СОДЕРЖАНИЕ - kirlian.dp.ua

Реклама
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. ИММУНОЛОГИЯ. ЗАДАЧИ…………………………………………..4
Глава 2. ИММУНИТЕТ, ИММУННАЯ СИСТЕМА…………………………..8
Глава 3. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ………………………………..27
Глава 4. АНТИГЕН, АНТИТЕЛО……………………………………………....36
Глава 5. ИММУННЫЙ ОТВЕТ………………………………………………....41
Глава 6. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ…………………………………...54
Глава 7. ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА………………………………..56
Глава 8. ВОСПАЛЕНИЕ…………………………………………………………69
Глава 9. АУТОИММУННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ……………………………...81
Глава 10. ИММУНОДЕФИЦИТЫ……………………………………………..86
Глава 11. АЛЛЕРГИЯ……………………………………………………………99
Глава 12. ИММУНОПРЕПАРАТЫ…………………………………………...102
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………...111
3
ГЛАВА 1. КЛИНИЧЕСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ.
ИММУНИТЕТ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ. ОБЪЕКТ
ИССЛЕДОВАНИЯ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ.
Клиническая иммунология - клиническая и лабораторная дисциплина, которая
занимается обследованием, диагностикой и лечением больных с
патологическими процессами, развивающимися в результате нарушения
иммунных механизмов, а также теми случаями, когда иммунологические
манипуляции являются важной частью терапии или профилактики (Комитет
экспертов ВОЗ, 1993).
Клиническая иммунология представляет собой раздел медицины, изучающий
патологию человека в контексте нарушения функций иммунной системы. С
этих позиций рассматриваются этиология и патогенез заболеваний, а также
методы диагностики и лечения. Кроме того, к аспектам данной дисциплины,
несомненно, относятся и нарушения взаимодействий иммунной, нервной и
эндокринной систем, причем в эти рамки укладывается патогенез большинства
патологических состояний человека.
Термин «иммунитет» происходит от латинского слова «immunis» (так в
древнем Риме называли гражданина, свободного от определенных
государственных повинностей). Первоначально этот термин использовался для
обозначения резистентности организма к инфекции, а иммунология составляла
дисциплину, изучающую феномен иммунитета.
В настоящее время это определение существенно расширено и касается
множества реакций, направленных на элиминацию из организма любого
чужеродного материала. К области иммунологии относятся также проблемы
патологии, связанные с нарушением нормального хода иммунных реакций.
Кроме того, наблюдается активное взаимопроникновение иммунологии и
целого ряда ставших смежными дисциплин, таких как генетика, эмбриология,
экология и др.
Иммунитет - функция иммунной системы, обеспечиваемая совокупностью
клеточных и гуморальных механизмов, состоящая в распознавании антигенов,
несущих признаки генетической чужеродности и их элиминации из внутренней
среды организма.
Иммунный_статус - совокупность количественных и качественных
характеристик, отражающих состояние иммунной системы человека в
определенный момент.
ОБЪЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ:
1. Заболевания, в основе которых лежит снижение функций иммунной
системы
генетически
обусловленное либо приобретенное
(иммунодефициты, в том числе СПИД).
2. Заболевания, развивающиеся в результате повреждения организма
хозяина за счет специфических
антител и/ либо сенсибилизированных
4
лимфоцитов (непосредственно либо с помощью разных ассоциированных
эффекторных систем) (аллергические и аутоиммунные заболевания).
3. Патологические процессы повреждения тканей хозяина, как результат
действия
иммунной
системы
при
защите макроорганизма от
микроорганизмов (инфекция и иммунитет), а также при отторжении органов и
тканей).|
4.:Заболевания, лечение которых включает применение иммуногенетики и
иммуннотропной терапии.
ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ
♦ Выявлять дефектность того или иного звена иммунной
системы
(врожденные или приобретенные иммунодефициты);
♦ Диагностика иммунопатологических проявлений соматической патологии;
♦ Диагностировать
реакцию
организма
на чужеродные
и
аутоантигены (аллергические и аутоиммунные заболевания, инфекции,
контроль иммунной реакции на трансплантат);
♦ Выявлять патологические продукты, синтезируемые клетками иммунной
системы (парапротеинемии, болезни тяжелых цепей, плазмоцитома);
♦ Осуществлять фенотипирование гемобластозов;
♦ Выявление конкретного иммунологического дефекта и подбор (в том числе в
тестах in vitro) способа иммунокоррекции;
♦ Контролировать эффективность иммунотропной терапии и прогноз течения
заболевания;
♦ Диагностика и лечение иммунопатологии репродуктивной функции (в том
числе «иммунные» формы бесплодия, беременность, лактация), а также
нарушений, связанных с климаксом.
Для постановки диагноза иммунопатологического состояния используют
следующие приемы:
— сбор иммунологического анамнеза;
— постановка диагностических тестов непосредственно у больного (тесты in
vivo);
— постановка иммунологических тестов in vitro.
СБОР ИММУНОЛОГИЧЕСКОГО АНАМНЕЗА И ХАРАКТЕРИСТИКА
ОСНОВНЫХ ИММУНОПАТОЛОГИЧЕСКИХ СИНДРОМОВ
Сбор иммунологического анамнеза проводят и соответствии с картой
иммунологического опроса. В результате опроса следует сразу определить тип
наиболее вероятного иммунопатологического синдрома. Как правило, речь идет
об одном из следующих шести синдромов:
- инфекционный синдром;
- аллергический синдром;
- аутоиммунный синдром;
- первичный иммунодефицит (у детей);
5
- вторичный иммунодефицит;
- иммунопролиферативный синдром.
ИНФЕКЦИОННЫЙ СИНДРОМ
- длительный субфебрилитет, лихорадка неясной этиологии;
- хронические
инфекции
ЛОР-органов
(синуситы,
отиты),
лимфадениты;
- часто повторяющиеся, хронические бронхиты и пневмонии (в том числе в
сочетании с инфекцией ЛОР-органов);
- высокая частота ОРВИ (у взрослых более 4 раз и у детей более 6 раз в год);
- бактериальные
инфекции
кожи
и
подкожной
клетчатки
(пиодермии,
фурункулезы,
абсцессы,
флегмоны,
рецидивирующие
парапроктиты у взрослых);
- грибковые инфекции кожи, слизистых оболочек и ногтей;
- паразитарные инфекции;
- афтозные стоматиты, заболевания парадонта, кариес;
- рецидивирующие гнойные конъюктивиты;
- рецидивирующий герпес различной локализации;
- повторные лимфадениты;
- хронические урогенитальные инфекции (хронический гнойный вульвит,
уретрит, часто повторяющиеся циститы и пиелонефрит);
- дисбактериоз, хроническая гастроэнтеропатия с диареей неясной этиологии;
- генерализованные инфекции (сепсис).
АЛЛЕРГИЧЕСКИЙ СИНДРОМ
- аллергопатология кожи (атонический и контактный дерматит, отек Квинке,
феномен Артюса, экзема);
- аллергопатология ЛОР-органов;
- бронхиальная астма, поллиноз, хронический астматический бронхит,
гиперчувствительные пневмониты;
- непереносимость пищевых продуктов, лекарств, химических соединений
и др.
АУТОИММУННЫЙ СИНДРОМ
- воспалительные
заболевания
опорно-двигательного
аппарата
(ревматоидный артрит, синдром Шегрена, синдром Фелти и др.);
- СКВ, дерматомиозит, склеродермия;
- системные
васкулиты
(гранулематоз Вегенера,
узелковый
периартериит и др.);
- гломерулонефриты;
- патология щитовидной железы, инсулинозависимый сахарный диабет,
болезнь Аддисона и другие гормональные нарушения;
- неврологические заболевания (рассеянный склероз, миастения Гравис и
др.);
- неспефический язвенный колит;
6
- цитопенические болезни крови;
- аутоиммунные заболевания печени;
- аутоиммунные формы бесплодия, патология
формы течения климактерического синдрома;
- некоторые виды психопатологии (шизофрения).
беременности, тяжелые
ПЕРВИЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ (у детей)
синдром Луи—Барр — атаксия в сочетании с телеангиэктазиями, пятнами
гипер- и депигментации;
- синдром Вискотта—Олдрича — геморрагический симптомокомплекс в
сочетании с экземой и тромбоцитопенией у мальчиков;
- синдром Ди-Джорджи — судорожный синдром с гипокальциемией,
пороками развития лицевого скелета и сердечно-сосудистой системы,
гипоплазией тимуса;
- наследственные ангионевротические отеки различной локализации
(недостаточность С 1-ингибиторов).
ВТОРИЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ
- все виды инфекционного синдрома в случае длительного
торпидного к терапии течением, тенденция к генерализации процесса;
- алопеции, де- и гиперпигментации кожи;
- СПИД;
- другие случаи приобретенной иммунной недостаточности
и
ЛИМФОПРОЛИФЕРАТИВНЫЙ СИНДРОМ
- опухоли в иммунной системе (лимфолейкозы, лимфосаркомы, лимфомы,
саркома Капоши);
- Х-сцепленный рецессивный лимфопролиферативный синдром у детей:
а)
гиперплазия всех групп лимфатических узлов с воспалительными
процессами в них в сочетании с частыми бактериальными инфекциями другой
локализации;
б) спленомегалия;
в) мононуклеоз в анамнезе.
7
ГЛАВА 2. ИММУНИТЕТ. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ
Иммунитет - одна из систем организма, состоящая из органов, клеток и
белковых соединений и выполняющая специфические, никакой другой системе
не свойственные функции.
Выделяют иммунитет врожденный и приобретенный.
Врожденным иммунитет является неспецифическим по отношению к патогену
и осуществляется макрофагами и естественными киллерами.
Приобретенный иммунитет является специфическим по отношению к патогену
и обеспечивается Т- и В-лимфоцитами. Приобретенный иммунитет
подразделяют также на естественный (приобретаемый в течение жизни
организмом при естественном контакте с патогенами) и искусственный
(создаваемый в ходе медицинских манипуляций).
Искусственный приобретенный иммунитет может быть активным (когда в
организм вводятся антигены, то есть вакцины), или пассивным (при введении в
организм антител, то есть сывороток).
Иммунную систему схематично можно разделить на две основные части:
1. Клеточный иммунитет.
2. Гуморальный иммунитет.
Кроме того, существуют сложные и многообразные системы неспецифической
защиты организма (система фагоцитоза, система комплемента, лизоцим, белки
острой фазы, кининовая система и т.д.).
2.1. ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Существует своеобразная иерархия органов иммунной системы, в которой
можно выделить первичные и вторичные лимфоидные органы. К первым
относятся тимус (вилочковая железа) и костный мозг (у птиц еще и фабрициева
сумка), ко вторым — лимфатические узлы, селезенка, а также лимфоидная
ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками (лимфатические фолликулы
пищевого и дыхательного трактов: небные миндалины; носоглоточная
миндалина; бронхоасоциированная лимфатическая ткань; лимфатическая
ткань,
ассоциированная
с
кишечником (GAIT), включая аппендикс и
пейеровы бляшки).
Указанные органы связаны между собой и с остальными тканями организма с
помощью кровеносной системы и лимфатических путей. По ним передвигаются
рециркулирующие лимфоциты, за счет которых и осуществляется эта связь.
2.1.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Центральные органы иммунной системы выполняют важнейшие функции,
обеспечивая самообновление иммунной системы. В этих органах идут
процессы пролиферации клеток-предшественников, их дифференцировка и
созревание, вплоть до выхода в циркуляцию и заселения периферических
органов иммунной системы зрелыми иммунокомпетентными клетками.
Тимус (зобная или вилочковая железа) представляет собой центральный орган
иммунной системы позвоночных.
8
Тимус представляет собой окруженный капсулой лимфоидный орган, который
располагается за грудиной в переднем средостении. Это первый лимфоидный
орган, возникающий в процессе эмбриогенеза у млекопитающих и птиц. К
рождению человека тимус весит около 15 г; к 15-40 годам достигает своего
максимального развития и весит около 30-40 г., а затем подвергается
инволюции. Наиболее активен тимус у молодых людей (у них в иммунных
реакциях преобладают клеточные). В детском и пожилом возрасте вилочковая
железа малоактивна (у этих категорий людей иммунитет осуществляет свои
функции преимущественно за счет гуморальных реакций).
Тимус представляет собой единственный орган иммунной системы,
подвергающийся быстрой возрастной инволюции. В течение первых 50 лет
жизни ежегодно теряется по 3% истинно тимической ткани, которая
постепенно замещается жировой и соединительной тканью. Соответственно
снижается и продукция Т-лимфоцитов. Самая высокая продукция Тлимфоцитов сохраняется до двух лет, а затем быстро падает. Однако следует
отметить, что количество Т-лимфоцитов в циркуляции сохраняется на
достигнутом уровне. Дело в том, что значительную часть популяции Тлимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в
постоянном обновлении. Поэтому численность Т-клеток может поддерживаться
во взрослом организме и в отсутствие тимуса. Более того, зрелые Т-лимфоциты
подвергаются так называемой «клональной экспансии», т.е. избирательной
пролиферации в ответ на встречу со своим антигеном, за счет чего их
численность возрастает. После создания пула периферических Т-лимфоцитов
утрата тимуса уже не приводит к катастрофическому снижению иммунитета. В
пользу этого говорят результаты иммунологического обследования взрослых
людей, перенесших тимэктомию.
Каждая доля тимуса (у млекопитающих их две) состоит из долек, частично
отделенных одна от другой с помощью выростов капсулы, называемых
перегородками, или трабекулами. Периферическую часть дольки занимает
кора, а центральную часть — мозговое вещество. Корковый слой густо усеян
лимфоцитами разной степени зрелости и дифференцировки и окружен
паренхимой с эпителиальными клетками. Эпителиоциты выделяют тимические
факторы, влияющие на пролиферацию, дифференцировку
и обучение
лимфоцитов. В мозговом слое долек вилочковой железы содержится
лишь небольшое количество лимфоцитов. Преимущественно это зрелые
тимусзависимые лимфоциты; вероятно, они должны покинуть вилочковую
железу и включиться в циркуляцию.
Важную роль в функционировании тимуса играет строма, состоящая главным
образом из эпителиальных клеток. Эпителиальные клетки тимуса синтезируют
ряд пептидных гормонов, из которых четыре изучены достаточно хорошо. К
ним относятся тимулин, тимозины и тимопоэтин. Указанные пептидные
гормоны участвуют в многоэтапной дифференцировке лимфоцитов в тимусе.
Лимфоциты, находящиеся в тимусе, называют тимоцитами. Они включают
Т-лимфоциты на разных стадиях дифференцировки. Ранние предшественники
9
Т-лимфоцитов из костного мозга поступают в корковый слой тимуса. Эти
незрелые клетки еще не несут на поверхности маркеров, характерных для
зрелых Т-лимфоцитов. Постепенно они мигрируют из коркового слоя тимуса в
мозговой, постоянно контактируя с эпителиальными клетками, макрофагами и
дендритными клетками и испытывая на себе влияние продуцируемых этими
клетками медиаторов. В процессе продвижения в мозговой слой тимоциты
поэтапно приобретают характерные для Т-лимфоцитов поверхностные
рецепторы и антигены. Зрелые Т-лимфоциты, экспрессирующие уже полные
наборы поверхностных маркеров, включая маркеры субпопуляций CD4 или
CD8, покидают тимус, поступают в циркуляцию, заселяют Т-зависимые зоны
периферических органов иммунной системы.
Эпителиальные клетки тимуса синтезируют ряд пептидных гормонов, из
которых наиболее изучены: тимулин, 1 и 4 - тимозины, тимопоэтин (его
активный пентапептид ТР5), сывороточный фактор тимуса. Показана
способность этих полипептидов стимулировать экспрессию различных
маркеров дифференцировки и функции Т-лимфоцитов. Очевидно, поэтапная
дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе направляется и контролируется в
значительной степени этими тимическими гормонами. Кроме того, процессы
пролиферации и дифференцировки тимоцитов контролируются цитокинами.
Часть цитокинов продуцируются стромальными клетками тимуса:
интерлейкины 1, 3, 6, 7 (IL-1, IL-3, IL-6, IL-7), колониестимулирующие
факторы (CSFs), туморнекротизирующий фактор (TNF), трансформирующий
ростовой фактор бета (TGF ). Другие цитокины продуцируют и секретируют
сами тимоциты: интерлейкины 2, 3, 4 (IL-2, IL-3, IL-4), гамма-интерферон
(IFN ). IL-7 стимулирует пролиферацию тимоцитов на самой ранней стадии
(TCR , CD3 , CD4 , CD8 ). Другие перечисленные цитокины, действующие в
разных сочетаниях, усиливают процессы пролиферации. IL-4 стимулирует не
только пролиферацию, но и созревание тимоцитов. IFN
угнетает
стимулированную IL-4 пролиферацию тимоцитов. Ингибитором пролиферации
является также TGF .
В тимусе идут параллельно несколько процессов: пролиферация Тлимфоцитов, их созревание и элиминация потенциально аутореактивных
клеток. Контактируя с эпителиальными и другими клетками стромы тимуса,
каждый тимоцит последовательно получает сигналы: пролиферации, изменения
поверхностного фенотипа, перестройки (реарранжировки) генов для
приобретения Т-лимфоцитами широкого «репертуара» специфичностей
рецепторов, позитивной и негативной селекции, функционального созревания.
Все эти процессы необходимы для превращения незрелого тимоцита в
функционально полноценный Т-лимфоцит. Все эти процессы происходят на
территории тимуса, только в разных его слоях и при участии разных
стромальных клеток.
В тимусе идет постоянная пролиферация тимоцитов: из общего количества
2 108 тимоцитов 20-25%, т.е. 5 107 клеток заново образуются ежедневно при их
делении. Отличительная черта тимуса новорожденных - очень высокий уровень
10
пролиферации клеток: суточный прирост клеток соответствует массе самого
органа. Но самое удивительное, что большая часть этих клеток не покидают
тимуса, погибая на месте. Только 2-5%, т.е. 1 106 из них в виде зрелых Тлимфоцитов ежедневно покидают тимус, поступая в кровь и расселяясь в
лимфоидных органах. Это значит, что 50 106 т.е. 95-98% тимоцитов ежедневно
погибают в тимусе путем индуцированного апоптоза (запрограммированной
гибели).
Основная функция зрелых Т-лимфоцитов это распознавание чужеродных
антигенных пептидов в комплексе («в контексте») с собственными антигенами
тканевой совместимости на поверхности вспомогательных (антигенпрезентирующих) клеток или на поверхности любых клеток-мишеней
организма. Для выполнения этой функции Т-лимфоциты должны быть
способны распознавать собственные антигены тканевой совместимости,
специфичные для каждого индивидуума. Одновременно Т-лимфоциты не
должны распознавать аутоантигенные пептиды самого организма, связанные с
собственными антигенами тканевой совместимости. Между тем в процессе
перестройки (реаранжировки) генов созревающих тимоцитов некоторые из них
приобретают рецепторы Т-клеток (РТК), специфичные именно в отношении
антигенных пептидов самого организма, т.е. аутоантигенных пептидов. В связи
с этим в тимусе параллельно с процессами пролиферации и созревания
тимоцитов идут процессы их селекции - отбора нужных Т-лимфоцитов.
Таким образом, протимоциты привлекаются в тимус за счет хемотаксических
факторов. По мере созревания на поверхности тимоцитов начинают
экспрессироваться различные дифференцировочные антигены. Это могут быть
маркеры, специфичные для тимоцитов коркового слоя (CD1) и характерные
только для незрелых Т-клеток, постоянные маркеры Т-лимфоцитов (CD3, CD5),
а также маркеры, специфичные для популяций хелперов/индукторов (CD4) и
цитотоксических/ супрессорных лимфоцитов (CD8). В тимусе Т-лимфоциты
приобретают способность распознавать антигены в контексте собственных
антигенов МНС. Репертуар клонов Т-клеток формируется за счет механизмов
клеточной селекции.
Селекция тимоцитов идет в два этапа. После того, как на индивидуальном
тимоците экспрессируется РТК его уникальной специфичности, клетка
вступает в этап позитивной селекции. Для того, чтобы выжить и вступить в
следующие этапы развития, тимоцит должен проявить способность
распознавать
собственные
антигены
тканевой
совместимости,
экспрессированные на эпителиальных клетках коры тимуса. Существуют сотни
разных аллелей антигенов тканевой совместимости, из которых лишь малая
часть экспрессирована на клетках данного индивидуума. Из широчайшего
«репертуара» специфичностей РТК лишь немногие подойдут для
распознавания индивидуального набора антигенов тканевой совместимости
данного организма. Тимоциты с такими «подходящими» РТК получают сигнал
дальнейшей дифференцировки. Они отобраны на этапе позитивной селекции и
вступают в следующий этап.
11
На границе коркового и мозгового слоев тимуса созревающие тимоциты
встречаются с дендритными клетками и макрофагами. Профессия этих клеток презентация (представление) антигенных пептидов в комплексе с
собственными антигенами тканевой совместимости для распознавания Тлимфоцитами. В данном случае эти клетки презентируют пептиды самого
организма - фрагменты аутоантигенов, которые могут заноситься в тимус с
током крови. В отличие от зрелого Т-лимфоцита, который при встрече с
антигенным пептидом, специфичным для его РТК, получает сигнал активации,
незрелые тимоциты в тимусе при распознавании специфичных для их РТК
антигенных пептидов получают сигнал генетически запрограммированной
смерти - апоптоза. Таким образом идет негативная селекция аутореактивных Тлимфоцитов, которые подвергаются делеции, т.е. погибают путем
индуцированного апоптоза.
В результате позитивной и негативной селекции из тимуса в кровоток и в
лимфоидные органы поступают только такие Т-лимфоциты, которые несут РТК
(TCR), способные распознавать собственные антигены тканевой совместимости
и не способные распознавать аутоантигенные пептиды в комплексе с
собственными антигенами тканевой совместимости. Основные характерные для
Т-лимфоцитов поверхностные маркеры в процессе созревания клеток
появляются на их мембране в определенной последовательности: CD2, CD3,
CD5, CD28, TCR, CD4 и CD8. При окончательном созревании Т-лимфоциты
приобретают один из вариантов поверхностного фенотипа: включающий или
CD4, или CD8. Такие зрелые Т-лимфоциты берут на себя основные защитные
функции в противовирусном и противоопухолевом иммунитете, выполняют
важные регуляторные функции.
Таким образом, существует два типа клональной селекции: положительная и
отрицательная. Положительная селекция основана на распознавании антигена,
ассоциированного с молекулами, являющимися продуктами собственных МНС.
Отрицательной селекции подвергаются клетки, несущие аутореактивные Тклеточные рецепторы. Стимуляция таких рецепторов антигенами МНС
включает в клетках механизм программированной клеточной гибели (апоптоз),
в результате чего происходит элиминация клонов аутореактивных Тлимфоцитов. Механизм апоптотической гибели клеток лежит в основе
взаимодействия цитотоксической клетки-эффектора с клеткой-мишенью. Этот
механизм играет важную роль в реализации разнообразных иммунных реакций,
в патогенезе многих заболеваний, поэтому рассмотрим несколько подробнее
проблему апоптоза.
Апоптоз (программированная клеточная гибель, клеточное самоубийство) в
отличие от некроза представляет собой физиологический механизм гибели
клетки. Некроз, являющийся патологической формой гибели клетки,
характеризуется острым нарушением клеточных структур, сопровождающимся
быстрым набуханием клетки и лизисом. В противоположность этому апоптоз
— контролируемая форма самопереваривания клетки. Этот механизм делает
минимальным риск попадания клеточного содержимого в межклеточное
12
пространство, в результате чего гибель клеток не сопровождается признаками
реакции воспаления. При апоптозе включается механизм активации
эндогенных протеаз с последующим разрушением цитоскелета и сжатием
клетки. За счет активации эндонуклеаз деградирует ядерная ДНК.
Последняя разрезается на отдельные фрагменты, которые вместе с частью
цитоплазмы окружаются участком клеточной мембраны, образуя так
называемые апоптотические тельца. Утилизация апоптотических телец
осуществляется за счет фагоцитоза. Иногда, например при взаимодействии
цитотоксического лимфоцита-эффектора с клеткой-мишенью, для индукции
апоптоза необходимо связывание поверхностного Fas-белка (CD95), называемого также Fas-рецептором, с другим белком клеточной поверхности — Fasлигандом. Последний относится к тому же семейству белков, что и TNF.
Взаимодействие Fas-лиганда и Fas-рецептора запускает программу клеточной
гибели. Эта программа может быть также запущена и через другие рецепторы,
например TNF-рецептор I типа, рецепторы для глюкокортикоидов,
циклофилины.
