۱٫۱-پیوند کلیه
پیوند کلیه به عنوان درمان انتخابی برای بیماران با مرحله نهایی بیماری کلیوی^[۱] (ESRD) که از عوامل مختلف ناشی می­ شود، تبدیل شده است. ESRD نشانه ای برای پیوند کلیه است که در آن میزان فیلتراسیون گلومرولی کلیه به کمتر از ml/min 15 می­رسد­. پیامد های پیوند در طول سال­های اخیر به طور قابل توجهی بهبود یافته است. (Sayegh MH et al, 2004, Keith DS et al,2005)

پیوند کلیه یک انسان به انسان دیگر بنام Renal allograft نامیده می­ شود که دهنده کلیه، انسان زنده (خویشاوند، غیر خویشاوند) یا جسد (عمومأ دچار مرگ مغزی) می­باشد. (Phadke G et al, 2011) تا سال ۱۳۸۹ جمعیت بیماران دچار نارسایی کلیه در ایران ۳۲۰ هزار نفر بوده است که ۴۹% این بیماران از روش درمانی پیوند کلیه، ۴۸% از روش دیالیز خونی و ۳% از روش دیالیز صفاقی استفاده می­کردند. (Zwieble William J et al, 2000)
برای پیشگیری و درمان پس زدگی عضو پیوندی از داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی استفاده می­ شود. این داروها انواع متنوعی دارند که هر کدام با مکانیسم جداگانه­ ای باعث سرکوب سیستم ایمنی می­شوند و با توجه به شرایط بیمار معمولا یک ترکیب سه دارویی یا دو دارویی برای بیمار تجویز می­ شود، معمول­ترین داروهایی که استفاده می­ شود شامل: ساندیمون، سل سپت، پردنیزولون و اف کا می­باشد. به دلیل استفاده از این داروها گیرندگان پیوند کلیه در معرض ابتلا به عفونت و برخی از بدخیمی­ها می­باشند، علاوه بر موارد ذکر شده ممکن است بافت پیوندی دچار پس­زدگی شود برای پیشگیری از عوارض مطرح شده، قبل از پیوند آزمایشات کامل فیزیکی برای تشخیص و درمان مواردی که می ­تواند پس از عمل پیوند باعث بروز مشکلاتی در بیمار شود، انجام می­گیرد. تعیین نوع بافت، گروه خون و آنتی بادی، برای تعیین هماهنگی بین بافت و سلول­های دهنده و گیرنده ضروری است. گیرنده پیوند در زمان پیوند نباید هیچ گونه عفونتی داشته باشد، زیرا پس از عمل به دلیل استفاده از دارو های سرکوب ایمنی در معرض خطر عفونت قرار دارد. (Cornell et al,2008) علم پیوند کلیه در نیم قرن گذشته به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است که عمدتأ به دلیل درک بهتر سیستم ایمنی بدن در رد پیوند و مدیریت بهتر سرکوب سیستم ایمنی می­باشد.
(Morris PJ, 2004, Sayegh MH et al, 2004)
تهدید ایمنولوژیک پیوند کلیه قبل از پیوند شروع می­ شود و ناشی از اثرات سیستمیک مرگ مغزی دهنده یا ایسکمی- ریپرفیوژن حین عمل می­باشد. ایسکمی به دنبال ریپرفیوژن بیان آنتی ژن­های HLA^[2] را بالا می­برد و باعث به راه افتادن آبشاری از کموکاین­ها، سیتوکین­های پیش التهابی و مولکول­های چسبنده در پیوند می­ شود. این افزایش آنتی ژن­های HLA، پاسخ ایمنی و نفوذ سلولی پیوند را تشدید می­ کند و هر دو این پاسخ­ها خطر رد پیوند را افزایش
می­دهد. (Briscoe DM et al, 1998, Kim IK et al, 2008)
اولین پیوند کلیه در ۱۷ ژوئن سال ۱۹۵۰ در Ruth Tucker، بر روی یک زن ۴۴ ساله مبتلا به بیماری پلی- کیستیک کلیه انجام گرفت. کلیه اهدا شده ۱۰ ماه بعد از پیوند رد شد به دلیل اینکه هیچ داروی سرکوب کننده سیستم ایمنی در آن زمان در دسترس نبود. اولین پیوند موفقیت آمیز کلیه، در سال ۱۹۵۴ در بوستون و پاریس در بیمارستان بریگهام توسط جوزف موری و همکارانش بر روی دو قلو های همسان (رونالد و ریچارد) انجام گرفت. (Petechuk D, 2006) اولین پیوند کلیه در ایران در سال ۱۳۴۶ شمسی در شیراز انجام شد.
