Hästar betade på SBL:s mark på Lundagatan i Solna. Djuren användes för att producera antisera och immunglobuliner.

1966

Vid Statens Bakteriologiska Laboratorium fanns under åren 1966-1973 en Transplantationsimmunologisk sektion där man tog fram metoder för att hindra människokroppen från att stöta bort transplanterade organ.

Sven-Erik Svehag Det förefaller i dag kanske egendomligt men det var först i början av 1960-talet som man tack vare J. Millers och R. Goods undersökningar (1961-63) fick klarlagt att tymus hade en viktig funktion i immunsystemet. Tymus är ett organ som sitter högt upp i människans bröstkorg. Den är en körtel med viktiga funktioner under utvecklingen av immunförsvaret tidigt i människans liv. De gamla grekerna hade en mer spirituell uppfattning av tymus som själens boning.

Millers och Goods forskargrupper kunde visa att tymektomi (ett kirurgiskt ingrepp där tymus avlägsnas) av nyfödda möss bland annat resulterade i en partiell oförmåga att avstöta främmande vävnadstransplantat. Även om tymus funktion i immunsystemet fortfarande var ganska oklar medförde dessa observationer samt upptäckten av människans vävnadstyper i slutet av 1950-talet (J.Dausset) ett förnyat intresse för organtransplantationer, främst njurtransplantationer. På 1960-talet gjordes dessutom betydande framsteg med utveckling av metoder för att kunna selektera den bästa givare-mottagare kombinationen. Trots dessa framsteg fanns det behov av immunsuppressiv behandling (när immunförsvaret undertrycks så att det inte ska stöta bort främmande föremål i kroppen) för att förhindra avstötning av transplantatet. Ett ansenligt batteri av cytotoxiska substanser kom således till användning på 1960-talet. Det var bland annat alkylerande substanser, antibiotika och steroider. Men även lymfdränage och bestrålning av blod prövades i begränsad omfattning.

I försök att finna en mer selektiv immunsuppressiv behandlingsmetod började några forskargrupper att framställa antisera mot humana lymfocyter, så kallade anti-lymfocytsera, genom immunisering av företrädesvis häst. Exakt hur gammaglobulin från ett sådant serum påverkade immunsvaret var oklart men man kunde visa att det främst undertryckte den så kallade cellförmedlade immunreaktionen. Detta betraktades som fördelaktigt eftersom tymektomi, som också hämmade denna typ av immunreaktion, hade resulterat i förlängd transplantatöverlevnad i djurförsök. Man hade också anledning att förvänta sig att behandlingen med cytostatika och steroider kunde reduceras vid en samtidig tillförsel av anti-lymfocytgammaglobulin (ALG).

Detta var bakgrunden till att vår sektion vid Statens bakteriologiska laboratorium (SBL), i mitten av 1960-talet, startade produktion av anti-tymocytserum genom injektion av hästar med renade tymocyter från människor och makakapor. Vi fokuserade på att framställa ett så rent anti-tymocytgammaglobulin (ATG) som möjligt för att reducera risken för biverkningar såsom allergiska reaktioner och trombocytopeni. Den immunsuppressiva effekten prövades på hudtransplanterade hundar och apor. Det visade sig att överlevnaden av dessa transplantat kunde förlängas från 7-8 dagar till i genomsnitt 35-40 dagar. Emellertid framgick det att en noggrann karakterisering av ATG- preparationerna var av avgörande betydelse för att reducera biverkningar och uppnå den önskade immunsuppressiva effekten. Vid denna fysisk-kemiska karakterisering använde vi redan existerande metoder och av gruppen utvecklad metodik.

Ett väsentligt problem som måste lösas för att dosering och behandlingsschema bättre skulle kunna kontrolleras var att finna en laboratorietest som gjorde det möjligt att bedöma den immunsuppressiva effekten, som en viss ALG/ATG-preparation kunde förväntas ge. En del av vårt arbete inriktade sig därför på att utveckla en sådan test och en så kallad opsoniseringstest visade lovande resultat.

Ett annat aktuellt problem var antikroppsproduktion mot ALG/ATG i behandlade patienter. Ett kraftigt antikroppssvar kunde förväntas öka risken för alarmerande allergiska reaktioner och reducera den immunsuppressiva effekten. Existerande metoder kunde endast påvisa dylika antikroppar hos en mindre del av ALG/ATG-behandlade patienter. Vi introducerade en test som kunde påvisa och följa antikroppsproduktionen hos samtliga de njurtransplanterade och ALG/ATG-behandlade patienter vi undersökte.

Eftersom betydelsen av cirkulerande antikroppar i avstötningsprocessen vid transplantation var något kontroversiell vid denna tidpunkt studerade vi detta genom njurtransplantation på hund. Våra undersökningar visade ett antikroppssvar efter transplantation samt att en subpopulation av antikropparna band till njurtransplantatet och troligen bidrog till avstötningsprocessen.