Патогенез многих заболеваний связан с нарушением механизма
апоптотической гибели клеток. Заболевания, относящиеся к этой группе, можно
разделить на заболевания, связанные с подавлением апоптоза, и заболевания,
при которых, наоборот, имеет место усиление апоптотической гибели клеток. К
первой группе относят злокачественные новообразования (множественная
лимфома, карцинома с мутацией в области р53, гормонзависимые опухоли —
рак грудной железы, рак предстательной железы, рак яичника), аутоиммунные
заболевания (системная красная волчанка — СКВ и гломерулонефрит) и
некоторые вирусные инфекции. Вторая группа включает СПИД,
нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона,
боковой амиотрофический склероз и др.), синдромы миелодисплазии
(апластическая анемия), ишемические нарушения (инфаркт миокарда, инсульт,
другие синдромы, связанные с временным нарушением кровоснабжения), а
также токсические повреждения печени (алкогольный цирроз).
Таким образом, тимус выполняет несколько очень важных функций,
являясь одновременно и иммунным, и эндокринным органом:
1. В
специальных
зонах
коркового
слоя
тимуса
пролиферируют, зреют, дифференцируются Т-лимфоциты, приходящие сюда из
костного мозга и уходящие затем в системный кровоток.
2. В тимусе идет отбор и уничтожение "запретных" клонов
лимфоцитов, которые запрограммированы на уничтожение собственных тканей
организма.
3. Вилочковая железа оказывает влияние на развитие периферических
иммунных органов.
4. Тимус вырабатывает фактор, стимулирующий костный мозг.
5. Тимус продуцирует гипогликемизирующий фактор.
6. Вилочковая железа обладает способностью продуцировать фактор, сходный
по свойствам с холинэстеразой и угнетающий нервно-мышечную передачу.
13
Костный мозг
Костный мозг не является непосредственным лимфоидным органом, но его
следует рассматривать как орган иммунной системы. Тем не менее его значение
для функционирования иммунной системы огромно. Именно в костном мозге
из плюрипотентной стволовой клетки возникают все форменные элементы
крови, в том числе и предшественники различных популяций лимфоцитов, а
также макрофагальные клетки. Кроме того, в костном мозге могут протекать
специфические иммунные реакции, например, связанные с синтезом антител.
У млекопитающих костный мозг является эквивалентом фабрициевой сумки
птиц — здесь созревают В-лимфоциты.
Лимфоциты, как и все остальные элементы крови, образуются из популяции
изначальных гематолимфоидных предшественников, так называемой стволовой
кроветворной клетки (СКК). Дифференцировка СКК в Т- и В-клетки
лимфоидного ряда начинается после ее попадания в особое индуцирующее
дифференцировку микроокружение, имеющееся в таких органах, как костный
мозг и тимус. Гипотетическая схема дифференцировки СКК и образования
различных подклассов Т-лимфоцитов представлена на рис. 1.
Полипотентная СКК характеризуется тем, что одна из дочерних клеток,
образовавшихся в результате ее деления, дифференцируется, а другая остается
недифференцированной и служит источником образования последующих
поколений дифференцированных клеток. СКК в результате такого деления
может превратиться в самообновляющуюся клетку-предшественник с более
ограниченными
возможностями.
Так,
коммитированная
стволовая
лимфоцитарная клетка (СКЛ) дает начало пре-Т- и пре-В-клеткам. Более
дифференцированная миелоидная стволовая клетка (СКМ) служит
непосредственным предшественником других клеток крови (эритроциты,
гранулоциты, мегакариоциты, тромбоциты и моноциты/макрофаги).
14
Рис. 1. Схема дифференцировки лимфоидных клеток
Обозначения:
СКК - стволовая кроветворная клетка
СКЛ - стволовая лимфоцитарная клетка
СКМ - стволовая миелоидная клетка
Предшественники Т-клеток, обнаруживаемые в гематопоэтической ткани,
поступают в тимус, претерпевают там дифференцировку и выходят из тимуса
уже в виде клеток с различными функциями, несущих на себе характерные
маркеры. В тимусе, как уже было описано раньше, происходит созревание и
(или) отбор антиген-специфичных Т-клеток, а также избирательное
высвобождение этих клеток на периферию.
15
2.1.2. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Периферические органы иммунной системы - лимфатические узлы, селезенка и
лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми - являются местом встречи
антигенов с иммунокомпетентными клетками, местом распознавания антигена
и развития специфического иммунного ответа, местом взаимодействия
иммунокомпетентных клеток, их пролиферации (клональной экспансии),
антиген-зависимой дифференцировки и местом накопления продуктов
иммунного ответа.
Лимфатические узлы
Шарообразные
или
почковидные
лимфатические
узлы
располагаются вдоль лимфатических протоков. Лимфатические узлы являются
вторым (после кожи и слизистых оболочек) барьером на пути инфекции. Ткани
организма дренируются лимфатическими сосудами, по которым лимфа
поступает в ворота лимфатического узла. По афферентным сосудам лимфа
поступает в краевой синус, диффундирует сквозь лимфоциты коркового
вещества к макрофагам и синусам мозгового вещества. Затем по эфферентным
сосудам лимфа поступает в грудной проток, а оттуда в кровь. Т- и Влимфоциты расположены в лимфатическим узле неравномерно.
В строении лимфатического узла выделяют корковый и мозговой слои. Кора
состоит из внешней и внутренней зоны. Внешняя зона содержит зародышевые
центры, которые заселяются, в основном, В-лимфоцитами на разных стадиях
своего превращения в плазматические клетки, и одиночными Т-лимфоцитами,
которые способствуют развитию зародышевых центров. Тимусзависимой
зоной лимфоузла является внутренняя часть коры; она густо заселяется Тлимфоцитами. В мозговом слое находятся мякотные шнуры и синусы; этот
слой содержит различные типы клеток: макрофаги, Т-лимфоциты,
плазматические клетки и т.д.
Лимфатические узлы функционируют в качестве своеобразных фильтров
лимфы, задерживая микроорганизмы и другие частицы, попавшие в лимфу.
Вместе
с
тем
лимфоузлы
являются
местом
взаимодействия
иммунокомпетентных клеток в ходе специфического иммунного ответа, местом
синтеза антител-иммуноглобулинов, местом, где разыгрываются события
клеточно-опосредованного иммунитета.
Один лимфоузел имеет массу около 1 грамма, содержит приблизительно 2000
миллионов лимфоцитов, что соответствует 25% всех циркулирующих в крови
лимфоцитов. Каждый час из лимфоузла выходит в лимфу количество
лимфоцитов, эквивалентное его утроенному весу. Большая часть (90%) клеток в
этой эфферентной лимфе представляют собой лимфоциты, покинувшие
кровяное русло на территории этого лимфоузла. Меченые лимфоциты,
введенные в кровь, снова оказываются в лимфе уже через несколько часов,
достигая максимума через 20 часов. Среди клеток лимфоузла около 10%
составляют макрофаги и около 1% - дендритные клетки.
Как было уже упомянуто, ткань лимфоузла состоит из наружного
кортикального слоя, в котором скопления клеток образуют фолликулы,
16
частично - с зародышевыми центрами, и внутреннего мозгового слоя с
меньшим содержанием лимфоцитов в сочетании с макрофагами, которые
сосредоточены по ходу лимфатических и сосудистых синусов. Такая структура
лимфоузлов дает возможность свободной циркуляции и рециркуляции
лимфоцитов между лимфой, кровью и тканями. Определенные зоны лимфоузла
заселяются строго определенными клетками.
Первичные фолликулы (без зародышевых центров) содержат зрелые,
покоящиеся В-лимфоциты. Зародышевые центры формируются в процессе
специфического ответа на антиген и содержат В-лимфоциты с признаками
активации. Активированная В-клетка дифференцируется вначале до стадии
бласта, увеличиваясь в размерах в 2 раза и приобретая способность к очень
быстрому делению. Этим объясняется клональная экспансия В-лимфоцитов в
ответ на антигенный стимул. В зародышевых центрах фолликулов
В-лимфоциты
проходят
антиген-зависимую
пролиферацию
и
дифференцируются в антителопродуцирующие плазматические клетки,
формируются В-клетки памяти. Плазматические клетки крупных размеров
секретируют иммуноглобулины, но отличаются сниженной экспрессией
поверхностных маркеров. В-лимфоциты памяти морфологически не
отличаются от зрелых В-лимфоцитов, а отличаются более высокой
чувствительностью к антигенной стимуляции, способностью быстрее
пролиферировать и дифференцироваться в плазматические клетки продуценты антител.
Для выполнения хелперных функций часть Т-лимфоцитов локализованы
непосредственно в зародышевых центрах, где они продуцируют свои
короткодистантные В-стимулирующие цитокины. В фолликулах лимфоузлов
много макрофагов и дендритных клеток, представляющих антигены для
распознавания Т-лимфоцитами.
Т-лимфоциты заселяют в основном межфолликулярные промежутки
кортикального слоя и паракортикальные зоны медуллярного слоя. Среди
Т-лимфоцитов преобладают CD4 , а СD8 клетки встречаются значительно
реже. В Т-зависимых зонах лимфоузлов в изобилии встречаются антигенпредставляющие дендритные клетки.
В мозговом слое встречаются как Т-лимфоциты, так и В-лимфоциты, имеется
множество макрофагов и дендритных клеток. При развитии специфического
иммунного ответа в мозговом слое лимфоузла скапливаются образовавшиеся из
В-лимфоцитов плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие
антитела - иммуноглобулины разных классов. Переключение В-лимфоцитов на
синтез другого изотипа иммуноглобулинов в процессе иммунного ответа
контролируется
цитокинами:
интерлейкином
4
(IL-4), гамма-интерфероном (IFN ), трансформирующим ростовым фактором
(TGF ), которые продуцируются Т-лимфоцитами, макрофагами, естественными
киллерами.
Расселение лимфоцитов в определенные зоны ткани лимфоузла связывают с
наличием на мембранах клеток специальных молекул адгезии, определяющих
их сродство к определенным стромальным элементам узла. Строго
17
определенное взаимное расположение Т- и В-лимфоцитов, макрофагов,
дендритных клеток в лимфоузлах обеспечивает их эффективное
взаимодействие в ходе иммунного ответа. В лимфоузлах в результате
распознавания антигена и ответа на него формируются и эффекторные Т-лимфоциты, которые могут принимать участие в защитных реакциях. Там же
формируются клоны долгоживущих Т- и В-лимфоцитов памяти.
Покоящиеся В-лимфоциты образуют скопления в кортикальной области. Эти
области называются первичными фолликулами. После антигенной стимуляции
В-лимфоциты образуют вторичные фолликулы, в которых покоящиеся Влимфоциты окружают зародышевый центр, содержащий крупные интенсивно
пролиферирующие
В-лимфобласты,
ретикулярные
макрофаги
и
специализированные дендритные клетки. Остальная часть кортикальной
области также состоит преимущественно из В-клеток, хотя содержит и
диффузно расположенные Т-лимфоциты.
Основная масса Т-лимфоцитов располагается в паракортикальной, или
тимусзависимой, области лимфатического узла. При формировании иммунного
ответа Т-лимфоциты этой области также превращаются в лимфобласты и
активно пролиферируют. Однако при ответе на тимуснезависимый антиген
(например,
на
пневмококковый
полисахарид
SIII)
лимфоциты
паракортикальной области не активируются, тогда как в фолликулах
кортикальной зоны наблюдается интенсивная клеточная пролиферация с
образованием зародышевых центров.
Селезенка
В селезенке, как и в лимфоузлах, имеются Т-зависимые и В-зависимые зоны.
Периартериолярные
лимфоидные
скопления
представляют
собой
Т-зависимые области, в которых 75% составляют CD4 клетки, а 25%
составляют CD8 клетки. В-зависимыми являются фолликулы с зародышевыми
центрами. Весь этот слой, насыщенный лимфоцитами, получил название белой
пульпы селезенки. Белая пульпа представляет собой скопление лимфоидных
клеток, окружающих артериальные сосуды с образованием т.н. лимфоидных
муфт и располагающихся периартериально с образованием лимфоидных
фолликулов с зародышевыми центрами. В белой пульпе имеются
тимусзависимые зоны, заселяющиеся Т-лимфоцитами, и тимуснезависимые
зоны, заполняемые В-лимфоцитам. В-клетки занимают в селезенке краевую
зону, а Т-лимфоциты — центральную.
Артериолы заканчиваются сосудистыми синусами, в ретикулярной системе
вокруг которых сосредоточены макрофаги, эритроциты, гранулоциты,
дендритные клетки, отдельные лимфоциты и плазматические клетки, что
соответствует понятию - красная пульпа селезенки. Участки красной пульпы
пронизаны венозными синусами. У людей красная пульпа селезенки сохраняет
способность к миелопоэзу и реализует ее при некоторых гематологических
патологиях.
18
Селезенка является местом распознавания антигена, антигензависимой
пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, их активации, а также
продукции и секреции специфических антител иммуноглобулинов. Основное
отличие селезенки от лимфоузлов состоит в том, что селезенка является местом
специфического иммунного ответа на антигены, циркулирующие в крови, а в
лимфоузлах разыгрываются процессы специфического иммунного ответа на
антигены, попадающие в лимфу. Кроме того, селезенка с ее богатой сетью
макрофагов в красной пульпе выполняет функции фильтра крови, удаляющего
попадающие туда чужеродные частицы и молекулы, а также состарившиеся
эритроциты, или эритроциты, нагруженные иммунными комплексами.
Селезенка плохо репарирует в случае повреждений, поэтому после травм ее
приходится удалять. Кроме того, удаление селезенки (спленэктомия) является
одним из методов лечения аутоиммунной анемии. Ее функции могут частично
брать на себя другие периферические органы иммунной системы. Однако люди,
перенесшие спленэктомию, отличаются повышенной чувствительностью к
инфекциям, вызванным капсульными бактериями (пневмококк и др.).
Коррекция такого селективного иммунодефицита достигается с помощью
иммунизации таких людей вакцинами, содержащими бактериальные
капсульные полисахариды.
Сумка Фабрициуса
Этот иммунный орган среди позвоночных найден лишь у птиц и отвечает он
за дифференцировку и "взросление" В-лимфоцитов.
Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми
оболочками
Лимфатические фолликулы пищеварительного и дыхательного трактов.
Пищеварительный и дыхательный тракты, рассматриваемые в качестве главных
"входных ворот" для подавляющего большинства антигенов, снабжены
многочисленными лимфатическими фолликулами. Их строение сходно с
таковым лимфоузлов, располагаются они как поодиночке, так и скоплениями.
Скопления лимфоцитов, макрофагов и других вспомогательных клеток
обнаружены в составе многих органов и тканей, особенно в составе слизистых
оболочек, непосредственно под мукозным эпителием в тесной связи с
эпителиальными клетками. Лимфоидная ткань может располагаться диффузно,
представляя собой скопления лимфоцитов, фагоцитов и плазматических клеток
в легких или lamina propria стенки кишечника, в мочеполовом тракте или быть
достаточно хорошо организованной с выраженными фолликулами. У человека
это кольцо Вальдейера — Пирогова, состоящее из язычной, небной и
глоточных миндалин, групповые лимфатические фолликулы (пейеровы
бляшки) кишечника, а также аппендикс.
Все эти лимфоидные скопления получили собирательное название ассоциированная со слизистыми лимфоидная ткань (MALT от mucosalassociated lymphoid tissue). Масса лимфоидной ткани, ассоциированной с
19
кишечником, в основном с тонким кишечником, значительно больше, чем
масса MALT других локализаций. Т- и В-лимфоциты участвуют в
рециркуляции: покидают MALT с током лимфы, но всегда возвращаются в
определенную MALT. Изучение функций таких лимфоидных тканей,
ассоциированных со слизистыми оболочками, показало, что их участие в
специфическом иммунном ответе сопряжено с активацией В-лимфоцитов,
которые дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие
специфические антитела, относящиеся к классам иммуноглобулинов A (IgA) и
Е (IgE). В случае продукции иммуноглобулинов A они или поступают в кровь,
или, пройдя через эпителиальные клетки, где они приобретают секреторный
компонент, выходят на поверхность слизистой в форме секреторного
иммуноглобулина А (SIgA), который обеспечивает антибактериальную или
антивирусную защиту. В случае синтеза иммуноглобулинов E эти антитела
могут опосредовать развитие аллергических реакций анафилактического типа.
2.2. КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Действие иммунных механизмов у позвоночных основано на реакциях двух
типов: клеточного и гуморального. Клеточные реакции обеспечивают, в первую
очередь, защиту от вирусных и грибковых инфекций, внутриклеточных,
простейших и опухолевых клеток. Гуморальные реакции направлены, прежде
всего, против внеклеточных агентов. Этот дуализм иммунной системы основан
на наличии двух основных популяций лимфоцитов (Т-лимфоциты и Влимфоциты), а также вспомогательных клеток, участвующих в иммунных
реакциях.
2.2.1. ЛИМФОЦИТЫ
Лимфоциты — клетки, ответственные за специфичность действия иммунной
системы, а также за сохранение иммунологической памяти. С помощью
специализированных популяций лимфоцитов организм способен различать
«свое» и «чужое», распознавать чужеродные антигены, продуцировать антитела, а также осуществлять специфически направленные цитотоксические
реакции.
Долгое
время
считалось,
что
малый
лимфоцит
является
высокодифференцированной клеткой, деление которой невозможно. Такое
мнение сложилось среди гистологов и гематологов в связи с тем, что в
лимфоцитах никогда не удавалось наблюдать фигуры митозов. Однако в конце
50-х — начале 60-х годов D. A. Hungerfbrd и Р. С. Novell показали, что при
культивировании в присутствии экстракта из зерен красной фасоли Phaseolus
vulgaris лимфоцитов периферической крови последние трансформируются в
крупные бластные клетки, которые на 3-й и 4-й день культивирования можно
видеть в состоянии митоза.
Примерно в это же время (60-е годы) пионерскими работами нескольких групп
исследователей (R. A. Good, J. В. Miller, J. H. Humphrey и N. A. Mitchison) было
установлено, что лимфоциты, несмотря на свое морфологическое
20
единообразие, на самом деле состоят из двух разных клеточных популяций,
имеющих совершенно различный онтогенез. Было показано, что продукция
антител возможна только в результате кооперации двух популяций лимфоцитов
— Т и В. Те и другие клетки образуются в костном мозге из стволовой
кроветворной клетки, после чего предшественники Т-лимфоцитов попадают в
тимус, где дифференцируются в зрелые Т-лимфоциты, а предшественники Влимфоцитов созревают в других лимфоидных органах. Как отмечалось, у птиц
таким органом является фабрициева сумка, у млекопитающих эквивалентом
этого лимфоидного органа является костный мозг. Сравнительная
характеристика популяций Т- и В-лимфоцитов представлена в таблице 1.
Лимфоциты различаются между собой и по продолжительности жизни.
Различают короткоживущие (5—6 дней) и долгоживущие (от нескольких
месяцев до нескольких лет) лимфоциты. Клетки обеих этих категорий
встречаются среди как Т-, так и В-лимфоцитов.
Таблица 1. Сравнение свойств В- и Т-лимфоцигов
Свойство
В-лимфоциты
Т-лимфоциты
Морфология
Без особенностей
Без особенностей
Дифференцировка
Под влиянием фабрициевой сумки
(у птиц); у млекопитающих — в
Под влиянием тимуса
костном мозге
Поверхностные антигены
CD2 (рецептор для
эритроцитов барана)
—
+
CD3
—
+
CD4
—
+
CD5
—
+
CD8
—
+
CD19
+
—
CD20
+
—
CD21
+
—
CD22
+
—
+
+
HLA
I класс (А, В, С)
II класс (DR. DQ, DP) +
+ (на активированных Тклетках)
Рецепторы
для антигена
+ (иммуноглобулиновый
рецептор)
+ (неиммуноглобулиновый
рецептор)
для комплемента
+
—
Fc-рецептор
++
+
Пролиферативный ответ
21
ФГА
—
+
Кон А
—
+
СКЛ
—
+
МЛ (PWM)
+
+
ЛПС
+
—
Nocardia
+
—
Содержание в разных органах, %
Кровь
15—20
50—80
Лимфатические узлы 15
85
грудной проток
10
90
Костный мозг
10—15
<3
Тимус
<3
>97
Циркуляция
Слабая рециркуляция.
Рециркуляция многих клеток.
Локализация в фолликулах вокруг Локализация в
зародышевых центров
тимусзависимых зонах
Продолжительность
жизни
В большинстве —
короткоживущие, но есть и
долгоживущие
Сосуществование коротко- и
долгоживущих
Продукция антител
Секреция
Регуляция
ГЗТ
Не участвуют
Клетки-эффекторы и
регуляторы
Отторжение трансплантата и опухоли
Продукция цитотоксических и
блокирующих антител
Цитотоксические клеткиэффекторы
Толерантность
Поздняя и транзисторная
Ранняя и стойкая
Функция
Т-ЛИМФОЦИТЫ
Больше 50% лимфоцитов периферической крови и около 90% лимфоцитов
грудного протока составляют Т-лимфоциты (среди последних более 70% — это
долгоживущие лимфоциты). На мембране Т-лимфоцитов имеются характерные
антигенные маркеры, отличающие эту популяцию от других лимфоидных
клеток. Кроме того, Т-лимфоциты несут рецептор для эритроцитов барана (этот
рецептор характерен только для Т-клеток человека). Благодаря данному
рецептору Т-лимфоциты в смеси с эритроцитами барана образуют характерные
фигуры розеток. Это свойство человеческих Т-лимфоцитов используется в
лабораторной практике для их идентификации и подсчета. Важным свойством
Т-лимфоцитов
является
их
способность
трансформироваться
и
пролиферировать в культуре под воздействием некоторых лектинов
растительного происхождения. К ним относятся фитогемагглютинин (ФГА) и
конканавалин А (Кон А).
Т-клеточные элементы иммунной системы являются ключевым звеном
развития иммунологического ответа организма. Зрелые Т-лимфоциты
разделяются на ряд подклассов в зависимости от иммунологических маркеров и
22
выполняемых функций. Часть из них опосредует важные регуляторные
реакции, в частности может "помогать" (хелперы) или "подавлять"
(супрессоры) развитие иммунного ответа, в том числе образование антител Влимфоцитами. Другие Т-лимфоциты выполняют эффекторные функции,
например, вырабатывают растворимые вещества, запускающие разнообразные
воспалительные реакции, или осуществляют прямое разрушение клеток,
несущих на себе антигены ("киллерная" функция). В соответствии с этим
различают Т-хелперы (индукторы), Т-супрессоры и Т-цитотоксические клетки
(ЦТЛ, киллеры). Для первых характерен поверхностный маркер CD4, а для
двух других — CD8. Имеются
Т-клетки, участвующие в реакции замедленной гиперчувствительности и
связанных с нею иммунологических явлениях.
Т-хелперы
Эти клетки распознают антиген после его переработки макрофагами и далее,
продуцируя определенные клеточные сигналы (цитокины), они участвуют в
формировании клеточного ответа (Т-хелперы I типа) или гуморальной реакции
(Т-хелперы II типа).
Т-хелперы I типа в ответ на контакт с антигенами продуцируют интерлейкин-2,
гамма-интерферон и другие цитокины, посредством которых влияют на
функциональную активность макрофагов. Th1-клетки участвуют в реализации
реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
Т-хелперы II типа синтезируют интерлейкин-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-10,
участвуя в формировании гуморального ответа (антителообразования).
Дифференцировка Т-хелперов-предшественников (т.н. нативных Т- хелперов)
в Т-хелперы I и II типов идет под влиянием различных цитокинов.
Так, под воздействием интерлейкина-1, интерлейкина-12 и гамма-интерферона
происходит
дифференцировка
Т-хелперов 1 типа; интерлейкин-2
и
интерлейкин-4 способствуют дифференцировке Т-хелперов II типа. В
процессе
этой
дифференцировки
наблюдается конкуренция
за
преимущественный рост того или иного клона Т- хелперов. Так,
интерлейкин -4
подавляет пролиферацию Т-хелперов
I типа,
а
интерлейкин-12 угнетает синтез Іg Е, стимулированный интерлейкином4; интерлейкин -10 обладает угнетающим влиянием
на клеточные
иммунные реакции и стимулирует гуморальный иммунный ответ.
Т-цитотоксические клетки
Цитотоксические Т-лимфоциты реагируют на антиген, захваченный и
переработанный соматическими клетками (например, гепатоцитами при
вирусном гепатите). После распознавания антигена нативные Тцитотоксические клетки пролиферируют и образуют клоны антигенспецифических киллеров, которые и поражают клетки-мишени, содержащие
данный антиген. Чаще всего это происходит при поражении клеток организма
внутриклеточными паразитами (вирусами гриппа, гепатита, листериями,
токсоплазмой и т.д.). Значительна роль этих клеток и в уничтожении
23
опухолевых клеток.
Лимфокинактивированные киллеры (ЛАК) способны поражать широкий круг
опухолевых клеток-мишеней (как резистентных, так и чувствительных к
натуральным киллерам) и аутологичных лимфоцитов, претерпевших изменения
в результате культивирования в присутствии определенных вирусов или
гаптенов.