( Wishart DS, 2008, Ghods AJ, 2002)
۲٫۱-رد پیوند کلیه
رد پیوند همواره از موانع اصلی در پروسه پیوند بوده است. پیوند بافت یا سلول از یک دهنده که از نظر ژنتیکی با دریافت کننده پیوند متفاوت است باعث به وجود آمدن یک پاسخ ایمنی بر علیه آنتی ژن های فرد دهنده پیوند می­ شود که اگر کنترل نشود، این پاسخ ایمنی پیوند را از بین می­برد. رد پیوند ناشی از مکانیسم­های مختلف مرتبط با آنتی بادی­ها، سیستم کمپلمان، سلول­های T ودیگر انواع سلول­ها می­باشد. انواع مختلف سلول­ها در پیوند به عنوان هدف توسط این واسطه­ها تحت تأثیر قرار می­گیرند به خصوص سلول­های اندوتلیال و سلول­های توبولی. برخی از واسطه­های التهابی، به عنوان مثال اینترفرون گاما می ­تواند حساسیت پیوند به آسیب را تغییر بدهد. رد پیوند را می­توان به وسیله­ تطبیق مولکولی بین دهنده و گیرنده و به وسیله­ استفاده از داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی بعد از پیوند کاهش داد. (Frohn C et al, 2001)رد پیوند یک پاسخ ایمنی تطبیقی است که از طریق ایمنی سلولی (بواسطه سلول های T کشنده و القاء آپوپتوز سلول های هدف) و همچنین ایمنی همورال (بواسطه فعال کردن سلول های B ترشح کننده آنتی بادی) انجام می­گیرد که این اقدام توسط اجزای پاسخ ایمنی ذاتی (ماکروفاژ ها و پروتئین های ایمنی محلول) همراهی می­ شود.
۳٫۱- رد حاد پیوند
رد حاد پیوند یک عارضه جدی و مهم بعد از پیوند است و یک عامل مهم در ایجاد رد مزمن پیوند محسوب می-شود. به نظر می­رسد این پدیده دارای یک زمینه­ ایمنولوژیک بوده و سیستم ایمنی نقش اساسی دارد. رایج-ترین شکل رد حاد پیوند زمانی آغاز می­ شود که آنتی ژن­های دهنده پیوند بوسیله­ی سلول­های عرضه کننده آنتی ژن (APC)^[3] به لنفوسیت­های T در گیرنده عرضه شود. (Larsen CP et al, 1990) بیوپسی از کلیه پیوندی روش استاندارد برای تشخیص رد حاد است. رد حاد به طور سنتی بر اساس سرعت و شدت فرایند rejection به گروه ­های hyper acute، accelerate acute و acute rejection طبقه بندی می­شوند.
