Ruolo del SMT nel prelievo/trapianto di organi. Esperienza peculiare nel nostro servizio Michele Tuttobene, Paola Gambuzza, Antonella Rannisi, Amalia Assisi, Domenico Savio Firringa, Simona La Terra Mulè, Cristina Panebianco, Antonino Dolce, Antonio Spitaleri, Filomena Biazzo, Gabriella Denti Servizio di Medicina Trasfusionale, Azienda Ospedaliera Garibaldi, Catania (Responsabile: Dott.ssa G. Denti) During the last decade Transfusion Services (TS) have undergone radical changes. The present work does not aim to give strict scientific protocols but a contribution to models of organization for some TS whose peculiarity is related to new legislation, which specifies a role for TS in transfusion therapy as well as in modern cell therapy and in transplantation of solid organs. This has led operators in the field to a new base for the training and operation of all personnel working in TS. This need becomes important at the beginning of the new millennium because "The activities of organ and tissue transplantation and their coordination are concern of the National Health Service (NHS). The transplant procedure is regulated in such a way to insure transparency and equal opportunities among patients, whereby the access to waiting lists is determined by clinical and immunologic parameters" (Article 1, comma 2, 91/1999 Act). The availability of a laboratory to determine the immunogenetic characteristics of the donor and therefore the choice of the transplant recipient is a prerequisite for the authorization to the transplant of any organ (DPR 16/06/1997, No 409). The role of TS becomes more and more central for regulation compliance and, above all, for moral responsibility towards patients, who need precise answers not only for the choice of the transplant candidate but also for the important immunohaematologic follow-up to the transplant. Parole chiave: Servizi di Medicina Trasfusionale, trapianto di organi. Key words: Transfusion Services, transplantation of organs. Questo elaborato è stato oggetto di una comunicazione al XXXIV Convegno Nazionale di Studi di Medicina Trasfusionale (Rimini, 24-28 giugno 2000) Corrispondenza: Tuttobene Michele Via Palermo, 813 95122 Catania 198 Introduzione Nel corso dell'ultimo decennio i Servizi di Medicina Trasfusionale (SMT) hanno subito una profonda trasformazione. Il presente lavoro non ha la pretesa di indicare dei severi protocolli scientifici, ma vuole essere un contributo allo sviluppo di modelli organizzativi per alcuni SMT, con precise peculiarità, alla luce di nuove norme legislative che ne definiscono un ruolo, non solo nella terapia trasfusionale e nella moderna terapia cellulare, ma anche nell'attività di prelievo e trapianto di organi solidi. Tutto ciò ha portato gli operatori del settore ad una nuova impostazione organizzativa e formativa di tutto il personale operante all'interno dei SMT. Tale esigenza diventa altresì importante all'inizio del nuovo millennio perché "le attività di trapianto di organi e di tessuti ed il coordinamento delle stesse costituiscono obiettivi del SSN; il procedimento per l'esecuzione dei trapianti è disciplinato secondo modalità tali da assicurare il rispetto dei criteri di trasparenza e di pari opportunità tra i cittadini, prevedendo criteri di accesso alle liste di attesa determinati da parametri clinici e immunologici" (art. 1 comma 2, legge 91/99). La presenza di un laboratorio per la ricerca dei caratteri immunogenetici del donatore e, quindi, la scelta del candidato al trapianto è uno dei requisiti indispensabili per l'autorizzazione al trapianto di qualsiasi organo (DPR 16/ 06/1977 n° 409). Il ruolo del SMT diventa quindi sempre più centrale, nel rispetto delle norme e soprattutto nella responsabilità morale verso l'utente che necessita di precise risposte non soltanto nella scelta del candidato al trapianto ma nel doveroso e importante follow-up immunoematologico pre e post trapianto1,2. LA TRASFUSIONE DEL SANGUE vol. 46 - num. 3 maggio-giugno 2001 (198-202) Ruolo del SIMT nel trapianto d'organo Tabella I: liste d'attesa