מערכת סיווג רקמות בהשתלות

איברים, השתלות מח עצם

ובדיקות אבהות

 ד"ר תרזה קליין,

מנהלת המחלקה לסיווג רקמות, מרכז רפואי רבין, קמפוס בילינסון,
פתח תקווה.

מבנה המערכת

כבר בשנת 1931, בהרצאת פרס הנובל שלו, הראה Landsteiner שעירוי דם מוצלח תלוי בהתאמתן של קבוצות דם אדומות בין המקבל לתורם. יותר מאוחר, הציע Gorer שבדומה לאנטיגנים (גורמים מעוררי יצירת נוגדנים) הנמצאים על פני הכדוריות האדומות,קיימים גם אנטיגנים על פני הכדוריות הלבנות. אנטיגנים אלה נמצאים על כל תאי הרקמות. התאמה בין מערכות האנטיגנים של תורם הרקמה לבין מערכות האנטיגנים של מקבלה, משפרת משמעותית את יכולת השתל להיקלט מבלי להדחות.

מערכת אנטיגנים אלה נקראית: מערכת תיאום הרקמות המרכזית - Major Histocompatibility Complex או כפי שהיא נקראת באדם HLA - Human Leukocyte Antigen. מערכת זו, נחשבת לרב - צורתית ביותר המוכרת באדם עד כה. למידע הגנטי האצור בה חשיבות רבה בתחומים מגוונים כמו בהשתלות אברים, רפואה משפטית או בבדיקות אבהות. מערכת ה-HLA, מקודדת באמצעות שישה אתרים גנטיים שונים הממוקמים על הזרוע הקצרה של כרומוזום מספר 6.

כל פרט באוכלוסיה, נושא לפחות 12 מולקולות שונות של מערכת ה-HLA. אפשרויות הצרוף השונות של המולוקולות הללו בין בני האדם גורמת להופעת שונות (ואריביליות) גנטית גדולה מאוד באוכלוסיה. השונות בין הפרטים היא המפתח לשימוש ולניצול השיטה לצורכי איבחון גנטי כפי שמתבצע בבדיקות אבהות למשל.

בהתאם לתפקידם, מבנם, ומיקומם של הגנים של מערכת ה-HLA על פני כרומוזום מספר 6, נהוג לאגדם בשתי קבוצות עיקריות: HLA Class II ו-HLA Class I. קבוצת הגנים HLA Class I כוללת את שלושת האתרים הרב צורתיים HLA A, B, C. תוצרי גנים אלה הם האנטיגנים הנמצאים על פני קרום התא של רוב סוגי התאים ברקמות הגוף. קבוצת הגנים של HLA Class II כוללת שלושה אתרים גנטיים מוגדרים היטב HLA DR, DP, DQ, והם מוצגים על פני תאי B, מאקרופגים, מונוציטים ותאי T משופעלים.

חשיבות סיווג הרקמות בהשתלות

אחד מתפקידיה העיקריים של מערכת ה-HLA היא יכולתה למלא תפקיד חשוב בהכרה האימונולוגית, כלומר ביכולת הגוף להבחין בין עצמי/ללא עצמי. למערכת ה-HLA לכן, חשיבות מכרעת בהפעלת מערכת החיסון, נגד פולש זר כגון חידקים, וירוסים, תאי סרטן ושתל רקמה.

כדי שהגוף יקלוט שתל רקמה, על השתל לשאת אנטיגנים של HLA שיזוהו ע"י הגוף המקבל כאנטיגנים עצמיים. חוסר התאמה באנטיגנים אלו של סיווג רקמות בין הרקמה המושתלת למקבל השתל (הריקמה) גורם לדחיית השתל.

