Skip to main content
Global

21.7: زراعة الأعضاء ومناعة السرطان

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    203343

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • اشرح سبب أهمية تصنيف الدم وما يحدث عند استخدام الدم غير المتطابق في نقل الدم
    • وصف كيفية إجراء طباعة الأنسجة أثناء زراعة الأعضاء ودور أدوية الزرع المضادة للرفض
    • أظهر كيف يمكن للاستجابة المناعية السيطرة على بعض أنواع السرطان وكيف يمكن تعزيز هذه الاستجابة المناعية بلقاحات السرطان

    تعد الاستجابات المناعية للأعضاء المزروعة والخلايا السرطانية من القضايا الطبية المهمة. مع استخدام أنواع الأنسجة والأدوية المضادة للرفض، حققت زراعة الأعضاء والتحكم في الاستجابة المناعية المضادة للزرع خطوات كبيرة في الخمسين عامًا الماضية. اليوم، هذه الإجراءات شائعة. تصنيف الأنسجة هو تحديد جزيئات MHC في الأنسجة المراد زرعها لتتناسب بشكل أفضل مع المتبرع مع المتلقي. من ناحية أخرى، كانت الاستجابة المناعية للسرطان أكثر صعوبة في الفهم والسيطرة عليها. على الرغم من أنه من الواضح أن الجهاز المناعي يمكنه التعرف على بعض أنواع السرطان والسيطرة عليها، إلا أن البعض الآخر يبدو مقاومًا لآليات المناعة.

    ذا آر إتش فاكتور

    يمكن كتابة خلايا الدم الحمراء بناءً على المستضدات السطحية. ومن الأمثلة على ذلك فصيلة دم ABO، التي يكون فيها الأفراد من النوع A أو B أو AB أو O وفقًا لعلم الوراثة الخاص بهم. نظام المستضد المنفصل الذي يظهر على خلايا الدم الحمراء هو مستضد Rh. عندما يكون شخص ما «إيجابيًا» على سبيل المثال، فإن الموجب يشير إلى وجود مستضد Rh، في حين أن الشخص «السلبي» قد يفتقر إلى هذا الجزيء.

    تظهر نتيجة مثيرة للاهتمام للتعبير عن عامل Rh في كثرة كرات الدم الحمراء الجنينية، وهو مرض انحلالي لحديثي الولادة (الشكل\(\PageIndex{1}\)). يحدث هذا المرض عندما تنجب الأمهات السلبيات لمستضد Rh عدة أطفال إيجابيين لـ Rh. أثناء ولادة أول طفل إيجابي لـ RH، تقوم الأم بعمل استجابة أولية مضادة لـ RH لخلايا دم الجنين التي تدخل مجرى دم الأم. إذا كان لدى الأم طفل ثانٍ إيجابي لـ Rh، فإن الأجسام المضادة IgG ضد الدم الإيجابي لـ Rh التي تشكلت خلال هذه الاستجابة الثانوية تعبر المشيمة وتهاجم دم الجنين، مما يسبب فقر الدم. هذا نتيجة لحقيقة أن الجنين ليس مطابقًا وراثيًا للأم، وبالتالي فإن الأم قادرة على تكوين استجابة مناعية ضده. يتم علاج هذا المرض بأجسام مضادة خاصة بعامل Rh. يتم إعطاؤها للأم أثناء الولادات اللاحقة، مما يؤدي إلى تدمير أي دم جنيني قد يدخل نظامها ومنع الاستجابة المناعية.

    الشكل\(\PageIndex{1}\): إريثروبلاستوسيس الجنين. يُعد مرض إريثروبلاستوسيس الجنيني (مرض انحلالي عند الوليد) نتيجة الاستجابة المناعية لدى الأم التي لا تحتوي على RH والتي لديها العديد من الأطفال الذين لديهم أب إيجابي لـ RH. خلال الولادة الأولى، يدخل دم الجنين إلى الدورة الدموية للأم، ويتم تصنيع الأجسام المضادة لـ RH. أثناء حمل الطفل الثاني، تعبر هذه الأجسام المضادة المشيمة وتهاجم دم الجنين. علاج هذا المرض هو إعطاء الأم الأجسام المضادة لـ RH (RhoGam) أثناء الحمل الأول لتدمير خلايا الدم الحمراء الجنينية الإيجابية من دخول نظامها والتسبب في استجابة الأجسام المضادة لـ RH في المقام الأول.