ЛАК рассматривают как некий функциональный феномен, а не как
обособленную субпопуляцию лимфоцитов. Предшественники их гетерогенны,
но их можно разделить на две главные категории: клетки, сходные с NK
клетками (натуральные киллеры), и сходные с Т-клетками. Общепризнано, что
классические NK клетками — это основные предшественники ЛАК в
периферической крови (но, вероятно, не в тканях).
Субпопуляция клеток CD3+ CD56+ может приобретать свойства ЛАК при
культивировании в присутствии ИЛ-2, хотя в этом случае спектр клетокмишеней, чувствительных к цитотоксическому действию, уже, чем для ЛАК,
возникающих из классических NK. Кроме того, субпопуляция клеток CD3+
CD4- CD8-, ТКР-76 легко приобретает свойства ЛАК при культивировании в
присутствии ИЛ-2.
Т-супрессоры
Часть иммунологов (ученых, клиницистов), в том числе и на Украине,
придерживаются мнения о существовании субпопуляции Т-клеток - Тсупрессоров (иммунорегуляторных клеток, отвечающих за своевременное и
полноценное завершение иммунной реакции, за контроль над иммунитетом и
недопущение аутоиммунных процессов.
Т-супрессоры описываются в ряде работ, как клетки, генетически
запрограммированные для супрессорной активности и выполняющие несколько
весьма разнообразных функций:
1. Т-супрессорные клетки способны связывать антиген и секретировать
факторы, инактивирующие Т-киллеры.
2. Т-супрессоры способны подавлять реакцию гиперчувствительности
замедленного типа.
3. Т-супрессоры
способны
предотвращать
пролиферацию
антигенспецифических
клеток
или
угнетать
секрецию
антител Влимфоцитами.
Необходимо подчеркнуть, что значительной частью ученых на данный момент
ставится под сомнение само существование данной субпопуляции
Тлимфоцитов,
а
супрессорные
эффекты
в
системе иммунитета
приписываются
сложным
и
многообразным взаимодействиям
цитокинов.
В-ЛИМФОЦИТЫ
В-лимфоциты представляют собой популяцию лимфоцитов, способных после
контакта с антигеном пролиферировать и дифференцироваться либо в
плазматические клетки, либо в клетки памяти. Функция плазматических клеток
24
состоит в том, чтобы продуцировать специфические к данному антигену
антитела. Каждая клетка синтезирует антитела только одной специфичности (в
зависимости от того, с каким именно участком антигена ознакомилась данная
клетка и какие именно сигналы она получила от окружающих ее
вспомогательных и регуляторных клеток). В-клетки памяти способствуют
более быстрому формированию гуморального ответа при повторных контактах
с антигеном, нарастанию титра -антител, увеличению продолжительности
гуморального ответа. Следует отметить, что В-клетки способны также
выступать в роли антиген-представляющих клеток.
В-лимфоциты в отличие от Т-клеток обладают слабой способностью к
рециркуляции. В связи с этим В-клетки практически отсутствуют в лимфе
грудного протока, а в крови их количество составляет не более 30%. Среди Влимфоцитов явно преобладают короткоживущие, хотя встречаются и
долгоживущие клетки. Характерной особенностью В-лимфоцита является
наличие на его поверхности иммуноглобулинового рецептора, а также
рецептора к С3. Эти свойства помогают в идентификации и подсчете
количества В-лимфоцитов. Кроме того, на поверхности В-лимфоцитов имеются
характерные антигенные маркеры, к которым получены моноклональные
антитела (CD 19, CD20, CD22, а также CD21 — зрелые В-клетки и CD23 —
плазматические клетки), используемые для идентификации В-лимфоцитов.
НУЛЕВЫЕ (НИ Т-, НИ В-) ЛИМФОЦИТЫ
В этой гетерогенной группе клеток, не несущих на себе отчетливых признаков
Т- или В-лимфоцитов, выделяют подгруппы:
• NK-клетки (натуральные киллеры). Основная функция этих лимфоцитов уничтожать любые аномальные клетки, появившиеся в организме. Разумеется,
это, в первую очередь, касается опухолевых клеток, а также клеток,
пораженных вирусами.
Уничтожение клеток-мишеней NK-клетки
осуществляют по механизму лизинга.
• К-клетки. Они осуществляют независимый от системы комплемента лизис
клеток-мишеней,
покрытых
малым
количеством
антител
(т.н.,
антнтелозависимая клеточная цитотоксичность).
Д-ЛИМФОЦИТЫ
Эти клетки несут на себе маркеры как Т-, так и В-лимфоцитов. Функция их до
конца не выяснена. Известно, что их количество возрастает при
лимфопролиферативных процессах. Во всех иных случаях их количество
постоянно.
2.2.2. МОНОЦИТЫ/МАКРОФАГИ
Макрофаги и моноциты— филогенетически наиболее древние клетки
иммунной системы. Моноциты являются циркулирующими в периферической
крови предшественниками макрофагов. Функции макрофагов разнообразны и
не исчерпываются потребностями иммунной защиты организма. Впервые на
защитную функцию макрофагов указал И. И. Мечников, открывший явление
25
фагоцитоза (Нобелевская премия за 1908 г.).
Из всех клеток, участвующих в реализации иммунного ответа, макрофаг
отличается наиболее выраженной полифункциональностью. К важнейшим
функциям макрофагов следует отнести фагоцитоз, процессинг антигенов и
представление процессированного антигена лимфоцитам, синтез цитокинов и
компонентов системы комплемента, а также синтез многих лизосомных
ферментов.
Макрофаги поглощают чужеродные объекты, частично переваривают их (до
отдельных белковых фрагментов) и затем экспонируют эти "обломки"
(антигены) на своей поверхности для ознакомления с ними других
иммунокомпетентных клеток (подробнее этот процесс будет рассмотрен
дальше). Они активируют Т- и В-лимфоциты.
Эти клетки выступают регуляторами
воспалительного процесса и
острофазового ответа. Они являются продуцентами многочисленных
медиаторов иммунных реакций (простагландины, интерлейкины), а также
факторов комплемента. Макрофаги проявляют цитотоксические свойства
против опухолевых клеток.
Макрофаги образуются в костном мозге из промоноцитов и в форме моноцитов
циркулируют в периферической крови. Попадая в различные ткани, они могут
терять подвижность (становятся резидентными клетками), а их морфология
может меняться (рис. 2). Тем не менее, генетическая программа, ответственная
за реализацию их функций, не претерпевает существенных изменений. Так,
звездчатые
ретикулоэндотелиоциты
(купферовские
клетки)
печени,
помещенные в искусственные условия, могут осуществлять презентацию
антигенов Т-клеткам.
Рис. 2. Происхождение различных фагоцитирующих клеток.
Макрофаги обладают примитивным механизмом узнавания, основанным на
взаимодействии углеводных остатков. С помощью этого механизма
обеспечивается адгезия микроба на поверхности фагоцитирующей клетки.
Частица,
прикрепившаяся
к
поверхности
макрофага,
активирует
актинмиозиновую сократительную систему, в результате чего образуются
26
псевдоподии, с помощью которых плазматическая мембрана постепенно
надвигается на объект фагоцитоза. В конечном итоге частица оказывается
заключенной в вакуоль (в фагосому). Сразу же с фагосомой сливаются
цитоплазматические гранулы, и их содержимое оказывается внутри фагосомы.
В процессе фагоцитоза в макрофаге быстро активируется метаболизм глюкозы
по гексозомонофосфатному пути и образуются свободные радикалы. Это
вызывает резкое нарастание потребления кислорода («дыхательный взрыв»).
События развиваются в следующей последовательности. Из моновалентного
молекулярного кислорода образуется надперекисный анион (О2—), который
спонтанно или под действием супероксиддисмутазы превращается в перекись
водорода (Н2О2). В конечном итоге происходит вторичное образование
гидроксильных радикалов (ОН~) и синглетного (активного) кислорода (О2).
Эта система зависимых от кислорода бактерицидных агентов дополняется
кислороднезависимыми механизмами, которые включают катионные белки,
повреждающие мембраны микроорганизмов, лизоцим, способный расщеплять
мукопептиды клеточной стенки бактерий, лактоферрин, с помощью которого
пролиферирующие бактерии лишаются железа, и набор протеолитических и
гидролитических ферментов, переваривающих убитые микроорганизмы.
2.2.3. ДРУГИЕ КЛЕТКИ
Следует отметить тучные клетки и базофилы, играющие важную роль в
реакциях
воспаления
и
анафилактических
реакциях,
а
также
полиморфноядерные
нейтрофилы
и
базофилы,
участвующие
в
неспецифических иммунных реакциях. Гепатоциты, которые наряду с
макрофагами, являются продуцентами факторов комплемента.
ГЛАВА 3. ФАКТОРЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ
РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА
К системе неспецифической резистентности организма относятся:
1) фагоцитарная система;
2) система комплемента;
3) система кининов;
4) белки острой фазы;
5) интерфероны;
6) фибронектин;
7) лизоцим.
ФАГОЦИТАРНАЯ СИСТЕМА
Фагоцитоз - это активное поглощение клетками твердого материала. У многих
многоклеточных организмов фагоцитоз является основным механизмом
противоинфекционной защиты. У человека фагоцитоз также имеет
27
принципиальное значение, как один из барьеров защиты организма от
патогенов.
Морфологически и функционально выделяют моноцитарные (макрофаги) и
гранулоцитарные (гранулоциты, микрофаги) компоненты фагоцитарной
системы.
Всем фагоцитам присущи следующие функции:
1) миграция и хемотаксис;
2) адгезия и фагоцитоз;
3) цитотоксичность:
а) внутриклеточный цитолиз и бактерицидность после фагоцитоза О2зависимые и О2-независимые);
б) внеклеточная цитотоксичность (О2-зависимая и О2-независимая):
-контактная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень, по крайней мере, на
краткое время связаны друг с другом);
-дистантная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень соседствуют
друг с другом, но непосредственно не контактируют);
4) секреция гидролаз и других биологически активных веществ.
Гранулонитарная система фагоцитоза
Гранулоциты содержат в цитоплазме большое количество гранул, по
способности к окрашиванию которых различают базофильные, эозинофильные
и нейтрофильные гранулоциты. С позиции оценки системы резистентности
человека принципиальное значение имеют полиморфноядерные нейтрофилы
(сегментоядерные
нейтрофилы).
Полиморфноядерные
нейтрофилы
представляют собой основной компонент лейкоцитов крови человека.
Ежедневно из костного мозга в кровь выходит примерно 10х11
полиморфноядерных нейтрофилов, а при острых инфекциях это количество
может возрастать в 10-20 раз, при этом в крови появляются и незрелые формы.
Различают покоящиеся и активированные полиморфноядерние нейтрофилы. В
качестве активаторов выступают патогены (микроорганизмы, клеточные
паразиты). Активность полиморфноядерпых нейтрофилов постоянно
направлена па элиминацию активаторов. Клетки под влиянием
хемотаксических факторов перемещаются к источнику патогенов и удаляют их
с помощью фагоцитоза. Высокая плотность полиморфноядерных нейтрофнлов
ведет к их самоактнвацнн и образованию "горячих очагов"
инфильтрированной ткани (абсцессы, фурункулы и т.д.).
Мононуклеарная фагоцитарная система
В костном мозге эти клетки присутствуют в виде промоноцитов с высокой
способностью к делению и синтезу белка и с крайне низкой адгезионной,
миграционной, хемотаксической и фагоцитарной активностью. Моноциты
костного мозга и крови теряют способность к активному делению, но обретают
специфические фагоцитарные черты (адгезия, миграция, хемотаксис,
фагоцитоз, наличие лизосом). Правда, на этой стадии развития все
перечисленные функции фагоциты выполняют в умеренной степени.
Тканевым макрофагам специфические фагоцитарные черты присущи в большей
28
или меньшей степени, в зависимости от ткани, в которой эти клетки
пребывают. Так, тканевые гистиоциты обладают очень высокой способностью
к синтезу белка, адгезии, миграции, хемотаксису, иммунофагоцитозу, секреции,
содержат большое количество лизосом; при этом гистиоциты не способны
выступать в роли ангиген-представляющих клеток.
Звездчатые клетки Купфера, находящиеся в печени, практически не способны к
активному передвижению и обработке антигенов с их дальнейшей
презентацией на мембране, но обладают высокой фагоцитарной активностью,
способностью к синтезу белка и содержат большое количество лизосом.
"Малоподвижны" и альвеолярные макрофаги, но тоже отличаются высокой
фагоцитарной, секреторной активностью.
Умеренной активностью в выполнении практически всех специфических
фагоцитариых функций обладают фолликулярные дендритные клетки
лимфатических органов. Отличительная черта этих макрофагов - высокая
функциональная активность в качестве антиген-презентирующих клеток. Те же
особенности присущи и клеткам Лангерганса, находящимся в коже. Клетки
микроглии головного мозга обладают весьма умеренной функциональной
активностью в целом.
СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА
Система комплемента состоит из белков плазмы крови, которые действуют
кооперативно в атаке против внеклеточных микробов. Для выполнения этой
функции комплемент должен быть активирован. Активация комплемента
бывает классической (в качестве активатора выступает антитело, связывающее
патоген) или альтернативной (спонтанная активация микроорганизмами). В
результате этой активации ибо образуется "комплекс клеточной атаки",
приводящий к гибели патогена, либо бактерия опсонизируется белками
комплемента, что облегчает удаление патогена путем фагоцитоза. Механизм
активации комплемента реализуется через каскад реакций, в результате
которых компоненты комплемента расщепляются на биологически активные
фрагменты. Одни из них участвуют в непосредственном киллинге неклеточных
паразитов, другие усиливают воспалительные реакции с участием гранулоцитов
и моноцитов, третьи опсонизируют бактерии с целью ускорения их
элиминации.
СИСТЕМА КИНИНОВ
Функционально система кининов тесно связана с системой свертывания крови,
системой фибринолиза и системой комплемента.
Механизмы
системной
активации
системы
кининов
реализуются
преимущественно протеазами, образующимися в жидкой фазе или на легочной
мембране. Происходит каскад реакций, в результате которых образуются
биологически активные вещества - кинины (каллидин, брадикинин, кинин
С). Эти кинины представляют собой олигопептиды, которые действуют на
гладкую
мускулатуру,
расширяют
сосуды
с повышением их
проницаемости и стимулируют миграцию фагоцитов. Эффекты кинннов
29
ослабляются кортикостероидами и ципрогептадипом.
4.4. БЕЛКИ ОСТРОЙ ФАЗЫ
Функционально выделяют следующие белки острой фазы:
1) протективные
(потенциально
провопоспалительные - С-реактивный
белок);
2) противовоспалительные (церулоплазмин, а-антитрипсин, а-ан-химотрипсин);
3) транспортные
(церулоплазмин
для
Са2+,
гаптоглобин
для
гемоглобина);
4) "ограничители" воспаления, локализующие очаг воспаления (система
свертывания крови, фибриноген).
Основным по своему значению для процесса воспаления является Среактивный белок. Он является связующим звеном в процессе альтернативной
активации комплемента. В присутствии С-реактивного белка резко возрастает
активность Т-цитотоксических лимфоцитов. На мембранах NК-клеток есть
специальные рецепторы для С-реактивного белка, однако какое влияние он
оказывает на эти клетки, до конца не ясно.
Уровень С-реактивного белка в сыворотке крови является диагностическим
критерием. Он практически не меняется при вирусной патологии, но
повышается при бактериальной инфекции (его повышение является самым
ранним признаком болезни) и при иммунокомплексных процессах.
ФИБРОНЕКТИНЫ
Фибронектин - холодовой нерастворимый глобулин. Синтезируется
макрофагами. Фибронектин играет важную роль в механизме фиксации клеток
на нерастворимых субстратах. Кроме того, фибронектин способен связывать
коллаген, частицы фибрина, бактерии, в таком состоянии распознается
макрофагом в качестве чужеродного агента и захватывается клеткой с
последующей элиминацией.
Достоверно известно, что у лиц с сепсисом катастрофически снижается уровень
фибронектина в плазме, а также, что стабильно низкий уровень фибронектина
ассоциирован с неблагоприятным прогнозом заболевания, причем
восстановительная терапия фибронектином (криопреципитат) обеспечивает
продолжительность срока жизни пациентов.
ЛИЗОЦИМ (МУРАМИНИДАЗА)
Лизоцим расщепляет мураминовую кислоту в составе оболочки
чувствительных грамположительных бактерий и в отдельных случаях может
даже
вызывать
бактериолиз.
Синтезируется
гранулоцитами,
моноцитами/макрофагами. При лизисе грамотрицательных микроорганизмов
действует в ассоциации с системой комплемента. Способен накапливаться в
секреторных гранулах и лизосомах фагоцитов. Определение уровня его
концентрации дает возможность оценить активность фагоцитарной системы.
30
МЕХАНИЗМЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ. ЦИТОКИНЫ
Классификация и общие свойства цитокинов. Цитокинами принято называть
обширное семейство биологически активных пептидов, обладающих
гормоноподобным действием, обеспечивающих взаимодействие клеток
иммунной, кроветворной, нервной и эндокринной систем.
Цитокины можно подразделить на несколько семейств различных клеточных
регуляторов:
1. Интерлейкины, осуществляющие гуморальные взаимодействия между
лейкоцитами.
2. Интерфероны, осуществляющие естественную защиту организма от вирусов,
а также активирующие NK-клетки.
3. Колониестимулирующие
факторы,
способствующие
продукции
форменных элементов крови, в том числе, лимфоцитов и макрофагов.
4. Факторы
некроза
опухолей,
обладающие противовоспалительными,
иммуностимулирующими и гемопоэтическими свойствами.
5. Факторы, трансформирующие рост клеток, характеризующиеся
противовоспалительным
действием
и
выступающие
в
качестве
ингибиторов антителообразования и дифференцировки цитотоксических
клеток.
6. Ростовые
факторы,
включающие
в
себя
фибробластный.
эпидермальный и тромбоцитарный факторы роста, способствующие
регенерации поврежденных тканей.
Все цитокины объединяются следующими общими свойствами:
—
синтезируются в процессе реализации механизмов естественного или
специфического иммунитета;
—
проявляют свою активность при очень низких концентрациях (порядка
—11
10
моль/л);
—
служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают
аутокринной, паракринной и эндокринной активностью;
—
действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток
(при этом вызывают преимущественно медленные клеточные реакции,
требующие синтеза новых белков);
—
образуют регуляторную сеть, в которой отдельные элементы обладают
синергическим или антагонистическим действием;
—
обладают плейотропной (полифункциональной) активностью и
перекрывающимися функциями.
В зависимости от того, какие клетки преимущественно синтезируют данный
цитокин, различают интерлейкины, монокины и лимфокины. Все 4 обозначения
могут быть синонимами, причем термин «цитокин» играет роль
объединяющего. В настоящее время 16 интерлейкинов имеют цифровые
обозначения (ИЛ-1 — ИЛ-16), остальные цитокины буквенные: CSF
(колониестимулирующие факторы), OSM (онкостатин М), LTF (фактор,
ингибирующий лейкозные клетки), NGF (фактор роста нервов), CNTF
31
(цилиарный нейротрофический фактор), TNF (фактор некроза опухолей).
Свойствами цитокинов обладают также интерфероны.
Действие цитокинов тесно связано с физиологическими и патофизиологическими реакциями организма. При этом происходит модуляция как
локальных, так и системных механизмов защиты. Одной из важнейших
функций системы цитокинов является обеспечение согласованного действия
иммунной, эндокринной и нервной системы в ответ на стресс.
Механизмы действия цитокинов. Влияние цитокина осуществляется путем
его взаимодействия со специфическим мембранным рецептором клеткимишени. Отмечается плейотропное действие цитокинов, которое объясняется
наличием специфических рецепторов на поверхности клеток различного
гистогенеза. С этой особенностью строения большинства цитокиновых
рецепторов связана, по-видимому, так называемая избыточность действия,
когда разные цитокины влияют сходным образом на одну и ту же клеточную
мишень (табл. 2).
Таблица 2. Сравнение некоторых биологических функций цитокинов, использующих белок gpl30 для передачи сигнала внутрь клетки
Тип реакции
Иммунная
реакция
Функция
ИЛ-6
LIF
OSM
CNTF
Продукция иммуноглобулинов
+
—
—
—
Пролиферация Т-клеток
+
—
—
—
Дифференцировка ЦТЛ
+
—
—
—
Дифференцировка макрофагов из
М1-клеток
+
+
+
Стимуляция костномозговых
клеток-предшественников
+
+
+
+
Образование тромбоцитов
Кроветворени (созревание мегакариоцитов)
е
Пролиферация миеломных клеток и
клеток плазмоцитомы
Синтез белков острой фазы
Реакция
воспаления
Развитие
нервной
ткани
+
+
Выживание в культуре
чувствительных нейронов
+
+
+
—
+
—
Секреция гормонов гипофиза
+
—
—
Переключение с адренергического
на холинергический фенотип
+
—
+
моторных нейронов цилиарных
нейронов
Дифференцировка астроцитов II
типа
32
Цитокин
++
+
+
Основные свойства некоторых цитокинов
ИНТЕРЛЕЙКИНЫ
В настоящее время известно 18 видов иитерлейкинов. Среди интерлейкинов
можно выделить следующие группы:
I. Ростовые факторы (интерлейкины-2, 3, 4, 7, 9, 12, 15).
2. Стимуляторы дифференцировки (интерлейкины-2, 4, 5, 6, 12 15).
3. Хематтрактакты (интсрлейкины-8, 16).
4. Индукторы цитокинов (интерлейкины-17, 18).
Часть
интерлейкинов
обладает
свойствами
стимулировать
воспаление (интерлейкины - la,
1р, 8, II), тогда как другие подавляют
воспалительный процесс (интерлейкины - 4, 6, 10, 13).
ИЛ-1. Этот интерлейкин могут синтезировать различные клетки
соединительной ткани, как связанные с системой кроветворения, так и не
имеющие к ней никакого отношения. ИЛ-1 существует в виде двух
полипептидов ИЛ-l и ИЛ-1 , синтез которых кодируется различными генами.
Описано два вида рецептора для ИЛ-1 (ИЛ-1Р). ИЛ-1Р выявляется на Тлимфоцитах и фибробластах. ИЛ-11Р (рецептор II типа) характерен для
нейтрофилов, моноцитов, клеток костного мозга и В-лимфоцитов (интактных и
трансформированных вирусом Эпштейна — Барр). Оба рецептора,
принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов, хотя и кодируются
различными генами, имеют идентичную ИЛ-1-связывающую область.
Биологические свойства ИЛ-1 ярко демонстрируют его полифункциональность.
ИЛ-1 играет одну из центральных ролей в воспалительной реакции, в ответе на
бактериальную
инфекцию
и
тканевые
повреждения,
вызванные
ультрафиолетовым излучением. ИЛ-1 проявляет свойства нейроэндокринного
гормона, стимулируя продукцию АКТГ, простагландинов и являясь митогеном
для астроцитов. ИЛ-1 стимулирует продукцию ИЛ-2 Т-лимфоцитами, а также
повышает экспрессию рецептора для ИЛ-2. ИЛ-1 усиливает пролиферацию Влимфоцитов,
секрецию
антител
и
экспрессию
мембранного
иммуноглобулинового рецептора. Есть данные, указывающие на участие ИЛ-1
в регенерации печени. Кроме того, ИЛ-1 стимулирует секрецию гепатоцитами
сывороточных амилоидов А и Р, С-реактивного белка, гаптоглобина, aантитрипсина и церулоплазмина. ИЛ-1 участвует в регуляции температуры
тела, а повышенная его продукция приводит к развитию лихорадки.
Известны факторы, снижающие биологическую активность ИЛ-1. К ним
прежде всего относятся глюкокортикоиды и простагландины. Из экзогенных
факторов следует указать на циклоспорин А. В сыворотке крови лиц, которым
был введен эндотоксин, в моче лихорадящих больных, а также в культуральной
жидкости моноцитов, активированных in vitro, может быть обнаружен
полипептид, специфически снижающий активность ИЛ-1. Из мочи больных
моноцитарным лейкозом выделен фактор с молекулярной массой 23 000,
идентифицированный как антагонист ИЛ-1Р. ИЛ-1Р II типа могут
33
обнаруживаться в растворимой форме в виде мономера. Такой растворимый
ИЛ-IP может связывать ИЛ-1, нейтрализуя его биологическую активность.
ИЛ-2. Этот цитокин играет исключительно важную роль в реализации
механизмов иммунного ответа. Как уже отмечалось, продуцентами ИЛ-2
являются Th1-клетки. Помимо участия ИЛ-2 в дифференцировке и
пролиферации Т-лимфоцитов, этот лимфокин принимает непосредственное
участие в реализации механизмов противоопухолевой защиты. Так, ИЛ-2
повышает литическую активность NK-клеток, а также индуцирует клетки
системы ЛАК (лимфокинактивированные киллеры). Кроме того, ИЛ-2
индуцирует пролиферацию ЦТЛ. Под действием ИЛ-2 усиливается секреция
ИНФ-гамма Т-лимфоцитами.
