LE ROLE DE LA COMPATIBILITÉ TISSULAIRE ET SÉRIQUE DANS LE REJET DE LA GREFFE CORNÉENNE
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures de l’Université Laval
pour l’obtention
du grade de maître ès Sciences (MSc)
Département de microbiologie-immunologie FACULTÉ DE MEDECINE
UNIVERSITÉ LAVAL
JUIN 1997
RÉSUMÉ
Bien que la greffe de cornée est le type de transplantation connaissant le plus haut taux de succès, le rejet est la principale cause d'échec de greffe, surtout chez les cornée vascularisées. Comme l'aspect immunologique est primordial pour les greffes d'autres organes, nous analysons le volet sérologique, avec l'effet du crossmatch, et le volet tissulaire, avec l'effet des antigènes ABO, Lewis, HLA -A, -B et DR, chez une population de patients greffés au CHUL entre 1982 et 1995. Le suivi minimal est de 12 mois. Le crossmatch positif chez des patients présensibilisés par une greffe antérieure ou un rejet antérieur augmente le risque de rejet endothelial. Encore une fois, nous démontrons que ABO n'influence pas la survie de la greffe. Une incompatibilité Lewis ou HLA -A ou -B augmente le rejet chez les patients non-vascularisés.L'effet d'un mismatch HLA-DR n'a pas été démontré.
AVANT-PROPOS
Je souhaiterais remercier mon directeur de recherche, Raynald Roy, qui a su me guider et m 'appuyer tout au long de ce travail. J'apprécie la présence et la disponibilité qu'il m'a apportées. Je voudrais aussi remercier mon codirecteur, Richard Bazin, qui, parmi ses activités cliniques, a trouvé le temps de suivre et de corriger mes travaux de recherche. Un grand merci également aux ophtalmologistes qui ont participé à la cueillette des données: Patricia Ann Laughrea, Ide Dubé, Hélène Boisjoly et Richard Bazin, à l'équipe de la banque d'yeux, Céline et Francine, ainsi qu'aux infirmières du département. Un merci tout spécial à Simone Lille qui a grandement supporté mon travail technique de laboratoire, ainsi qu'aux autres techniciennes du laboratoire d'immunologie, qui ont facilité mon adaptation au laboratoire: Liliane, Michèle, Maryse, Claire, Jocelyne et les autres. Je remercie aussi mon époux, Martin, qui a eu la gentillesse de me soutenir tout au long des efforts que j'ai dû fournir.
TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION
CHAPITRE I Compatibilité Sérique:
L ’influence du crossmatch positif dans la survie de la greffe.
Role o f presensitization and donor-recipient crossmatching in corneal graft outcome.
CHAPITRE II Compatibilité Tissulaire:
Le rôle des antigènes des groupes sanguins ABO et Lewis.
1- Role o f A B O and Lewis Blood Groups Antigens in Donor-Recipient Com patibility o f Corneal Transplantation Rejection
2- Le rôle de HLA DR .
HLA DR (molecular) in corneal graft rejection.
CONCLUSION
INTRODUCTION
La greffe de cornée est le type de transplantation connaissant le plus haut taux de succès, soit 90%. Dès 1837, Bigger publia pour la première fois « Inquiry into the possibility o f transplantation o f the comea », et il serait responsable de la première homogreffe réussie dans l’oeil de gazelle. Plus tard, la première transplantation chez l’hum ain s ’exécuta et depuis les années 50, le développement spectaculaire des techniques a révolutionné le pronostic visuel des patients greffés. Aujourd’hui, 40 000 greffes de cornée sont pratiquées annuellement au Canada. Toutefois, le taux de rejet de 35% chez les cornées à haut risque reste la principale source d’échec de greffe. Nous travaillerons donc à apporter des éclaircissements sur certains volets particuliers du rejet. Un phénomène mieux compris oriente davantage les choix thérapeutiques.
Dans les dernières années, l’étude du rejet immunologique a connu beaucoup de développements. Jusqu’à maintenant, les facteurs de risque ont été identifiés, et le complexe d ’histocompatibilité majeur (MHC) de la région HLA jouerait un rôle prédominant. Les anticorps de la classe I ont été bien décrits, et des anticorps spécifiques à la cornée ont été reconnus. Cependant, des controverses persistent toujours quant à son rôle. La situation est semblable pour ABO. Le rôle de l ’antigène Lewis, dont on sait qu’il influence le rejet de greffe rénale, est pour l'instant peu connu pour la greffe de cornée. Jusqu’à présent, personne ne s ’est attardé à son étude, mais tout porte à croire qu’un certain antigène, longtemps appelé « mineur », aurait un impact plus grand que ce que son nom indique. De plus, un crossmatch donneur-receveur positif, dû à la présence d ’anticorps lymphocytotoxiques préexistants chez le receveur, est un facteur de risque important dans le rejet d’allogreffe pour la majorité des transplantations d ’organe. Par contre, son effet sur la survie des greffes de cornée est toujours inconnu.
Le projet de cette maîtrise consiste donc en une étude à deux volets. La compatibilité sérique sera étudiée avec l’analyse de l’influence du crossmatch positif dans la survie de la greffe (Chapitre I). L ’aspect humoral sera exploré avec l’étude de la survie de la greffe en fonction de la compatibilité Lewis (Chapitre II), puis avec l’analyse des MHC de classe II (Chapitre III). Chaque chapitre sera présenté sous la forme d ’un article: celui portant sur le Lewis est déjà publié dans le revue Ophthalmology de mars 1997 et celui sur le crossmatch sera envoyé sous peu au Journal Canadien d ’ophtalmologie. En ce qui concerne le dernier article, portant sur les MHC de classe II, je vous remets la première version d ’un « brief communication » pour la revue Transplantation. Ce travail sera précédé d’une introduction générale visant à expliquer l’immunologie de la cornée, la greffe et le rejet. La conclusion mettra l’accent sur les nouveaux résultats nés de ce travail.
Dans le domaine de la greffe de cornée, bien des découvertes ont été apportées, bien des recherches sont déjà en cours, mais bien des inconnus restent à élucider. L ’échec d’une greffe entraîne une absence de clarté de la cornée par des causes variées, immunologiques ou non-immunologiques, tandis que le rejet est réellement un processus immunopathologique qui se développe en phase postopératoire. La cornée devient oedèmaciée et présente des signes d ’inflammation.