Tabella II: trapianti Tx cuore Tx rene Pz. lista d'attesa 1990-1999 154 315 Idonei 142 (92%) 239 (75%) Esclusi nel tempo 12 Deceduti 70 (45%) Linfocitotossicità positiva (8%) 76 (25%) 0 0 31 (10%) Tabella III : virologia candidati al trapianto CMV-G CMV-M HCV HIV HBV VDRL Tx cuore 139 (90%) 0 1 (<1%) 0 3 (2%) 0 Tx rene 0 140 (44%) 0 2 0 216 (90%) Esperienza peculiare nel nostro SMT In concomitanza con l'autorizzazione al trapianto di cuore nella nostra città, unico centro autorizzato a tutt'oggi in Sicilia, il nostro SMT, pur non essendo centro regionale di riferimento, è stato riconosciuto come laboratorio autorizzato alla tipizzazione tissutale e ha assolto tale funzione in tutti gli aspetti tecnici necessari alla determinazione HLA pre-trapianto e monitorizzazione posttrapianto. Tale ruolo è stato assorbito anche per il trapianto di rene. Sono stati presi in considerazione i dati relativi al periodo compreso tra il 1990 e 1999. I pazienti in lista d'attesa dall'1 gennaio 1990 al 31 dicembre 1999 sono stati 154 per trapianto di cuore, dei quali solo 142 (92%) sono stati considerati idonei; di questi, 72 (46%) sono stati trapiantati, tutti presso la cardiochirurgia dell'Università di Catania. Dei pazienti in lista per trapianto renale nello stesso periodo (315), ne sono stati giudicati idonei solo il 75 %, cioè 239 e di questi ne sono stati trapiantati 193 (61%), sia in sede che fuori sede (Tabelle I e II). Procedure per idoneità immunologica/infettiva del Donatore L'acquisizione dei tessuti, sangue in primis, di rene da soggetto vivente e multiorgano da cadavere ha costituito lo storico approccio alla tematica della donazione terapeutica di sostanza biologica umana. Molto è stato scritto dal punto di vista legale ed etico sull'argomento e diverse norme, dalla Legge 3 aprile N° 235/57 1957 all'attuale Legge 1 aprile del 1999, sono state emanate dal legislatore a conferma che il prelievo di organi e tessuti da cadavere oggettivamente rappresenta un insostituibile fattore di speranza e di N° totale trapianti Trapiantati presso Istituti Univ. Catania Trapiantati presso strutture fuori Catania Trapiantati fuori regione Tx Cuore Tx Rene 72 (46%) 193 (61%) 72 (100%) 81 (42%) 0 0 22 (11%) 90 (47%) salvezza per chi attende un trapianto, e di organizzazione per le strutture sanitarie. Nella nostra Azienda, fra le osservazioni effettuate nel rispetto delle Leggi 644/75 e 578/93, è stato possibile effettuare, negli anni dal 1987 al 1990, soltanto 80 prelievi multiorgano. Al donatore sono stati effettuati i seguenti esami per l'idoneità infettiva: per HBV, HCV, HIV, Lue, CMV; la determinazione ABO Rh; la tipizzazione HLA-ABC e la ricerca di anticorpi irregolari antieritrocitari per l'assetto immunoematologico. Procedure per idoneità immunologica/infettiva del Ricevente Il test di linfocitotossicità è stato eseguito ogni 6 mesi in tutti i pazienti in lista d'attesa; sono stati eseguiti test virologici su riceventi per HBV, HCV, HIV e CMV. (Tabelle II e III). Nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco presso l'Istituto di Cardiochirurgia dell'Università di Catania, il protocollo d'immunosoppressione approntato comporta l'induzione immunosoppressiva con siero antitimocitico di coniglio; la terapia è stata monitorata attraverso l'esecuzione degli anticorpi monoclonali CD3, CD4 per i primi 15 giorni post-trapianto per stabilire il dosaggio ottimale. Compatibilità dell'organo da trapiantare Per la compatibilità dell'organo è necessaria l'identità dei loci A, B,C (I classe). Se anche i loci D, DR e DQ sono identici, il trapianto viene accettato permanentemente senza che insorgano fenomeni tardivi di rigetto. Se vi è una identità solo per due dei tre loci di classe I, il trapianto attecchisce ma solitamente si ha il fenomeno di rigetto se non si interviene con terapie immunosoppressive3. Nel trapianto di rene, ad esempio, il typing HLA è stato applicato molto precocemente, cioè subito dopo la caratterizzazione dei primi determinanti HLA. L'importanza del numero degli antigeni mismatched nei donatori di