Рецептор для ИЛ-2 состоит из трех полипептидных цепей, которые могут быть
экспрессированы как вместе, так и по отдельности (рис. 3). В зависимости от
того, из скольких цепей будет составлен рецептор, изменяется его аффинность.
При совместной экспрессии всех трех цепей формируется рецептор высокой
аффинности (Кd около 10 пкМ).
Функция ИЛ-2 может быть заблокирована с помощью фармакологических
препаратов. Так, показано, что циклоспорин А подавляет синтез мРНК для ацепи ИЛ-2. Есть данные, указывающие на то, что нецитотоксические дозы
алкилирующих препаратов способны избирательно блокировать р-цепь ИЛ-2.
Рис. 3. Строение высокоаффинного рецептора для ИЛ-2.
Для проведения сигнала требуется гетеродимеризация цитоплазматических
доменов бета- и гамма-цепей.
ИЛ-3. Этот белок относится к семейству гемопоэтических ростовых факторов
(молекулярная масса 15 000 — 28 000), является колониестимулирующим
фактором гранулоцитов-макрофагов. ИЛ-3 вместе с эритропоэтином
поддерживает рост и дифференцировку клеток эритроидного ростка. В то же
время ИЛ-3 способен регулировать раннюю стадию дифференцировки Влимфоцитов, поддерживает рост пре-В-клеток, а также усиливает секрецию
IgG.
ИЛ-4. Этот лимфокин (молекулярная масса 15000—20000) продуцируется Тклетками (Th2) и является фактором дифференцировки для Т- и В-лимфоцитов.
34
Кроме того, ИЛ-4 служит кофактором пролиферации покоящихся Влимфоцитов, а также индуцирует в этих клетках синтез IgE и IgG. Известна
способность
ИЛ-4
генерировать
активность
ЛАК
и
усиливать
противоопухолевую активность макрофагов.
ИЛ-5. Этот димерный белок с молекулярной массой 50 000—60 000
продуцируется Т-клетками (Th2). ИЛ-5 усиливает пролиферацию активированных В-лимфоцитов, а также экспрессию на них рецептора для ИЛ-2 и
синтез IgA. В нестимулированных В-клетках ИЛ-5 индуцирует секрецию IgM и
IgG. ИЛ-5 является фактором дифференцировки эозинофилов, усиливает их
хемотаксис.
ИЛ-6. Этот мономер с молекулярной массой 19 000— 34 000 является фактором
дифференцировки В-клеток, способствуя созреванию В-лимфоцитов в
антителопродуцирующие клетки. ИЛ-6 индуцирует синтез белков острой фазы,
в связи с чем, как и ИЛ-1, и TNF, может быть отнесен к цитокинам воспаления.
ИЛ-10. Этот лимфокин (молекулярная масса 17000—21000), продуцируемый Тклетками (Th2), может рассматриваться как антагонист ряда цитокинов. Так,
ИЛ-клетками. Кроме того, он тормозит
пролиферативный ответ Т-клеток на антигены и митогены, а также подавляет
секрецию активированными моноцитами ИЛ-1р, TNF и ИЛ-6. В то же время
ИЛ-10 стимулирует секрецию иммуноглобулинов В-клетками. ИЛ-10
предотвращает апоптоз ИЛ-2 зависимых ЦТЛ, лишенных ИЛ-2.
ИЛ-12 человека отдаленно напоминает ИЛ-6 и гранулоцитарный
колониестимулирующий фактор. ИЛ-12 повышает литическую активность
клеток системы ЛАК, а также специфическую цитотоксичность ЦТЛ. ИЛ-12
действует как ростовой фактор при активации Т- и NK-клеток. При этом он
действует в качестве индуктора секреции ИФН-гамма и ингибитора синтеза IgE
индуцированного ИЛ-4.
ФАКТОРЫ НЕКРОЗА ОПУХОЛЕЙ
Эти цитокины по своим биологическим свойствам очень похожи на
иптерлейкины. Единственным отличием факторов некроза опухолей от
интерлейкинов является их способность вызывать гибель культивируемых
опухолевых, но не нормальных клеток.
Фактор некроза опухолей (TNF) был впервые получен в результате введения
мышам бактериальных эндотоксинов. В сыворотке крови было обнаружено
вещество, обладающее цитотоксической активностью по отношению к
опухолевым клеткам. TNF представляет собой полипептид с молекулярной
массой около 17 000.
TNF продуцируют клетки моноцитарно-макрофагальной системы, которые под
воздействием бактериальных эндотоксинов активируются и начинают
синтезировать TNF, ИЛ-1, ИЛ-6 и вещества прокоагулянтного действия. TNF
является мощным модификатором воспалительной и иммунной реакции. Он
способен тормозить клеточную пролиферацию, дифференцировку и функции
клеток почти всех типов, служит медиатором цитотоксичности. В результате
35
высвобождения TNF повышается проницаемость капилляров, повреждается
эндотелий сосудов, возникает внутрисосудистый тромбоз. В настоящее время
признано, что TNF играет ведущую роль в патогенезе септического шока.
ИНТЕРФЕРОНЫ
Это белки, обладающие противовирусной и иммуномодулирующей
активностью. В зависимости от происхождения и соответственно строения
молекулы интерферона (ИФН) человека делятся на 3 типа: ИФН ,
продуцентами которого преимущественно являются макрофаги и В-клетки,
ИФН-бета, продуцируемый фибробластами, и ИФН-гамма, который
синтезируют главным образом активированные Т-хелперы, относящиеся к
субпопуляции Th1. Продукция ИФН-гамма Т-клетками происходит в
результате стимуляции последних Т-клеточными митогенами, антителами
против CD3, специфическими вирусными антигенами, а также аллоантигенами
МНС.
1. а-интерферон
(лейкоцитарный).
Известно
25
подтипов
а
интерферона; обладает выраженной противовирусной активностью.
2. б-интерферон
(фибробластный).
Выделено
2
подтипа
бинтерферона; по свойствам сходен с а- и у-интерфероном.
3.у-интерферон (иммунный). Монотип; оказывает антивирусное и
антипролиферативное действие; является индуктором для Т-хелперов 1
порядка, макрофагов, NK-клеток, спленоцитов.
ИФН-гамма «придает» клеткам непермиссивность для репликации вируса,
проникшего в них путем непосредственного межклеточного транспорта. Кроме
того, ИФН-гамма оказывает необратимое цитотоксическое действие на
трансформированные клетки, тогда как его цитостатическое влияние на
нормальные клетки обратимо. ИФН-гамма усиливает цитотоксические реакции,
опосредованные Т-лимфоцитами, К- и NK-клетками. Одновременно ИФНгамма селективно повышает резистентность нормальных клеток к
цитопатическим эффектам NK-клеток. За счет ИФН-гамма возможна индукция
цитотоксичности у нормальных макрофагов. Активность ИФН-гамма в 10—300
раз выше, чем активность ИФН-альфа и ИФН-бета.
ГЛАВА 4. АНТИГЕН. АНТИТЕЛО
Антигены — вещества, специфически реагирующие с антителами или
клеточными рецепторами и способные индуцировать продукцию антител либо
специфические клеточные реакции. Участок молекулы антигена, обладающий
способностью
связываться
с
активным
центром
антитела
или
антигенсвязывающего рецептора лимфоцита, называется антигенной
детерминантной.
36
Антитела — вещества, продукция которых может быть вызвана введением в
организм антигенов или гаптенов при условии, что последние химически
связаны с носителем. Непременным свойством антител является их
способность специфически связываться с антигенами или гаптенами.
Иммунологическая память — способность организма отвечать на повторное
введение антигена иммунной реакцией, характеризующейся большей силой и
более быстрым развитием.
4.1. АНТИГЕНЫ
Антигены - вещества, которые при попадании в организм способны вызывать
специфическую иммунную реакцию, а также взаимодействовать с продуктами
этой реакции (антителами и сесибилизированными лимфоцитами). Существуют
антигены, тормозящие иммунные реакции. Такие антигены называют
толерогенами.
Выделяют четыре основных группы антигенов:
1. Природные.
2. Модифицированные (когда к известному белку присоединяются
чужеродные фрагменты).
3. Синтетические (называемые иммуногенами).
4. Гаптены (неполные антигены,
проявляющие антигенные свойства
только в связи с белком-носителем).
Для того, чтобы вещество обладало антигенными свойствами, оно должно
иметь несколько качеств:
1. Чужеродность, обусловленную генетическими механизмами.
2. Иммуногенность (свойство антигена вызывать иммунный ответ).
3. Антигенность (мера, по которой определяют "качество" антигена количество антител, выработанных на данный антиген).
4. Специфичность
(свойство, благодаря которому антигены отличаются
друг от друга):
- видовая (в пределах разных видов);
- групповая (в пределах одного вида);
- типоспецифичность (среди микроорганизмов одного типа);
- функциональная;
- патологическая
(антигены,
свойственные
патологически измененным
тканям);
- новая
иммунологическая
специфичность
(прежний
антиген,
присоединенный к новому белку; так называемый, конъюгированный антиген).
Следует отметать, что вещество лишь тогда может выступить в качестве
антигена, когда оно обладает определенной массой. Известно, что сильными
иммуногенами являются вещества с относительной молекулярной массой в
несколько миллионов далътон (например, гемоцианин). Чем меньше масса
вещества, тем меньше вероятность того, что оно способно выступить в роли
антигена.
Иммунный ответ зависит также и от количества введенного в организм
антигена. Для каждого вещества, обладающего антигенными свойствами,
37
существует своя "пороговая" минимальная доза, при введении которой
наблюдается реакция иммунной системы на этот антиген. Доза антигена
меньше минимальной просто не фиксируется иммунной системой как нечто
чужеродное,
подлежащее
элиминации.
Низкие
дозы
антигена,
"регистрируемые" иммунитетом, как правило, вызывают выработку небольшою
количества очень активных антител. С увеличением дозы вводимого антигена
повышается и выраженность иммунного ответа, однако снижается «качество»
антител. Очень
большие
дозы
антигена,
напротив,
вызывают
состояние специфической ареактивности (иммунологической толерантности).
Существуют вещества, которые при добавлении к антигену усиливают его
иммуногенность. Такие вещества называются адъювантами. К сильным
адъювантам относят гидроксил алюминия, квасцы, декстран, тапиоку,
поверхностно-активные вещества, адъювант Фрейнда. Адъюванты помогают
"концентрировать внимание" иммунитета на небольших дозах антигена,
снижать дозу вводимого в организм антигена.
4.2.АНТИТЕЛА
Антитела представляют собой высокомолекулярные белки, относящиеся к
семейству иммуноглобулинов (Ig). Иммуноглобулины представляют собой
группу сывороточных белков, обладающих рядом общих свойств и играющих
важную роль в реализации иммунного ответа высших позвоночных.
Иммуноглобулины синтезируются плазматическими клетками под влиянием
антигенов и специфически с ними реагируют.
Все иммуноглобулины обладают следующими свойствами:
1.Специфичность антител (способность иммуноглобулином
реагировать
только с определенным
антигеном). Это свойство иммуноглобулинов
основано на наличии у них антидетерминант, которые "совпадают" с
детерминантами определенного антигена, "подходят" к ним, как "ключ к
замку".
2. Валентность - это количество антидетерминант ("рабочих рук") в молекуле
антитела.
Иммуноглобулины
бывают
бивалентны,
пятивалентны,
десятивалентны.
3.Аффинность отражает прочность связи между отдельной антидетерминантой
антитела и соответствующей детерминантой антигена.
4. Авидность - это прочность связи антитела с антигеном в целом (так
сказать, сумма аффинностей).
При исследовании
белковых фракций электрофоретическим методом
иммуноглобулины обнаруживаются во фракции у-глобулинов.
Молекула иммуноглобулина состоит из двух тяжелых (Н) и двух легких (L)
цепей, соединенных между собой дисульфидными связями (рис. 4). Н- и L-цепи
одной молекулы полностью идентичны. Существует два класса легких цепей —
каппа и лямда и 5 классов тяжелых цепей. Именно вид тяжелой
цепи
иммуноглобулина
предопределяет,
к какому типу иммуноглобулинов
относится данная молекула. Существует пять типов иммуноглобулинов:
38
1. IgG (4 подтипа: IgG1, IgG2, IgG 3, IgG4).
2. IgM (2 подтипа: IgM1, IgM2).
3. IgA (2 подтипа: IgA1, IgA2; существует в двух формах: сывороточной и
секреторной).
4. IgE (монотип, в последнее время предполагается наличие двух подтипов:
IgE1, IgE2).
5. IgD (монотип).
С помощью протеолитических ферментов молекула иммуноглобулина может
быть расщеплена в области так называемого шарнирного участка. Например, с
помощью папаина из одной молекулы может быть получено три фрагмента: два
одинаковых Fab-фрагмента (fragment antigen binding), в построении которых
задействованы участки Н-цепей и L-цепи, и Fc-фрагмент (fragment
crystallizable), который образуется Н-цепями.
Каждый из Fab-фрагментов обладает одним антигенсвязывающим центром.
FаЬ-фрагменты являются, по сути, антидетерминантами антитела и обладают
способностью соединяться с соответствующими детерминантами антигена.
Fc-фрагмент служит для прикрепления молекулы иммуноглобулина к мембране
клетки, фиксации молекулы на специальных клеточных Fc-рецепторах.
Молекулы антител отличаются исключительным разнообразием. Это
разнообразие в первую очередь связано с вариабельными областями,
расположенными в N-концевых участках как легких, так и тяжелых цепей
молекулы иммуноглобулина. Остальные участки относительно неизменны. Это
позволяет выделить в молекуле иммуноглобулина вариабельные и константные
области тяжелых и легких цепей. Отдельные участки вариабельных областей
(так называемые гипервариабельные участки) отличаются особым
разнообразием.
Рис. 4. Топология и функциональная архитектоника молекулы IgG.
Иммуноглобулины могут быть классифицированы в зависимости от строения
константных и вариабельных областей (табл. 3).
39
Изотипы отражают разнообразие иммуноглобулинов на уровне биологического
вида. При иммунизации животных одного вида сывороткой крови особи
другого
вида
образуются
антитела,
распознающие
изотипические
специфичности молекулы иммуноглобулина. Каждый класс иммуноглобулинов
имеет свою изотипическую специфичность, против которой могут быть
получены специфические антитела, например кроличьи антитела против IgG
мыши (препарат, широко применяемый в различных иммунодиагностических
тестах).
Таблица 3. Разнообразие иммуноглобулинов
Локализация
Гетерогенность
Классы
Подклассы
Типы
Подгруппы
СН
СН
СL
СL
На уровне вида
Аллотипическое
Аллотипы
Сн/СL (иногда VH/VL)
На уровне индивидуума
Идиотипическое
Идиотипы
Вариабельная область
На уровне клона
Изотипическое
ИЛИ VHVL
Наличие аллотипов обусловлено генетическим разнообразием внутри вида и
касается
особенностей
строения
константных
областей
молекул
иммуноглобулинов у отдельных лиц или семей. Это разнообразие имеет такую
же природу, как и различия людей по группам крови системы АВО.
Идиотипы представляют собой участки вариабельной части молекулы
иммуноглобулина, которые сами являются антигенными детерминантами.
Антитела,
полученные
против
таких
антигенных
детерминант
(антиидиотипические антитела), способны различать антитела разной
специфичности. С помощью антиидиотипических сывороток можно
обнаружить одну и ту же вариабельную область на разных тяжелых цепях и в
разных клетках.
Разные типы иммуноглобулинов выполняют в организме человека различные
функции.
IgG. Составляет около 80% от всех сывороточных иммуноглобулинов.
Обладает бактерицидной, вируснейтрализующей, токсинейтрализующей,
опсонизирующей активностью. Выработка антител подтипа IgG4, которые
являются цитофильными антителами, служит основным механизмом
специфической гипосенсибилизации (эти иммуноглобулины конкурируют с IgE
за рецепторы базофилов и тучных клеток и, фиксируясь на них, предотвращают
дегрануляцию этих клеток в ответ на введение в организм аллергена).
IgA. Составляет около 16% сывороточньгх иммуноглобулинов. Существует в
виде двух фракций: сывороточной и секреторной (по количеству эти фракции
практически равны у здоровых людей). Секреторный IgA участвует в
формировании местной защиты от патогенов, аллергенов, аутоантигенов.
Сывороточная фракция IgA выполняет функции аллогемагглютининов, антител
40
к вирусам, токсинам, инсулину и антигенам щитовидной железы.
IgM. Составляет около 10% сывороточных иммуноглобулинов. Эти антитела,
чаще всего, обладают цитотоксическим эффектом (ревматоидный фактор,
антитела в реакции Вассермана, большинство естественных (фоновых)
антител). Являются антителами острой фазы при различной инфекционной
патологии (защита от бактериемии).
IgE. В сыворотке крови здоровых людей находится в следовых количествах.
Антитела, относящиеся к этому типу, являются цитофильными
реагинами;
при присоединении к мембранным рецепторам базофилов и тучных клеток
приводят к их дегрануляции. Уровень IgE в сыворотке крови резко возрастает
при глистных инвазиях, аллергических процессах, особенно при атонических
состояниях.
IgD. Составляет около 0,2% сывороточных иммуноглобулинов. Повышается
при некоторых патологиях системы крови, у беременных, принимавших до
беременности гормональные контрацептивы; к нему относятся антитела к
пенициллину, инсулину.
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ
ИММУННОГО ОТВЕТА
Специфические медиаторы иммунного ответа
- антигенсвязывающие рецепторы лимфоцитов (мембранные рецепторы
иммуноглобулиновой для В-лимфоцитов или неиммуноглобулиновой для Тлимфоцитов природы). С помощью этих рецепторов клетка специфически распознает антиген);
- антитела;
-антигенспецифические медиаторы, продуцируемые Т-лимфоцитами. К этой
группе веществ относятся усиливающие и супрессорные факторы,
синтезируемые лимфоцитами в процессе иммунного ответа.
Иммунную реакцию от ее начала до завершения можно условно разделить на
три блока.
5.1. РАСПОЗНАВАНИЕ АНТИГЕНА
Основные постулаты
В основе современной теории специфического распознавания антигенов
иммунной системой лежат следующие представления.
41
1. Наличие на поверхности лимфоцитов предсуществующих специфических
антигенсвязывающих рецепторов, экспрессия которых не зависит от того,
встречался ли ранее организм с данным антигеном или нет.
2. На одном лимфоците может быть рецептор только одной специфичности.
3. Антигенсвязывающие рецепторы могут экспрессироваться на поверхности
как Т-, так и В-лимфоцитов.
4. Лимфоциты с рецепторами определенной специфичности составляют клон,
т. е. являются потомками одной родительской клетки.
5. Распознавание антигена невозможно без участия макрофагов. Последние
осуществляют презентацию (представление) антигена лимфоциту.
6. Распознавание «чужого» происходит в «контексте» распознавания «своего».
Иными словами, антигенсвязывающий рецептор Т-лимфоцита распознает на
поверхности макрофага молекулярный комплекс, состоящий из собственного
антигена гисто-совместимости и чужеродного антигена.
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АППАРАТ АНТИГЕННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ
Антигены главного комплекса гистосовместимости. Эти антигены
экспрессированы на поверхности всех ядерных клеток организма. Свое
название они получили в связи со способностью вызывать сильную реакцию
отторжения при пересадке тканей в пределах одного вида. У представителей
разных видов система антигенов главного комплекса гистосовместимости,
МНС (major hystocompatibility complex), имеет разные названия. У человека она
называется HLA (human leukocyte antigens). В антигенном распознавании
участвуют антигены МНС классов I и II.
Антигенсвязывающие рецепторы лимфоцитов. Эти молекулы представлены
на поверхности В- и Т-лимфоцитов. В первом случае они представляют собой
молекулы иммуноглобулинов, а во втором составляют самостоятельное
семейство гликопротеидных молекул.
Рецепторы Т-лимфоцитов существуют только в форме молекул, прочно
связанных с клеточной мембраной. Этот рецептор представляет собой
гетеродимер, состоящий из двух полипептидных цепей. Большая часть каждой
из двух цепей рецептора находится вне клетки и свернута в виде двух доменов
— вариабельного (V) и константного (С). Известно два типа Т-клеточных
рецепторов. У всех Т-лимфоцитов, несущих антигенсвязывающий рецептор,
последний нековалентно связан в единый комплекс с молекулой CD3 (рис. 5).
Молекула CD3, состоящая из нескольких пептидных цепей, участвует в
передаче сигнала от распознающего антиген гетеродимера внутрь клетки.
Таким образом, весь этот комплекс, состоящий из 7 пептидных цепей, следует
рассматривать как единую функциональную структуру.
42
Рис. 5.
Рис. 6
Строение антигенсвязывающего рецептора Т-клетки (рис.5).
Упрощенное изображение антигенсвязывающего центра (рис. 6).
Иммуноглобулины. Пространственная структура молекулы иммуноглобулина
обеспечивается дисульфидными связями внутри цепей, существующими помимо дисульфидных мостиков, соединяющих Н- и L-цепи. В результате
пептидная цепь образует компактно свернутые петли с характерной складчатой
структурой — так называемые глобулярные домены. Соответственно
существуют вариабельные и константные домены. Гипервариабельные
последовательности сосредоточены на одном конце вариабельной области,
образуя часть -поворота пептидной цепи. Гипервариабельные области легких
и тяжелых цепей совместно образуют антигенсвязывающий центр, «отвечая»,
таким образом, за специфичность антитела (рис. 6).
Этот участок вариабельного домена иммуноглобулина представляет собой
полость, образованную пептидными петлями тяжелых и легких цепей.
Гипервариабельные участки заштрихованы.
Молекулы клеточной адгезии. Эти молекулы могут оказывать
костимулирующее действие в процессах иммунного распознавания. Они
представляют собой чрезвычайно разнообразную группу молекул, часть из
которых
филогенетически
родственна
иммуноглобулинам,
антигенсвязывающим рецепторам Т-клеток и антигенам главного комплекса
гистосовместимости.
ЭВОЛЮЦИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
МОЛЕКУЛ СУПЕРСЕМЕЙСТВА ИММУНОГЛОБУЛИНОВ
ЭВОЛЮЦИИ
Полагают, что все гены, кодирующие молекулы, которые относятся к
суперсемейству иммуноглобулинов, происходят от одного общего предка.
Продуктами этих генов-предшественников была древняя система молекул
клеточной адгезии, эволюция которой привела к образованию гена,
кодирующего домен типа бета2-микроглобулина. Все продукты генов,
относящихся к суперсемейству иммуноглобулинов, построены из одного или
большего числа таких доменов. Все эти домены имеют высокую степень
43
гомологии, образованы примерно 110 аминокислотными остатками, содержат
чередующиеся гидрофобные и гидрофильные участки, образующие
антипараллельные бета-складчатые участки со вставками разной длины (так
называемый иммуноглобулиновый тип укладки). В результате дупликации
гена, кодирующего домен такого рода, возник ген мультидоменного белка —
древний N-CAM (cell-adhesion molecules).
Дальнейшая эволюция привела к образованию генов, кодирующих рецепторы
гормонов, антигены МНС, дифференцировочные антигены, миелиновые белки,
антигенсвязывающие рецепторы Т-клеток и иммуноглобулины (рис. 7). В
результате перекомбинации экзонов произошло объединение доменов типа
фибронектина с доменами типа N-CAM, что привело к возникновению
современного семейства молекул клеточной адгезии (N-CAM, I-CAM, NgСАМ, MAG, контактин). Важной особенностью структуры доменов является их
взаимная комплементарность. Иногда вследствие дупликации и дивергенции
генов возникали взаимодействующие друг с другом семейства молекул,
например Т-клеточные рецепторы и антигены МНС, IgA и поли-IgA-рецептор.
.
Рис. 7. Эволюция молекул суперсемейства иммуноглобулинов.
Известно, что древняя система молекул клеточной адгезии связана с
примитивным узнаванием «своего». Так, у губок сращивание отдельных ветвей
возможно только внутри одной колонии, а при сращивании с ветвями другой
колонии через 7—9 дней происходит отторжение. В ходе эволюции молекулы
этой системы постоянно усложнялись и специализировались, в результате чего
процесс распознавания «своего» и «чужого» резко сократился во времени и достиг исключительно высокой степени специфичности.
Исследования, проведенные в области сравнительной иммунологии, позволяют
выделить четыре филогенетических уровня развития иммунной системы. К
первому относятся одноклеточные эукариоты и примитивные многоклеточные.