تشخیص رد حاد نه تنها متکی بر علائم و نشانه­ های بالینی در بیمار است، بکله بر اساس
داده ­های آزمایشگاهی چون بیوپسی بافت صورت می­گیرد. آسیب شناس آزمایشگاه به طور کلی به دنبال سه نشانه اصلی بافت شناسی می­گردد: ۱- نفوذ سلول های T، که ممکن است با نفوذ ائوزینوفیل­ها، سلول­های پلاسما و نوتروفیل­ها همراه باشد، ۲- سازش ساختار آناتومی بافت و ۳- آسیب رگ­های خونی. بیماران مبتلا به رد حاد سلولی، یک افزایش ناگهانی در کراتینین سرم، تجمع مایعات و گاهی اوقات تب و tenderness (حساس شدن به لمس) پیوند را نشان می­ دهند. با درمان فعلی بروز رد حاد در سال اول پس از پیوند تقریبأ ۱۰-۵ % می­باشد. از لحاظ پاتولوژیکی رد حاد با تجمع سلول­های تک هسته­ای در فضای بین توبولی همراه با التهاب در توبول­ها و گاهی اوقات در رگ­های خونی تجلی می­یابد. (Colvin RB et al, 2006) حملات رد حاد پیوند کلیه یک عامل خطر برای بقاء کوتاه مدت و بلند مدت پیوند در نظر گرفته می­ شود. (Pallardo LM et al, 2004) تعدادی از عوامل که بقاء کوتاه مدت پیوند را تحت تأثیر قرار می­ دهند عبارتند از: عملکرد تأخیری پیوند (DGF)^[4] ، آنتی بادی-های ضد HLA، نوع اهدا کننده پیوند، گروه خونی، افزایش سن دهنده و گیرنده پیوند، وزن گیرنده، فشار خون بالا، دیابت و… از عوامل خطر قابل توجه برای از دست دادن پیوند می­باشند که برخی از این عوامل را به اختصار توضیح می­دهیم.
۴٫۱- DGF
از دست دادن پیوند به علت اختلال در عملکرد مزمن پیوند یک نگرانی عمده در دریافت کننده­ های پیوند کلیه می­باشد. (Briganti EM et al, 2002, Chapman JR et al,2005) وقوعDGF بیش از ۳-۲ هفته بعد از پیوند طول می­کشد. علل اختلال عملکرد کلیه بسته به مدت زمان پس از پیوند، منبع ارگان زنده یا جسد، نوع سرکوب سیستم ایمنی، بیماری های زمینه­ای و… متفاوت است. تخمین زده شده که در ۵۰-۳۰ % از پیوند­ها اختلال در عملکرد در طول دوره اولیه پیوند گسترش می­یابد. (Giral Class M et al, 1998) DGF را می­توان بسته به زمان پس از پیوند به دو نوع زودرس و تأخیری تقسیم کرد. اختلال عملکرد حاد یا تحت حاد کلیه با افزایش ناگهانی کراتینین سرم آشکار می­ شود. اختلال عملکرد تأخیری پیوند معمولأ ۶ ماه پس از پیوند بروز می­ کند که با بالا رفتن به آرامی کراتینین سرم خودش را نشان می­دهد. اغلب با پروتئنوری با درجه کم و فشار خون بالا همراه است و به میزان ۴-۲ % در هر سال اتفاق می­افتد.
