные классы лекарств включают ингибиторы кальциневрина (CNI), антиметаболиты, ингибиторы mTOR и кортикостероиды. Биологические агенты - как поликлональные, так и моноклональные антитела - служат в качестве индукционных агентов или спасательной терапии для резистентного отторжения. Каждый класс имеет отдельный механизм, профиль эффективности и спектр токсичности.

Ингибиторы кальциневрина: Циклоспорин и Такролимус

Циклоспорин и такролимус являются липофильными молекулами, которые связываются с внутриклеточными иммунофилинами — циклофилином для циклоспорина, FKBP12 для такролимуса. Полученный комплекс ингибирует кальциневрин, кальцийзависимую серин/треонинфосфатазу. Блокируя кальциневрин, эти препараты предотвращают дефосфорилирование NF-AT и ядерную транслокацию, тем самым останавливая транскрипцию IL-2, интерферона-гамма и других провоспалительных цитокинов. Это эффективно останавливает активацию Т-клеток при сигнале 1.

Такролимус в 10-100 раз мощнее циклоспорина по массе и в значительной степени заменил циклоспорин во многих центрах трансплантации из-за превосходной острой профилактики отторжения и более благоприятного липидного профиля. Однако такролимус связан с более высокой частотой нового начала диабета после трансплантации (NODAT), особенно при более высоких дозах. Циклоспорин имеет тенденцию вызывать больше гипертонии и гиперлипидемии. Оба препарата требуют терапевтического мониторинга препарата (TDM) из-за узких терапевтических окон и значительной межпациентной фармакокинетической изменчивости. Уровень коры крови измеряется (такролимус корыто или 2-часовая постдоза, C2), чтобы сбалансировать профилактику отторжения с токсичностью. Целевые диапазоны являются самыми высокими в первые месяцы после трансплантации и снижаются с течением времени.

Общие неблагоприятные эффекты CNI включают нефротоксичность (острый вазоконстрикционный и хронический тубулоинтерстициальный фиброз), нейротоксичность (тремор, головная боль, судороги, синдром задней обратимой энцефалопатии), гипертонию, непереносимость глюкозы и нарушения электролита (гиперкалиемия, гипомагниемия). Хроническая нефротоксичность CNI является ведущей причиной поздней потери трансплантата у реципиентов почек, стимулируя усилия по минимизации воздействия CNI посредством комбинированной терапии или преобразования в ингибиторы mTOR.

Антипролиферативные агенты (антиметаболиты): азатиоприн и микофенольная кислота

Антиметаболиты препятствуют синтезу нуклеиновой кислоты, избирательно нацеливаясь на быстро делящие лимфоциты. Азатиоприн, пролекарство 6-меркаптопурина, ингибирует синтез пурина путем включения нуклеотидов тиопураина в ДНК и РНК, вызывая остановку клеточного цикла в активированных Т- и В-клетках. Его использование требует предварительного скрининга на дефицит тиопуринметилтрансферазы (TPMT), чтобы избежать тяжелой миелосупрессии. Азатиоприн менее часто используется сегодня, но остается вариантом в ограниченных ресурсами условиях или для пациентов, непереносимых микофенолатом.

Микофенолевая кислота (доступна в виде микофенолата мофетила [ММФ] или энтерального микофенолата натрия [ЭК-МПС]) избирательно ингибирует инозинмонофосфатдегидрогеназу (ИМФДХ), ключевой фермент в пути de novo синтеза гуанозинпурина. Лимфоциты полагаются почти исключительно на путь спасения, придавая микофенолату относительную селективность лимфоцитов. ММФ и EC-МПС обычно считаются эквивалентными по эффективности, но отличаются по фармакокинетическим профилям высвобождения. Композиции с энтерическим покрытием снижают желудочно-кишечную непереносимость, общий дозоограничивающий побочный эффект (диарея, тошнота, боли в животе). Другие неблагоприятные эффекты включают лейкопению, анемию и повышенный риск оппортунистических инфекций (особенно цитомегаловирус [ЦМВ] и полиомавирус БК). Микофенолат в значительной степени заменил а