На этом уровне функционирует древняя система молекул клеточной адгезии,
обеспечивающих взаимодействие клеток между собой. Ко второму уровню
относятся практически все беспозвоночные, как первично-, так и
вторичноротые. Именно на этом уровне формируются домены, входящие в
антиген-распознающие структуры. Третий уровень охватывает хордовых, но не
включает в себя млекопитающих. Этот уровень характеризуется появлением
иммуноглобулинов. Причем у круглоротых, относящихся к подклассу миксин,
иммуноглобулины имеют наиболее простую форму, тогда как у миног,
44
составляющих другой подкласс, происходит дивергенция С-домена на СH- и СLдомены, в результате чего появляются тяжелые и легкие цепи молекулы
иммуноглобулина. У костистых рыб С-домены L-цепи дивергируют на капа- и
лямбда-типы. Различные изотипы Н-цепей обнаруживаются, начиная с
двоякодышащих рыб и земноводных. Четвертый филогенетический уровень
включает млекопитающих и характеризуется дальнейшей дивергенцией
доменов, в результате которой возникают классы и подклассы иммуноглобулинов.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ АНТИГЕННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ
Неспецифический этап антигенного распознавания. На начальных этапах
каскада событий, условно называемых антигенным распознаванием, этот
процесс имеет неспецифический характер. Первой клеткой, вступающей во
взаимодействие с антигеном, является макрофаг. Фагоцитоз, представляющий
собой филогенетически наиболее древнюю иммунную реакцию, является также
и первой реакцией иммунной системы на внедрение чужеродных антигенов.
Антигены могут поступать в организм в составе бактериальной клетки или
вирусной частицы, а также в виде высокомолекулярного белка или
полисахарида (например, при вакцинации). И в том, и в другом случае антиген
подвергается фагоцитозу и внутриклеточному перевариванию. Результатом
переваривания является «разборка» крупных молекул на отдельные «блоки».
Для обозначения этого процесса в иммунологии применяется специальный
термин — «процессинг антигена». Такой процессированный антиген
экспрессируется на поверхности макрофага в комплексе с собственным антигеном главного комплекса гистосовместимости (ГКГ или МНС).
Распознавание антигена Т-клетками. Объектом распознавания для
антигенсвязывающего рецептора Т-хелпера является комплекс чужеродного
антигена (часто используется термин «номинальный антиген») и собственного
антигена МНС. При этом распознаются не только антигенная детерминанта
чужеродного антигена, но и структуры, относящиеся к антигенам МНС. В тех
случаях, когда в условиях эксперимента антигенпрезентирующие клетки
экспрессировали антигены МНС, не свойственные тому генотипу, к которому
принадлежали Т-лимфоциты—носители антигенсвязывающего рецептора,
распознавание оказывалось невозможным. Этот феномен, называемый
ограничением, или рестрикцией по МНС, является важным свидетельством
того, что для ответа на чужеродный антиген необходимо одновременное
распознавание как номинального антигена, так и собственного антигена МНС.
Распознавание антигена В-клетками. В-клетки распознают антигены с
помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов. В ходе взаимодействия Вклетки и антигена последний также может подвергаться процессингу. Такой
процессированный антиген презентируется на поверхности В-клетки, где он
доступен для распознавания активированным Т-хелпером. Следует заметить,
что Т- и В-клетки распознают разные антигенные детерминанты одной и той же
молекулы. В-клетка, как правило, не способна к самостоятельному ответу на
45
антигенную стимуляцию. Для того чтобы В-клетка начала реагировать на
антиген, ей необходимо получить второй сигнал от Т-хелпера. Антигены,
иммунный ответ на которые невозможен без такого второго сигнала,
называются тимусзависимыми.
В некоторых случаях активация В-клеток возможна и без участия Т-клеток.
Так, бактериальный липополисахарид в высоких концентрациях способен
вызывать поликлональную активацию В-клеток. При этом антигенная
специфичность иммуноглобулиновых рецепторов В-клетки не играет роли. При
более низких концентрациях таких антигенов иммуноглобулиновые рецепторы
пассивно концентрируют антиген на поверхности В-клетки, а собственная
митогенная активность липополисахарида играет для В-клеток роль второго
сигнала. Такие антигены получили название тимус-независимых антигенов
типа I.
Некоторые линейные антигены, медленно деградирующие в организме и
имеющие часто повторяющуюся антигенную детерминанту (например,
полисахариды пневмококков, Vi-антиген, поливинилпирролидон и некоторые
другие), также способны стимулировать В-лимфоциты без участия Т-клеток.
Эти антигены длительное время персистируют на мембране и в цитоплазме
специализированных макрофагов краевого синуса лимфатического узла и
маргинальной зоны селезенки. Эти антигены называются тимуснезависимыми
антигенами типа II.
Клональная селекция. Как уже отмечалось, наличие на поверхности
лимфоцита специфического антигенсвязывающего рецептора не зависит от
того, встречался ли ранее организм с данным антигеном или нет. Клетки,
имеющие рецепторы одинаковой специфичности, являются представителями
одного клона лимфоцитов. Такие клоны имеются как среди предшественников
Т-хелперов, так и среди В-лимфоцитов. При попадании в организм
чужеродного антигена происходит отбор (селекция) клонов, имеющих
рецепторы, комплементарные детерминантам данного антигена. Только
представители
этих
клонов
получают
«право»
на
дальнейшую
дифференцировку.
Такая
дифференцировка
получила
название
антигензависимой.
5.2. ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕКТОРОВ ИММУННОГО ОТВЕТА
Образование цитотоксических лимфоцитов, Т-хелперов и В-лимфоцитов
Впервые образование цитотоксических Т-лимфоцитов наблюдали в
эксперименте при отторжении чужеродных трансплантатов, однако основное
«назначение» этих клеток — борьба с вирусной инфекцией. Как известно,
вирусы являются внутриклеточными паразитами, в связи с чем антитела и
другие сывороточные факторы не могут обеспечить достаточную защиту.
Внедрившись в клетку, вирус перестраивает клеточный аппарат белкового
синтеза для собственной репликации. Этот процесс соответствует скрытому
периоду вирусной инфекции, во время которого о присутствии вируса внутри
клетки свидетельствует лишь экспрессия вирусного антигена на клеточной
46
поверхности.
Уничтожение
инфицированной
клетки
предотвращает
репликацию вируса.
Как указывалось выше, распознавание чужеродного антигена возможно лишь в
совокупности с собственными антигенами МНС (рис. 9). Однако, если в Тклеточном звене синтеза антител предшественники Т-хелперов распознают
номинальный антиген на поверхности антигенпрезентирующей клетки в
комплексе с антигеном МНС класса II, то при формировании противовирусного
иммунитета предшественники Т-киллеров распознают комплекс вирусного
антигена и антигена МНС класса I. Как и В-клетки, они нуждаются в помощи
Т-хелперов, которые распознают антиген в комплексе с молекулой МНС класса
II. Пролиферация и активация клеток-предшественников обеспечивается ИЛ-2.
При встрече предшественника Т-киллера с антигенным комплексом (антиген,
связанный с молекулой главного комплекса гистосовместимости (МНС) на
поверхности зараженной клетки прекиллер претерпевает многократное
деление. Дочерние клетки несут рецепторы для этого антигена, становятся
активными киллерами и разрушают клетки, зараженные этим вирусом, тем
самым делая его уязвимым для антител, связывающих вирусные частицы (Фон
Бѐмер Х., Кисилов П., 1991).
Распознавание антигена Т-киллерами специфично в отношении и антигенного
пептида, и молекул МНС. Специфичность, заключающаяся в двойном
распознавании, обусловлена Т-клеточными рецепторами (TCR). Для полной
активации прекиллера недостаточно связывания ТСR с антигенным
комплексом. Необходимо связывание еще одной молекулы - CD8-корецептора.
Этот белок одинаков у всех киллеров, но связывается в участке, отличном от
TCR. СD8 - маркер Т-киллеров. Этот белок принимает участие в распознавании
антигена киллерными клетками. Активация Т-киллера наиболее эффективна,
когда TCR и CD8 связываются с одной и той же молекулой.
Т-хелперные клетки тоже имеют TCR и инвариантный корецептор, которые
совместно обеспечивают активацию Т-хелперов. Но в данном случае
корецептор другой - CD4. ТСR и CD8 киллерных клеток связываются с
молекулой МНС I класса и пептидами из белков, синтезирующихся в самой
клетке. TCR и CD4 хелперов связываются с белками МНС II класса и
антигенными пептидами из белков, поглощенных клеткой (Daynes R.A. et al.,
1995). Т-хелперы отличаются по своей роли в иммунном ответе: они
кооперируют с В-клетками в антительном ответе на такие антигены, как
бактериальные токсины. Токсичный белок, попадающий в кровь, захватывается
макрофагом.
В-лимфоциты тоже поглощают молекулы токсинов, связавшиеся со
специфичными рецепторами типа антител на их поверхности. Внутри
макрофагов и В-лимфоцитов токсин расщепляется, а образующиеся пептиды
презентируются на поверхность клетки белками МНС II класса. Как только
ТСR и СD4 свяжутся с одной и той же молекулой МНС класса II на
поверхности клетки, Т-лимфоциты начинают делиться, образуя активные
хелперы (макрофаги максимально способны активировать эти клетки).
Активные Т-хелперы секретируют интерлейкины (IL) , которые стимулируют
47
В-лимфоциты к делению и секреции больших количеств антител. Свободные
антитела связывают токсин и нейтрализуют его.
Рис. 9. Схема строения рецепторного аппарата Т-лимфоцитов.
Обозначения:
- антиген, TCR - Т-клеточный рецептор, МНС - молекула
основного комплекса гистосовместимости, CD4, CD8 - маркерные корецепторы
Т-лимфоцитов
Роль растворимых факторов в дифференцировке и пролиферации клона.
Взаимодействие между клетками иммунной системы в процессе формирования
ответа на антигенную стимуляцию осуществляется, в частности, за счет
специальных растворимых медиаторов. В зависимости от того, какие клетки
являются главными продуцентами этих медиаторов, они могут называться
лимфокинами или монокинами. Те и другие объединяются общим термином —
«цитокины».
Антигензависимая дифференцировка Т-лимфоцитов контролируется главным
образом ИЛ-1 и ИЛ-2. Источником ИЛ-1 служат макрофаги, которые, помимо
презентации
процессированного
антигена
(для
чего
необходим
непосредственный контакт между макрофагом и лимфоцитом), дополнительно
стимулируют предшественники Т-хелперов с помощью растворимых факторов.
Такая стимуляция побуждает Т-клетки экспрессировать высокоаффинный
рецептор для ИЛ-2. Эти клетки пролиферируют в ответ либо на собственный
ИЛ-2, либо на ИЛ-2, продуцируемый другой субпопуляцией Т-хелперов.
Субпопуляция Т-хелперов, продуцирующих ИЛ-2, обозначается Th1, а
субпопуляция, не продуцирующая ИЛ-2, — Th2. Экспрессия рецептора для ИЛ2 отмечена у клеток обеих субпопуляций.
Дифференцировка В-лимфоцита в плазматическую клетку. Длительное
время гистологи считали малый лимфоцит дифференцированной клеткой с не
вполне ясной функцией. В настоящее время понятно, что под этой
морфологической однородностью «скрываются» разнообразные клеточные
популяции, судьба которых в процессе формирования иммунного ответа может
быть совершенно различной. Показано, что под действием митогенных
стимулов лимфоцит трансформируется в способные к митотическому делению
и дальнейшей дифференцировке бластные клетки.
48
Важную роль в дифференцировке В-клеток играет ИЛ-6. Продуцентами этого
растворимого фактора являются Т-лимфоциты, подвергшиеся митогенной
стимуляции, и моноциты. На поверхности активированных В-клеток
экспрессируется рецептор для ИЛ-6. Под воздействием ИЛ-6 происходит
конечное созревание В-лимфоцитов в антителообразующие клетки.
Для
В-лимфоцитов
конечным
этапом
дифференцировки
является
плазматическая клетка, синтезирующая огромное количество антител.
Специфичность синтезируемых антител, как правило, соответствует
специфичности
иммуноглобулинового
рецептора
В-лимфоцитапредшественника.
Кинетика синтеза иммуноглобулинов разных классов при первичном и
вторичном иммунном ответе различная (рис. 10). Так, после первого контакта
организма с антигеном сначала удается обнаружить IgM-продуцируюшие
клетки. Синтез IgG достигает своего максимума лишь спустя значительный
промежуток времени. При вторичном иммунном ответе кинетика синтеза IgM
не отличается от той, которая наблюдалась при первичном ответе, тогда как
концентрация IgG в сыворотке крови быстро нарастает, достигая существенно
более высоких значений.
Рис. 10. Динамика синтеза IgM и IgG при первичном и вторичном иммунном
ответе на антиген. По абсциссе — время после первой иммунизации. Стрелки
— моменты введения антигена.
Известно, что переключение синтеза иммуноглобулинов одного класса на
синтез белков другого класса происходит в индивидуальных В-клетках. Это
переключение осуществляется под контролем Т-клеток. При этом
вариабельные последовательности VDJ, обусловливающие специфичность
антитела, переносятся к другому гену константного участка. Таким образом
образуются антитела, имеющие другой изотип, но сохраняющие прежнюю
специфичность.
5.3. ЭФФЕКТОРНАЯ ЧАСТЬ ИММУННОГО ОТВЕТА
КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
Суть клеточного иммунного ответа состоит, во-первых, в распознавании Тцитотоксическими клетками антигенов, переработанных соматическими
клетками (например, гепатоцитами) в совокупности с молекулами ГКГ 1
класса, а во-вторых, в распознавании нативными Т-хелперами антигенов,
49
переработанных антиген-представляющими клетками, в комплексе с
молекулами ГКГ II класса.
Цитотоксические Т-лимфоциты также играют важнейшую роль в реализации
клеточных иммунных реакций. Различные субпопуляции этих клеток
осуществляют антителозависимый, не требующий присутствия комплимента
лизис клеток-мишеней, то есть разрушение аутологичных, аллогенных или
ксеногенных клеток в присутствии специфических против этих клеток антител
или независимый от антител и комплимента лизис любых опухолевых клетокмишеней аллогенной, ксеногенной или аутологической природы.
Реакция на антиген Т-цитотоксических клеток (киллеров) начинается с
распознавания Т-цитотоксическими клетками антигена, который захвачен,
переработан и в виде отдельных антигенных фрагментов представлен на
мембране соматической клетки. Именно эта клетка, несущая на мембране
антиген, и является объектом агрессии со стороны Т-киллеров. После
"знакомства" с антигеном нативные Т-цитотоксические клетки пролиферируют
и образуют клоны антиген-специфических клеток-киллеров, способных
поражать только клетки, несущие на мембране данный антиген.
Подобный вариант иммунного ответа развивается в ответ на поражение клеток
внутриклеточными паразитами: вирусами гриппа, гепатита, токсоплазмой,
листериями и т.д. Кроме того, Т-цитотоксические клетки активны в отношении
опухолевых клеток.
Антиген, попадая в организм, захватывается, перерабатывается и
зкспрессируется в виде отдельных фрагментов на мембране антиген презентирующих
клеток.
В
качестве
таких
клеток
выступают
моноциты/макрофаги, дендритические клетки и В-лимфоциты. После
распознавания антигена наивными Т-хелперами последние пролиферируют,
дифференцируются и образуют клон антиген-специфических Т-хелперов I типа,
которые способны активировать моноциты/макрофаги с приобретением
последними бактерицидных и цитототоксических свойств.
Особенное значение данный вариант клеточного иммунного ответа имеет при
поражении организма микробактериями туберкулеза, возбудителями лепры,
лейшманиями. Поскольку перечисленные внутриклеточные паразиты могут
поражать моноциты/макрофаги и "скрываться" в этих клетках от иммунного
ответа, приобретение моноцитами/макрофагами бактерицидных свойств и
возможность "самоочищения" от патогенов имеют принципиальное значение
в борьбе организма с этими возбудителями. Моноциты/макрофаги могут
выступать не только в роли вспомогательных клеток, "знакомящих" Т-хелперы
с антигеном, но и в роли активных бактерицидных и цитотоксических клеток.
Однако, чтобы выполнять эти функции, моноциты/макрофаги должны быть
активированы Т-хелперами I типа. Существует мнение, что развитие
иммунного ответа, опосредованного Т-цитотоксическими клетками, также
индуцируется Т-хелперами I типа; ряд авторов, тем не менее, подчеркивает, что
образование Т-цитотоксических клеток происходит без какой-либо помощи.
ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
Различают два типа гуморального ответа: Т-зависимый и Т50
независимый.
При Т-зависимом гуморальном ответе В-лимфоциты получают сигнал от
самого антигена (непосредственно) и от антиген-специфических Т-хелперов 2
порядка. Антиген-специфические Т-клетки образуются раньше, чем Влимфоциты начинают самостоятельно распознавать антиген. В результате
непосредственного знакомства В-клеток с антигеном., а также сигналов,
поступающих к В-лимфоцитам от антиген-специфических Т-хелперов, Вклетки начинают пролиферировать
и дифференцироваться в
антителопродуцирующие плазматические клетки.
Т-независимый гуморальный ответ характерен тем, что В-лимфоциты
активируются под действием антигена и дифференцируются в плазматические
клетки. Эти процессы в данном случае происходят без участия антигенспецифических Т-хелперов.
В эффекторной фазе гуморального иммунного ответа большую роль играет
комплемент, который активируется в результате связывания компонента
комплемента Clq с определенным участком молекулы иммуноглобулина. В
результате активации образуется комплекс, названный "мембранным
атакующим комплексом", который содержит компонент комплемента С9,
вызывающий перфорацию бактериальной мембраны и гибель микроба.
Следует подчеркнуть, что гуморальный .ответ направлен, в основном, против
внеклеточных патогенов: клостридий, стафилококков, полиовируса и т.д.
Клеточный и гуморальный иммунные ответы отличаются между собой
многими признаками, их характеризующими.
1. Клеточный ответ направлен, в основном, против внутриклеточных
микроорганизмов, тогда как гуморальные реакции развиваются, чаще
всего, при поражении организма внеклеточными патогенами.
2. В процессе клеточного иммунитета в качестве эффекторньгх клеток
выступают антиген-специфические Т-цитотоксические клетки, которые
могут непосредственно уничтожать клетки-мишени; в результате гуморального
иммунного ответа образуются антиген-специфические плазматические
клетки, способные продуцировать антитела.
3. Принципиально отличаются механизмы распознавания антигенов Т- и Влимфоцитами.
Цитотоксические
Т-клетки
распознают
антиген,
представленный на мембране клетки-мишени, только в комплексе с
определенным
"опознавательным
знаком"
антигенами
гистосовместимости 1 класса (ГКГ-1). Кроме того, опознаваемый антиген
должен быть переработан клеткой-мишенью до отдельных пептидных
фрагментов. Т-хелперы распознают антиген
на поверхности антигенпредставляющей клетки только в совокупности с молекулами комплекса
гистосовместимости 11 класса (ГКГ-11). В то же время, В-лимфоцитам для
"знакомства" с антигеном вообще не требуется подобная процедура, поскольку
они способны распознавать антиген в натуральном виде к могут сами
выступать в роли антиген-представляющих клеток.
4. Антиген-специфические Т-цитотоксические
клегки осуществляют
51
киллерную функцию сами, непосредственно, тогда как иммуноглобулины, в
основном, не обладают непосредственной цитотоксической активностью и в
реализации их действия им необходим комплемент. При этом не все
иммуноглобулины способны фиксировать комплемент.
Основные механизмы нарушения иммунного ответа:
1. Количественная и (или) функциональная недостаточность одного
или нескольких звеньев иммунной системы, что приводит к развитию
иммунодефицитных состояний.
2. Реакции гиперчувствительности к чужеродным антигенам, характерные
для аллергических заболеваний.
3. Нарушение распознавания антигенов, следствием чего является
формирование аутоиммунной, патологии.
4. Комбинированные нарушения, включающие несколько
выше
перечисленных механизмов.
Основным физиологическим регулятором взаимодействия клеток во время
формирования иммунного ответа являются гормоны надпочечников глюкокортикоиды (ГК). Ранние этапы развития иммунологических реакций,
важнейшее звено которых - пролиферация клеток, являются наиболее
чувствительными
к
действию
ГК.
Важной
стороной
действия
фармакологических доз ГК гормонов, во многом определяющей их тормозящее
влияние на гуморальный и клеточный иммунный ответ, является способность
гормонов угнетать процессы деления иммуннокомпетентных клеток.
Установлено, что наиболее чувствительными к действию гормонов являются
начальные фазы процесса пролиферации. Эффекты действия ГК на процессы
деления клеток во многом зависят от способности этих гормонов подавлять
продукцию интерлейкина-1 и интерлейкина-2, играющих ключевую роль в
реализации пролиферативных реакций. Кроме интерлейкинов, ГК гормоны
ингибируют продукцию и других гуморальных факторов, вырабатываемых
активированными клетками иммунной системы. ГК способны существенно
тормозить функции всех субпопуляций цитотоксических Т-лимфоцитов.
Cуммарная схема ингибирования глюкокортикоидами передачи иммунного
сигнала между лимфоидными клетками представлена на рис. 11.
52
Рис. 11. Пути ингибирования глюкокортикоидами передачи
иммунного
сигнала между лимфоидными клетками.
53
ГЛАВА 6.
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИММУНИТЕТА
6.1.ФОРМИРОВАНИЕ И СТАНОВЛЕНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Развитие и становление иммунной системы - результат реализации
генетической программы, определяющейся взаимодействием с факторами
(антигенами) окружающей среды.
Наследственные факторы определяют лишь силу или слабость иммунного
ответа на определенные антигены, предрасположенность к различным типам
иммунопатологических реакций и так называемый конституциональный
иммунитет - устойчивость (резистентность) организма по отношению к
болезнетворным агентам.
В процессе формирования и становления общей системы иммунитета в
процессе роста ребенка существуют критические периоды.
Во внутриутробном периоде критическим следует считать возраст 8-12 недель,
когда происходит дифференцировка органов и клеток иммунной системы (что
соответствует критерию критических периодов).
Первым критическим периодом после рождения является период
новорожденности, когда организм внезапно встречается с огромным
количеством антигенов. Иммунная система подвержена сильным супрессорным
влияниям, пассивный гуморальный иммунитет обеспечивается материнскими
антителами.
Нейтрофилез в крови сменяется абсолютным лимфоцитозом. Отмечается
функциональная слабость фагоцитов, низкая активность естественных
киллеров, ограничен синтез гамма-интерферонов. Для этого периода
характерны низкая резистентность по отношению к условно-патогенной,
гноеродной, грамотрицательной флоре, некоторым вирусам (герпес,
цитомегаловирус, Коксаки В). Отмечается склонность к генерализации
микробно-воспалительных процессов (септические состояния).
Второй критический период (3-6 мес) характеризуется ослаблением пассивного
гуморального иммунитета в связи с катаболизмом материнских антител. В этот
период сохраняется супрессорная направленность иммунных реакций при
выраженном лимфоцитозе. На большинство'1 антигенов (инфекции)
развивается первичный иммунный ответ с преимущественным синтезом IgMантител, не оставляющим иммунологической памяти. Такой тип иммунного
ответа наступает также при вакцинации против столбняка, дифтерии, коклюша,
полиомиелита, кори и только после 2 - 3-й ревакцинации развивается
вторичный иммунный ответ с образованием IgG-антител и стойкой
иммунологической памяти. Вакцинация может не повлечь иммунного ответа,
если в кропи детей еще циркулируют материнские антитела или если дети
получали по показаниям препараты крови, гамма-глобулина, плазмы. Дети
сохраняют очень высокую чувствительность к РС-вирусу, вирусам парагриппа,
аденовирусам (пневмонии, бронхиолиты). Вирус гепатита В редко вызывает
желтушные формы болезни, чаще - акродерматит Джонотти-Крости). Атипично
54
может протекать коклюш, корь, не оставляя иммунитета. Проявляются
недостаточность системы местного иммунитета (повторные ОРВИ), многие
наследственные иммунодефицита, нарастает частота пищевой аллергии.
Третий критический период — 2-й год жизни. В это время значительно
расширяются контакты ребенка, получившего навыки свободного
передвижения, с внешним миром. Сохраняется первичный характер иммунного
ответа на многие антигены, однако синтез FgM антител уже переключается на
образование антител класса G. Система местного иммунитета остается
неразвитой, дети чувствительны к респираторным вирусным инфекциям. В этот
период начинают проявляться многие минорные аномалии иммунитета,
иммунокомплексные,
аутоиммунные
болезни.
Проявления
иммунопатологического диатеза (атопия, аутоиммунный диатез) четко не
дифференцируются. Дети особенно склонны к повторным вирусным и
микробно-воспалителъным заболеваниям органов дыхания.
Четвертый критический период - 4-6-й годы жизни. В этом возрасте
отмечается второй перекрест в содержании форменных элементов крови.