    زراعة الأنسجة

    تعتبر عملية زرع الأنسجة أكثر تعقيدًا من عمليات نقل الدم بسبب خاصيتين لجزيئات MHC. هذه الجزيئات هي السبب الرئيسي لرفض الزرع (ومن هنا جاء اسم «التوافق النسيجي»). يشير تعدد جينات MHC إلى بروتينات MHC المتعددة على الخلايا، ويشير تعدد أشكال MHC إلى الأليلات المتعددة لكل موضع MHC فردي. وبالتالي، هناك العديد من الأليلات في البشر التي يمكن التعبير عنها (الجدول والجدول). عندما يعبر العضو المتبرع عن جزيئات MHC التي تختلف عن المتلقي، فإن الأخير غالبًا ما يقوم بتثبيت استجابة الخلايا التائية السامة للخلايا إلى العضو ورفضها. من الناحية النسيجية، إذا أظهرت خزعة العضو المزروع تسللًا كبيرًا للخلايا اللمفاوية التائية في غضون الأسابيع الأولى بعد الزرع، فهذه علامة على احتمال فشل عملية الزرع. الاستجابة هي استجابة مناعية أولية كلاسيكية ومحددة للغاية للخلايا التائية. فيما يتعلق بالطب، فإن الاستجابة المناعية في هذا السيناريو لا تفيد المريض على الإطلاق وتسبب ضررًا كبيرًا.

    جدول جزئي لأليلات MHC البشري (الفئة الأولى)
    جين عدد الأليلات عدد مكونات بروتين MHC I المحتملة
    أ 2132 1527
    ب 2798 2110
    ج 1672 1200
    ه 11 3
    و 22 4
    ز 50 16
    جدول جزئي لأليلات MHC البشري (الفئة الثانية)
    جين عدد الأليلات عدد مكونات بروتين MHC II المحتملة
    درا 7 2
    DRB 1297 958
    DA1 49 31
    DQB1 179 128
    DPA1 36 18
    DPB1 158 136
    DMA 7 4
    غبي 13 7
    دعاء 12 3
    دوب 13 5

    جعلت الأدوية المثبطة للمناعة مثل السيكلوسبورين A عمليات الزرع أكثر نجاحًا، ولكن مطابقة جزيئات MHC لا تزال أساسية. في البشر، هناك ستة جزيئات MHC تُظهر معظم الأشكال المتعددة، وثلاثة جزيئات من الفئة الأولى (A و B و C) وثلاثة جزيئات من الفئة الثانية تسمى DP و DQ و DR. عادة ما تتطلب عملية الزرع الناجحة تطابقًا بين 3-4 على الأقل من هذه الجزيئات، مع المزيد من التطابقات المرتبطة بنجاح أكبر. أفراد الأسرة، نظرًا لأنهم يتشاركون خلفية وراثية مماثلة، هم أكثر عرضة لمشاركة جزيئات MHC من الأفراد غير المرتبطين. في الواقع، نظرًا لتعدد الأشكال الواسع في جزيئات MHC هذه، يتم العثور على المتبرعين غير المرتبطين فقط من خلال قاعدة بيانات عالمية. لكن النظام ليس مضمونًا، حيث لا يوجد عدد كافٍ من الأفراد في النظام لتوفير الأعضاء اللازمة لعلاج جميع المرضى الذين يحتاجون إليها.