rene è stata messa in evidenza dalla maggiore 199 M Tuttobene et al. sopravvivenza dei trapianti da consanguinei, HLA identici, rispetto a quelli da consanguinei aventi solo un aplotipo uguale, o a quelli da donatori non correlati. È stato dimostrato che il matching HLA è fondamentale, pur utilizzando dosi massive di farmaci immunosoppressori. Inoltre, riveste un ruolo importante la valutazione del crossmatch T linfocitario, il quale, se positivo, potrebbe determinare un rigetto iperacuto. Nel caso del trapianto di cuore, sono state riportate, solo recentemente, esperienze cliniche per mostrare l'effetto degli antigeni HLA sulla sopravvivenza dell'allotrapianto. È chiaro che gli antigeni HLA esercitano un effetto analogo a quello visto nel trapianto renale, ma esso è ancora da definire con certezza4, 5, 9. È difficile, infatti, che i problemi del matching immunologico possono essere applicati nella pratica clinica del trapianto cardiaco per la intrinseca natura dell'organo e i brevi tempi di ischemia a cui il cuore può essere esposto (4 - 6 ore) prima di essere trapiantato7-9 Linfocitotossicità La presenza di anticorpi preformati può essere rivelata mediante una reazione in vitro di linfocitotossicità (crossmatch) cimentando il siero del ricevente con i linfociti del donatore. Un crossmatch positivo pre-trapianto è stato sempre associato al rigetto acuto precoce. Questo non è un concetto assoluto perché, secondo la nostra esperienza, in linea con i dati ufficiali dei centri trapianti autorizzati italiani, non tutti i crossmatches positivi sono dannosi per la sopravvivenza dell'organo trapiantato. Ciò perché gli anticorpi causa della positività alla prova crociata possono essere diretti contro antigeni bersaglio presenti sui linfociti, ma assenti sul tessuto dell'organo da trapiantare. Viceversa un crossmatch negativo non esclude il rigetto acuto precoce, perché esistono sistemi di istocompatibilità propri delle strutture dell'organo trapiantato non presenti sui linfociti del donatore. Si sono trovati nel siero dei pazienti che avevano rigettato anticorpi citotossici reagenti con le cellule endoteliali ma non con i linfociti corrispondenti. Per una corretta interpretazione del crossmatch è necessario conoscere, ove possibile: - la storia immunologica del candidato al trapianto; - la tipizzazione HLA; - la presenza di anticorpi anti-HLA e non anti-HLA diretti contro le cellule endoteliali o epiteliali. La conoscenza dell'esatta specificità degli anticorpi coinvolti in un crossmatch positivo e la loro classe immunoglobulinica sono essenziali per una interpretazione affidabile della prova di compatibilità pre-trapianto. 200 Il Rigetto Il pericolo maggiore in un trapianto non è, oggi, il rigetto nei primi 6 mesi dall'intervento, ma il danno cronico dell'organo a 5-10 anni dall'impianto13. Multifattoriali e non più solamente immunologiche le cause di questo lento e progressivo danno dell'organo: da valutare l'età del donatore, il suo stato di salute, lo sviluppo della patologia che aveva già colpito l'organo su quello nuovo, l'ipertensione di cui spesso il malato soffre e soprattutto i farmaci anti-rigetto. L'obiettivo primo, allora, deve essere quello di approfondire le basi del rigetto, bloccandone i meccanismi per evitare, nei pazienti che vanno incontro a questo problema, sia acuto che tardivo, di aumentare le dosi di farmaci immunosoppressori, con il rischio di gravi complicanze, in particolare infezioni e neoplasie che si instaurano sia sull'organo trapiantato che su altri distretti dell'organismo11,12. Recenti studi, a cura di un gruppo di ricercatori della Columbia University di New York in collaborazione con l'Università "La Sapienza" di Roma hanno portato alla scoperta del gene, responsabile della tolleranza immunitaria, appartenente alla famiglia dei recettori ILT che hanno un ruolo di primo piano nell'inibizione della cascata di reazioni biochimiche che portano al rigetto14, 15. Due sono le implicazioni terapeutiche della scoperta. In primo luogo, la possibilità "d'introdurre" il gene nei