۵٫۱- آنتی بادی­های ضد HLA
پاسخ­های خود ایمنی عمدتأ بر علیه مولکول های سطح سلول که تحت عنوان مولکول­های ^[۵]MHC خوانده می-شوند، انجام می­گیرد. مولکول­های MHC در انسان آنتی­ژن لکوسیت انسانی (HLA) نامیده می­شوند. این مولکول­ها مسئول ارائه آنتی­ژن­های خار ج و داخل سلولی به سلول­های سیستم ایمنی از جمله سلول­های T هستند. سلول­های T قادرند مولکول MHC خارجی سلول­های پیوند (به طور مستقیم) یا بعد از پردازش مجدد در سطح گیرنده سلول­های عرضه کننده آنتی­ژن (غیر مستقیم) تشخیص بدهد. بدن به طور معمول به مولکول-های MHC که از قبل در بدن وجود داشته پاسخ نمی­دهد مگر اینکه از طریق بارداری، انتقال خون یا پیوند در معرض سلول­های خارجی قرار بگیرند. هر چه میزان سازگاری مولکول­های MHC دهنده با گیرنده بیشتر باشد سیستم ایمنی میزبان کمتر تحریک شده و پایداری بافت افزایش می­یابد. (Morris PJ et al, 2004) اهمیت آنتی­ژن­های MHC در انسان بدیهی است به طوری که میزان طول عمر بقای پیوند در پیوند­های خواهر برادری با HLA مشابه به طور قابل توجهی بالاتر از پیوند خواهر برادری با HLA غیرمشابه می­باشد. (Nankivell BJ et al, 2010) تقریبأ ۲۵ % از رد حاد به علت آنتی­بادی علیه آنتی­ژن­های HLA دهنده صورت می­گیرد. (Colvin RB, 2007)
۶٫۱- آنتی بادی علیه آنتی ژن­های گروه خونی
در پیوند کلیه، گروه خونی دهنده کلیه به طور معمول با گروه خونی گیرنده سازگار است. با این حال، پیوند کلیه در گیرنده­هایی که با فرد دهنده از نظر گروه خونی ناسازگاراند نیز با موفقیت، با بهره گرفتن از یک پروتکل تجربی پلاسمافرز یا immunoadsorption که مستلزم حذف آنتی­بادی در گیرنده پیوند بعد از عمل است، صورت می­گیرد. پس از حذف، آنتی بادی­های ضد گروه خونی به سطح قبل از پیوند افزایش می­یابند. (Lynch RJ et al, 2008)
۷٫۱- افزایش سن اهداکننده و دریافت کننده پیوند
در مطالعه­ ای که در سال ۲۰۱۰ بر روی عوامل خطر مؤثر در از دست رفتن پیوند انجام شد، نتایج نشان داد که سن اهدا کننده یک عامل پیش آگهی و قابل توجه برای از دست رفتن پیوند است، بدین صورت که با افزایش یک سال در سن دهنده، خطر نسبی از دست رفتن پیوند ۰۵/۱ برابر افزایش می­یابد. (Khalkhali HR et al, 2010)
۸٫۱- اهدا کننده بافت
اینکه بافت پیوندی از فرد زنده دریافت شده باشد یا از فرد دچار مرگ مغزی، در بقای طولانی مدت پیوند تأثیر-گذار خواهد بود. به طوری که در بیمارانی که از فرد زنده و به خصوص از خویشاوندان درجه اول بافت می­گیرند رد پیوند کاهش می­یابد. تا سال ۱۳۸۷ در حدود ۹۵-۹۰ % پیوند­ها از اهدا کنندگان زنده و ۵ تا ۱۰ درصد آن از طریق پیوند از جسد انجام می­گرفت، در حال حاضر، ۹۶ درصد پیوند­ها از جسد و تنها حدود ۴ درصد از پیوند­ها از اهدا کننده زنده دریافت می­ شود. همچنین مطالعات انجام شده در این خصوص حاکی از آن است که حدود ۵۰-۲۰ %، وقوع DGF در بیمارانی که از جسد بافت دریافت می­ کنند افزایش می­یابد که ناشی از اثرات سیستمیک مرگ مغزی دهنده یا آسیب اسیکمی- ریپرفیوژن حین عمل می­باشد.
(Nankivell BJ et al, 2010, Giral Classe M et al,1998)
۹٫۱- استرس اکسیداتیو و آنتی اکسیدانت ها
استرس اکسیداتیو در نتیجه­ افزایش غلظت گونه­ های فعال اکسیژن (ROS)^[6] و یا کاهش آنتی اکسیدانت­ها صورت می­گیرد. (Crawford DA et al, 2011) که نشان دهنده عدم تعادل در میزان تولید رادیکال­های آزاد و توانایی سیستم دفاع آنتی اکسیدانی در رفع واسطه­های واکنش (ROS) و یا ترمیم آسیب به وجود آمده می-باشد. اثرات سمی ناشی از استرس اکسیداتیو که از طریق تولید پراکسیدها و رادیکال­های آزاد ایجاد می­ شود به تمام اجزای سلول از جمله: پروتئین­ها، لیپیدها و DNA آسیب می­رساند. علاوه بر این، گونه­ های فعال اکسیژن به عنوان یک عامل پیام­رسان در سیگنالینگ اکسید و احیاء عمل می­ کنند، بنابراین استرس اکسیداتیو می ­تواند باعث اختلال در مکانیسم­های طبیعی سیگنالینگ سلولی شود.