Ингибиторы mTOR: Сиролимус и Эверолимус

Сиролимус и эверолимус связываются с FKBP12 (такой же иммунофильной мишенью, что и такролимус), но вместо ингибирования кальциневрина ингибируют мишень рапамицина (mTOR), серин/треонинкиназу, которая интегрирует фактор роста и сигналы питательных веществ для регулирования прогрессирования клеточного цикла. Блокируя комплекс mTOR 1 (mTORC1), эти препараты препятствуют ответу Т-клеток на IL-2 (сигнал 3), арестовывая клеточный цикл при переходе G1-к-S. Кроме того, ингибиторы mTOR оказывают антипролиферативное действие на неиммунные клетки, включая клетки сосудистой гладкой мышцы и некоторые опухолевые клетки, что может приносить пользу в снижении риска злокачественных новообразований и сердечной аллотрансплантационной васкулопатии.

Эверолимус имеет более короткий период полувыведения, чем сиролимус (примерно 28 часов против 60-80 часов), что позволяет дважды в день дозировать и более предсказуемую фармакокинетику. Оба препарата используются в качестве альтернативы CNI для резервной функции почек (протоколы CNI-сберегающие или минимизирующие) или в сочетании с уменьшенными дозами CNI. Общие неблагоприятные эффекты включают гиперлипидемию, тромбоцитопению, анемию, язвы полости рта, сыпь, замедленное заживление ран и лимфоцелеи (особенно при трансплантации почки). Интерстициальный пневмонит, неинфекционное воспалительное заболевание легких, является отличительным и потенциально серьезным побочным эффектом. Протеинурия может возникать, и ингибиторы mTOR следует избегать или использовать осторожно у пациентов с ранее существовавшей протеинурией выше 500-800 мг/сут. Их использование требует тщательного мониторинга липидных профилей и функции почек.

Кортикостероиды

Преднизолон и внутривенный метилпреднизолон были основополагающими в трансплантации с 1960-х годов. Кортикостероиды диффундируют через клеточные мембраны и связываются с цитоплазматическими глюкокортикоидными рецепторами. Рецепторно-лигандный комплекс транслоцируется в ядро, где он модулирует транскрипцию генов путем связывания с элементами реакции глюкокортикоидов (GREs) или вмешательства в транскрипционные факторы, такие как NF-κB и AP-1. Это приводит к подавлению провоспалительных цитокинов (IL-1, IL-2, IL-6, TNF-α), ингибированию активации и миграции Т-клеток и широким противовоспалительным эффектам. Кортикостероиды также индуцируют апоптоз активированных лимфоцитов.

Из-за хорошо зарекомендовавших себя долгосрочных побочных эффектов — остеопороз, сосудистый некроз, NODAT, гипертония, увеличение веса, появление кушингоидов, катаракта и подавление роста у детей — современные протоколы направлены на быструю отмену стероидов или минимизацию. Многие центры используют стероиды только во время индукции и ранней посттрансплантации, сужаясь в течение 3-6 месяцев у реципиентов с низким риском. Кортикостероиды остаются необходимыми для лечения острых эпизодов отторжения, часто назначаемых в виде высоких доз внутривенных импульсов. Для поддержания используется самая низкая эффективная доза, часто между 2,5-10 мг преднизона ежедневно.

Биологические агенты: индукционная и отторжение терапия

Биологические иммунодепрессанты включают поликлональные антитела (например, антитимоцитный глобулин кролика [rATG], конский ATG) и моноклональные антитела, нацеленные на конкретные иммунные молекулы. rATG является мощным T-клеточным истощающим агентом, вызывающим опсонизацию, лизис, опосредованный комплементом, и апоптоз как покоящихся, так и активированных T-клеток. Он используется для индукции у реципиентов высокого риска или для лечения стероид-резистентного острого клеточного отторжения. rATG может вызывать тяжелый синдром высвобождения цитокинов (лихорадка, озноб, гипотония) во время инфузии, требуя предварительной медицины и медленного введения. Он также увеличивает риск CMV и EBV-ассоциированного посттрансплантационного лимфопролиферативного расстройства (PTLD).

Базиликсимаб представляет собой химерное моноклональное антитело, направленное против альфа-цепи (CD25) рецептора IL-2. Он блокирует сигнал 3 без истощения Т-клеток, обеспечивая более селективную иммуносупрессию с меньшим количеством инфузионных реакций. Он обычно используется для индукции у реципиентов с низким и умеренным риском, часто позволяя свести к минимуму стероиды.