pazienti inducendo tolleranza al trapianto, in modo da governare dal principio tutta la cascata di eventi che conducono alla tolleranza, evitando d'intervenire "a valle" con i farmaci immunosoppressori. In secondo luogo, tale scoperta potrà favorire la possibilità di ottenere maiali, con parte del corredo genetico simile a quello che controlla la funzione del sistema immunitario d'origine umana. Tale scoperta, superate le problematiche di natura etica, apre la strada al reale futuro dello xenotrapianto, perché lo studio dei nuovi recettori consentirà di creare animali con più geni di origine umana. Tutto ciò, in sintesi, permetterà di contribuire al controllo del rigetto tardivo e alla disponibilità di nuovi organi. Altra frontiera possibile, per evitare il rigetto tardivo, giunge dai ricercatori del Fred Hutchinson Cancer Research Centre di Seattle. Essi sono riusciti a costruire un anticorpo artificiale, anti-CD28, specializzato nel bloccare l'attività delle cellule immunitarie T protagoniste delle crisi di rigetto16. Il CD28, bersaglio dell'anticorpo artificiale, è un recettore di superficie delle cellule T, la cui funzione è cruciale per determinare se un antigene esterno indurrà immunità o tolleranza. Ruolo del SIMT nel trapianto d'organo Tabella IV: percentuale di sopravvivenza post-trapianto 1 anno 5 anni 10 anni Tx rene 98% 95% 80% Tx cuore 81% 55% 46% La stimolazione di TCR/CD3 (T Cell Receptor/CD3) mediante il complesso Ag/MHC (Antigen/Major Histocompatibility Complex) può avviare l'attivazione della cellula T, ma la complessa espressione delle attività cellulari (proliferazione, produzione di citochine, citotossicità) richiede la stimolazione di recettori, principalmente CD28 mediante le molecole CD80 e CD86. Secondo i ricercatori, gli anticorpi anti-CD28, attraverso meccanismi molecolari di inattivazione linfocitaria, possono essere più sicuri ed efficaci nel prevenire il rigetto rispetto a molti altri farmaci17, 18. Infatti, il loro effetto è limitato alle cellule T impegnate con lo specifico antigene dell'organo trapiantato e non interferisce con il resto dell'attività del sistema immunitario. La sperimentazione avviata per il trapianto di cellule staminali ematopoietiche fino a questo momento è focalizzata sui topi. Il prossimo passo sarà l'esperimento sull'uomo, ed è con notevole interesse che il mondo scientifico guarda a questo traguardo. Discussione Gli ottimi risultati raggiunti oggi per quanto riguarda la sopravvivenza di un organo trapiantato (a tre anni, oltre il 90% nel trapianto di rene e oltre il 65% nel trapianto di cuore; vedi Tabella IV) e la qualità di vita dei pazienti sono dovuti essenzialmente a due fattori: il miglioramento sulle conoscenze sugli eventi immunologici che portano alla reazione di rigetto dell'organo trapiantato e alla disponibilità di nuovi farmaci immunosoppressori mirati, specifici e, quindi, più efficaci. Entrambi i fattori hanno contribuito a ridurre in modo significativo l'incidenza del rigetto acuto e, conseguentemente, la sopravvivenza a breve termine. Il limite del trapianto rimane il progressivo deterioramento, a lungo termine, dell'organo da parte di patologie complesse, di natura soprattutto immunologica. L'obiettivo da raggiungere è, perciò, il miglioramento delle curve di sopravvivenza a lungo termine attraverso, secondo la nostra esperienza, le seguenti strategie: - approfondimento degli eventi immunologici per selezionare il ricevente; - comunicazione e cooperazione tra laboratoristi, clinici e chirurghi, per approntare nuove strategie diagnostiche e terapeutiche di monitorizzazione degli elementi cellulari e umorali nonché l'uso della fotochemioterapia e della fotoaferesi10; - pieno rispetto degli obiettivi del SSN. Il perseguimento dell'obiettivo, nel rispetto del ruolo acquisito, induce, indirettamente, ad una indubbia crescita qualitativa di tutti i settori del Servizio di Medicina Trasfusionale. Riassunto La legislazione italiana sui prelievi e trapianti di organi, soprattutto nel corso dell'anno 1999, si è arricchita di due importanti