Chez les sujets qui ne sont pas à risque de rejet, le taux de réaction à la greffe de cornée est identifié à 10% au cours des 2 premières années, tandis que chez les sujets à risque, seulement 65% des greffes survivent 5 ans.' Les facteurs de risques1·1 reconnus sont les suivants (à noter que le risque relatif est ajouté entre parenthèses et est déterminé par le rapport entre le risque de rejet chez les patients avec un mauvais pronostic par rapport au risque de rejet chez les patients avec un bon pronostic): uvéite ou glaucome antérieur (RR=3.1), greffe de grande taille (RR=2.9), chirurgie'antérieure avec implantation de lentille, chirurgie du vitré avec greffe (RR=2.7), incompatibilité HLA A-B (RR=2.2), greffe répétée dans l ’oeil étudié (RR=1.8) et la vascularisation (RR=2.0).' De plus, si la greffe est faite dans des cas de brûlure chimique, kératite bulleuse ou herpétique, près de 50% des sujets ont une atteinte de leur greffe. Le temps moyen du rejet identifié est de 9.2 mois après la greffe. Dans cette même étude, des facteurs ont aussi été démontrés comme n ’étant pas associés au rejet, soit l’âge du donneur, le temps entre la mort du donneur et l’énucléation du greffon, le mode de préservation, le type de chirurgie, la cause du décès et le choix du médium de transport du greffon. Toutefois, plusieurs de ces éléments sont très discutés.
Durant plusieurs années, la cornée était considérée comme un site « privilégié », un endroit où la greffe ne pouvait être rejetée.3 Au début du sciècle, ce phénomène a d’abord été décrit de façon expérimentale et le privilège immun de la cornée était considéré comme une curiosité de laboratoire.4 En 1948, Sir Medawar établit l’hypothèse que l ’absence de drainage lymphatique dans l’oeil entraînait une « ignorance immmunologique ». Le matérielimmunologique de l’oeil ne pouvait jam ais s’en échapper pour venir en contact avec le système immun.3■4 Khodadoust cite plusieurs hypothèses expliquant son bon taux de survie: une absence d’antigénicité des éléments cornées, la mort rapide des éléments de cellules du donneur et leur remplacement par les cellules de l’hôte avant même qu’une réponse immunologique active n ’ait pu être stimulée, « l’adaptation » de la greffe au receveur et les caractéristiques inhérentes au lit com éen dans lequel le greffon est transplanté.5·6 Avec les années, la majorité des hypothèses émises pour expliquer le privilège de ce site ont été modifiées, mais des preuves récentes supportent le fait que le privilege immun est une adaptation physiologique qui contribue au succès:4■7
1) Antérieurement, les chercheurs croyaient que le tissu coméen, en soi, était moins antigénique que les autres tissus. Par contre, Khodadoust et Silvestein ont démontré que toutes les couches de la cornée étaient en mesure d ’initier une sensibilisation de l’hôte et un rejet.8 Les cellules coméennes étudiées possèdent un ensemble complet d ’antigènes d ’histocompatibilité sur la surface: en effet, HLA classe I (A,B,C) est exprimé par le stroma alors que HLA classe II (DR) se retrouve au limbe (zone
transitionnelle entre la conjonctive et la cornée). Chez la cornée saine, ils sont très faiblement exprimés comparativement aux autres organes. Dans le rejet, HLA classe I est exprimé par l’épithélium, le stroma et l’endothélium, de même que HLA classe II.9 Ce sont les principaux éléments stimulant les lymphocytes-T et ainsi le re je t.10
Dans les greffes d ’organes(coeur,rein), la compatibilité HLA classe I est nécéssaire pour une bonne survie de la greffe. Fortement vascularisés, ces organes réagissent rapidement au système immunitaire. Le rôle des HLA I est très controversé pour la greffe de cornée. Plusieurs chercheurs ont trouvé un effet bénéfique de la compatibilité HLA I pour la survie de la greffe (objet portant sur l’échec ou le rejet selon les groupes d’étude).1117־ Par contre, l ’étude multicentre américaine, The Collaborative Comeal Transplantation Studies (CCTS) '8, ainsi que d ’autres groupes 19·20·21 ne partagent pas ces résultats. Actuellement, la compatibilité HLA n ’est donc pas vérifier de routine par tous les spécialistes de la greffe de cornée.
Pour HLA II, la greffe rénale est effectuée avec une priorité pour un m ism atch HLA-DR égale à zéro.2225־ Pour la cornée, l’effet d ’un mismatch nul est partagé. Contrairement aux autres groupes qui observent aucun effet, ou un effet néfaste du mismatch DR, les Britanniques croit qu’un tel mismatch serait bénifique pour la survie de la greffe, si bien qu’ils ont constitué un groupe d ’étude visant à analyser l’ensemble des études sur le DR: The Comeal Transplant Follow-up Study Collaborators.11·18·2631־
2) Longtemps, les chercheurs croyaient que les cellules du donneur étaient rapidement remplacées, comme pour les autres greffes d ’organe32: des études ont pu dém ontrer la survie à long terme des cellules pouvant même entraîner un rejet 15 ans après la greffe. On croit maintenant que les cellules du donneur seraient immortelles.
3)Par l’adaptation des tissus du donneur, les auteurs supposaient des changements tissulaires différents de la tolérance immunologique. Au contraire, Holan démontre plutôt que l’hôte subit des altérations immunologiques identiques à la tolérance et que les antigènes non-MHC représente une barrière aussi forte que les antigènes M HC.33
4) L ’absence de vaisseaux près de la greffe préviendrait le rejet de deux façons: le processus de sensibilisation entre l’hôte et le greffon (tissu étranger) est limité par l ’absence de contact entre les cellules de l’hôte circulant (HLA classe II exprimé par les cellules hématopoïétiques, lymphocytes B et macrophages) et les antigènes étrangers, et les cellules de l’hôte sensibilisées n ’ont pas accès à la greffe pour initier le processus de rejet.34
5) Les cellules de présentation sont déficiantes dans la comée, contrairement aux autres greffes d’organes, comme la peau, où elles sont fortement exprimées et entraînent un rejet chez les pairs doneur-receveur incompatibles.35 Les cellules de Langerhans la, cellule dendritique dérivée de la moelle osseuse et principalement
responsable de l’expression de HLA classe II, sont absente au centre de la cornée ce qui pourrait expliquer le privilège immunologique qu’on lui attribuait.36·37 Toutefois, présentes dans les cellules épithéliales de la conjonctive, elles peuvent migrer de leur site initial au limbe (zone de transition entre la cornée et la conjonctive) vers le centre lorsqu’elles sont soumises à des traumatismes. Les cellules de Langerhans joue un rôle critique dans l ’activation des cellules T, des lymphocytes T cytotoxique et dans l ’induction d’une réponse d ’hypersensibilité retardée. Ce serait le stimulus immunoginique majeur entraînent le rejet, selon certains auteurs.38