Средняя концентрация IgG и IgM в крови соответствует уровню таковой у
взрослых, уровень IgA в плазме еще не достигает окончательных значений,
содержание IgЕ в крови достигает максимальных значений. Система местного
иммунитета у большинства детей завершает свое развитие. Данный, период
характеризуется
высокой
частотой
атонических,
паразитарных,
иммунокомплексных заболеваний, проявлением поздних иммунодефицитов.
Пятый критический период - подростковый возраст (у девочек с 12-13 лет, у
мальчиков с 14-15 лет). Пубертатный скачок роста сочетается с уменьшением
массы лимфоидных органов. Повышение секреции половых гормонов (прежде
всего андрогенов) ведет к подавлению клеточного звена иммунитета и
стимуляции его гуморального звена. Тяжесть многих агонических заболеваний
у подростков ослабевает. Окончательно формируются сильный и слабый типы
иммунного ответа. Усиливается воздействие экзогенных факторов на
иммунную систему. Отмечается новый подъем хронических воспалительных,
аутоиммунных, лимфопролиферативных и некоторых вирусных заболеваний.
Процессы становления иммунной системы могут замедляться под влиянием
многих факторов, которые в раннем возрасте обусловливают «поздний
иммунологический старт», или (в любом возрасте) ведут к иммунодефициту.
Такими факторами могут быть воздействие ксенобиотиков на иммунную
систему в период закладки и дифференцировки ее органов и клеток;
внутриутробные инфекции, (цитомегалия, вирусы Эпштейна-Барр), а также
вирусом краснухи и ВИЧ; иммунодефициты в результате повторных РНКвирусных инфекций органов дыхания или пищеварительного тракта; полигенно
наследуемые иммунодиатезы; малые (компенсированные) аномалии иммунной
системы; классические иммунодефициты; ятрогенные и экзопатогенные
влияния на иммунную систему в критические периоды развития.
Педиатры ДОЛЖНЫ иметь четкие представления о возрастных критических
периодах становления иммунной системы, семейных факторах, влияющих на
формирование отклонений (иммунодиатезы), и о наследственной моногенной
55
патологии иммунной системы.
6.2. ИММУННАЯ СИСТЕМА ПРИ СТАРЕНИИ
Иммунная система у лиц пожилого возраста, как и у детей, имеет свои
характерные особенности. Происходит снижение реакций клеточного
иммунитета. Уровни Ig в сыворотке крови с возрастом возрастают (особенно
IgG и lgA). В сравнении с этим концентрации SlgA и секретах снижается. Как
правило, снижаются титры изогемагглютининов, антистрептолизина-О, антител
к возбудителям инфекционных заболеваний. Чаше всего, снижается также
аффинность антител. Установлено, что интенсивность процессов распознавания
и переработки антигенов снижается примерно на 1/10. Отмечается
значительное угнетение пролиферативной активности Т-лимфоцитов. При
оценке
клеточного
иммунитета
наблюдается
снижение
ответа
стимулированных лимфоцитов на митоген и антиген.
С другой стороны, определяются повышенные титры аутоиммунных антител (к
ДНК, антигенам ткани щитовидной железы, слизистой оболочки кишечника, а
также ревматоидный фактор). Снижение способности к ответу на экзогенные
антигены и повышение степени сенсибилизации на аутоантигены может иметь
решающее значение для инфекционных поражений и частоты развития
злокачественных опухолей.
Еще не вполне ясно, является ли прогрессирующий иммунодефицит
результатом возрастных физиологических процессов, или причиной служит
суммарный эффект и/или истощение иммунного потенциала вследствие
постоянного и длительного антигенного стимула.
ГЛАВА 7.
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ИММУННОГО СТАТУСА
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ
ТЕСТЫ,
БОЛЬНОГО (ТЕСТЫ IN VIVO)
ПРОВОДИМЫЕ
НЕПОСРЕДСТВЕННО
У
Тесты этой группы включают кожные тесты (капельные уколочные и др.),
провокационные пробы (эндоназальные, полоскательный тест, ингаляционные
тесты) и элиминационные пробы.
Наибольшее распространение получили кожные тесты. Следует помнить, что
проведение тестов in vivo всегда имеет ряд противопоказаний, особенно у
детей. К таким противопоказаниям прежде всего относятся: 1) обострение
аллергического заболевания; 2) острые инфекции; 3) обострение или
декомпенсация заболеваний эндокринного аппарата, сердечно-сосудистой
системы, печени, почек; 4) злокачественные опухоли; 5) психические и
неврологические заболевания; 6) длительная терапия глюкокортикостероидами
или иммунодепрессантами; 7) анафилактический шок в анамнезе; 8)
беременность.
56
Следует
помнить
и
о
вероятности
ложноположительных
и
ложноотрицательных результатов. Первые могут возникнуть при повышенной
чувствительности к механическому раздражению и компонентам разводящей
жидкости
или
при
наличии
перекрестных
реакций.
Получение
ложноотрицательного результата может быть связано с нарушением техники
постановки проб, отсутствием или истощением реагинов в коже,
предшествующим приемом антимедиаторных препаратов, если есть аллергия
другого типа.
Иногда применяют холодовую пробу (прикладывание кусочков льда),
тепловую пробу (прикладывание грелки с температурой 40—42°С), а также
кратковременную локальную инсоляцию (при подозрении на фотодерматиты).
ОСНОВНЫЕ ТЕСТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ ИММУНОДИАГНОСТИКИ
Все существующие в настоящее время лабораторные иммунологические тесты,
могут быть разделены на тесты I и II уровня.
Тесты I уровня (ориентирующие или скрининговые) включают:
—
подсчет общего числа лимфоцитов (абсолютное и относительное
содержание в периферической крови);
—
определение количества Т- и В-лимфоцитов;
—
оценка фагоцитарной активности нейтрофилов;
—
определение основных классов сывороточных иммуноглобулинов
(IgA, IgM, IgG);
—
определение титра комплемента (не всегда).
После анализа результатов тестов I уровня определяют тактику дальнейшего
исследования иммунного статуса. Тесты II уровня в отличие от тестов I уровня
ставят избирательно в зависимости от того, какие цели преследует проводимое
иммунологическое обследование.
Тесты II уровня (уточняющие) могут включать:
—
определение Т- и В-лимфоцитов и их субпопуляций с использованием
МКАТ;
—
определение циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК);
—
постановка реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ);
—
определение специфических IgE;
—
НСТ, а также любые другие исследования состояния иммунной
системы.
Методики иммунодиагностики для оценки отдельных звеньев иммунитета
Т-КЛЕТОЧНАЯ СИСТЕМА ИММУНИТЕТА
СКРИНИНГОВЫЕ ТЕСТЫ
1. Определение общего числа лейкоцитов.
2. Определение относительного и абсолютного числа лимфоцитов.
3. Определение
относительного
и
абсолютного
числа
зрелых
лимфоцитов.
57
4. Определение субгюпуляций Т-лимфоцитов:
- Т-хелперов (относительное и абсолютное количество);
- Т-цитотоксических
клеток-супрессоров
(относительное
и
абсолютное количество).
5. Исследование
активности
Т-лимфоцитов
(реакция
блаеттрансформации Т-лимфоцитов в ответ на ФГА).
УТОЧНЯЮЩИЕ ТЕСТЫ
1. Исследование
продукции
цитокинов
(гамма-интерферона,
интерлейкина-2, интерлейкина-4, фактора некроза опухоли).
2. Изучение пролиферативного ответа лимфоцитов на специфические антигены
в реакции бласттрансформации.
В-КЛЕТОЧНАЯ СИСТЕМА ИММУНИТЕТА
СКРИНИНГОВЫЕ ТЕСТЫ
1. Определение
относительного
и
абсолютного
количества
Влимфоцитов.
2. Определение уровней неспецифических иммуноглобулинов А, М, G, Е в
сыворотке крови.
3. Определение циркулирующих иммунных комплексов.
4. Исследование
активности
лимфоцитов
проводится
в
реакции
бласттрансформации
при
инкубации
с
митогеном
фитогемаглютинином (ФГА). Нормальный уровень РБТЛ - 60-80%.
УТОЧНЯЮЩИЕ ТЕСТЫ
1. Определение специфических иммуноглобулинов А, М, G, Е в сыворотке
крови.
2. Определение концентрации секреторного IgA.
СИСТЕМА ФАГОЦИТОВ (НЕЙТРОФИЛОВ, МОНОЦИТОВ)
СКРИНИНГОВЫЕ ТЕСТЫ
1. Определение абсолютного числа нейтрофилов, моноцитов.
2. Исследование интенсивности фагоцитоза (подсчет процента клетокфагоцитов и определение средней способности к поглощению каждого
фагоцита). Процент фагоцитирующих нейтрофилов - 60-80%. Фагоцитарное
число - 4-10.
3. Определение уровня бактерицидности фагоцитов по НСТ-тесту. В норме
количество формазанположителъных клеток составляет 8-12%.
УТОЧНЯЮЩИЕ ТЕСТЫ
1. Интенсивность хемотаксиса (миграции) фагоцитов.
2. Исследование адгезионной способности нейтрофилов пластику.
СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА
СКРИНИНГОВЫЙ ТЕСТ
Определение титра комплемента.
УТОЧНЯЮЩИЙ ТЕСТ
Определение содержания компонентов комплемента в сыворотке крови.
58
ПОКАЗАТЕЛИ НОРМАЛЬНОЙ ИММУНОГРАММЫ
Клетки
Относительное
количество (%)
Лейкоциты
Лимфоциты
Т-клетки
Т-хелперы
Т-киллеры/супрессоры
Соотношение Т-хелперов
к Т-киллерам/супрессорам
В-клетки
N К-клетки
19-37
50-70
30-55
20-35
1,0-1
Абсолютное
ко личество (i
04/j
4,0-9,0
1,37-2,41
0,95-1,32
0,57-1,04
0,38-0,66
,5
15-30
15-20
0,28-0,57
0,28-0,38
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛИМФОЦИТОВ
Все методы исследования лимфоцитов можно разделить на изучение
поверхностных маркеров и функциональные тесты. В 1983 г. Первое
международное рабочее совещание по антигенам дифференцировки лейкоцитов
ввело в практику клинической иммунологии термин «clusters of differentiation»
(кластеры дифференцировки, сокращено CD), а в 1989 г. Четвертое совещание
приняло рабочую номенклатуру (табл. 4).
Таблица 4. Дифференцировочные антигены лимфоцитов человека
CD-маркер Определяемый тип клеток
CD1
1) тимоциты (кортикального слоя)
2) белые отростчатые эпидермоциты (клетки Лангерганса)
CD2
1)Е-РОК
2) Т-лимфоциты
3) NK-клетки
CD3
1) зрелые Т-лимфоциты
2) рецептор для антигена на Т-клетках
CD4
1) Т-хелперы/индукторы
2) моноциты
CD5
Т- и В-лимфоциты
CD6
Зрелые Т-лимфоциты
CD7
1) Т-лимфоциты
2) тимоциты
3) NK-клетки (часть)
CD8
1) Т-супрессоры/киллеры
2) NK-клетки (часть)
CD16
NK-клетки
59
CD19
Незрелые и зрелые В-лимфоциты
CD20
Зрелые В-клетки
CD22
CD23
1) В-клетки миндалин
2) 70% В-клеток крови
CDw40
В-клетки зародышевых центров
CD38
В-клетки,
активированные В-клетки
Методы, основанные на изучении поверхностных маркеров
В настоящее время для идентификации поверхностных структур лимфоцитов и
ряда других клеток в основном используют 3 группы методов: 1)
розеткообразование; 2) методы иммунофлюоресценции; 3) иммуноферментные
методы.
Наиболее дешевым и в то же время достаточно точным методом определения
численности популяции Т-лимфоцитов является метод розеткообразования.
Метод основан на наличии сродства между рецептором CD2 и
гликопротеинами мембраны эритроцита барана. При смешивании лимфоцитов
с эритроцитами барана образуются фигуры, получившие название розеток.
Количество таких розеткообразующих клеток (Е-РОК) соответствует
количеству Т-лимфоцитов, для которых характерна экспрессия на поверхности
CD2-aнтигена.
Другая модификация метода розеткообразования (ЕАС-розетки) используется
для идентификации В-клеток. Известно, что на поверхности В-лимфоцитов
имеется рецептор для C3-компонента комплемента. Для выявления этого
рецептора лимфоциты смешивают с эритроцитами быка, последовательно
обработанными антиэритроцитарными антителами в субагглютинирующей
концентрации и комплементом (свежезамороженной сывороткой крови мыши).
Использование такого источника комплемента гарантирует защиту эритроцитов
от комплементзависимого лизиса. После совместной инкубации В-клетки
образуют фигуры розеток.
Более прогрессивным является использование метода иммунофлюоресценции,
который позволяет с помощью наборов моноклональных антител к различным
CD-антигенам идентифицировать практически любые поверхностные
структуры лимфоцитов.
Универсальным методом исследования лейкоцитов является метод лазерной
проточной цитофлюориметрии, который позволяет не только получить
детальные характеристики клеточных субпопуляций, но производить их
препаративное разделение. Прежде всего на основе анализа светорассеивания
(без применения антител) в исследуемом образце можно определить
содержание лимфоцитов, моноцитов и гранулоцитов. Используя метод
иммунофлюоресценции (прямой или непрямой), можно определить
численность различных субпопуляций лимфоцитов. Помимо регистрации
свечения, возможна оценка его интенсивности. Обработка полученных данных
60
по специальной программе позволяет определить количество сайтов
связывания, т. е. вычислить плотность данного рецептора на клеточной
мембране. За ограниченный отрезок времени можно произвести большое число
анализов.
Помимо определения численности популяций и субпопуляций, важное
значение придается вычислению показателя CD4/CD8 — так называемого
хелперно-супрессорного отношения. Определение соотношения лимфоцитов с
хелперной и супрессорной функциями допустимо производить в
теофиллиновом тесте. Принцип метода заключается в том, что в присутствии
теофиллина Т-лимфоциты с супрессорной функцией теряют способность к Ерозеткообразованию.
Такие
клетки
получили
название
теофиллинчувствительных (ТЧ). Так называемые теофиллинрезистентные (ТР)
клетки в значительном проценте случаев содержали субпопуляцию Тлимфоцитов с хелперной активностью. Иногда для оценки численности
субпопуляций лимфоцитов используют определение Т-лимфоцитов с
рецепторами для Fc-фрагмента IgM (Т-М) и с рецепторами для Fc-фрагмента
IgG (Ту). А. А. Ярилин показал, что ТР-розеткообразующие клетки (РОК) на
86% представлены
-лимфоцитами и обладают хелперной активностью, а ТЧРОК на 91% представлены Ту-лимфоцитами и обладают преимущественно
супрессорной функцией. Показатель ТР/ТЧ в норме составляет 2,5—3,5.
Клиническое значение этого показателя отчасти становится ясным из данных,
приведенных в таблице 5.
Таблица 5. Клинические примеры нарушения хелперно-супрессорного индекса
(Тх/Тс)
Снижение индекса
Увеличение индекса
СКВ с поражением почек
Ревматоидный артрит
Острая цитомегаловирусная инфекция
Диабет I типа (инсулинзависимый)
СПИД
СКВ без поражения почек
Герпес
Первичный билиарный цирроз
Инфекция вирусом Эпштейна—Барр
(инфекционный мононуклеоз)
Атопический дерматит. Псориаз
Инсоляция или длительная экспозиция
ультрафиолетовыми лучами
Хронический аутоиммунный гепатит
Новорожденность
Состояние после пересадки костного мозга
Не существует единого совершенного способа оценки числа лимфоцитов с
супрессорной или хелперной активностью, поскольку часть СD8+-клеток
является киллерами, а часть CD4+ — эффекторами. Вот почему оценку
численности
субпопуляций
лимфоцитов
желательно
дополнять
функциональными тестами.
61
Исследование функционального состояния лимфоцитов
Существует большое число методов, позволяющих исследовать in vitro
различные функции лимфоидных клеток. В частности, в клинических
иммунологических лабораториях исследуют интенсивность пролиферативного
ответа лимфоцитов на Т- и В-клеточные митогены, продукцию антител, а также
синтез мононуклеарами периферической крови ряда цитокинов.
Реакция бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ). Известны вещества,
оказывающие на лимфоциты млекопитающих митогенное действие. Чаще для
оценки функционального состояния Т-лимфоцитов в клинической
лабораторной практике используют фитогемагглютинин (ФГА) —
растительный лектин, получаемый из семян фасоли. Обычно мононуклеарные
лейкоциты, выделенные из периферической крови методом градиентного
центрифугирования, культивируют в присутствии ФГА в течение 72 ч. Результаты реакции можно учитывать либо морфологическим методом, либо по
включению радиоактивной метки. Снижение пролиферативного ответа на ФГА
свидетельствует о наличии иммунодефицита, однако механизмы -последнего
могут быть различны.
Низкий ответ в РБТЛ может коррелировать с дефицитом Т-клеток в
периферической крови или с изменением показателя CD4/CD8 в пользу клетоксупрессоров. В некоторых случаях (например, в период восстановления после
облучения или интенсивной химиотерапии) низкий ответ на Т-клеточные
митогены может быть связан с выбросом в периферическую кровь большого
количества незрелых Т-клеток. Низкий ответ в РБТЛ может быть также
обусловлен нарушением продукции таких лимфокинов, как ИЛ-1 и ИЛ-2. При
активации Т-клеток (в случае инфекции или наличия аутоиммунных реакций)
возможно повышение спонтанной пролиферации (высоты пролиферативного
ответа в контрольных лунках).
Для РБТЛ В-клеток используют митоген лаконоса, ЛПС грамположительных
бактерий.
Оценка интенсивности продукции цитокинов. С помощью тестов этой
группы можно получить представление о продукции цитокинов
мононуклеарными лейкоцитами периферической крови. Следует иметь в виду,
что одни цитокины продуцируются преимущественно лимфоцитами (ИЛ-2, ИЛ6), а другие — моноцитами (ИЛ-1, TNF ); продукцию первых стимулируют Тклеточные митогены (ФГА, Кон А), продукцию вторых — микробные
липополисахариды (ЛПС).
Исследование проводят по следующей схеме. Мононуклеары периферической
крови, выделенные методом градиентного центрифугирования, культивируют в
24-луночных культуральных планшетах (объем лунки около 2 мл) в течение
16—18 ч в присутствии Кон А, ФГА или ЛПС. Над осадочную жидкость
собирают и определяют в ней содержание цитокина. Для определения
содержания цитокинов используют либо иммуноферментный анализ, либо
цитокинзависимые клеточные линии.
62
В большинстве случаев принцип определения основан на том, что клеточная
линия способна размножаться только в присутствии определенного цитокина,
например ИЛ-2 (линия CTLL-2) или ИЛ-6 (D6C8). Интенсивность пролиферации клеток линии в присутствии разных разведении исследуемого
образца сравнивают с интенсивностью пролиферации клеток той же линии в
присутствии различных разведении рекомбинантного цитокина с известной
активностью. Математическое сравнение полученных титровочных кривых
позволяет вычислить содержание цитокина в исследуемом образце. В
некоторых случаях (например, при определении содержания TNF) используют
не цитокинзависимую, а цитокинчувствительную клеточную линию (L929).
Клетки этой линии гибнут в присутствии TNF. Таким образом, титровочная
кривая будет отражать процент погибших клеток, которых будет тем больше,
чем выше концентрация TNF.
Оценка гиперчувствительности замедленного типа
Для оценки гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) используют
реакцию торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ), которая по своей сути
является пробирочным аналогом клеточных иммунных реакций ГЗТ. В
качестве веществ, модулирующих (тормозящих или активирующих)
спонтанную миграционную активность лейкоцитов, применяют те же
митогены, что и при РБТЛ. Кроме того, могут быть использованы тканевые и
микробные антигены, стандартные аллергены. Последние применяют при
диагностике саркоидоза, туберкулеза, альвеолитов и других заболеваний,
протекающих с образованием эпителиоидно-клеточных гранулем (тканевое
выражение ГЗТ).
Оценка функционального состояния фагоцитов
Фагоцитарную активность нейтрофилов оценивают с помощью методов,
позволяющих определить долю клеток, способных формировать фагосому
(частицы латекса, эритроциты, тест-культуры стафилококка или E.coli).
«Переваривающую» способность нейтрофилов и их антибактериальную
активность можно определить непосредственно методом фагоцитоза с
перевариванием тестируемого микроорганизма. В последние годы большое
распространение получили методы оценки активных форм кислорода (АФК) в
НСТ-тесте или с помощью хемолюминесценции. Суть реакции состоит в том,
что нитросиний тетразолий (НСТ) окрашивается в синий цвет в присутствии
АФК, а в отсутствие АФК остается бесцветным. Подсчет нейтрофилов с
гранулами и включениями синего цвета позволяет определить долю
нейтрофилов с АФК.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ АНТИТЕЛ И АНТИГЕНОВ
Методы определения антител и антигенов основаны на различных способах
регистрации их взаимодействия. С некоторой степенью условности их можно
разделить на 3 группы:
63
— методы, основанные на реакции преципитации;
— методы, основанные на реакции агглютинации;
— методы, основанные на использовании меченых антител или антигенов.
Радиальная иммунодиффузия по Манчини. Этот метод отличается более
высокой чувствительностью, антисыворотка входит в состав агара, в который
из лунки диффундирует антиген. По мере удаления от лунки концентрация
антигена постепенно падает, пока не становится эквивалентной концентрации
антител в агаре. При этом образуется хорошо различимое кольцо
преципитации. Чем выше концентрация внесенного антигена, тем больше
диаметр кольца. Если в реакции используется несколько стандартов с
известной концентрацией антигена, то путем сравнения или постройки
калибровочной кривой можно проводить количественное определение антигена
в образцах.
Метод
широко
используется
для
определения
концентрации
иммуноглобулинов, C3-комплемента компонента, С-реактивного белка, афетопротеина, трансферрина. Фирмой «Реафарм» выпускаются стационарные
иммунодиффузионные
планшеты
для
определения
содержания
иммуноглобулинов различных классов в крови или других биологических
жидкостях. В табл. 6—8 приведены нормы показателей для этого метода.
Таблица 6. Концентрация иммуноглобулинов (г/л) взрослого человека в
сыворотке крови в норме («Реафарм»)
Иммуноглобулин
Диапазон колебаний
концентрации
IgG
8—20
IgA
0,9—4,5
IgM
0,6—2,5
Таблица 7. Концентрация иммуноглобулинов (г/л) в различных биологических
жидкостях в норме («Реафарм»)
Иммуноглобу Цереброспинальная
лин
жидкость
Моча
Спермальная
жидкость
IgG
1,0-4,0
0,4—0,8
140—330
IgA
1,5-6
0,15—0,25
1—60
IgM
<1,0
0
0
Таблица 8. Концентрация иммуноглобулинов (г/л) в сыворотке крови детей в
возрасте до 14 лет («Реафарм»)
Возраст
IgG
IgA
IgM
Новорожденные
7,5—15,0
<0,06
0,11—0,35
1—3 мес
2,7—7,8
0,06—0;58
0,12—0,87
4—6 мес
1,9—8,6
0,1—0,96
0,25—1,2
64
7—12 мес
3,5—11,8
0,36—1,65
0,36—1,04
1—2 года
5,2—10,8
0,36—1,65
0,72—1,6
3—6 лет
6,5—14,1
0,83—2,17
0,55—2,1
7—9 лет
7,6—13,3
1,08—2,0
0,55—1,6
9—13 лет
7,7—15,1
1,08—3,25
0,7—1,5
Иммуноэлектрофорез. Иммуноэлектрофорез представляет собой сочетание
электрофореза с иммунопреципитацией. Существуют различные варианты
иммуноэлектрофореза. Если электрофоретической разгонке подвергают
антиген, то после снятия напряжения вдоль направления движения антигена в
электрическом поле в геле вырезают канавку, в которую заливают
антисыворотку. С помощью данного метода путем анализа образовавшейся
дуги преципитации в клинической иммунологии полуколичественно
определяют концентрацию иммуноглобулинов различных классов и
идентифицируют миеломные белки.
Для определения антигенов, мигрирующих в сторону положительно
заряженного электрода, может применяться встречный Иммуноэлектрофорез.
Этот метод высокочувствителен и занимает относительно мало времени. Его
используют для идентификации антигенов вирусного гепатита В, антител к
ДНК при СКВ, антител к Aspergillus при бронхолегочном аспергиллезе, антител
к N. Meningitidis.
Методы, основанные на реакции агглютинации. Взаимодействие антител с
клетками или другими крупными частицами приводит к склеиванию
(агглютинации) в хорошо различимые агломераты. Прямая агглютинация чаще
используется для определения серотипов бактерий или для определения групп
крови. Применяется также метод непрямой (пассивной) агглютинации, когда на
основе эритроцитов готовят диагностикум. С этой целью, как правило,
используют эритроциты, нагруженные антигеном. Реакцию гемагглютинации
часто используют для определения в сыворотке крови титров
противомикробных антител и различных аутоантител.