provvedimenti normativi (Legge 1 aprile 1999, n° 91 e Legge 16 dicembre 1999, n°483) che sottolineano l'importanza del trapianto di organi solidi come possibilità terapeutica e richiamano l'attenzione sull'organizzazione delle strutture sanitarie. Tale richiamo è rafforzato dai progressi scientifici, dimostrati dalle curve di sopravvivenza post-trapianto. Nella nostra realtà, la sopravvivenza post-trapianto di rene è del 98% a un anno, del 95% a cinque anni, dell'80% a dieci anni; e, ancora, nel trapianto di cuore, dell'81% a un anno, del 50% a cinque anni, del 46% a 10 anni. Si segnalano anche i prevedibili sviluppi futuri, dalla possibilità d'introdurre geni che inducono tolleranza al trapianto in modo da governare da principio tutta la cascata degli eventi che sfociano nel rigetto, alla sperimentazione di anticorpi atti a bloccare selettivamente la risposta immune (tolleranza specifica). Scienza e giurisprudenza pongono l'accento sull'importante ruolo che i SMT hanno nel raggiungimento e nel rispetto di tali obiettivi che si traducono, spesso, in termini di qualità di vita se non addirittura in termini di vita stessa di molti pazienti. Bibliografia 1) Molaro GL: Dalla terapia trasfusionale a quella cellulare. Il Servizio Trasfusionale, 25, 6, 1996. 2) Ciccarelli M, Zoccali C: Linee guida per la valutazione del donatore di rene da vivente adattate dalla Ad hoc clinical practice guidelines dell'American Society of Transplant Physicians. SIN (Società Italiana Nefrologia), 2000 3) Licastro F: Fisiopatologia del Sistema Immunitario. Volume II, Ed. 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Transplant Proc, 33, 209, 2001. Ministero della Sanità - Decreto 17 giugno 1992: Modificazioni ai decreti ministeriali 24 gennaio 1990 e 30 agosto 1991 in materia di trapianti d'organo e di cornea da cadavere. - 16) Hartell LH, Hopfield JJ, Leibler S et al.: From molecular to modular cell biology. Nature, 402, 47, 1999. Legge 12 agosto 1993, n° 301: Norme in materia e innesti di cornea. - 17) Mandelbrot DA, Oosterwegel MA, Shimizu et al.: B7 dependent T-cell costimulation in mice lacking CD 28 and CTLA4. J Clin Invest, 107, 881, 2001. Legge 29 dicembre 1993, n°578: Norme per l'accertamento e la certificazione di morte. - Ministero della Sanità: Atto d'intesa tra Stato e Regioni per la definizione del piano sanitario nazionale relativo al triennio 1994-1996. - Ministero della Sanità - Decreto 18 marzo 1994: Attribuzione al centro nazionale di riferimento per i trapianti della funzione di coordinamento operativo nazionale delle attività di prelievo e di trapianto di organi e tessuti. - Ministero Della Sanità - Decreto 22 agosto 1994, n° 582: Regolamento recante le modalità per l'accertamento e la certificazione di morte. - Decreto del Presidente della Repubblica 9 novembre, n° 694: Regolamento recante norme sulla semplificazione del procedimento di autorizzazione dei trapianti. 7) Notiziario della AITN (Associazione Italiana Tecnici Neurofisiopatologia), 3, 21, 1993. 8) Notiziario della SIAARTI - Modalità per l'accertamento della morte: aspetti organizzativi e legislativi ai fini del prelievo di organi da donatore cadavere. 1, 11, 1995 9) Favoino B: Lo studio dell'alloreattività. Atti del Corso Immunologia e Trapianti, 15-19 maggio 2000, Caltanissetta. CEFPAS, 21. 12) Salerno A, Dieli F: Regolazione della risposta immune verso gli antigeni di istocompatibilità. Atti del Corso Immunologia e Trapianti, 15-19 maggio 2000, Caltanissetta. CEFPAS, 19. 13) NajafianN, Sayegh MH: CTLA4-Ig: a novel immunosuppressive agent. Expert Opin Investig Groups, 9, 2147, 2000. 14) Edwars NM, Rajasinghe HA, John R et al.: Cardiac transplantation in over 1000 patients: a single Institution from Columbia University. Clin. Transpl, 249, 1999. 18) Lin H, Rathmell JC, Gray GS et al.: Cytotoxic T Lymphocyte antigen 4 (CTLA4) blockade accelerates the acute rejection of cardiac allo graft in CD 28-deficient mice: CTLA4 can function independently of CD 28. J Exp Med, 188, 199, 1998. 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