6)Tout comme les cellules de présentations, les molécules d ’adhésion cellulaire agissent comme des signaux costimulateurs du rejet. L ’expression des molécule d ’adhésion intercellulaire (ICAM-1) sur les kératocytes et les cellules endothéliales coméennes, est très importante dans les cornées avec inflammation sévère et serait un des médiateurs du rejet allogreffe.10 De plus, les lymphocyte function associated antigens-1 (LFA-1) est un contre-récepteur pour ICAM-1 et a été retrouvé dans les leucocytes de la majorité des cornées où ICAM-1 étaient exprimées. Par contre les autres molécules d ’adhésion comme E-selectin et les molécules d’adhésion des cellules vasculaires (VCAM-1) sont très rarement exprimées.10
De plus, il fut démontré que l’administration d’un antigène dans l’oeil induit une réponse immunitaire différente de la réponse immune classique.39 La réaction de rejet local est diminuée par la forte suppression induite par la réaction d ’hypersensibilité retardée appelée la « anterior chamber-associated immune deviation » (ACAID).4<M4 Après l’implantation de lymphocytes allogéniques dans la chambre antérieure, les alloanticorps étaient détectés dans le sérum du receveur, confirmant le contact entre le système immunitaire et l ’oeil.45 Le privilège immun n ’est donc pas un phénomène passif d ’ignorance immunologique, mais plutôt un processus actif avec une réponse immunitaire déviante et stéréotypée.4·46 Les caractéristiques de l’ACAID sont les suivantes: Des antigènes placés dans la chambre antérieure entraîne une réponse immunitaire systémique(où la rate intervient) déviante qui 1) a une absence de méditeurs T-cell pour la H R 2) inclue un seul type de lymphocyte T qui supprime l’inflammation immunologique et 3) retient les médiateurs de l’immunité concomitant.4·39·44·46 AC AID est donc une mécanisme actif qui crée et maintient le privilège immun oculaire.4
L ’hum eur aqueuse joue donc un rôle primordiale dans l’immunité oculaire et est même capable de supprimer l’activation des macrophages induites par les lymphokines, donc de m ater l’effet lytique de ces cellules.4■47 Les cellules épithéliales du corps ciliaire, responsable de la production de l’humeur aqueuse, sécrètent des facteurs immunosuppreseurs qui contribue aussi à maintenir le privilège immunologique de ce microenvironnement.4·4849־ L ’expression par des cellules de l’oeil du Fas ligand(CD95) qui induit une apoptose des Fas+ Tcells qui entre dans le microenvironnement est le mécanisme le plus récent pour expliquer le maintien du statut privilégié.5051־ De même, les cellules qui bordent la chambre antérieure exprime des inhibiteurs(CD95) à l’activation du complément. Les voies classiques et alternatives sont donc toutes deux inactivées par l’activité anti complément de l’humeur aqueuse.4
Losqu’une cornée est vascularisée, et/ou que les cellules de Langerhans migrent au centre du greffon, le privilège immunologique est perdu et le rejet devient fort probable.52'53
Le rejet se manifeste cliniquement par des symptômes de rougeur, douleur, inconfort, larmoiement et baisse d ’acuité visuelle. Le pronostic est meilleur si la réaction de rejet est attaquée tôt dans son processus. Le rejet hyperaigu survient généralement dans les minutes ou heures après la transplantation et est dû à la présence d ’anticorps préexistants dans le sang du receveur qui ont réagi avec le tissu donneur et à une activation du système de complément et de mécanisme de coagulation. Le rejet aigu s’applique au rejet immunologique dans le receveur non sensibilisé et survient de quelques jours à plusieurs années après la transplantation. C ’est une réaction de type IV, hypersensibilité retardée, une immunité à m édiation cellulaire où les lymphocytes T et les macrophages activés par les lymphokines, sont majoritairement impliquées. Ces cellules proviendraient soit des vaisseaux iriens et atteindraient la cornée par l’humeur aqueuse de la chambre antérieure, soit des vaisseaux limbiques et rejoindraient l’endothélium en raison d'une membrane de Descemet lésée.” Toutefois, l’aspect humoral joue aussi un rôle et il est fortement reconnu que la rapidité du rejet et la présence d ’un rejet sont relié à la différence des gènes d ’histocompatibilité entre le donneur et le receveur. Microscopiquement, le rejet d ’allogreffe produit des infiltrats périvasculaires de cellules mononucléées, neutrophiles et basophiles sont présents. Le contenu vasoactif des basophiles contribue à la destruction de la greffe. Le rejet d ’une seconde greffe est accélérée par la présence d ’anticorps circulants. Le rejet chronique, d ’apparition tardive, implique une occlusion vasculaire progressive et une ischémie de la greffe. Le mécanisme impliqué serait à prédominance humorale et des immunoglobulines peuvent toujours être démontrées dans la lésion.
Le rejet de greffe peut aussi être décrit par le type de couches cellulaires impliquées. Le rejet épithélial se caractérise par une congestion des vaisseaux périphériques suivie par un défaut linéaire dans l’épithélium bordant la greffe, migrant progressivement vers le centre. Les cellules du donneur rejetées sont remplacées par les cellules épithéliales du receveur. Histologiquement, l’épithélium est infiltré par les lymphocytes et les polymorphonucléaires. Le rejet stromal débute, lui aussi, par une congestion des vaisseaux limbiques; puis, se développe un oedème stromal sur le rebord de la greffe avec une bande blanchâtre bien définie. Histologiquement, les cellules plasmatiques et les neutrophiles sont présents. Le rejet endothélial, le plus important par ses conséquences entraînant une perte de clarté du greffon, se caractérise par l’apparition de précipités kératiques sur l’endothélium donneur qui migre vers le centre laissant derrière lui une vague de cellules endothéliales détruites. Il peut aussi se présenter avec des précipités centraux et des cellules inflammatoires dans la chambre antérieure.
Le traitem ent du rejet de greffe de cornée est encore non spécifique. En effet, les stéroïdes topiques et systémiques sont utilisés et, occasionnellement, la cyclosporine topique. Comprendre plus spécifiquement les mécanismes exacts du rejet permettrait d ’orienter un traitement plus spécifique. Pour ce travail, nous nous limitons à la
compréhension des mécanismes de rejet. La revue des études pour chaque volet étudié est intégrée dans les articles.
CHAPITRE I
Soumis à:
Can. Ophthal. Soc. June 1997
ROLE OF PRESENSITIZATION AND DONOR-RECIPIENT CROSSMATCHING IN CORNEAL GRAFT OUTCOME
Béatrice Des Marchais,1 MD; Richard Bazin,2,MD; Hélène M. Boisjoly,3 MD, MPH; Patricia A. Laughrea,2 MD; Ide Dubé,2 MD; Simonne Lille,1; Raynald Roy,1 PhD
Rheumatology-lmmunology Research Center1 and Ophthalmology Research Unit,2 Centre Hospitalier Universitaire de Québec, Québec.
Department of Ophthalmology,
Hôpital Maisonneuve-Rosemont,3 Montréal.
Key words: crossmatch, corneal graft rejection, pretransplant antibody, HLA system.
Reprint request to: Raynald Roy, Rheumatology-lmmunology Research Center, CHUQ , Pavillon CHUL, 2705 bld Laurier, Ste-Foy, Québec, G1V 4G2
ABSTRACT-RÉSUMÉ
Objective: A positive donor-recipient crossmatch (CM) due to preexisting recipient
lymphocytotoxic antibodies is known to be an important factor in allograft failure in the majority of organ transplantations. However, the effect of CM on corneal graft outcome is less known.