Методы, основанные на использовании меченых реагентов. В настоящее
время разработано много методов, предусматривающих применение меченых
антител и антигенов. Чаще с этой целью используют радиоактивную или
ферментную метку.
Радиоиммунологические методы. В качестве метки чаще применяют
радионуклиды йода (131I или 125I). Для определения антигенов обычно
используют классический радиоиммунологический анализ (РИА). Метод
основан на уменьшении связывания антителами радиоактивно меченного
антигена за счет добавления немеченого антигена. Содержание последнего
определяют по степени уменьшения такого связывания. Метод позволяет
выявлять очень низкие концентрации антигена (до 10—12 г/мл).
Метод часто используют для определения антигенов вируса гепатита, а также
таких низкомолекулярных белков, как, например, гормоны.
65
Иммуноферментные методы. Иммуноферментные методы в силу своей
безопасности и высокой чувствительности постепенно вытесняют
радиоиммунологические методы. Чаще используют пероксидазу и фосфатазу,
которые при добавлении к реагирующим компонентам соответствующего
субстрата образуют окрашенные продукты.
В настоящее время выпускается большое количество разнообразных
иммуноферментных диагностических наборов как для определения антител в
сыворотке или других биологических жидкостях, так и для определения
антигенов. В качестве последних могут выступать возбудители различных
заболеваний (микробы, вирусы), а также различные белки, определение
содержания которых в крови или секретах представляет диагностический
интерес (аутоантитела, факторы неспецифической защиты, гормоны, цитокины,
белки острой фазы и др.).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕМЕНТА
В клинической практике невозможно обходиться без определения содержания
комплемента и его компонентов в сыворотке крови. Это касается как вариантов
патологии со сниженной активностью комплемента, так и случаев повышения
его активности. Общую активность комплемента определяют в гемолитической
системе,
включающей
эритроциты
барана
и
специфические
антиэритроцитарные антитела. Помимо определения общей гемолитической
активности комплемента, с помощью радиальной иммунодиффузии по
Манчини (см. выше) определяют концентрацию отдельных компонентов
комплемента (чаще C3 и С4). В табл. 9 перечислены некоторые заболевания,
для которых характерно изменение содержания комплемента в периферической
крови.
Таблица 9. Заболевания, для которых характерно изменение содержания
комплемента
Снижение
Увеличение
СКВ с поражением почек
Обструктивная желтуха
Острый гломерулонефрит
Тиреоидит Хашимото
Сывороточная болезнь
Острая ревматическая лихорадка
Иммунокомплексные заболевания
Ревматоидный артрит
Цирроз печени
Узелковый периартериит
Комбинированные иммунодефициты
Дерматомиозит
Септический эндокардит с
гломерулонефритом
Острый инфаркт миокарда Язвенный
колит
Рецидивирующие ангионевротические отеки
Пароксизмальная холодовая гемоглоби-нурия
Тифозная лихорадка Диабет I типа
Синдром Рейтера
Миастения Гравис
Подагра
Вирусный гепатит с поражением суставов
Смешанная криоглобулинемия
Лимфома
66
В заключение целесообразно привести сводную таблицу вероятных причин
нарушения
некоторых
показателей
иммунограммы,
составленную
Б.М.Пухликом (табл. 10).
Таблица 10. Возможные причины изменения
иммунограммы по Б. М. Пухлику (1992)
некоторых
показателей
Показатели
ФАН
Снижение
НСТ-тест
Первичные ИД, хронические
заболевания, аутоиммунные и
аллергические заболевания,
вирусные инфекции, СПИД
Лейкоциты,
нейтрофилы и
ФАН
Инфекции, хирургические
вмешательства, отторжение
трансплантата, кровопотери, роды,
ожоги, острая лучевая болезнь
Сепсис, авитаминозы, голодание, Инволюция инфекции, паротит,
аутоиммунные лейкопении,
коклюш, лимфобластоз,
лейкопенический лейкоз
инфекционный мононуклеоз,
хроническая лучевая болезнь
Лимфоциты
Повышение
Острые бактериальные инфекции
Бактерицидная активность
сыворотки
Титр
комплемента
Острая лучевая болезнь, СПИД,
лейкопенический лимфолейкоз,
хроническая лучевая болезнь
ИД, онкопатология, СКВ
(особенно Cl, C4)
IgA
Хронические заболевания
(особенно респираторного и ЖКтракта), нагноения, БА (особенно
s-IgA), туберкулез, опухоли,
болезнь тяжелых а-цепей, ИД
Инфекции (острое воспаление),
саркоидоз, аллергическая БА, аутоиммунные заболевания с локализацией
в легких и кишечнике, IgA-нефропатия
lgM
ИД (первичные и вторичные)
БА, инфекции (острые или
обострения), аутоиммунные
заболевания, особенно РА
IgG
ИД (первичные и вторичные)
Аллергии, аутоиммунные заболевания,
ИД
Т-лимфоциты
Бактериальные хронические
инфекции, ИД, аллергозы,
опухоли, туберкулез, стресс,
травма, ожоги, кровоизлияния,
инфаркт
СПИД, цитомегаловирусная
инфекция
Лимфопролиферативные заболевания,
ГЗТ, реконвалесценция, туберкулез
Вирусные инфекции иммунной
системы, аллергия,
аутоиммунные заболевания,
ревматизм
Саркоидоз, инфекции, ГЗТ
T(CD4+)
T(CD8+)
Острые пневмонии, аутоиммунные
расстройства, саркоидоз
Инфекции, аллергия, аутоиммунные
заболевания
67
В-лимфоциты
ИД, опухоли
Инфекции, СПИД, аутоиммунные и
аллергические
заболевания, лимфолейкозы.
Миеломная болезнь
Особое значение имеет клиническая интерпретация получаемых результатов. К.
А. Лебедев и И. Д. Понякина разработали весьма полезные общие правила,
которых целесообразно придерживаться при интерпретации иммунограмм:
1) комплексный анализ иммунограммы более информативен, чем оценка
каждого показателя в отдельности;
2) полноценный клинический анализ иммунограммы можно проводить лишь в
комплексе с оценкой клинической картины и данных анамнеза;
3) реальную информацию об изменении иммунограммы несут лишь сильные
сдвиги показателей (±20—40% от нормы и более);
4) анализ иммунограмм в динамике (особенно в сопоставлении с клинической
динамикой) более информативен с точки зрения, как диагностики, так и
прогноза течения заболевания;
5) для диагностической и прогностической оценки иммунограммы важнейшее
значение имеют индивидуальные показатели нормы у данного больного
(особенно с учетом возраста и наличия сопутствующих и хронических
заболеваний);
6) первостепенную практическую значимость при оценке иммунограммы
имеют соотношения показателей иммунограммы, а не их абсолютное значение;
7) при оценке показателей иммунограммы следует, прежде всего, исключить
возможность их колебаний в связи с приемом пищи, физическими нагрузками,
чувством страха, временем суток.
Показания к назначению лабораторных иммунологических исследований
Иммунодефицитные состояния и Количественные
и
функциональные
заболевания
показатели иммунной системы (Т, В
лимфоциты,
фагоцитирующие
клетки,
система комплемента)
Дополнительные
возможности Иммуноглобулины сыворотки, специфические
диагностики
воспалительного антитела, НСТ-тест и др.
процесса
Аутоиммунные заболевания
Аутоантитела в соответствии с нозологией
Аллергические заболевания
Инфекционные заболевания
Ig E, RAST с специфическими аллергенами,
другие тесты с аллергенами
Антигены возбудителей и антитела к ним
Онкологические заболевания
Опухолевые маркеры
Контроль
за
проведением В зависимости от нозологии и проводимой
иммунотерапии
терапией
Пересадка органов и тканей
Тестирование по системе HLA, аутоантитела
68
ГЛАВА 8. ИММУННЫЙ ОТВЕТ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ
Реакция воспаления - универсальная защитная реакция организма на действие
различных патогенных факторов (механических, физических, химических,
биологических и др.), благодаря которой происходит обезвреживание и
уничтожение вызвавших повреждение факторов. Поврежденные кожные
покровы являются наиболее доступными воротами для инфекционных агентов.
Проникшие патогены индуцируют комплексную реакцию воспаления, которая
обеспечивает привлечение лейкоцитов и растворимых компонентов плазмы в
очаги инфекции, что приводит к локализации и уничтожению микроорганизмов
в области их внедрения. Наиболее характерные признаки воспалительной
реакции :
- усиление кровотока,
- расширение капилляров и повышение их кровенаполнения ( гиперемия),
- возрастание проницаемости капилляров и, вследствие этого,
- экссудация белков плазмы ( антител, комплемента, кининогенов ) и других
жидкостей из-за изменений гидростатического и осмотического давления ( отек
), а также
- усиленная миграция лейкоцитов в направлении воспалительного очага через
эндотелий расположенных поблизости сосудов.
Перечисленные процессы имеют общее название " острой воспалительной
реакции ".
Таким образом, повышенная проницаемость капилляров обеспечивает выход из
капилляров в поврежденную ткань антител, компонентов комплемента и других
ферментных систем плазмы крови, различных типов клеток крови; наибольшее
количество их приходится на фагоцитирующие клеточные формы. Различные
популяции клеток появляются, как правило, поочередно (фазовая смена). Тип
клеток, присутствующих в каждый данный момент, преобладание тех или иных
клеток и время их появления - все это зависит от природы антигена и от участка
организма, где развертываются имунологические реакции. Обычно в самом
раннем периоде воспаления в очаге инфекции больше всего нейтрофилов, но
позднее к нему мигрируют также моноциты и лимфоциты. Позже обычно
прибывают T-клетки CD8 и немногочисленные B-клетки. Обратное развитие
острой реакции зависит от того, удалось ли организму освободиться от
антигена или инфекции. Если не удалось, острая воспалительная реакция
переходит в хроническую , при которой в очаге мало нейтрофилов, но в
значительном количестве накапливаются T-клетки CD4 и мононуклеарные
фагоциты.
69
Реакции на паразитарные инвазии нередко сопровождаются эозинофильной
инфильтрацией. После астматических приступов в инфильтрате тканей
бронхиальной стенки преобладают эозинофилы вместе с базофилами и
макрофагами.
В формировании воспалительного ответа принимает участие, как уже
отмечалось, целый набор медиаторов. Среди них медиаторы, выделяемые
микроорганизмами и поврежденной тканью, группа медиаторов плазмы крови,
вазоактивные медиаторы, выделяемые лейкоцитами ранней волны. От
быстродействующих вазоактивных аминов и продуктов кининовой системы
зависит немедленный ответ. Последующее привлечение и активация
лейкоцитов происходят под действием вновь синтезированых медиаторов,
таких как лейкотриены. Однако роль главного регулятора принадлежит самому
антигену. Поэтому очаг хронической инфекции или аутоиммунных реакций
(где антиген не удается удалить окончательно) существенно отличается по
клеточному составу инфильтрата от очагов воспаления, быстро освобождаемых
от антигена.
Значительная роль в регуляции воспаления принадлежит и главным
ферментным системам плазмы крови: системе свертывания, системе
фибринолиза, системе кининов и системе комплемента. Система комплемента
опосредует многообразные взаимодействия между иммунным ответом и
воспалением. Многие из провоспалительных эффектов C3a и C5a обусловлены
их способностью вызывать высвобождение содержимого гранул из тучных
клеток .
К кининовой системе относятся медиаторы брадикинин и лизилбрадикинин
(каллидин). Брадикинин - это функционально весьма сильный вазоактивный
пептид, вызывающий увеличение просвета венул и сосудистой проницаемости,
а также сокращение гладких мышц. Он образуется в результате активации
фактора Хагемана (XII), относящегося к системе свертывания крови, тогда как
для образования каллидина необходимы активация плазминовой системы или
участия ферментов, выделяемых поврежденными тканями.
Определенную роль играют и вспомогательные клетки воспаления . К ним
относятся тучные клетки , базофилы и тромбоциты ; все эти клетки служат
важным источником вазоактивных медиаторов - гистамина и серотонина. В
межклеточной сигнализации при развитии воспалительного процесса
участвуют подобно другим медиаторам и цитокины.
Необходимо отметить также, что благодаря рециркуляции любой антиген
экспонируется множеству лимфоцитов (в рециркуляцию вовлекается ежечасно
1-2% лимфоцитов).
В ответ на повреждение тканей микробами (например, бактериальными
токсинами) развиваются следующие процессы: расширение капилляров (
70
гиперемия ), экссудация белков плазмы и других жидкостей из-за изменений
гидростатического и осмотического давления ( отек ) и накопление
нейтрофилов . Острая воспалительная реакция развивается в результате
активации комплемента по альтернативному пути (1), либо (2) с помощью
антителозависимого запуска классического пути активации комплемента или
дегрануляции тучных клеток (для этого существуют специальные антитела).
При воспалительной реакции происходит локальное увеличение концентрации
антимикробных агентов вследствие дегрануляции и высвобождения медиаторов
воспалительной реакции.
Классическая формула — rubor, tumor, calor, dolor et functio lesa symptomata
inflammationis sunt — употребляется в медицине еще с античных времен.
Однако только сегодня мы можем представить подробный «сценарий» этого
симптомокомплекса, одно из центральных мест в котором занимает система
комплемента.
Активация комплемента. Комплемент представляет собой сложный белковый
комплекс, состоящий примерно из 20 белков, который, подобно белкам
свертывания крови, активируется за счет каскадного процесса, когда продукт
предыдущей реакции выполняет роль катализатора следующей. Известно два
пути активации комплемента: классический и альтернативный.
Активация комплемента по классическому пути осуществляется, как правило,
при
агрегации
молекул
иммуноглобулина
или
при
связывании
иммуноглобулинов (антител) с соответствующим антигеном, причем последний
может быть как растворимым, так и корпускулярным (бактерии, клетки).
Мембраносвязанный С3b взаимодействует с С5 и становится субстратом для
С3-конвертазы, которая расщепляет С5 на С5а и С5b, причем последний остается связанным с мембраной. С5b последовательно связывает С6, С7 и С8,
образуя комплекс, способствующий пространственной ориентации двух или
более молекул С9. Проникая внутрь липидного слоя и полимеризуясь, они
образуют кольцеобразный мембраноатакующий комплекс (МАК). Последний
представляет собой трансмембранный канал, проницаемый для электронов и
воды. За счет более высокого коллоидно-осмотического давления внутри
клетки в нее начинают поступать Na+ и вода, в результате чего клетка набухает
и лизируется (рис. 12, 13).
71
Рис. 12.
Рис. 13.
Взаимодействие комплекса C1 (C1q, С1r2, C1s2) с двумя молекулами IgG,
связавшими антиген (рис. 12). Образование трансмембранного канала
(мембраноатакующего комплекса) за счет полимеризации С9 (рис. 13).
Другие биологические функции системы комплемента. Помимо лизиса
клеток, происходящего за счет встраивания в мембрану МАК, белки системы
комплемента облегчают адгезию микроорганизмов на поверхности
фагоцитирующей клетки. Это осуществляется с помощью рецепторов для СЗb,
которые имеются на поверхности фагоцитов. СЗа и С5а, образующиеся в
процессе активации комплемента, могут действовать непосредственно на
нейтрофилы и макрофаги, вызывая активизацию клеточного дыхания. Кроме
того, являясь анафилотоксинами, они способствуют выбросу медиаторов
воспаления из тучных клеток и циркулирующих в крови базофилов.
Микробные эндотоксины стимулируют выработку интерлейкина-1 и фактора
некроза опухолей, являющихся эндогенными пирогенами. Интерлейкин-1
стимулирует клетки печени к продукции повышенного количества Среактивного белка, концентрация которого в плазме может повышаться в 1000
раз и более. Этот белок представляет собой замкнутый пентамер, способный
связываться с теми микроорганизмами, в состав мембраны- которых входит
фосфорилхолин. Образовавшийся комплекс активирует систему комплемента
по классическому пути, что приводит к связыванию С3b с поверхностью
микроба, его опсонизации и фагоцитозу.
Молекула С9 содержит гидрофильный домен, который взаимодействует с
комплексом С5b-8, и участок, обладающий выраженной гидрофобностью, за
счет которого С9 взаимодействует с липидной мембраной. Под влиянием
комплекса С5b-8 происходит полимеризация нескольких молекул С9, после
чего циркулирующий комплекс поли-С9 встраивается в двухслойную
липидную мембрану, формируя сквозной белковый канал.
Этапы развития острой воспалительной реакции. На поверхности
микробной клетки происходит активация С3-конвертазы, которая расщепляет
большие количества С3. При этом фрагменты С3b связываются поверхностью
микроорганизма, а фрагмент С3а выделяется в свободном виде. Это активирует
следующий этап, в результате чего образуются С3а и МАК. В результате образования МАК микробная клетка может лизироваться, однако многие
бактерии обладают устойчивостью к действию МАК. Как отмечалось выше,
72
C3а и C3а способствуют высвобождению из тучных клеток медиаторов
воспаления. Это ведет к расширению капилляров, экссудации белков плазмы, а
также к концентрации в очаге воспаления полиморфноядерных лейкоцитов за
счет механизма хемотаксиса.
Таким образом, можно легко объяснить механизмы возникновения внешних
симптомов острой реакции воспаления. Расширение капилляров приводит к
гиперемии (rubor), экссудация белков плазмы и выход из кровеносного русла
лейкоцитов проявляются в виде отека (tumor); все это совместно с выбросом
эндогенных пирогенов приводит к местному, а часто и общему повышению
температуры и болезненности (calor et dolor).
Взаимодействие цитотоксического лимфоцита с клеткой-мишенью
Цитотоксические лимфоциты-эффекторы могут быть индуцированы либо в
аллогенной системе, либо клетками, презентирующими вирусный антиген на
своей поверхности. В первом случае специфичность таких клеток будет
направлена против антигенов МНС класса I, а во втором — против комплекса
вирусный антиген — антиген МНС класса I.
Отличительной особенностью цитолитической реакции цитотоксических
лимфоцитов (ЦТЛ) является ее автономность. ЦТЛ не нуждаются в помощи со
стороны каких-либо других клеток или растворимых факторов. Для
осуществления литической реакции необходим прямой контакт между ЦТЛ и
мишенью. Первая фаза взаимодействия ЦТЛ и клетки-мишени (литический
цикл) называется адгезией и осуществляется за счет связывания рецептора с
антигеном. Далее происходит перестройка цитоплазмы клетки-эффектора,
называемая программированием лизиса. На этой стадии в цитоплазме ЦТЛ
накапливаются гранулы, содержащие растворимые медиаторы, такие как
перфорин, цитолизин, гранзимы и др.
Следующей фазой литического цикла является летальный удар, в ходе которого
происходит экзоцитоз растворимых медиаторов с последующим образованием
трансмембранных пор. Результатом этих событий является коллоидноосмотический лизис клетки-мишени. После гибели клетки-мишени клеткаэффектор способна к повторному осуществлению цитотоксической реакции
(рис. 14).
Есть основания полагать, что коллоидно-осмотический шок, вызванный
гранулами экзоцитоза, не единственный механизм гибели клетки-мишени.
Показано, что при взаимодействии комплекса Т-клеточный рецептор — CD3 с
антигенами МНС на поверхности клетки-мишени включается механизм
транскрипции гена Fas-лиганда, в результате чего этот белок начинает
экспрессироваться на поверхности клетки-эффектора. На мембране клетокмишеней в норме экспрессируется белок Fas, служащий рецептором для Fasлиганда. Активация этого рецептора приводит к включению механизма
программированной гибели клетки (апоптоз).
73
Рис. 14. Цитотоксическая реакция.
Следует обратить внимание на то, что ЦТЛ действуют автономно и не зависят
от каких-либо других клеток, а также гуморальных факторов (например,
антител или комплемента).
Защита от инфекции с помощью антител
Наиболее ярким примером защитного действия антител является иммунная
реакция организма на бактериальную инфекцию. Циркулирующие в крови
антитела связываются с антигенными детерминантами поверхностных
антигенов бактерий. Комплекс микроорганизма с антителом запускает каскад
химических реакций, получивших название «классический путь активации
комплемента». Конечным продуктом такой активации является образование
мембраноатакующего комплекса (МАК), который наносит клеточной стенке
бактерии множественные повреждения.
Помимо непосредственного воздействия на бактериальную клетку, защитные
свойства антител реализуются путем нейтрализации бактериальных токсинов.
Молекула антитела присоединяется к молекуле токсина вблизи активного
центра и стереохимически блокирует взаимодействие токсина с
макромолекулярным субстратом. Потеря токсичности может также
происходить за счет аллостерических конформационных изменений, когда
антитело уже связалось с токсином на некотором расстоянии от активного
центра молекулы токсина.
Связывание антител с инкапсулированными бактериями облегчает фагоцитоз
последних полиморфноядерными лейкоцитами и макрофагами. Этот феномен
называется опсонизацией. Известно, что неопсонизированным бактериям,
имеющим капсулу, как правило, удается избежать фагоцитоза.
ИММУННЫЕ СЕТЕВЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Чтобы разобраться в работе иммунной системы, необходимо понять, как
функционируют ее отдельные компоненты, признавая в то же время, что вся
система действует как единое целое и что ни один ее компонент не автономен.
При развитии иммунного ответа различные компоненты действуют
одновременно или последовательно как синергисты или же антагонисты.
Рассмотрим это на примере способности иммунной системы элиминировать
микроорганизмы.
Чтобы
переварить
внеклеточные
микроорганизмы
74
(размножающиеся вне клеток хозяина; большой частью это капсульные
бактерии), макрофагам достаточно их фагоцитировать. Внутриклеточные
микроорганизмы (например микобактерии) легко фагоцитируются, но не
могут быть переварены, если макрофаг не получил сигнала активации.
Таким образом, стратегия удаления внеклеточных микроорганизмов основана
на фагоцитозе, которому способствует опсо-низация (присоединение к
поверхности микроорганизмов антител и/или продуктов комплемента).
Поскольку большинство фагоцитов имеет рецепторы, связывающиеся с Fcобластью антител и с продуктами СЗ, присутствие этих молекул на
поверхности бактерий способствует прилипанию и поглощению последних.
Этот «простой» иммунный ответ зависит от эффективного синтеза антител,
активации каскада комплемента и полноценного функционирования
фагоцитарной системы. Антитела синтезируются В-клетками, однако их
функцию контролируют Т-хелперы и Т-супрессоры. Кроме того, мобилизация
фагоцитирующих клеток происходит под действием факторов хемотаксиса,
часть которых вырабатывают Т-клетки.
Стратегия элиминации некоторых внутриклеточных микроорганизмов,
инфицирующих фагоциты, включает активацию клеток-хозяев, которые
становятся «вооруженными» и приобретают способность неспецифически
убивать микробы. Такая активация макрофагов — это суть типичной реакции
гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). В самом деле, кожная проба
на ГЗТ — отличный пример различных каскадных реакций, участвующих в
данном иммунном ответе. При положительной пробе в месте внутрикожного
введения антигена, с которым больной контактировал ранее, через 48 ч
возникает воспалительное уплотнение ткани. При введении антигена кожные
клетки Лангерганса захватывают его, перерабатывают и представляют (в
комплексе с классом II продуктов МНС) клеткам CD4+ (CD4+CD45RO+ CD29+),
которые ранее контактировали с антигеном и с тех пор циркулируют как
долгоживущие.
Как только клетки CD4+ входят в соприкосновение с комплексом антиген—
продукты МНС, они экспрессируют рецепторы ИЛ-2 и выделяют ряд
цитокинов (например, ИФН-у, ИЛ-2, факторы хемотаксиса лимфоцитов и
макрофагов). Под влиянием ИФН-у эндотелиальные клетки усиливают
экспрессию молекул межклеточной адгезии, способствуя таким образом
миграции лимфоцитов и макрофагов через эндотелиальный барьер. ИЛ-2 и уинтерферон (ИФН-у) действуют также как сигналы к пролиферации и
дифференцировке, что ведет к увеличению численности различных клонов Тклеток памяти и вновь прибывших Т-клеток. Достигнув места введения антигена, макрофаги больше не покидают его, так как на них воздействует фактор,
ингибирующий миграцию (ФИМ), выделяемый активированными Т-клетками.
ИФН-у и ГМ-КСФ, секретируемые Т-клетками, действуют затем как факторы,
активирующие макрофаги (ФАМ). Активированные макрофаги теперь
«вооружены» и могут убивать внутриклеточные микроорганизмы и любые
расположенные рядом опухолевые клетки.