De första som behandlade njurtransplanterade patienter med ALG var T.E.Starzl´s grupp i Denver (1967). Gruppen rapporterade en förlängd transplantat- och patientöverlevnad som de tillskrev tillförsel av ALG. I Sverige blev ALG-behandling av njurtransplanterade patienter introducerad omkring 1970. Det blev snart dokumenterat att denna immunsuppressiva behandling resulterade i en långvarig ändring av sammansättningen av T-cell subpopulationer samt depletering av vissa av dessa. Flera typer av ALG prövades under perioden 1970-80 och resultat från flera transplantationscentra tydde på att ATG visade en större immunsuppressiv effekt än ALG producerat med celler från blod, lymfkörtlar eller mjälte.

I dag använder de flesta transplantationscentra diverse antikroppspreparationer, bland annat ATG, för så kallad induktionsterapi och vid behandling av hotande akut avstötning. Under senare år har i synnerhet ATG producerat i kaniner använts vid denna typ av behandling. Under 2004-05 fick således 74 procent av njurtransplanterade patienter i USA induktionsterapi med antikroppar, härav 39 procent med bland annat ATG. Det har länge varit ett önskemål att behandla med mer specifika antikroppar och i dag finnes flera nytillkomna så kallade monoklonala antikroppar, bland annat anti-CD3 och anti-IL-2 receptor antikroppar, men ingen av dessa synes vara mer effektiv än det klassiska polyklonala ATG som induktionsterapi eller i att förhindra en akut avstötning. Vissa transplantationscentra använder ATG-behandling i syfte att reducera doseringen av steroider (steroid saving) vilket är önskvärt på grund av de ganska allvarliga biverkningar som kan ses vid höga steroiddoser.

Gruppens erfarenhet av renframställning av immunglobuliner och B. Bloths och mitt personliga intresse för elektronmikroskopi (EM) ledde till en studie av immunglobulinmolekylers finstruktur (även kallad ultrastruktur). Vi renframställde IgM-antikroppar bland annat mot poliovirus och kunde påvisa hur antikropparna band viruspartiklarna samman i ett nätverk med rosettliknande strukturer på viruspartiklarnas yta. Vi försökte även att uppskatta IgM-antikropparnas dimensioner och antalet bindningsområden. Dessa resultat var så lovande och intressanta att vi beslöt att söka klarlägga ultrastrukturen av IgM-molekyler i frånvaro av antigen. Detta resulterade i att vi för första gången kunde visa EM-bilder av de spindel-lika IgM molekyler och att de var pentamerer med flexibla subenheter och tio bindningsområden för antigen lokaliserade till subenheternas perifera ändar. Eftersom alfa2-M globulin ofta är en förorening i IgM preparationer undersökte vi också denna molekyl och fann att den hade en mycket karakteristisk, mer rigid, struktur liknande den ryska bokstaven zj eller ett monogram bestående av bokstäverna H och I. För att få en mer detaljerad bild av IgM molekylers struktur undersökte vi även kemiskt avspaltade subenheter.

En annan högpolymer immunglobulinmolekyl vars ultrastruktur var okänd vid denna tidpunkt var sekretions-IgA. Vi undersökte också denna molekyl och kunde visa att den hade formen av ett flexibelt dubbelt Y. Slutligen fick vi klarlagt ultrastrukturen av den första komponenten, C1q proteinet, i det klassiska komplementsystem. C1q proteinet visade sig att ha utseende som en mer eller mindre utslagen solfjäder med sex spröt. Uti från denna struktur hade vi en idé om hur IgG-molekyler interagerade med C1q proteinet vid aktivering av komplementkaskaden men redaktionen för Nature ansåg att vi saknade bevis för denna hypotes, vilket säkert var riktigt. Emellertid skulle det senare visa sig att hypotesen var korrekt.

I forskargruppen vid SBL ingick L. Falksveden, P. Haxner, L. Manhem, W. Schilling, R. Thorstensson och undertecknad. Dessutom hade vi stimulerande samarbete med L.E. Almgård, B. Bloth , L.G. Collste, G. Lundgren och K. Sundqvist, Karolinska Institutet; B. Schantz, Kungl. Veterinärhögskolan; H. Balner, Rijswijk Primate Center; B. Chesebro, Stanford University och M. Seligmann, Hôpital Saint-Louis, Paris.

Resultaten av de transplantationsimmunologiska undersökningarna blev bl.a. publicerade i Transplantation, Acta Chir Scand och Acta Path Microbiol Scand; de ultrastrukturella studierna offentliggjordes i bl.a. J Exp Med, J Immunol och Virology samt i två artiklar i Science och en i Nature.

Sven-Erik Svehag, ledare för SBL:s transplantationsimmunologiska sektion, 1966-73