    يحدث أحد أمراض الزرع مع عمليات زرع نخاع العظام، والتي تستخدم لعلاج الأمراض المختلفة، بما في ذلك SCID وسرطان الدم. نظرًا لأن خلايا نخاع العظام التي يتم زرعها تحتوي على خلايا ليمفاوية قادرة على تكوين استجابة مناعية، ولأن الاستجابة المناعية للمستلم قد تم تدميرها قبل إجراء عملية الزرع، فقد تهاجم الخلايا المانحة أنسجة المتلقي، مما يتسبب في مرض الطعوم مقابل المضيف. تتنوع أعراض هذا المرض، والتي عادة ما تشمل الطفح الجلدي وتلف الكبد والغشاء المخاطي، وقد بذلت محاولات لتخفيف المرض عن طريق إزالة الخلايا التائية الناضجة أولاً من نخاع العظم المتبرع قبل زرعها.

    الاستجابات المناعية ضد السرطان

    من الواضح أنه في بعض أنواع السرطان، على سبيل المثال ساركوما كابوسي، يقوم الجهاز المناعي الصحي بعمل جيد في السيطرة عليها (الشكل\(\PageIndex{2}\)). هذا المرض، الذي يسببه فيروس الهربس البشري، لا يُلاحظ أبدًا تقريبًا في الأفراد الذين لديهم أجهزة مناعية قوية، مثل الشباب وذوي الكفاءة المناعية. تشمل الأمثلة الأخرى على السرطانات التي تسببها الفيروسات سرطان الكبد الناجم عن فيروس التهاب الكبد B وسرطان عنق الرحم الناجم عن فيروس الورم الحليمي البشري. نظرًا لأن هذين الفيروسين الأخيرين يتوفران لهما لقاحات، فإن التطعيم يمكن أن يساعد في منع هذين النوعين من السرطان عن طريق تحفيز الاستجابة المناعية.

    الشكل\(\PageIndex{2}\): آفات ساركوما كاربوسي. (الائتمان: المعهد الوطني للسرطان)

    من ناحية أخرى، نظرًا لأن الخلايا السرطانية غالبًا ما تكون قادرة على الانقسام والتحور بسرعة، فقد تفلت من الاستجابة المناعية، تمامًا كما تفعل بعض مسببات الأمراض مثل فيروس نقص المناعة البشرية. هناك ثلاث مراحل في الاستجابة المناعية للعديد من السرطانات: الإزالة والتوازن والهروب. يحدث التخلص عندما تتطور الاستجابة المناعية لأول مرة نحو مستضدات خاصة بالورم خاصة بالسرطان وتقتل بنشاط معظم الخلايا السرطانية، تليها فترة من التوازن المتحكم فيه يتم خلالها مراقبة الخلايا السرطانية المتبقية. لسوء الحظ، تتحور العديد من السرطانات، لذلك لم تعد تعبر عن أي مستضدات محددة يستجيب لها الجهاز المناعي، وتهرب مجموعة فرعية من الخلايا السرطانية من الاستجابة المناعية، وتستمر عملية المرض.

    وقد أدت هذه الحقيقة إلى بحث مكثف في محاولة تطوير طرق لتعزيز الاستجابة المناعية المبكرة للقضاء تمامًا على السرطان المبكر وبالتالي منع الهروب لاحقًا. إحدى الطرق التي أظهرت بعض النجاح هي استخدام لقاحات السرطان، والتي تختلف عن اللقاحات الفيروسية والبكتيرية من حيث أنها موجهة ضد خلايا الجسم. يتم حقن الخلايا السرطانية المعالجة في مرضى السرطان لتعزيز الاستجابة المناعية المضادة للسرطان وبالتالي إطالة البقاء على قيد الحياة. يتمتع الجهاز المناعي بالقدرة على اكتشاف هذه الخلايا السرطانية والتكاثر بشكل أسرع من الخلايا السرطانية، مما يؤدي إلى التغلب على السرطان بطريقة مماثلة لما يحدث مع الفيروسات. تم تطوير لقاحات السرطان للورم الميلانيني الخبيث وسرطان الجلد القاتل للغاية وسرطان الخلايا الكلوية (الكلى). لا تزال هذه اللقاحات في مراحل التطوير، ولكن تم الحصول على بعض النتائج الإيجابية والمشجعة سريريًا.