در انسان استرس اکسیداتیو در توسعه سرطان (BarryH , 2007)، بیماری پارکینسون و آلزایمر (Valko M et al, 2007)، آترواسکلروز، نارسایی قلبی (Singh N et al, 1995)، سندرم x شکننده (Diego-Otero Y et al, 2009)، بیماری خونی سلول داسی شکل (Amer J et al, 2006) و چند بیماری دیگر دخیل است. استرس اکسیداتیو شدیدتر می ­تواند باعث مرگ سلول­ها شود، استرس اکسیداتیو در حد متوسط می ­تواند آپوپتوز را آغاز کند، در حالیکه تنش­ها شدیدتر باشد ممکن است باعث نکروز شدن گردد. (Lennon SV et al, 1991) برای حفظ عملکرد سلولی در برابر ROS، سلول­ها سیستم دفاعی آنزیمی (به عنوان مثال: سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز) و غیر آنزیمی (به عنوان مثال: گلوتاتیون و
ویتامین هایی با نقش آنتی اکسیدان مثل ویتامین C و E) دارند که به وسیله ی آن ROS راسم زدایی می­ کنند. (Abdollahi M et al, 2004)
۱۰٫۱- کاتالاز
کاتالاز آنزیم مشترک در تقریبأ تمام موجودات زنده هوازی می­باشد که تجزیه پراکسید هیدروژن (H₂O₂) به آب و اکسیژن را کاتالیز می­ کند. (Chelikani P et al, 2004) کاتالاز مجموعه ­ای از چهار زیر واحد یکسان (تترامر) است که هر زیر واحد آن دارای وزن مولکولی در حدود ۶۰ کیلو دالتون می­باشد و هر زیر واحد دارای یک گروه هِم می­باشد.
(Nagem R et al, 1999)
ژن کاتالاز ۳۴ کیلو جفت باز طول دارد و شامل ۱۲ اینترون و ۱۳ اگزون می باشد. بخش پروموتر ژن کاتالاز غنی از GC و فاقد جعبه­ی TATA می­باشد. ژن کاتالاز انسان بر روی بازوی کوتاه کروموزوم شماره ۱۱ در موقعیت ۱۳ این ژن (۱۳P11) قرار گرفته است. (Quan F et al, 1986) تومور ویلمز (Wilm’s Tumor) یک نئوپلاسم رایج دوران کودکی است که با حذف در اطراف باند ۱۳P کروموزوم ۱۱ همراه است. در بعضی از افراد حذف با کاهش فعالیت آنزیم کاتالاز همراه است. در بافت پستانداران بالاترین سطح آنزیم کاتالاز در کبد، کلیه و گلبول های قرمز و پایین ترین سطح آن در بافت همبند یافت می­ شود. Shinga و همکارانش گزارش کردند که در سلول­های عضله صاف عروق و سلول های اندوتلیال آنزیم کاتالاز فاقد فعالیت می­باشد. در بافت کبد کاتالاز به طور غالب در پراکسیزوم­ها و در اریتروسیت­های بالغ بصورت آزاد در سیتوزول وجود دارد. (Quan F et al, 1986)
تجزیه پراکسید هیدروژن به آب و اکسیژن بوسیله ی آنزیم کاتالاز، یک فرایند دو مرحله­ ای است:
۱)H₂O₂ + Fe(III)-E → H₂O + O=Fe(IV)-E
۲) H₂O₂ + O=Fe(IV)-E → H₂O + Fe(III)-E + O₂