D e s ig n : B etw ee n 1982 and 1994, CM were p e rfo rm e d by the m icrolym ph ocytoto xicity method using donor lym phocytes and recipient pretransplant serum, in 759 consecutive corneal transplantation-procedures (maximal follow-up of 36 months). Patients were evaluated regarding the type of allospecificity of antibodies involved and their role on corneal graft outcome (rejection and failure).
Results: A positive CM was found in 61 patients (8.3 %) and a negative CM in 698
patients. The positive and the negative CM groups had similar graft rejection rate at 36 months. Patients with a positive CM due to antibodies directed against the donor's HLA (as defined on the basis of private and public or CREG HLA allele specificities) had not been found to be associated with an increased risk of rejection. However, patients with positive CM and presensitization (previous graft or rejection history), were statistically significantly associated with corneal endothelial rejection.
Conclusions: This study shows that donor-recipient CM could be an important
procedure fo r the selection of recipients for corneal transplantation. It may contribute to reduce the risk of corneal rejection particularly in patients presensitized by anterior graft or previous comeal rejection.
Objectif: Un crossmatch (CM) donneur-receveur positif, dû à la présence
d'anticorps lymphocytotoxiques préexistants chez le receveur, est un facteur de risque im portant dans le rejet d'allogreffe pour la majorité des transplantations d'organe. Par contre, son effet sur la survie des greffes de cornée est toujours inconnu.
Conception: Entre 1982 et 1994, le crossmatch a été effectué par la méthode de
microlymphocytotoxicité, en utilisant les lymphocytes du donneur et le sérum du receveur avant la transplantation, et ce pour 759 transplantations cornéennes. Le suivi maximal était de 36 mois. Chez les patients présentant un CM positif, le type
d'allospécificité des anticorps impliqués a été évalué ainsi que leur rôle dans le devenir de la greffe cornéenne.
Résultats: Chez 61 patients (8.3%), le CM fut identifié comme étant positif. Le
taux de rejet à 36 mois dans le groupe de patients montrant un CM positif était comparable au groupe dont le CM était négatif. De plus, le risque de rejet n'était pas augmenté chez les patients avec un CM positif, et dont les anticorps étaient dirigés contre les antigènes HLA du donneur, tels qu'identifiés par leurs spécificités privées et publiques ou CREG. Cependant, chez les patients CM positif présensibilisés par une greffe ou un rejet antérieurs, une augmentation significative du nombre de rejets endothéliaux était notée.
Conclusions: Cette étude démontre que la procédure de CM entre le donneur et
le receveur pourrait être un important moyen de sélection des receveurs en vue d'une greffe cornéenne. Il peut contribuer à réduire le risque de rejet du greffon notamment dans les cas où les patients auraient été présensibilisés par une greffe ou un rejet antérieur.
INTRODUCTION
Among all tissue or organ transplantation, corneal graft is the most frequently performed procedure. We have previously shown that endothelial rejection was diagnosed in up to 30% of high risk patients as compared to 10-15% of low risk cases.1 The risk factors included corneal vascularization, repeated grafts in the study eye, glaucoma or uveitis prior to transplant, large diameter recipient bed and vitreous surgery at the time of the graft.1 Although, several studies have evaluated the role of immunological risk factors such as the tissue incompatibility for HLA and ABO systems, only some of them have studied the effect of positive crossmatching (CM) in corneal graft outcome.24־
Positive CM was defined by the presence of specific HLA pretransplant
antibodies in the recipient serum directed against donor cells.5 CM negativity was thus defined by the absence of these antibodies, or when serum reactivity was
caused by the presence of autoantibodies. A presensitization status may exist in a
patient following pregnancy, blood transfusion or prior graft.6 A positive donor-
recipient CM were usually associated with hyperacute rejection in the majority of organ transplantations. In kidney grafts, 80% of transplants performed with a positive lym phocytotoxic crossmatch immediately fail.7-8 Crossmatches are
recommended in heart and liver grafts because of the seriousness of immediate failure, even if the hyperacute rejection rate is low.9
In corneal transplants performed on mice, it has been demonstrated that grafts in recipients presensitized with skin allografts failed due to an immune rejection.10 The specificity of antibodies were shown to be directed against both MHC and non-MHC antigens. Both MHC and non-MHC molecules seemed to play an important role in human corneal transplantation.10 The role of donor-recipient ABO compatibility in the improvement of corneal transplantation outcome has been reported.211׳ Recently, we have shown that donor-recipient compatibility for the Lewis blood group system was involved along with HLA־A,B antigens compatibility in the success of corneal grafting.12
O ur reseach group previously reported that the ap pearance of posttransplant antibodies was associated with rejection, although no effect was noted in patients with a positive crossmatching.6 Similar conclusions were obtained by the Comeal Collaborative Transplantation Study (CCTS) Research group: issue of corneal graft on high risk patients was not significantly influenced by a positive crossmatch.13 The low prevalance of detectable lymphocytotoxic antibodies always make those studies difficult. In the present study of 759 patients, we have analyzed the effect of a positive CM on corneal rejection and failure. The exposure of a selected group of unvascularized CM positive patients to presensitized events has been studied.
MATERIAL AND METHODS
Patients and clinical follow up
This is an analysis of a population of 759 consecutive patients enrolled in a study on corneal transplant failure risk factors, at the Centre Hospitalier de l'Université Laval. Clinical and immunological risk factors were comparable between CM positive and CM negative patients. The grafts were made between november 1982 and april 1994. Most patients had completed 3 years of follow-up at the time of the study. Children of less than 18 years were excluded from the study. The comeal grafts were done by one of four surgeons using the same surgical technique. Throughout the study, corneal storage media were successively changed from McCarey-Kaufman in the early 1980's to K-sol, Dexsol, Optisol and finally Optisol
GS since 1993. All the grafts were performed in less than 96 hours after the time of storage. Postoperatively, every patient received topical prednisolone acetate 1% qid. P a tie n t exam ination was done at 2,6,12,18,24 and 36 m onths posttransplantation. Each graft reaction was retained as an outcome event.
As described in previous studies, an endothelial rejection episode (or reaction) was defined as stromal edema, anterior chamber cells and keratic precipitates (discrete or Khodadoust line).6 Failure was considered in any cases of graft clarity loss such as irreversible rejection, recurrence of the initial corneal disease or primary decompensation. Vascularization of the recipient's bed was defined as the presence of deep vessels in the corneal periphery or superficial vessels in the optical zone. The presensitization events considered were the previous rejection, previous graft in either eye, blood transfusions and pregnancies.
Crossmatching procedure
The m odified NIH CM micro-method based on the complement-dependent cytotoxicity (CDC) was performed by incubation of the donor's lymphocytes with the recipient's pre-operative serum for 30 min at 37°C, as described previously.14 Rabbit complement was added for 120 min at room temperature and trays were stained with eosin and read with an inverted phase-contrast microscope.