    من المغري التركيز على تعقيد الجهاز المناعي والمشاكل التي يسببها باعتبارها سلبية. ومع ذلك، فإن الجانب الإيجابي للمناعة أكبر بكثير: ففائدة البقاء على قيد الحياة تفوق بكثير السلبيات التي تحدث عندما ينحرف النظام أحيانًا. من خلال العمل على «الطيار الآلي»، يساعد الجهاز المناعي في الحفاظ على صحتك وقتل مسببات الأمراض. المرة الوحيدة التي تفتقد فيها الاستجابة المناعية حقًا هي عندما لا تكون فعالة ونتائج المرض، أو، كما هو الحال في الحالة القصوى لمرض فيروس نقص المناعة البشرية، يختفي الجهاز المناعي تمامًا.

    اتصال يومي

    كيف يؤثر الإجهاد على الاستجابة المناعية: الروابط بين أجهزة المناعة والجهاز العصبي والغدد الصماء في الجسم

    لا يمكن أن يوجد جهاز المناعة في عزلة. بعد كل شيء، يجب أن تحمي الجسم كله من العدوى. لذلك، يُطلب من الجهاز المناعي التفاعل مع أجهزة الأعضاء الأخرى، أحيانًا بطرق معقدة. أدت ثلاثون عامًا من الأبحاث التي تركز على الروابط بين الجهاز المناعي والجهاز العصبي المركزي وجهاز الغدد الصماء إلى علم جديد يحمل الاسم غير العملي المسمى علم المناعة النفسي العصبي. إن الروابط المادية بين هذه الأنظمة معروفة منذ قرون: جميع الأعضاء الأولية والثانوية متصلة بالأعصاب السمبثاوية. لكن الأمر الأكثر تعقيدًا هو تفاعل الناقلات العصبية والهرمونات والسيتوكينات وجزيئات الإشارات الأخرى القابلة للذوبان وآلية «تداخل الإشارات» بين الأنظمة. على سبيل المثال، تحتوي خلايا الدم البيضاء، بما في ذلك الخلايا الليمفاوية والخلايا البلعمية، على مستقبلات لمختلف الناقلات العصبية الصادرة عن الخلايا العصبية المرتبطة بها. بالإضافة إلى ذلك، فإن الهرمونات مثل الكورتيزول (الذي تنتجه قشرة الغدة الكظرية بشكل طبيعي) والبريدنيزون (الاصطناعي) معروفة جيدًا بقدرتها على قمع آليات المناعة للخلايا التائية، وبالتالي استخدامها البارز في الطب كأدوية طويلة الأمد ومضادة للالتهابات.

    أحد التفاعلات الراسخة بين أجهزة المناعة والجهاز العصبي والغدد الصماء هو تأثير الإجهاد على صحة المناعة. في الماضي التطوري للفقاريات البشرية، ارتبط الإجهاد بالاستجابة للقتال أو الطيران، بوساطة كبيرة من الجهاز العصبي المركزي والنخاع الكظري. كان هذا الضغط ضروريًا للبقاء. عادة ما يحل العمل البدني للقتال أو الجري، أيًا كان ما يقرره الحيوان، المشكلة بطريقة أو بأخرى. من ناحية أخرى، لا توجد إجراءات جسدية لحل معظم ضغوط العصر الحديث، بما في ذلك الضغوطات قصيرة المدى مثل إجراء الفحوصات والضغوط طويلة الأجل مثل البطالة أو فقدان الزوج. يمكن أن يشعر كل جهاز عضو تقريبًا بتأثير الإجهاد، والجهاز المناعي ليس استثناءً (الجدول).