با وارد شدن پراکسید هیدروژن به جایگاه فعال آنزیم کاتالاز، با اسید آمینه های ۱۴۷Asn و ۷۴His برهمکنش می­ کند و باعث انتقال پروتون (یون هیدروژن) بین اتم های اکسیژن می­ شود که این انتقال یون هیدروژن به اتم-های اکسیژن آزاد سبب تشکیل یک مولکول آب می­ شود و Fe³⁺ به Fe⁴⁺ تبدیل می­ شود. Fe⁴⁺ با دومین مولکول هیدروژن پراکسید واکنش داده، آب و اکسیژن تولید می­ کند و به Fe³⁺ تبدیل می­ شود. (Vetrano AM et al, 2005)
تعدادی جهش و چند شکلی در ژن کاتالاز گزارش شده که بیشتر آنها با آکاتالاسمیا^[۷] که یک صفت آتوزومال غالب بوده و سطح آنزیم کاتالاز گلبول­های قرمز ۲/۰-۴ % بالاتر از حد نرمال است، همراه می­باشد. (Ogata M, 1991)
چند شکلی که در این مطالعه مورد بررسی قرار دادیم، جایگزینی باز سیتوزین به تیمین در موقعیت ۲۶۲- پروموتر ژن کاتالاز بود که افراد حامل آلل T (CT, TT) نسبت به افراد هموزیگوت برای آلل C(CC) به طور قابل توجهی سطح کمتری از آنزیم کاتالاز را نشان
می­ دهند. (Ahn J et al, 2006)
ساختار ژن CAT و جایگاه چند شکلی مورد نظر در شکل زیر آمده است.

شکل ۱٫۱- ساختار ژن CAT و چندشکلی ژنتیکی CATC-262T
۱۱٫۱-NAD(P)H کوئینون اکسیدوردوکتاز۱ (NQO1)
NQO1 یک آنزیم سیتوزولی است که قبلأ تحت عنوان DT-diaphorase نامیده می­شد، از آنزیم­ های مهم در متابولیسم زنوبیوتیک­ها به شمار می ­آید. این آنزیم احیاء دو اکترونی ترکیبات quinoid به هیدروکوئینون را کاتالیز می­ کند. از تولید رادیکال­های آزاد و گونه های فعال اکسیژنی جلوگیری می­ کند، در نتیجه از سلول­ها در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت می­ کند. همچنین فعال سازی برخی از مواد زیست محیطی پیش ساز سرطان موجود در دود توتون و تنباکو مانند ترکیبات نیتروآروماتیک و آمین های هتروسیکلیک را کاتالیز می­ کند.
(Chen H et al, 1999)
ژن این آنزیم بر روی موقعیت ۲۲ بازوی بلند کروموزوم شماره ۶ (۲۲q16) قرار دارد. طول این ژن ۲۰ کیلو جفت باز است که ۵ اینترون و ۶ اگزون را در خود جای داده است.
(Ernster L,1987)
چند شکلی مورد بررسی در این مطالعه مربوط به جایگزینی اسید آمینه­های سیتوزین به تیمین در موقعیت ۶۰۹ اگزون شماره ۶ ژن NQO1 می­باشد که اسید آمینه پرولین جایگزین سرین می­ شود. (Wiencke JK et al, 1997) این جهش با کاهش فعالیت آنزیم همراه است و در ۲۵-۱۳ % ازجمعیت سفید پوستان دیده می­ شود. (Chen H et al, 1999) به طوری که آنزیم NQO1 در افرادی که ژنوتیپ TT دارند، یا فاقد فعالیت است یا فعالیت کمی دارد.(Siegel D et al, 1999) و افرادی که ژنوتیپ هتروزیگوت (CT) دارند تقریبأ نیمی از فعالیت آنزیم را دارند.