HLA Cross-reacting Group (CREG) antigens and HLA Public specificities Those two groups are classification systems identified by Leke Schreuder, in The Netherlands, for HLA-B and/or A loci: the CREG, and the Public HLA systems. In the CREG system. HLA-A is divided in five classes: A1, A2, A28, A19, A10 (Table 1). When an individual has HLA phenotypes belonging to two different classes, he is described with both classes. Also in the CREG system, four classes exist for HLA B: B5, B7, B8 and B12. A mismatch is determined at the CREG system when the antigens of the donor are not in the same cross-reacting group as those of the recipient. In the Public HLA system, the HLA-B antigens are classified as Bw4 and Bw6 (Table 1). A mismatch occurs in the Public HLA system when an HLA-B from the donor belongs to a Public HLA group which is not present in the recipient.
Donor's HLA specificity of antibodies
P retra nsp lan t antibodies were determined by the com plem ent-dependent m icrolym phocytotoxity method on panels of cells with known HLA phenotype.
Positive reaction of more than 5% of the panel cells indicates the presence of antibodies. According to the HLA specificity of antibodies, the patients were divided into two groups named HLA specificity identified and HLA specificity not id en tified. The patients belonging to the HLA specifity identified group were investigated to determine whether or not their pretransplant antibodies were directed against a known donor's HLA allele (private, public or CREG system).
Statistics
The different groups were compared using a classical test for the comparison of two binomial proportions.15
RESULTS
Population studied
In the 759 corneal transplantation, 698 patients were CM negative and 61 CM positive. The selected group of unvascularized patients included 56 patients. In that group, the distribution of presensitized events were: previous rejection (n=8), previous graft in either eye (n=28), blood transfusion (n=5) and pregnancies (n=15).
Effect of donor-recipient crossmatching on graft outcome
Out of the 61 patients with a positive CM, 23% presented endothelial rejection episodes during the first 24 months of follow up and 16% of them progressed to graft failure (Table 2). In the negative CM population (698 patients), 27% had rejection episodes and 30% had failures. The difference between patients with positive and negative CM was not statistically significant (p=0.33).
Antibodies against HLA specificity were identified in 16 (26) of the 61 positive CM patients (Table 2). The presence of antibodies specific to HLA antigens responsible for the positivity of donor-recipient crossmatching does not seem to be associated with the allograft reaction. The rejection rate at 24 months, was 31% in the positive CM patients group due to HLA specificity identified antibodies as opposed to 20% in the group of patients without any specificity identified, but the difference was not statistically significant (p=0.36).
Effect of donor HLA specificity of antibodies on graft outcome
T he antibodies responsible for the positive crossmathing were analysed concerning their reactivity against donor HLA specificities.(Table 3) The sixteen patients were divided in 2 groups (9 patients in the first group and 7 in the other) according to whether or not their circulating anti-HLA antibodies were directed against known donor's HLA antigen.
Graft failure did not occur in either group, but the endothelial rejection rate was 45% in the group with antibodies directed against the donor's antigens as opposed to 15% in the other group. The presence of HLA antibodies directed against mismatched donor's HLA antigen is possibly linked to the outcome. However, all the rejection episodes observed in both groups were also related to other risk factors (vascularization, previous graft) and the small size of the cohorts makes valid statistical analysis irrelevant.
Significant effect of crossmatching in presensitized patients
In order to control for the vascularization factor, we stratified our data for this variable and we looked only at unvascularized patients in the analysis of presensitization events. The group of unvascularized patients with positive CM and presensitization (n=32) had a higher rate of endothelial reaction than the one without any presensitization (n=24): 31% as opposed to 8% (p=0.04) (Table 4). For the failure rate, the difference was not considered significant: 25% as opposed to 8% (p=0.11). As already known, previous rejection episodes were associated with a higher rate of endothelial reaction (p=0.01). Regrafting, as observed in 50% of the patients (28 out of 56 patients) also influenced the rejection rate (32%) (p=0.04). By opposition, blood transfusions (20%) and pregnancies (20%) did not significantly influence the rejection rate (p=0.44 and p=0.23 respectively). For the failure rate, previous corneal graft in either eye was the most important event (25%) (p=0.11), even if it was not statistically significant, followed by blood transfusions (20%) (p=0.44), previous rejection (13%) (p=0.73) and pregnancies (13%) (p=0.62).
This study confirms previous observations made by us6 and others13 that positive donor-recipient crossmatching does not represent an important risk factor for corneal graft rejection episode or graft failure unless the recipient is presensitized from either a previous graft or anterior rejection.
Donor-recipient crossmatching and tissue compatibility are not usually done for corneal transplants whereas in organ transplantation these procedures are routinely in practice. The antibodies responsible for a positive CM in organ transplantation are usually directed against antigens of the MHC system. In the present study, alloantibodies directed against HLA antigens were detected in only 16 of 61 patients (26%) of the positive CM group.The presence of these antibodies does not seem to influence the effect of crossmatching on the graft outcome. However, when allospecificity of these antibodies was directed against mismatched donor's HLA antigen, endothelial rejection was increasing but the number of patients studied was too small for definive conclusions.
The exact role of incompatibility for the MHC system in comeal graft rejection is still unclear. In the animal model, minor or non-MHC antigens have been demonstrated to play a major role in rejection phenomena.16 Recently, an humoral immune response directed against specific proteins of human corneal tissue has been reported, which is relevant to the inflammatory response of corneal allograft rejection.17 Substitution of donor lymphocytes by other target cells from cornea, in crossmatching procedure, could be an alternative to detect the more specific preform ed antibodies. Recent studies have shown that human corneal enthothelial18 and epithelial19 cells extracted post mortem from corneal tissue w ould be more appropriate donor antigenic molecules fo r the corneal transplantation matching.
In the present study, the most important effect of crossmatching was observed in patients presensitized by documented causes of previous graft or rejection, blood transfusions and pregnancies. Previous graft in either eye and patients with history of rejection were the major factors of presensitization and they increased the risk of endothelial reaction when associated with a positive CM. O ur results are supporting the Foulks et al.20 observations, in which the humoral presensitization due to previous graft rejection was identified as an indépendant risk factor
associated with corneal rejection. However, our study was not able to demonstrate any effect of positive CM on allograft failure. Vascularization of the recipient bed is still the major factor associated with failure in corneal transplant.121־ It should be interesting to evaluate the effect of crossmatching in vascularized patients in future studies.
This study showed that donor-recipient crossmatching could be an important procedure for the selection of recipients for corneal transplantation particularly in patients presensitized by an anterior graft or a rejection history. The sensitivity of the crossmatching method has to be evaluated, but this compatibility procedure can be performed easily and at low cost, and may contribute to reduce the risk of corneal rejection.
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T A B L E 1 . H L A Cross Reacting Groups ( C R E G ) antigens and H L A Public Specificities considered in the determination of crossmatch donor specificity.