    آثار الإجهاد على أنظمة الجسم
    النظام مرض مرتبط بالإجهاد
    نظام تكاملي حب الشباب والطفح الجلدي والتهيج
    الجهاز العصبي الصداع، الاكتئاب، القلق، التهيج، فقدان الشهية، نقص الحافز، انخفاض الأداء العقلي
    الأنظمة العضلية والهيكلية آلام العضلات والمفاصل وآلام الرقبة والكتف
    نظام الدورة الدموية زيادة معدل ضربات القلب وارتفاع ضغط الدم وزيادة احتمال النوبات القلبية
    جهاز هضمي عسر الهضم، حرقة المعدة، آلام المعدة، الغثيان، الإسهال، الإمساك، زيادة الوزن أو فقدانه
    جهاز المناعة القدرة المكتئبة على مكافحة العدوى
    الجهاز التناسلي الذكري انخفاض إنتاج الحيوانات المنوية والعجز الجنسي وانخفاض الرغبة الجنسية
    الجهاز التناسلي الأنثوي دورة الطمث غير المنتظمة، انخفاض الرغبة الجنسية

    في وقت من الأوقات، كان من المفترض أن جميع أنواع الإجهاد تقلل من جميع جوانب الاستجابة المناعية، لكن العقود القليلة الماضية من البحث رسمت صورة مختلفة. أولاً، معظم الإجهاد قصير المدى لا يضعف جهاز المناعة لدى الأفراد الأصحاء بما يكفي ليؤدي إلى زيادة الإصابة بالأمراض. ومع ذلك، قد يستجيب الأفراد الأكبر سنًا وأولئك الذين يعانون من استجابات مناعية مكبوتة بسبب المرض أو الأدوية المثبطة للمناعة حتى للضغوط قصيرة المدى عن طريق الإصابة بالمرض في كثير من الأحيان. لقد وجد أن الإجهاد قصير المدى يحول موارد الجسم نحو تعزيز الاستجابات المناعية الفطرية، والتي لديها القدرة على التصرف بسرعة ويبدو أنها تساعد الجسم على الاستعداد بشكل أفضل للعدوى المحتملة المرتبطة بالصدمة التي قد تنتج عن تبادل القتال أو الطيران. ومع ذلك، فإن تحويل الموارد بعيدًا عن الاستجابة المناعية التكيفية يسبب نصيبه من المشاكل في مكافحة الأمراض.

    الإجهاد المزمن، على عكس الإجهاد قصير المدى، قد يمنع الاستجابات المناعية حتى لدى البالغين الأصحاء. من الواضح أن قمع الاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية يرتبط بزيادة بعض الأمراض، كما يحدث عندما يفقد الأفراد زوجًا أو يعانون من ضغوط أخرى طويلة الأجل، مثل رعاية الزوج المصاب بمرض قاتل أو الخرف. يتمتع علم المناعة العصبي النفسي الجديد، بينما لا يزال في مهده نسبيًا، بإمكانيات كبيرة لتحقيق تقدم مثير في فهمنا لكيفية تطور الجهاز العصبي والغدد الصماء والجهاز المناعي معًا والتواصل مع بعضها البعض.

    مراجعة الفصل

    يتطلب كل من نقل الدم وزرع الأعضاء فهمًا للاستجابة المناعية لمنع المضاعفات الطبية. يجب كتابة الدم حتى لا تدمره الأجسام المضادة الطبيعية ضد الدم غير المتطابق، مما يسبب ضررًا أكثر مما ينفع للمتلقي. يجب أن تتطابق الأعضاء المزروعة مع جزيئات MHC الخاصة بها، ومع استخدام الأدوية المثبطة للمناعة، يمكن أن تكون ناجحة حتى إذا لم يكن من الممكن إجراء مطابقة دقيقة للأنسجة. جانب آخر للاستجابة المناعية هو قدرتها على السيطرة على السرطان والقضاء عليه. على الرغم من أنه ثبت أن هذا يحدث مع بعض أنواع السرطان النادرة وتلك التي تسببها الفيروسات المعروفة، فإن الاستجابة المناعية الطبيعية لمعظم أنواع السرطان ليست كافية للسيطرة على نمو السرطان. وبالتالي، فإن لقاحات السرطان المصممة لتعزيز هذه الاستجابات المناعية تبشر بالخير لأنواع معينة من السرطان.

