PANEL DE DISCUSION |
SUBCLINICAL ACUTE REJECTION
David N. Rush MD, FRCPC
for
The Winnipeg Transplant Group,
Winnipeg, Manitoba, Canada
Acute rejection is the most consistent correlate of chronic rejection. There is a paradox in that recent studies that have decreased the incidence of acute rejection have had little effect on the prolongation of graft survival.
Our group has found that crude tests of renal function, such as the serum creatinine, level lack sensitivity for the detection of allograft inflammation. We have shown that "subclinical rejection", defined as Banff criteria for Type I rejection or greater with an increase in serum creatinine of <10% from baseline, is present in approximately 30% of protocol biopsies in the first 6 months post-transplant. A similar prevalence of subclinical rejection is found in patients treated with cyclosporine, azathioprine and prednisone (1) and in patients treated with cyclosporine microemulsion, mycophenolate mofetil and prednisone (2).
In another study we found that the cells infiltrating the graft in subclinical and clinical rejection have similar phenotypic and activation markers (Table 1). However, CD68 positive monocytes and CD8 positive lymphocytes were slightly more frequent in clinically rejecting biopsies (i.e. those with graft dysfunction). Similarly, expression of the macrophage activation marker AIF-1 was 10-fold higher in clinical as opposed to subclinical rejection (3).
Phenotype Marker |
Normal Histology |
Subclinical Rejection |
Clinical Rejection |
CD3 |
363± 92 |
2357± 790 |
3837± 1470 |
CD4 |
345± 126 |
803± 372 |
1222± 532 |
CD8 |
165± 44 |
351± 102 |
1454± 582 |
CD45RO+ |
180± 46 |
824± 287 |
1096± 491 |
CD68 |
316± 145 |
626± 245 |
1438± 473 |
CD20 |
9± 3 |
29± 9 |
72± 29 |
Activation Marker |
|||
CD69 |
17± 6 |
38± 11 |
37± 12 |
CD25 |
0.8± 0.6 |
2.5± 1.1 |
1.8± 1.1 |
AIF-1 |
0.3± 0.2 |
0.7± 0.5 |
5.9± 2.6 |
Perforin |
0.6± 0.5 |
1.6± 0.8 |
2.0± 0.6 |
We next compared the gene transcripts for immune activation genes in normal, borderline and subclinical rejection biopsies (4), and compared these with earlier results from clinically rejecting biopsies (5). (Table 2). We found that there is a progressive increase in gene expression from normal to borderline, subclinical and clinical rejection biopsies. Interestingly, cytokines and cytolytic proteases were similar in subclinical and clinical rejection biopsies suggesting the pathogenic potential of the former.
Table 2: Gene transcript expression in protocol biopsies (%Positive)
Transcript |
Normal |
Borderline |
Subclinical |
Clinical ## |
GAPDH |
100% |
100% |
100% |
100% |
TGF b |
10% |
0% |
0% |
45% |
IFN g |
10% |
36% |
45% |
75% |
IL-2 |
0% |
0% |
18% |
8% |
IL-4 |
0% |
27% |
36% |
0% |
IL-10 |
60% |
55% |
82% |
83% |
IL-15 |
10% |
45% |
73% |
83% |
Granzyme B |
0% |
9% |
27% |
91% |
Perforin |
0% |
9% |
55% |
83% |
Fas Ligand |
20% |
27% |
45% |
83% |
## Adapted from Strehlau et al (5)
We have also carried out a randomized trial in which 72 patients were randomized equally to biopsies at 1, 2, 3 and 6 months (Biopsy Arm) or to a 6- month biopsy only (Control Arm). Patients were followed to 24 months. Patients were treated for subclinical rejection with corticosteroids if this was detected in the early (1,2 and 3) post-transplant months, which by nature of the study design could only happen in the Biopsy Arm (1).