Белатацепт представляет собой слитый белок (CTLA4-Ig), который блокирует стимуляторный сигнал (сигнал 2) между CD80/CD86 на АПК и CD28 на Т-клетках. Он одобрен для использования у реципиентов трансплантации почки и предлагает режим, благоприятный для почек. Белатацепт связан с более низкой частотой NODAT и лучшей функцией почек по сравнению с циклоспорином, но несет более высокий риск ПТЛД, особенно у EBV-серонегативных реципиентов. Он вводится внутривенно ежемесячно после начальной посттрансплантационной нагрузки.

Ритуксимаб (анти-CD20) истощает В-клетки и используется для антитело-опосредованного отторжения (AMR), десенсибилизации у пациентов с высокой чувствительностью и лечения ПТЛД, когда он связан с пролиферацией В-клеток. Алемтузумаб (анти-CD52) является мощным лимфоцит-истощающим антителом, используемым вне ярлыка для индукции в некоторых центрах. Экулизумаб (ингибитор комплемента анти-C5) используется для тяжелой АМР или атипичного гемолитического уремического синдрома после трансплантации.

Фармакокинетические принципы и терапевтический мониторинг лекарственных средств

Индивидуализация дозирования иммунодепрессанта необходима для достижения оптимальных результатов. Большинство лекарств проявляют высокую фармакокинетическую изменчивость из-за генетических факторов (например, полиморфизмы CYP3A5 для такролимуса), возраста, функции печени и взаимодействия с лекарственными средствами. CNI и ингибиторы mTOR метаболизируются цитохромом P450 3A4/5 и являются субстратами для P-гликопротеина (P-gp). Ингибиторы этих путей - многие азоловые противогрибковые препараты (флуконазол, вориконазол), блокаторы кальциевых каналов (дилтиазем), макролидные антибиотики (эритромицин, кларитромицин) и грейпфрутовый сок - резко повышают уровень лекарств. И наоборот, индукторы, такие как рифампин, фенитоин, карбамазепин и зверобой, снижают уровень лекарств, рискуя отторжение. Эти взаимодействия требуют корректировки дозы и тщательного мониторинга.

TDM является стандартом для CNI и ингибиторов mTOR, с уровнями корыта, направляющими решения о дозировании. Для микофеноловой кислоты TDM менее универсально принят, но может быть полезен для пациентов с желудочно-кишечной непереносимостью или подозреваемой мальабсорбцией, особенно с рецептурой с энтеральным покрытием. Диапазоны мишеней для всех агентов динамичны, с более высокими целями на ранних этапах после трансплантации и более низкими целями во время стабильной фазы обслуживания. Несоблюдение иммуносупрессии является ведущей причиной поздней недостаточности трансплантата; TDM может помочь идентифицировать субтерапевтические уровни из-за несоблюдение или взаимодействия с лекарственными средствами.

Неблагоприятные эффекты и их управление

Все иммунодепрессанты предрасполагают пациентов к инфекциям, особенно к оппортунистическим патогенам, таким как CMV, BK-полиомавирус, Pneumocystis jirovecii, Aspergillus и вирус Эпштейна-Барр, антимикробная профилактика является стандартной как минимум на 6-12 месяцев после трансплантации: вальганцикловир для CMV (в серопозитивных или несоответствующих случаях донор/реципиент), триметоприм-сульфаметоксазол для Пневмоцистис и токсоплазмоз, а также ацикловир или валацикловир для вируса простого герпеса.Прививки должны быть обновлены до трансплантации; живые вакцины обычно противопоказаны после трансплантации.

Нефротоксичность CNI управляется путем избегания высоких уровней корыта, использования дополнительных агентов для обеспечения более низких доз CNI и частого мониторинга функции почек. Когда развивается хроническая нефротоксичность, преобразование в ингибитор mTOR с выводом CNI может стабилизировать или улучшить функцию почек у выбранных реципиентов трансплантации почки, хотя необходим тщательный мониторинг для протеинурии. Сердечно-сосудистые факторы риска - гипертония, диабет, дислипидемия - должны активно управляться с модификацией образа жизни и соответствующей фармакотерапией. Статины часто используются для дислипидемии, особенно у пациентов с CNI или ингибиторами mTOR.