HLA Locus CREG (antigens)
HLA-A A1 (1,3,11,36) A2 (2,23,24,68,69) A10 (11,25,26,34,66) A19 (29,30,31,32,33,74) A28 (33,34,66,68,69) HLA-B B5 (18,35,46,51,52,53,57,58,62,63,71, 72,75,76,77) B7 (7,13,27,41,42,47,48,54,55,56,60,61,73) B8 (8,18,38,39,59,64,65,67)) B12 (44,45,49,50) P U B L I C (antigens) HLA-B Bw4 (13,27,37,38,44,47,49,51,52, 53,57,58,59,63,77) Bw6 (7,8,18,35,39,41,42,45,46, 48,50,54,55,56,60,61,64,65,67,71,72,73,75,76) HLA Specificities HLA-DR DRB1 (01, 03, 04, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16)
C R O S S M A T C H G R A F T O U T C O M E A T 24 M O N T H Number of cases Endothelial reaction n(% ) Failure n (% ) Positive 61 14(23) 10(16) HLA specificity • Identified 16 5(31) — • Not identified 45 9(20) 10 (22) Negative 698 186(27) 210(30)
P# HLA MISMATCHED* SPECIFICITIES OF ANTIBODIES DIRECTED AGAINST DONOR'S HLA SPECIFICITY REJECTION RISK FACTORS
A nterior G raft Vasculari- Graft Size zation
ENDOTHELIAL REACTION R1 A 2 , B 2 7 , B 6 0 , B W 4 , D R 5 , D R 1 0 A 2 , D R 2 Y es 1 7 .5 — — R 2 A 1 0 - 2 8 . A 3 4 . B 2 7 . B W 4 B w 4 Y es 11 8 Yes Yes R 3 A 3 . B 4 9 . B 5 6 . B W 4 . D R 1 B w 4 Y es 10 16 Yes Yes R 4 A l l . B 18. B 4 4 . B W 4 . D R 4 . D R 5 B 13, B 4 4 Y es 0 8 — — R 5 A 1 9 . A 2 8 . A 3 1 . D 0 2 . D 0 3 . D R 8 D Q 2 Y es 3 7 . 5 — — R 6 A 2 4 . B 1 2 . B 4 9 . B W 4 . D R 4 D R 3 , D R 4 Y es 3 8 — Yes R 7 A 1 9 . A 3 3 . B 5 . B 5 1 . B 6 2 . D R 4 . D R 6 B 5 1 Y es 0 16 Yes Yes R 8 A 2 . B 5 5 . D R 2 . D R 8 B 18, D R 7 , D R 8 Y es 0 7 .7 Yes — R 9 A 2 , A 1 0 , A 2 6 , B 7 , B W 6 , D R 1 5 D R 1 5 , D R 8 Y es 0 7 . 7 — — R IO A 1 8 , A 1 9 , A 3 2 , B W 6 , D R 8 A 2 6 , A l l , B 3 8 , D R 2 N o 0 8 .2 — — R l l B 7 , B 4 5 , D R 5 A l l , D Q 3 N o 1 8 .2 — — R 1 2 A 1 9 , A 3 1 , B 5 7 J 3 W 4 , D R 7 . D R 8 , D Q 2 A 2 , D R 2 , D R 4 N o 2 7 .7 — — R 1 3 B 18, D R 3 , D R 7 , D Q 2 A 2 , A 5 7 , A 6 2 , B 8 , DQ1 N o 0 7 .7 — — R 1 4 A l , A l l , A 5 0 , B 1 2 , D R 5 B 4 9 , D R 1 , D R 8 N o 0 7 .7 — — R 1 5 A 3 , D R 2 D R 1 0 N o 0 8 Y es — R 1 6 B 1 2 . B 4 9 A l l , A 3 0 , D R 8 N o 2 7 . 7 Y es Y es
N U M B E R O F P A T IE N T S E N D O T H E L I A L R E A C T IO N F A IL U R E (%) p v a lu e (%) p v a lu e Pr e s e n s i t i z e d Previous Rejection 8 4 (5 0 ) *0.01 1(13) 0.73 Previous Graft in either eye 28 9 (3 2 ) *0.04 7(25) 0 . 1 1 Blood Transfusions 5 1(20) 0.44 1(20) 0.44 Pregnancies 15 3 (20) 0.23 2(13) 0.62 Total 32 10(31) *0.04 8(25) 0 . 1 1 N o n Pr e s e n s i t i z e d 24 2( 8) 2( 8)
* Proportion significantly different from the not presensitized group at the 5% significant level.
Le rôle des antigènes des groupes sanguins ABO et Lewis.
2- Le rôle du HLA DR
Role of ABO and Lewis Blood
Group Antigens in Donor-
Recipient Compatibility of
Corneal Transplantation
Rej ection
R aynaL d R o y , P h D ,1 B éatrice D e s M a r c h a is ,2 R ichard B azin, M D , ־’ H é l è m M . B oisjoly, M D ,J Id e D u b é , M D , 2 Patricia A . L aughrea, M D ־’
Purpose: There are conflicting results regarding ־be role of human leukoc/te antigen
(HLA) matching and ABO compatibility in comeal graft rejection for low- and high-risk patients. Lewis blood group antigens could be an impor^t histocompatibility system. Beneficial effects of Lewis antigens matching have beer! reported in renal transplantation, but its effect is still unknown in comeal allografting.
M ethods: Between 1987 and 1993, ABO, Lewis and HLA phenotypes were deter
mined in 697 consecutive grafts of comeaJ transplantations. The effect of Lewis matching on comeal endothelial rejection was evaluated over a 3-year period. Data analysis was done by plotting survival curves with the Kaplan-Meser method for survivorship data and performing statistical analysis with the log-rank test (Mantel-Haenszel test) for curve comparison.
Results: In vascularized recipients, the ABO, Lewis, and HLA systems did not
influence the graft outcome. However, for the unvasaianzed recipients, the endothelial 3-year rejection rate was significantly lower for both Lewis compatible patients (84% vs. 68%; log rank = 0.03) and HLA compatible patients (86% vs. 72%; log rank = 0.001), but not for the ABO-matched patients (82% vs. 79%: log rank = 0.56).
Conclusions: The authors’ study suggests that Lewis antigens and HLA matching
could positively influence comeal graft survival for the ■jr. vascularized recipients, but it did not seem to have any effect in vascularized recipients.
Ophthalmology 1997; 104:508-512
For the pc>: 20 years, there has been con troversy regard ing the rz'.i o f im m u n ologic factors on corneal graft su r vival. M¿.־ ;. different investigators found a b en eficia l e f fect o f human leuk ocyte antigen (H L A ) m atchin g for c o r neal transplants.'־ ' T he C ollaborative C orneal Transplant S tu dies ‘CCTS)■1 and other studies5*' did not support this finding. However, the C C TS suggested that A B O c o m p a t ibility decreased ;he rejection rate in h igh -risk v a sc u larized rcr-.ents.
W e :ir o n e d in this journal a beneficial e ffe c t on c o r neal gra־ i\ al o f HLA matching for A . B. and D R loci in low r.'k patients !sm all graft size and u n v a sc u la r iz ed cornea·, r ׳.: no significant effect was sh ow n for h igh risk p atienb . ·*h:ch «j! in agreem ent with the C C T S d a ta .1׳ Howe%e:. our data did not support the C C T S result* on
O riginally received: O cto b er 10. !995. Revision accepted: N ovem ber 5. 1996.