על אחת כמה וכמה חשובה ההתאמה באנטיגנים של סיווג הרקמות בהשתלת לשד עצמות מכיוון שבהשתלה מסוג זה מכניסים לגוף החולה תאי אב - Stem Cells, שמהם תתפתח מערכת חיסונית חדשה. החשש במקרים אלה אינו רק ממצב של דחית השתל, אלא גם ממחלת "השתל נגד המאכסן" - Graft Versus Host Disease, ולכן לשד עצמות צריך להיות זהה ככל האפשר באנטיגנים של סיווג הרקמות בין החולה לתורם, כדי לאפשר את קליטתו.

כדי להגיע לתיאום רקמות מירבי בין התורם למקבל אומצו שיטות חדשניות של תאום רקמות מולקולרי ברמת ה-DNA. בדיקות אלו מבוצעות באופן שיגרתי במעבדות לסיווג רקמות.

בדיקות HLA ברמה המולקולרית חשובות ביותר הן כאשר החיפוש אחרי התורם המתאים של לשד העצם נערך בתוך משפחת החולה או בין תורמים זרים, שאינם שארי בשר של החולה. הסיכוי למצוא תורם זהה מקרב בני המשפחה הקרובה הוא כ-40%. באם לא נמצא תורם מקרב בני המשפחה פונים למאגרי מידע בינלאומיים כדי לחפש תורם שיהיה זהה במערכת ה-HLA לחולה ויתרום לו תאי אב. מאגרי מידע אלה הם בעלי חשיבות מירבית מכיוון שבמחקרים רבים הוכח מעבר לכל ספק, שבגזעים השונים (שחורים, לבנים, מונגולים) מאפיינים יחודיים במערכת ה-HLA. עובדה זו נכונה גם לגבי אוכלוסיות בעלות רקע אתני שונה בתוך קבוצת גזע מסויימת, אשר עקב בידוד גאוגרפי או דתי של אותן אוכלוסיות נמנעו בהם נישואי תערובת ונשמר צביון ייחודי של פרופיל ה-HLA. האוכלוסיה היהודית למשל, מהווה קבוצה נפרדת שכזו.

כיצד קובעים את סיווג הרקמות

בדיקות סיווג הרקמות נעשות ברמות שונות: בבדיקה ברמה הראשונית, נבדקים האנטיגנים מקבוצת HLA Class I. הבדיקה מבוצעת ברמה הסרולוגית. משתמשים במגוון של נוגדנים ספציפיים שמקורם בנסיובים של נשים עם הריונות מרובים. נסיובים אלה מכילים בדרך כלל מגוון רחב של נוגדנים המכירים מספר מולקולות HLA שונות. הבדיקה מבוססת על קביעת אחוזי הוותרות/תמותה של לימפוציטים לאחר שהגיבו עם הנוגדנים ועם "משלים".

כדי לחדד את יכולת האבחנה בין מולקולות ה-HLA השונות פותחו שיטות לסיווג רקמות ברמת ה-DNA הנקראות Oligotyping. בשיטה זו, נבדקים תוצרי ה-PCR(Polymerase Chain Reaction) של רצפים שונים של ה-DNA במערכת האנטיגנים של סווג הרקמות.

באמצעות שיטות אלו של הביולוגיה המולקולרית הוכח, כי הרב צורתיות במערכת ה-HLA גדולה לאין ערוך מזו שניתנת היתה לזיהוי בשיטות הסרולוגית.

בדיקת אבהות

כדי שמערכת גנטית תשמש כעזר לבדיקות הקשורות להוכחת או שלילת אבהות הן חייבות למלא מספר תנאים חשובים:

  • סמני המערכת חייבים לבוא לידי ביטוי ביילוד ולהשאר קבועים במשך כל החיים.
  • השיטה לקביעתם חייבת להיות יחסית פשוטה, מהימנה ביותר וניתנת לפיתוח והדירות.
  • צורת הורשת הסמנים ידועה - למשל תורשה מנדלית.
  • המערכת היא רב גוונית.