Злокачественность, особенно рак кожи (карцинома плоскоклеточных, карцинома базальных клеток) и ПТЛД, является долгосрочной проблемой. Рекомендуется регулярный дерматологический скрининг, защита от солнца и предотвращение чрезмерного воздействия солнца. Риск ПТЛД наиболее высок с Т-клеточными истощающими агентами и у серонегативных реципиентов EBV. ингибиторы mTOR могут снизить риск некоторых злокачественных новообразований, что делает их привлекательными у пациентов с предшествующим раком или высоким риском.

Особые группы населения

Реципиенты детских трансплантатов требуют тщательного дозирования на основе площади поверхности тела и веса, с особым вниманием к росту и развитию. Минимизация кортикостероидов особенно важна для предотвращения подавления роста. У пожилых реципиентов снижение функции почек и полифармация требуют более низких целевых показателей CNI и тщательного мониторинга лекарственных взаимодействий. Беременные реципиенты трансплантата требуют тесного сотрудничества между специалистами по трансплантату и медицине матери и плода; некоторые иммунодепрессанты (например, микофенолат) противопоказаны из-за тератогенности, а схемы часто модифицируются на преднизолон, азатиоприн и CNI.

Комбинированные стратегии и избегание стероидов

Современная иммуносупрессия опирается на мультимедийную терапию для достижения аддитивных или синергетических эффектов при минимизации индивидуальных доз и токсичности лекарственных средств. Обычный тройной режим включает такролимус с микофенолатом и кортикостероидами, часто с отменой стероидов на 3-6 месяцев у пациентов с низким риском. Индукция базиликсимабом способствует быстрому сужению стероидов. Протоколы CNI-минимизации (с использованием более низких такролимусных мишеней плюс микофенолат плюс ингибитор mTOR) продемонстрировали перспективность в сохранении функции почек у реципиентов трансплантата почки. Белатацепт позволяет режим без CNI у отдельных пациентов. Выбор режима индивидуализирован на основе иммунологического риска (панельное реактивное антитело, HLA-несоответствия, предыдущие трансплантации), профиль коморбидности и протокол центра.

Новые стратегии: толерантность, персонализация и новые агенты

Несмотря на прогресс в краткосрочных результатах, долгосрочная выживаемость трансплантата не улучшилась значительно. Конечной целью является толерантность к донорской специфичности - постоянное принятие трансплантата без хронической иммуносупрессии. Исследовательские возможности включают блокаду калькуляции (белатацепт и агенты второго поколения, такие как TTI-101), регуляторную терапию Т-клетками (Treg), смешанный гемопоэтический химеризм и редактирование генов (например, удаление генов HLA из донорских органов).

Новые небольшие молекулы, находящиеся в стадии исследования, включают ингибиторы JAK (например, тофацитиниб), которые блокируют передачу сигналов цитокинов ниже по течению IL-2 и других цитокинов гамма-цепи; имлифидазу, фермент IgG-расщепления, который удаляет донор-специфические антитела; и ингибиторы комплемента, такие как экулизумаб для AMR. Фармакогеномика, в частности CYP3A5 генотипирование для направления дозирования такролимуса, появляется в качестве инструмента для снижения ранней нефротоксичности и достижения целевых уровней быстрее. Мониторинг биомаркеров, такой как ДНК без клеток донорского происхождения (dd-cfDNA) в крови, предлагает неинвазивный метод для обнаружения субклинического отторжения и направляет корректировки иммуносупрессии. Для дальнейшего чтения см. Руководство по закупкам органов и трансплантации (FLT:2)https://optn.transplant.

Заключение

Понимание фармакологии иммунодепрессантов при трансплантации требует комплексного знания механизмов лекарств, фармакокинетики и оценки риска-выгоды, адаптированных к каждому пациенту. Текущие схемы дают отличную краткосрочную выживаемость трансплантата, но проблемы хронической токсичности, инфекции и злокачественности сохраняются. Продолжающиеся исследования индукции толерантности, персонализированной терапии и новых агентов обещают улучшить долгосрочные результаты. Клиницисты должны оставаться в курсе развивающихся руководящих принципов и новых данных для обеспечения оптимального, индивидуального ухода за реципиентами трансплантата.