1 Rheumatology -Im m u n o lo g y Research Center. Centre H ospitalier U ni versitaire de Quebec. Q uebec. Canada.
; Ophthalmology R esearch U nit. Centre Hospitalier U niversitaire de Quebec. Quebec. Canada.
1 Department ot O phthalm ology. Hôpital M ai>or.neu'e R osem ont. M on treal. Canada.
Supported in part by Form oeil-O culus Foundation re 'e a rch g ra n s and Banque J ’Yeu.x Nationale. Q uebec City. Canada.
Presented at the A m erican A cadem y ot׳ Ophthalmology A nnual M eeting. Atlanta. November 1995.
The authors h a 'e no proprietary interest in an\ ot !.־.e m aterials u*ed in this study.
Reprint request !0 Raynald Roy. PhD. Rheumatology - Im munology R e search Center. : 0 5 ־ . U u r ie r Blvd. S(e-Fo>. Quebec. C anada. G l \ - C l
tive to a. or negative to b. Incom patibility is d efined as a to b. b to a. a to n eg a tiv e, or b to n eg a tiv e. H L A cla ss I incom patibility w as defined as p resen ce o f tw o incom patible antigens at eith er locus A or B.
D e te r m in a t io n o f th e L e w is P h e n o ty p e
A standard h em agglutination technique was u sed . Patient erythrocytes were w ash ed in phosphate buffered sa lin e until no further h em o ly sis co u ld be seen. T h en a drop o f the erythrocyte su sp en sion w as added to a drop o f anti- L e1 or anti-Le׳׳ and incubated at 22°C for 3 0 m inu tes. A fter centrifugation (5 m in u tes at 1000 rpm). a p o sitiv e agglutination with a sp ec ific antibody indicated the p res en ce o f the L ew is type.
E n d oth elial R ejectio n and R isk Factors
Allograft reaction was diagnosed in the presence o f stro mal edema within the graft in association with 1+ to 4 + anterior chamber cells and endothelial keratic precipitates or a rejection line (Khodadoust line) as described pre viously.1 Vascularization was defined by the presence o f superficial or deep corneal vessels extending to more than one quadrant of the corneal periphery (up to 4 mm from the limbus), or by the presence o f any vessels extending within the optical zone.
Statistical Methods
T h e endothelial rejection free survival curves w ere drawn by the K a p la n -M e ie r m ethod . T o com pare survival cu rves, the log rank test (M a n te l-H a e n sz e l test) w as used. In this study, the failure rate w as estim ated from the survival curves.
Results
In vascularized recipients, neither the A B O . L e w is, or H L A system influenced the graft survival (F ig 1). A t 3 6 m onths, the survival rates for com p atib le and in com p ati ble groups were 5 7 c7c and 72*3·. resp ectively, for the A B O system : 529r and 599c, re sp ec tiv e ly , for the L e w is system : and 6 8 rc and 6 2 £-r. re sp e c tiv e ly , for the H L A sy stem . T h ese are in agreem ent w ith our previously p ub lish ed data for A BO and H L A co m p a tib ility .1
In unvascularized recip ien ts, com p atib ility for the L ew is and HLA sy stem s im proved the graft o u tc o m e (F ig 2 ). At 36 months, the su rvival rate for the L e w is sy stem w as 3 4 ^ in the com p a tib le group versus 689r in the in com patible group Uog rank = 0 .0 3 ). A s ob served in our previous studies, the favorab le e ffec t o f d onor-recipien t HLA com patibility rem ains in this large patient popu la tion. ABO com patibility did not influence the su rvival o f low -risk. unvascularized patients.
The effects o f L ew is and HLA com p atib ilities in un- vascularized recipients se e m to be independent from each other, considering the relatively equal distribution ot H L A and ABO com patible and in com patib le recipients am ong L ew is com patible and in com patib le recipients (T ab le I ).
5v.'° A B O com patibility.* T h is factor did not se em to in flu en ce
the graft survival for both the h igh - and low -risk groups in our population o f 4 3 8 p atients. V ôlk er-D ieb en et a l: a lso su ggested a p o s s ib le role for A B O in graft c o m p a ti b ility.
T h e L ew is (L e) ery th ro cy te an tigen sy stem was sh ow n to in flu en ce renal graft su r v iv a l.’10־ A s in the A B O sy stem , the L e w is antigens are ex p re sse d on the surface o f eryth ro c y tes. They also are ex p re sse d on con ju n ctival ep ith elial c e lls and ly m p h o cy tes." B io c h e m ic a lly , L ew is an tigen s are com p osed prim arily o f carboh yd rates in o lig o s a c c h a ride chains. L ew is and A B O sy ste m s are derived from the sa m e precursor m o le c u le s, N -a c e ty lg lu c o sa m in e o f typ e 1 or type 2 ch a in s. L e ׳ an tigen is formed by the ad d ition o f a fu c o se m o le c u le to carbon 4 at the su bterm i nal p osition o f the N -a c e ty lg lu c o s a m in e type 1 chain. L eb su b sta n ce results from the addition o f a fu cose to the term inal galactose units o f the L e1 c o m p le x . Lec and L ed su b sta n ces result from the addition o f on e or two fu c o se m o le c u le s to the ty p e 2 ch ain . L ec and L ed p h en otyp e g en er a lly are ca lled L e w is n eg a tiv e b e ca u se o f their lo w im m u n ogen icity k n o w n from b lood bank practice. T h e p resen ce o f an tib odies a g a in st Le1 or L e b can cause h em o ly tic transfusion rea ctio n s and p lays a role in organ allo graft rejection .10
T h e present stud y a n a ly z e s the role o f A B O and L e w is com p atib ility on c o m e a l allograft im m u n e reactions in v ascu larized and u n v a scu la rized p atients.
Methods
Population under Study
B e tw e e n January 1 9 8 7 and A u gu st 1 9 9 3 , w e p rosp ec- tiv e ly studied a p o p u la tio n o f 6 9 7 c o n se c u tiv e corneal transplants done at the C en tre H osp italier d e l’U n iv ersité L aval, Q uébec C ity, C anad a. Both the su rg ica l tech n iq u es and m ed ical m an agem en t w er e stand ard ized for the four su rg e o n s involved in the stu d y (H M B . R B , ID , P A L ). T h e recip ien t selection w a s m ad e by the laboratory personn el b ased on identification o f the least donor-recipien t H L A m ism atch available and the donor ag e. A B O and L e w is p h en otyp es were not k n o w n to the laboratory p ersonnel o r the surgeons at the tim e o f recipient se lec tio n , and the fou r surgeons w ho w er e co m p le tin g the fo llo w -u p data c o lle c tio n forms w er e c o m p le te ly m asked regarding this inform ation. Each graft w a s exam in ed at 15 days, and 1. 2 , 3. 6. 1 2 ,1 8 . 2 4 ,3 0 , and 3 6 m onths after transplantation. D onor-recipient A B O co m p a tib ility data w ere availab le o n all patients, w h erea s L e w is and H L A com p atib ility data w ere m issing on 391 (L e w is d eterm ination is d o n e in our laboratory s in c e 1 9 9 0 ) and 4 grafts, resp ectively. T h e distribution o f g raft s iz e and prim ary d iagn osis w ere com p arab le betw een co m p a tib le and in com patib le re cip i en t in the three h istocom p atib ility sy ste m s studied. O v e r a ll. 5 5 7 recipients co r n e a l beds w ere u nvascularized and
140 w ere vascularized.