    مراجعة الأسئلة

    س: أي من المصطلحات التالية تعني «العديد من الجينات»؟

    أ. تعدد الأشكال

    ب. تعدد الجينات

    C. بولي ببتيد

    د. الأليلات المتعددة

    الإجابة: ب

    س: لماذا لدينا أجسام مضادة طبيعية؟

    ج: لا نعرف السبب.

    B. مناعة ضد البكتيريا البيئية

    ج. الحصانة من عمليات الزرع

    D. من الاختيار النسيلي

    الإجابة: ب

    س: أي نوع من السرطان يرتبط بمرض فيروس نقص المناعة البشرية؟

    أ. ساركوما كابوسي

    ب. سرطان الجلد

    سرطان الغدد الليمفاوية C

    D. سرطان الخلايا الكلوية

    الإجابة: أ

    س: كيف يعمل السيكلوسبورين A؟

    A. يمنع الأجسام المضادة

    B. يمنع الخلايا التائية

    C. يقمع البلاعم

    د. يقمع العدلات

    الإجابة: ب

    س: ما المرض المرتبط بعمليات زرع نخاع العظام؟

    أ. داء السكري من النوع الأول

    ب. سرطان الجلد

    ج. الصداع

    د. مرض الطعوم مقابل مرض المضيف

    الإجابة: د

    أسئلة التفكير النقدي

    س: وصف كيفية تأثير الإجهاد على الاستجابات المناعية.

    أ- يتسبب الإجهاد في إفراز الهرمونات وتنشيط الأعصاب التي تثبط الاستجابة المناعية. الإجهاد قصير المدى له تأثير ضئيل على صحة الفرد السليم بالفعل، في حين أن الإجهاد المزمن يؤدي إلى زيادة الأمراض لدى هؤلاء الأشخاص.

    المراجع

    روبنسون جيه، ميستري كيه، ماك ويليام إتش، لوبيز آر، بارهام بي، مارش إس جي. أبحاث الحمض النووي. قاعدة بيانات IMGT/HLA [الإنترنت]. 2011 [تم الاستشهاد بها 2013 في 1 أبريل]؛ 39:D1171-1176. متاح من: http://europepmc.org/abstract/MED/21071412

    روبنسون جيه، مالك أ، بارهام بي، بودمر جي، مارش إس جي. مستضدات الأنسجة. قاعدة بيانات IMGT/HLA [الإنترنت]. 2000 [تم الاستشهاد بها في 1 أبريل 2013]؛ 55 (3): 280-287. متاح من: Europepmc.org/Abstract/MED/10... tivsa2zhvimg.6

    مسرد المصطلحات

    كثرة كرات الدم الحمراء الجنينية
    مرض المواليد الجدد الإيجابيين لعامل Rh في الأمهات اللواتي لديهن العديد من الأطفال المصابين بفيروس Rh؛ ناتج عن عمل الأجسام المضادة للأم ضد دم الجنين
    مرض الطعوم مقابل مرض المضيف
    في عمليات زرع نخاع العظام؛ يحدث عندما تقوم الخلايا المزروعة بتكوين استجابة مناعية ضد المتلقي
    تعدد جينات MHC
    جينات MHC المتعددة وبروتيناتها الموجودة في خلايا الجسم
    تعدد الأشكال MHC
    أليلات متعددة لكل موضع MHC فردي
    علم المناعة العصبي النفسي
    دراسة الروابط بين الجهاز المناعي والجهاز العصبي والغدد الصماء
    كتابة الأنسجة
    كتابة جزيئات MHC بين المتلقي والمتبرع لاستخدامها في إجراء زرع محتمل