There were several beneficial outcomes noted in the Biopsy Arm patients. The incidence of clinical rejection episodes between 2and 3 months and after 6 months was significantly greater in the Control patients. There was less interstitial fibrosis and tubular atrophy in the Biopsy Arm patients. Finally the serum creatinine was significantly lower in the Biopsy Arm patients at 2 years. Furthermore follow up of these patients to about 5 years shows a trend towards better graft survival in the Biopsy Arm patients (p<0.07).
The only risk factor for subclinical rejection found to date is class II HLA mismatching. For example, 2DR mismatched kidneys have a 60% prevalence of subclinical rejection at one month, as compared to 20% for 2DR-matched grafts (6).
Finally we have shown by multivariate analysis that treatment of early subclinical rejection results in better renal function at 2 years because the 6-month chronic histology scores and 7-12 month rejection episodes, two powerful independent predictors of long-term graft function, are decreased following its treatment.
We believe that the time has come to investigate the relationship between subclinical acute rejection and the development of chronic rejection in renal transplant patients, a possibility which has been acknowledged by the NIH (http://www.niad.nih.gov/strategicplan/pdf/splan.pdf).
REFERENCES
1. Rush D, Nickerson P, Gough J et al. J Am Soc Nephrol 9:2129,1998
2. Nickerson P, Jeffery J, Gough J et al. J Am Soc Nephrol 10:1801, 1999
3. Grimm PC, McKenna R, Nickerson P et al. J Am Soc Nephrol 10:1582, 1999
4. Lipman ML, Shen Y, Jeffery JR et al. Transplantation 66:1673,1998
5. Strehlau J, Pavlakis M, Lipman M et al. Proc Natl Acad Sci USA 94:695,1997
6. Rush D, Grimm P, Jeffery J et al. Graft 2:S31,1999
RECHAZO AGUDO SUBCLINICO David N. Rush MD, FRCPC representando al Winnipeg Transplant Group, Winnipeg, Manitoba, Canada El rechazo agudo es el factor que se relaciona mas consistentemente con el rechazo crónico. Resulta paradójico entonces que la disminución de la incidencia de rechazo agudo observado en estudios recientes no haya prolongado la sobrevida de los injertos. Nuestro grupo ha demostrado que la creatinina sérica carece de sensibilidad para la detección de la inflamación en el injerto. Hemos reportado que el "rechazo subclínico", definido como inflamación correspondiente al Banff tipo I o mayor, sin elevación de la creatinina sérica mas del 10%, existe con una prevalencia del 30% en biopsias de protocolo realizadas en los primeros 6 meses post transplante. Una prevalencia similar ocurre en pacientes tratados con ciclosporina, azatioprina y prednisona (1), y en pacientes tratados con ciclosporina en microemulsión, micofenolato y prednisona (2). En otro trabajo, mostramos que las células que infiltran el injerto en los rechazos subclínicos y clínicos tienen fenotipos y marcadores de activación similares (Tabla 1). No obstante, las células CD68 (monocitos) y los linfocitos CD8 eran marginalmente mas frecuentes en los rechazos clínicos.(es decir aquellos con disfunción renal). La expresión del marcador de activación macrofágico AIF-1 era 10 veces mayor en el rechazo clínico que en el subclínico (3).
Tabla 1: Fenotipo y marcadores de activacion en biopsias de protocolo
Fenotipo |
Biopsia Normal |
Rechazo Subclinico |
Rechazo Clinico |
CD3 |
363± 92 |
2357± 790 |
3837± 1470 |
CD4 |
345± 126 |
803± 372 |
1222± 532 |
CD8 |
165± 44 |
351± 102 |
1454± 582 |
CD45RO+ |
180± 46 |
824± 287 |
1096± 491 |
CD68 |
316± 145 |
626± 245 |
1438± 473 |
CD20 |
9± 3 |
29± 9 |
72± 29 |
Marcadores |
|||
CD69 |
17± 6 |
38± 11 |
37± 12 |
CD25 |
0.8± 0.6 |
2.5± 1.1 |
1.8± 1.1 |
AIF-1 |
0.3± 0.2 |
0.7± 0.5 |
5.9± 2.6 |
Perforin |
0.6± 0.5 |
1.6± 0.8 |
2.0± 0.6 |
A continuación comparamos la transcripcion de ciertos en biopsias de pacientes con histologia normal, "borderline" y con rechazo subclinico (4), que fueron comparados con biopsias con rechazo que había producido disfunción renal (5). (Figura 2). Encontramos un aumento progresivo en la expresión de genes vinculados a las respuestas inmunes en las biopsias desde las normales hasta los rechazos clínicos. Interesantemente, genes para varias citoquinas y para las proteases citolíticas tenian expresión similar en los rechazos subclínicos y clínicos, lo cual sugiere un potencial patogenético para los rechazos subclínicos.