C o m p a t ib ilit y D e f i n i t i o n s
A b se n c e o f p henotype L e w is a and b w as called L ew is n eg a tiv e. C om patibility is defined as a to a. b to b.
nega-A B O matching had no effec t. M oreover, the com b ination o f incom patibilities for the HLA and L e w is sy stem s wa.s statistically sign ifican t (lo g rank = 0 .0 0 5 ) in the reduction o f graft survival. T h is effec t w as m ore apparent at 24 m onths, for w h ich su rvival rates in H L A and HLA +
UNVASCULARIZED
VASCULARIZED
ABO com p atib le (26 0 )
---- .... ABO incompatible (297) Log rank p= 0.56 100 90 80 70 60 50 « > £ 3
Time (months)
Figure 2. EnJi>(helial .ilUn»nwc reliction·rnrc 'urviv.il ror A B O . Lcrwis. a n J HLA com p:itihIi(v in unvaNCul.irtied *vm e:i. T he n u m b er of p u ie n c s jr e in p.irenthcx>. <0 > D CO
Time (months)
Figure I. Endothelial allograft n rin io n -lT « survival tor A 3 0 . Lewis, and HLA compatibility in vascular-״ ־ ■-: ;o m < ! The number oi patients are in parentheses.
W hen all patients (vascu larized and unvascularized ) are con sid ered as a sin g le group (T able 2). HLA m atchin g sign ifican tly im p roved the survival rate (log rank = 0 .0 0 1 ), and L e w is m atching sh ow ed a sim ilar trend, al though it wa.s not statistically sign ifican t (log rank = 0 .1 ).
T a b l e 1. D i s t r i b u t i o n o f H u m an L e u k o c y t e A n t i g e n ( H L A ) a n d A B O C o m p a t i b i l i t y by L e w i s C o m p a t i b i l i t y *
Lewis
HLA A B O
Com paabli Incompaubi¿ Compatible ¡ncompaabie
Compatible 100 (44) 129 (56) 145 (66) 73 (34)
Incompatible 34 (44) 43 (56) 52 (67) 26 (33)
* Values are no. (%).
T he present study con firm s our p reviou s o n e .5 in w hich w e sh ow ed that the im m u n o lo g ic failure u a s not in creased in lo w - or h igh -risk c o m e a l grafts that were A B O incom patible. T h e d eg re e o f p reim m un ization o f patients to A B O antigens and the im m u n o lo g ic status o f recipients cou ld be other variab les not c o n sid er ed by us and in other stud ies on the e ffe c t o f A B O m atch in g. The con fou n d in g effe c t o f the p atien t’s im m u n e statu s has been noted in the CCTS stu d y ,14 in w h ich lo w in fluence on co m ea l rejection w as ob serv ed w h en the e f fe c t o f A B O incom pat ib ility w as evalu ated in h igh resp on d er recipients gen eti ca lly h o m o g en o u s for H L A -D R 6 .
A lthough our fin d in g s sh o w a b en eficial e ffe c t o f d o nor-recipient c o m p a tib ility for the L e w is blood group s y s tem , this effe c t w as in d ep en d en t o f A B O and H L A c o m patibility and lim ited to lo w -risk , u n vascu larized patients. Potential im m u n e re sp o n se to L e w is has been described p rev io u sly .15 In renal transplantation, d evelop m en t o f ly m p h o cy to to x ic a n tib o d ies ag a in st in com p atib le L ew is antigens has been reported to be a sso c ia ted w ith allograft rejection .1617־ A s com p ared w ith oth er h istocom p atib ility sy stem s, L e w is a n tig e n s b ein g le s s im m u n ogen ic, the com p atib ility for this b lo o d group sy stem rarely is co n sid ered in organ transplantation. B e c a u se im m u n osup pres sion is less in c o m e a l transplantation than in organ allo graft, the cornea co u ld b e a m ore su sce p tib le tissue for L e w is antigens in co m p a tib ility .
Patients w ith v a scu la rized co r n e a s are the on es w ho co u ld benefit the m ost from lo w er in g the risk o f allograft L e w is sy stem s in co m p a tib ility g ro u p s w ere 75% and
66% , re sp ec tiv e ly .
D iscussion
T h e present stu d y sh o w s the fa v o ra b le effec ts o f donor- recip ien t L ew is and H L A c o m p a tib ility , esp ecially in re cip ien ts w ith u n v a scu la rized co r n e a s. N o effect o f A B O m atchin g w as o b se r v e d , as sh o w n in o u r previous study. T o our k n o w le d g e , w e are the first grou p to report a large sc a le study o f L e w is an tigen m a tch in g in co m ea l grafting. S id rys and P o la c k did report, at the A R V O m eeting in 1984, an u n p u b lish ed stud y o f L e w is a n tig e n s in 25 black p atients. A lth ou gh V ô lk e r -D ie b e n et a l2 and the CCTS'1 su g g ested a p o s itiv e e ffe c t o f A B O m atch in g, they did not exam in e the role o f oth er b lo o d g ro u p antigens.
T h e p a th o g en esis o f graft rejection d u e to blood group sy stem in co m p a tib ility still is n ot clear. A B O incom pati b ility gen erally is a cc ep ted as a transplantation barrier, particularly in renal tran sp lan tation .12 H o w ev er, su cc ess ful liv e r transplantation has b een p erform ed across A B O in co m p a tib ilitie s.13 In c o m e a l tran splantation, the contro versial effe c t o f A B O c o m p a tib ility reported by different stu d ies cou ld be e x p la in e d by m an y fa cto rs. One o f these co u ld b e the va ria b ility in the rejectio n ev en ts analyzed. In the last C C T S report, the A B O m a tch in g effect was o b serv ed in c a s e s o f graft failu re from an y cause, but not in association w ith e v id e n c e o f im m u n o lo g ic reactions.14
T a b le 2. E ffect o f D o n o r - R e c ip ie n t C o m p a tib ility for V arious H isto c o m p a tib ility A n tig e n s o n Graft Survival o f A ll C o m e a l T ran sp lan ts
% of Graft Survival nDonor־ (no. of patients)
L i a i n p a i a u u i i y System Compatibility 36 mo 24 mo p -A B O Yes SI (192) 77 (961 O.cc No 32 (233) 73 (13S) Lewis Yes SC (121) 79 (61) V. . t^ 1 No 72 (37) 66 ( 14' HLA Yes ¿6 (257) 32 (1 4 c' vT.CC No 75 (165) 70 (371
HLA ־*־ Le\v׳< Yes S3 u 6 4 ) 35 ( 145' C.CC5
No co (15) 66 (8'