מערכת ה-HLA מקיימת אחר כל התנאים הללו ולכן הוכנסה השיטה החל משנת 1972 לשימוש לקביעת אבהות בכל חלקי העולם. מערכת זו, היא המרכיב העיקרי של הבדיקה (הכוללת בין השאר, גם קבוצות דם ובדיקות "טביעת אצבעות" - DNA) וזאת בגלל דיוקה ואפשרות השלילה הגלומות בה.

ביצוע בדיקת האבהות

דגימת דם נלקחת מהאם, מהילד ומהגבר הנבדק ונקבע סיווג הרקמות של כל אחד מפרטים אלו. לאחר סיווג הרקמות של הנבדקים, משוים בין ההפלוטיפים שלהם. כאשר דנים באימונו-גנטיקה על קיום ובדיקת הפלוטיפים, הכונה, לאותם גנים של מערכת ה-HLA הנמצאים בקרבה אחד לשני על כל אחד מזוג כרומוסום מספר 6. בכל אחד מזוג הכרומוזומים הגנים העוברים בתאחיזה מקורם מהאב או מהאם. בשל הקרבה המרובה בין הגנים הם עוברים בתורשה כיחידה אחת. ליחדה כזו שמקורה באב או באם אנו קוראים הפלוטיפ. בדיקת ההפלוטיפ של הילד תלמד מה קיבל הילד מאמו. כאשר ההפלוטיפ השני שקיבל הילד בתורשה, ימצא בשלמותו, על כל מרכיביו אצל הגבר הנבדק הריהו האב בסבירות גבוהה. במידה ולא נמצא אצל האב את ההפלוטיפ שנמצא אצל הילד בנוסף לזה שהוגדר שמוצאו מהאם, שלילת האבהות ודאית.

לצורך השלילה נודע אותו משקל לכל ממצא גנטי חריג שזוהה בוודאות - בין אם הוא שייך למערכת ה-ABO, תיאום הרקמות או חומצות הגרעין (DNA). במידה שלא נשללה אבהותו של נבדק והוא נמצא מתאים, יחסית לאדם אקראי באוכלוסיה, אנו דנים בערך הנקרא "מקדם אבהות".

פריצת דרך בבדיקות אלו נעשתה כאשר שיטות של ביולוגיה מולקולרית יושמו לבדיקת האבהות. לצורך זה משתמשים החוקרים בגלאים מולקולריים הייחודיים לגן או לאזור כרומוזומי מסויים. גלאים אחרים מאתרים אזוריים של חומצות הגרעין בין שהם זהים בהרכבם ומפוזרים באיזורים רבים, או שהם ייחודיים ומאותרים לכרומוזום אחד מסויים. כך נולדה השיטה של טביעת האצבעות של חומצת הגרעין הנקראת DNA Fingerprinting.

הראשון שתיאר שיטה זו היה Geffreys באנגליה. זמן קצר אחריו, הראו חוקרים אחרים, שקיימים איזורי הכפלה רבים המועברים בתורשה עם כרומוזום מסויים. איזורים אלו נקראים VNTR - Variable Number of Tandem Repeat. כיום ידועים גלאים רבים, לאזורים מאותרים בכרומוזום מסויים ולכן קיים, לדוגמה, גלאי מסוג VNTR ייחודי לכל כרומוזום וכרומוזום וכך מתקבלת שיטה מעולה לאיפיון גנטי של בני אדם.

רמת הרב גוניות של האתרים שונה מגלאי אחד למשנהו, אולם, יש כאלה שרמת הרב - גוניות שלהם גדולה עוד יותר מזו של מערכת תיאום הרקמות, כלומר כאלו שיש בהם יותר מאשר 40-50 אללים (צורות שונות של אותו גן) לכל אתר ואתר.

יישום גלאי VNTR לבדיקת אבהות מאפשר הוספת בדיקה של מערכות גנטיות בשיטה שאינה תלויה בשיטות האחרות ומאתרת גנים רב - צורניים ברמה שווה לזו של מערכת סיווג הרקמות, ויותר מכל, תוספת בדיקות אלו מקרבת מאד את אפשרויות השלילה וההוכחה ל-100%.