Table 2: Expresion de genes en biopsias de protocolo (%Positivo)
Gene |
Normal |
Borderline |
Subclinico |
Clinico ## |
GAPDH |
100% |
100% |
100% |
100% |
TGF b |
10% |
0% |
0% |
45% |
IFN g |
10% |
36% |
45% |
75% |
IL-2 |
0% |
0% |
18% |
8% |
IL-4 |
0% |
27% |
36% |
0% |
IL-10 |
60% |
55% |
82% |
83% |
IL-15 |
10% |
45% |
73% |
83% |
Granzyme B |
0% |
9% |
27% |
91% |
Perforin |
0% |
9% |
55% |
83% |
Fas Ligand |
20% |
27% |
45% |
83% |
## Adaptado de Strehlau et al (5)
También hemos realizado un estudio randomizado en el que 72 pacientes fueron randomizados a un grupo que recibió biopsias de protocolo en los meses 1, 2, 3 y 6 post-transplante, y a otro grupo cuya biopsia fue a los 6 meses únicamente. El seguimiento fue de 24 meses. Los rechazos subclínicos en los meses 1, 2 y 3 fueron tratados con corticosteroides, lo que sólo pudo hacerse en el grupo que recibió las biopsias (1).
Se observaron muchos beneficios en el grupo de pacientes tratados por rechazo subclínico. Por ejemplo los rechazos clínicos entre los meses 2 y 3 y 7 y 12 post-transplante fueron significativamente reducidos. Se encontro además menos fibrosis intersticial y menos atrofia tubular a los 6 meses en este grupo. Finalmente, la creatinina sérica a los 24 meses era significativamente más baja en los pacientes tratados por rechazo subclínico. El seguimiento de estos pacientes hasta los 5 años, muestra una tendencia de sobrevida del injerto favorable (p<0.07).
El único factor de riesgo para el rechazo subclínico, es, hasta ahora la incompatibilidad HLA de Clase II. Por ejemplo la histoincompatibilidad de 2 DR produce una prevalencia de rechazo subclínico de 60% en el primer mes, mientras que la compatibilidad de 2 DR resulta en una prevalencia del 20% (6).
Finalmente hemos demostrado con análisis multivariante que el tratamiento del rechazo subclínico se acompaña de mejor función renal a los dos años, porque tanto la patología crónica del injerto a los 6 meses como los rechazos tardíos, dos poderosos factores de riesgo independientes para la función a largo plazo del injerto, son disminuídos con su tratamiento.
Creemos que es oportuno investigar ahora la relación entre el rechazo subclínico y el rechazo crónico del riñón transplantado, una posibilidad que ya ha sido considerada por la "NIH" (http://www.niaid.nih.gov/strategicplan/pdf/splan.pdf).
REFERENCIAS
1. Rush D, Nickerson P, Gough J et al. J Am Soc Nephrol 9:2129,1998
2. Nickerson P, Jeffery J, Gough J et al. J Am Soc Nephrol 10:1801, 1999
3. Grimm PC, McKenna R, Nickerson P et al. J Am Soc Nephrol 10:1582, 1999
4. Lipman ML, Shen Y, Jeffery JR et al. Transplantation 66:1673,1998
5. Strehlau J, Pavlakis M, Lipman M et al. Proc Natl Acad Sci USA 94:695,1997
6. Rush D, Grimm P, Jeffery J et al. Graft 2:S31,1999