75
Активированные макрофаги секретируют ИЛ-1 и ФНО, которые усиливают
секрецию ИФН-у и ГМ-КСФ и экспрессию молекул межклеточной адгезии на
эндотелиальных клетках; теперь эти клетки могут выделять тканевый фактор,
запускающий каскад реакций свертывания крови, что приводит к отложению
фибрина. Активированные лимфоциты секретируют также фактор,
индуцирующий прокоагулянтную активность макрофагов (ФИПАМ), который
обеспечивает экспрессию макрофагальной прокоагулянтной активности
(МПКА) активированных макрофагов. МПКА тоже активирует систему свертывания и отложение фибрина. Именно фибрин обусловливает локальное
уплотнение ткани при кожных пробах на ГЗТ: у больных с врожденной
афибриногенемией положительная проба проявляется эритемой и клеточными
инфильтратами, тогда как уплотнения отсутствуют.
ГЗТ важна как механизм устранения микроорганизмов, инфицирующих
фагоциты. Некоторые болезнетворные агенты (например, вирусы) могут
поражать клетки, у которых нет литического механизма и поэтому активация
внутриклеточного киллинга невозможна. Такие агенты элиминируются с помощью ЦТЛ. Клетки, зараженные вирусами, экспрессируют на своей поверхности
вирусные антигены в ассоциации с продуктами МНС. Этот комплекс вируса с
продуктом МНС стимулирует размножение сингенных ЦТЛ, которые затем
убивают клетки, его экспрессирующие. В зависимости от того, ассоциированы
ли вирусные антигены с продуктами МНС класса I или II, ЦТЛ принадлежат
соответственно к субпопуляциям CD8 или CD4. Как уже говорилось,
ассоциация с тем или другим классом продуктов МНС зависит от того, каким
путем происходит процессинг антигена; например, большинство ЦТЛ, направленных против вирусов кори и простого герпеса, относится к субпопуляции
CD4. При заражении вирусом гриппа ЦТЛ, направленные против
нуклеопротеинового антигена, - это клетки CD8, а ЦТЛ, направленные против
гемагглютинина, - клетки CD4.
МЕХАНИЗМЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА
Система регуляции деятельности иммунной системы должна быть достаточно
надежной, так как в противном случае высока вероятность развития
неконтролируемой иммунной реакции, которая может привести к фатальным
последствиям. О важности такого контроля косвенно свидетельствует тот факт,
что в организме существует множество механизмов, ограничивающих
иммунный ответ.
Контроль со стороны антител по типу обратной связи. Одним из наиболее
эффективных механизмов, ограничивающих синтез антител, является механизм
отрицательной обратной связи, в котором продукт иммунной реакции
(антитела) одновременно выступает в роли ее ингибитора. При этом речь идет
не о простом снижении содержания антигена за счет его связывания
антителами, поскольку целые молекулы иммуноглобулинов тормозят
иммунный ответ более эффективно, чем F(ab')2-фрагменты. Полагают, что
механизм такого торможения связан с образованием перекрестных связей
между антигеном, молекулой IgG и Fc-рецептором В-лимфоцита. Следует
76
отметить, что тормозящим действием обладают лишь IgG, тогда как IgM
усиливают иммунный ответ.
Т-супрессоры. С помощью Т-супрессоров осуществляется регуляция
различных форм гуморального и клеточного иммунитета, в том числе ГЗТ, а
также пролиферация ЦТЛ, Т-хелперов и В-клеток. Клетки-супрессоры могут
обладать антигенной специфичностью, т. е. подавлять иммунный ответ только
на определенный антиген, а могут быть и антигеннеспецифическими.
Активация антигенспецифических Т-супрессоров осуществляется с помощью
так называемых индукторов Т-супрессоров, имеющих такой же фенотип, как и
Т-хелперы, — CD4+. Индукторы Т-супрессоров активируются при контакте с
антигеном на поверхности антигенпрезентирующих клеток. Собственно
механизм супрессии осуществляется с помощью растворимых факторов,
способных подавлять активность как Т-хелперов, так и В-клеток или ЦТЛ. Тсупрессоры человека относятся к субпопуляции CD8+. Антигенспецифические
супрессоры способны активировать антигеннеспецифические супрессоры.
Антигенные рецепторы одного лимфоцита распознают идиотип (ИД) рецептора
другого лимфоцита. Антиидиотипические рецепторы (антитела) могут
содержать «внутренний образ» антигена. Такие антиидиотипические антитела
при определенных условиях могут замещать антиген.
Несмотря на достаточно многочисленные исследования, показавшие, что
клетки с фенотипом CD8+ могут подавлять продукцию антител посредством
секреции антигенспецифического секреторного фактора, все попытки выделить
устойчивую линию Т-супрессоров, а также получить биохимические и
молекулярно-биологические характеристики супрессорного фактора оказались
безуспешными. В связи с этим существование специальной субпопуляции Тсупрессоров сомнительно.
Идиотипические сетевые взаимодействия. Гипервариабельные районы Н- и
L-цепей молекулы иммуноглобулина включают участки, которые сами могут
играть роль антигенных детерминант. Эти индивидуальные, характерные для
антител определенной специфичности конфигурации, которые могут
распознаваться соответствующими рецепторами Т- и В-лимфоцитов или
антителами, получили название идиотипических детерминант. Автор гипотезы
сетевого взаимодействия лауреат Нобелевской премии 1984 г. N. Jerne предположил, что лимфоциты, способные распознавать огромное число разнообразных чужеродных антигенных детерминант, должны распознавать и
идиотипические детерминанты самих лимфоцитарных рецепторов. В
соответствии с этим постулируется существование сетевого взаимодействия
между лимфоцитами типа идиотип — антиидиотип (рис. 15). Попадание в
организм чужеродного антигена неизбежно должно нарушить равновесие
сетевых идиотипических взаимодействий, а стремление системы восстановить
утраченное равновесие будет естественно ограничивать иммунный ответ.
77
Рис. 15. Один из элементов идиотипической сети.
Антиидиотипические антитела содержат внутренний образ того антигена, к
которому специфичны первые антитела. Это можно пояснить на следующем
примере. Моноклональные антитела, полученные против антагониста
ацетилхолина BISQ, способны стимулировать ацетилхолиновые рецепторы,
выполняя в этом взаимодействии функцию ацетилхолина. Эти свойства
антиидиотипических антител могут быть использованы при создании
вакцинных препаратов нового поколения.
РЕГУЛЯТОРНЫЕ ИММУНО-НЕЙРО-ЭНДОКРИННЫЕ СЕТИ
Способность клеток лимфоидных органов продуцировать антитела при
отсутствии каких-либо нейроэндокринных регуляторных сигналов вовсе не
свидетельствует о том, что иммунная система функционирует вне интеграции с
другими физиологическими системами. В настоящее время накоплена масса
доказательств взаимодействия иммунной и нейроэндокринной систем. На
клетках иммунной системы существуют рецепторы к таким гормонам и биологически активным веществам, как кортикостероиды, инсулин, гормон роста,
-адренергические агенты, ацетилхолин, эндорфины,
энкефалины и др. Известно, что интерлейкины в центральной нервной системе
могут выполнять функцию нейромедиаторов. Это хорошо показано в
отношении ИЛ-1 и, по-видимому, справедливо и в отношении ИЛ-2, ИЛ-3 и
ИЛ-6. Так, ИЛ-2 не только продуцируется клетками нервной ткани, но и влияет
на пролиферацию и созревание элементов олигодендроглии.
Принято считать, что глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены и прогестерон
подавляют иммунные реакции, а гормон роста, тироксин и инсулин их
стимулируют. В то же время работами последних лет было показано, что
направленность действия на иммунные реакции глюкокортикоидных гормонов
может зависеть от концентрации последних: высокие концентрации оказывают
иммунодепрессивное действие, а низкие — иммуностимулирующее.
Усиление иммунного ответа может быть получено и в результате денервации
селезенки, которая, так же как и другие органы иммунной системы, имеет
автономную иннервацию и содержит чувствительные нейроны. Хорошо
изучено влияние на состояние иммунной системы стресса и циркадных ритмов.
78
Так, сильный стресс может индуцировать состояние транзиторного
иммунодефицита.
Такое
состояние
наблюдается
у
спортсменовпрофессионалов на «пике» спортивной формы. При этом показаны снижение
активности NК-клеток, уменьшение показателя CD4/CD8 и содержания IgA в
слюне, снижение интенсивности пролиферативного ответа лимфоцитов на
антигены и митогены и угнетение функций неспецифического иммунитета.
Аналогичные изменения можно наблюдать у животных в эксперименте при
выраженных стрессовых нагрузках. В то же время стрессовые сигналы средней
интенсивности (умеренные спортивные нагрузки) повышают резистентность
организма к инфекции.
Некоторые
цепи
сетевых
взаимодействий
между
иммунной
и
нейроэндокринной системами уже достаточно хорошо изучены. Известно,
например, что многие иммунные реакции находятся под контролем
гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы. При этом показано увеличение
синтеза глюкокортикоидов под действием ИЛ-1. В то же время
глюкокортикоиды тормозят иммунный ответ, воздействуя, в частности, на
продукцию ИЛ-1 и ИЛ-2 (рис. 16).
Рис. 16. Пример цепи сетевых взаимодействий между иммунной и нейроэндокринной системами. МФ — макрофаги, Тх — Т-хелперы.
СИСТЕМНАЯ ВОСПАЛИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ
При выраженном локальном воспалении или несостоятельности механизмов,
ограничивающих его течение некоторые из цитокинов: TNF-a, IL-1, IL-6, IL-10,
TGF-b, INF-g могут проникать в системную циркуляцию, оказывая
длиннодистантные эффекты. В случае неспособности регулирующих систем к
поддержанию гомеостаза, деструктивные эффекты цитокинов и других
медиаторов начинают доминировать, что приводит к нарушению
проницаемости и функции эндотелия капилляров, запуску синдрома ДВС,
формированию отдаленных очагов системного воспаления, развитию органной
дисфункции.
Накопление провоспалительных цитокинов в крови и реализацию их
дистантных эффектов (на удалении от первичного очага повреждения)
79
рассматривают с позиции синдрома системного воспалительного ответа systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Так концентрация отдельных
провоспалительных цитокинов в крови в норме обычно не превышает 5-20
пкг/мл, а при развитии SIRS может возрастать в 5-10 и более раз. Очевидно то,
что характер повреждения может, в некоторых случаях, приобретать системный
характер, и это обстоятельство в корне меняет суть воспалительного процесса в
целом. Принципиальные отличия системного от "классического" воспаления
выражаются в развитии ответа на системную альтерацию, а провоспалительные
механизмы в этом случае теряют свою протективную основу по локализации
факторов повреждения, и сами становятся главной движущей силой
патологического процесса. В последние годы убедительные доказательства
эффективности появились в отношении стресс-доз гидрокортизона при
септическом шоке и активированного протеина С (АПС) при тяжѐлом сепсисе.
Одна из особенностей иммунокомпетентных клеток - наличие рецепторов с
высоким аффинитетом к глюкокортикостероидам (ГКС). Установлено, что
антивоспалительный эффект ГКС проявляют в супрафизиологических дозах.
Можно выделить следующие механизмы, реализующие противовоспалительное
действие ГКС: - Ингибиция продукции IL-12 макрофагами и моноцитами,
главного фактора, отвечающего за дифференцировку и баланс лимфоцитов в
направлении
Th1/Th2;
Торможение
продукции
и
активности
провоспалительных цитокинов (IL-1, IL-2, IL-3, IL-6, IFN-g, TNF-a), хемокинов,
брадикинина, молекул адгезии; - Ограничением активности ядерного фактора
(NF-kB); - Стимуляция синтеза антивоспалительных цитокинов и факторов (IL1ra, растворимый рецептор TNF, IL-10, TGF-b); - Торможение образования
циклооксигеназы-2, индуцибельной NO-синтетазы;
- Активация синтеза
липокортина, ограничивающего продукцию лейкотриенов и фосфолипазы А2.
Таким образом, продемонстрированная эффективность гидрокортизона
при септическом шоке (СШ) может быть связана c ограничением системного
воспаления посредством усиления естественных компенсаторных механизмов
макроорганизма в ответ на возникший эндогенный "медиаторный взрыв".
Подчеркнѐм, что позитивные клинические эффекты доказаны только для
гидрокортизона в дозах 200-300 мг/сутки, и только для пациентов с СШ и
относительной надпочечниковой недостаточностью.
АПС подавляет воспаление, обусловленное тромбиновым механизмом,
ингибирует адгезию лейкоцитов к эндотелию и активацию ингибиторов
фибринолиза, предотвращая генерализацию процесса коагуляции и, что
принципиально важно, либерацию провоспатилительных цитокинов из
макрофагов и эндотелия.
Постепенно нарастает доказательная база и для
внутривенных иммуноглобулинов, содержащих комбинацию IgG и IgM
(Пентаглобин), одной из точек приложения которых является нейтрализация
провоспалительных цитокинов.
С позиций влияния на процесс системного
воспаления стало рассматриваться и действие инфузионных сред,
антибиотиков, препаратов для парентерального питания и даже ИВЛ.
В
последние несколько лет сформулирована концепция ещѐ одного
80
патологического синдрома - Transfusion related acute lung injury (TRALI),
связанного с трансфузией компонентов крови. Возникающее лѐгочное
повреждение обусловлено воздействием освободившихся из лейкоцитов в
процессе заготовки и хранения IL-6, IL-8, TNF и лизофосфатидилхолина.
Стимуляция воспалительной реакции ведѐт к повышению проницаемости
альвеоло-капиллярной мембраны и накоплению жидкости в интерстиции. В
противоположность компонентам крови, искусственные коллоиды не обладали
подобным эффектом. Более того, некоторые из них оказывали обратное
воздействие. В наибольшей степени противовоспалительное действие было
присуще гидроксиэтилкрахмалам с молекулярной массой 130 000 дальтон и
числом замещения - 0,4 и 3 - 7,5% раствору NaCl.
Установлена возможность стимуляции цитокиногенеза лѐгочными
макрофагами с последующим их проникновением в системный кровоток при
проведении высокообъѐмной ИВЛ (ДО=12мл/кг) и отсутствие данного
феномена при респираторной поддержке с ограничением по объѐму ДО=6мл/кг. .
Весьма интересные сведения появились в отношении статинов. Доказана
их способность ослаблять адгезию лейкоцитов к эндотелию, снижать
содержание IL-1, TNF, IL-6 и экспрессию Toll-like рецепторов (TLR).
Впечатляющие результаты были получены при анализе исходов у пациентов с
сепсисом и бактериемией, принимавших и не принимавших статины.
Летальность на фоне терапии статинами составила 1,8% против 23,1% в
контрольной группе (р=0,002). Более высокая выживаемость при приѐме
статинов регистрировалась у больных, перенесших пересадку сердца или
лѐгких.
Новые перспективы открываются в связи с разработкой группы
лекарственных средств, блокирующих механизмы внутриклеточной передачи
сигналов, направленных на активацию синтеза провоспалительных медиаторов.
Обнадѐживающими выглядят первые результаты экспериментальных
исследований по препарату ТАК-242, подавляющему продукцию цитокинов,
опосредованную через TLR-4; этакриновой кислоте и этилпирувату,
блокирующих активацию ядерного фактора NF-kB.
ГЛАВА 9. АУТОИММУННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
В результате совместного и согласованного действия B- и T-клеток
возникает высокоспецифичный иммунитет на определенный антиген, с
которым организму пришлось встретиться. Но клетки иммунной системы
постоянно сталкиваются помимо внедрившихся паразитов еще и с
компонентами собственного организма. Ясно, что разрушительные иммунные
реакции не должны быть направлены на собственные молекулы. Способность
81
отличать "не свое" от "своего" составляет важнейшее фундаментальное
свойство иммунной системы. Однако известно много случаев сбоя в работе
иммунной системы, когда она принимает свои антигены за чужие и атакует их.
Когда клетки иммунной системы, подобно мятежным войскам, направляют
свой удар на те самые организмы, которые они призваны защищать, возникают
аутоиммунные заболевания.
Избирательное
отсутствие
иммунореактивности
организма
на
специфический антиген получило название иммунологической толерантности.
Многолетние усилия ученых привели к пониманию того, что толерантность к
собственным молекулам не заложена в организме изначально. Она
приобретается в период внутриутробного развития или сразу после рождения,
когда иммунная система проходит специальную подготовку, чтобы не
реагировать на собственные макромолекулы. Упрощенно суть процесса состоит
в том, что затесавшиеся среди миллиардов лимфоцитов несколько
"изменников", нападающих на своего хозяина (аутоиммунные, или
аутореактивные, клетки), либо уничтожаются, либо выводятся из игры, и в
большинстве случаев этого оказывается достаточно для "подавления
восстания". Но время от времени одна из клеток-предателей ускользает от
досмотра. Каждый из нас обязательно имеет в крови некоторое количество
таких аутоиммунных клеток, однако только относительно немногие люди
становятся жертвой того или иного аутоиммунного заболевания. По-видимому,
сложная система контроля и противодействия, остающаяся до сего дня не
понятой до конца, в норме не дает возможности аутоиммунной клетке сделать
свое черное дело.
Аутоиммунные заболевания входят в число главных медицинских
проблем современного человечества. Ими болеет множество людей. Например,
только в Соединенных Штатах Америки 6,5 млн. человек поражено
ревматоидным артритом - самым распространенным аутоиммунным
заболеванием. В настоящее время иммунологам известно более 80 различных
аутоиммунных заболеваний. Многие из них приводят к тяжелым страданиям,
ограничению физических возможностей и даже смертельному исходу. Часто
эти болезни возникают в юношеском и молодом возрасте. Помимо чисто
медицинской аутоиммунные заболевания составляют и социальную проблему:
во многих случаях они приводят к потере трудоспособности людей активного
возраста.
Элементы и механизмы иммунных реакций, приводящих к развитию
аутоиммунных заболеваний, те же, что и при иммунитете к инфекционным
агентам. Или образуются антитела к "своим" антигенам (так называемые
аутоантитела), или развивается T-клеточный иммунный ответ на них, или
включаются обе системы иммунитета вместе. При этом круг аутоантигенов
ограничен теми компонентами организма, которые контактируют с клетками
иммунной системы, так или иначе попадая в кровоток. Иногда антитела,
образующиеся в ответ на введение какого-либо микроорганизма, оказываются
способными реагировать также с компонентами своего организма, то есть
приобретают свойства аутоантител. Такая перекрестная реакция становится
82
возможной из-за сходного строения отдельных участков молекул своего и
чужого антигена (антигенных детерминант). Это явление получило название
молекулярной мимикрии и наблюдается, например, при ревматизме, когда
антитела, направленные против стрептококка, взаимодействуют и с
нормальными антигенами сердечной мышцы и суставов. Введение
лекарственных средств или попадание вирусов может также приводить к
реакции иммунной системы на аутоантигены за счет сопряженного
распознавания последних на клеточной мембране в комплексе с антигенами
лекарств или вирусов.
Аутоиммунная патология может затрагивать разные органы и ткани
человека. Иногда атаке подвергается какой-либо один орган, как, например,
поджелудочная железа при юношеском диабете или центральная нервная
система при рассеянном склерозе. В других случаях, например при системной
красной волчанке и ревматоидном артрите, патологические изменения
затрагивают многие органы. Наличие такого спектра аутоиммунных
заболеваний определяется специфичностью образующихся аутоантител и
аутореактивных T-клеток и тем, в каких органах локализованы распознаваемые
аутоантигены.
Юношеский диабет связан с нарушением метаболизма глюкозы
вследствие полного или частичного отсутствия инсулина. При этом
аутоиммунном
заболевании
разрушаются
продуцирующие
инсулин
островковые клетки поджелудочной железы. Для болезни характерно
появление аутоантител, которые связываются или с цитоплазматическими, или
с мембранными белками островковых клеток. Эти антитела часто появляются
за годы до начала заболевания, что может использоваться для предсказания
диабета. По-видимому, именно они разрушают островковые клетки, хотя в
очагах поражения присутствует также множество T-лимфоцитов.
Рассеянный склероз - это хроническое аутоиммунное заболевание
центральной нервной системы, связанное с разрушением миелина - белковолипидной оболочки аксона. Обычно люди молодого возраста, страдают
различными неврологическими нарушениями.
Как уже отмечалось, при системной красной волчанке аутоиммунная
патология затрагивает многие органы. Ведущая роль в патологии волчанки
принадлежит B-лимфоцитам. Продуцируемые ими аутоантитела не нацелены
на отдельные органы - они связываются с ДНК и другими компонентами ядер
(гистонами, РНК, фосфолипидами) всех без различия клеток организма.
Антитела, реагирующие с нативной двуспиральной ДНК, высокоспецифичны
для системной красной волчанки. Недавно было показано, что ДНКсвязывающие аутоантитела, образующиеся при волчанке, обладают
способностью расщеплять ДНК, то есть являются каталитическими антителами,
или абзимами. Связанные с ядерными антигенами антитела вместе с белками
системы комплемента образуют крупные аутоиммунные комплексы,
накопление которых в различных тканях приводит к патологическому эффекту.
Около 90% больных системной красной волчанкой - молодые женщины,
что навело на мысль о роли половых гормонов в активации B-лимфоцитов и
83
развитии заболевания. В дальнейшем это предположение было подтверждено в
опытах на экспериментальных животных, болеющих похожим образом. У
разных пациентов болезнь может протекать с различной степенью тяжести. Как
и для рассеянного склероза, для волчанки характерны непредсказуемые
переходы от хорошего состояния к тяжелому обострению. Единственным
очевидным фактором, активирующим волчанку, является облучение
ультрафиолетом, поэтому больным следует избегать прямых солнечных лучей.
На примере трех рассмотренных аутоиммунных заболеваний можно
видеть, сколь различно их течение. При этом, однако, в их основе лежат
сходные причины - нарушения в функционировании иммунной системы,
приводящие к распознаванию "своего" как "чужого". Для развития любого
аутоиммунного заболевания необходимо сочетание множества факторов, среди
которых можно выделить гормональный статус человека, его наследственную
предрасположенность и влияние окружающей среды.
Давно известно, что подверженность аутоиммунным заболеваниям
нередко носит семейный характер, причем чем ближе родство, тем больше
шансов иметь одинаковые аутоиммунные патологии. Так, если один из
близнецов болен тем или иным аутоиммунным заболеванием, то наличие той
же болезни у второго намного чаще наблюдается в случае однояйцовых
близнецов по сравнению с разнояйцовыми. В то же время вероятность
присутствия одного и того же аутоиммунного заболевания у однояйцовых
близнецов никогда не достигает 100% (обычно 20-30%), что убедительно
свидетельствует также и о значении внешних факторов. Совместное влияние
наследственных и внешних факторов можно проследить, анализируя
восприимчивость разных этнических групп к аутоиммунным заболеваниям.
Коренное население Восточной Сибири в отличие от русских практически не
болеет рассеянным склерозом, но и у русских, проживающих в этом регионе,
распространенность рассеянного склероза в 2-4 раза ниже, чем у русских из
европейской части России.
О том, что аутоиммунная патология запрограммирована генетически,
свидетельствует также получение линий животных со спонтанно
развивающимися аутоиммунными заболеваниями. Опыты по скрещиванию
таких линейных животных позволили определить, что аутоиммунный ответ
находится под контролем как минимум трех генов. Данные, полученные при
изучении аутоиммунных заболеваний человека, также говорят о полигенной
природе аутоиммунной патологии. Чувствительность к аутоиммунизации не
зависит от какого-либо одного гена, а определяется сочетанием нескольких
генов (вероятно, около десяти), контролирующих как иммунный ответ, так и
особенности структуры компонентов органа-мишени. Важная роль в
формировании генетической предрасположенности принадлежит генам
системы главного комплекса тканевой совместимости, продукты которых, как
уже указывалось, необходимы для распознавания T-лимфоцитами
специфических антигенов. Связь развития заболевания с аллельными
вариантами отдельных генов этой сложно организованной системы
84
убедительно показана для юношеского диабета, ревматоидного артрита,
рассеянного склероза и других заболеваний.
Зависимость распространенности аутоиммунных заболеваний от
проживания в больших городах, от перенесенных инфекций, от уровня
контактов с другими людьми, а также выявление районов с крайне высокими
показателями заболеваемости и возникновение микроэпидемий - все это
позволило предположить роль инфекционных агентов как основного фактора
внешней среды в развитии аутоиммунных заболеваний. До сих пор, однако, не
выявлено ни одного возбудителя инфекций, достоверно являющегося
первопричиной какого-либо аутоиммунного заболевания. Большой интерес у
исследователей вызывает поиск инфекционных агентов, которые могут
способствовать развитию аутоиммунных заболеваний по механизму
молекулярной мимикрии. Известно много микроорганизмов, отдельные белки
которых обладают некоторым структурным сходством с белками человека,
выступающими в роли аутоантигенов. Такие микроорганизмы могут запускать
аутоиммунную перекрестную реакцию и антител, и T-лимфоцитов. В
частности, для рассеянного склероза в качестве возможных агентов,
вызывающих молекулярную мимикрию, называли вирусы кори и гепатита B.
Наконец, некоторые болезнетворные бактерии и вирусы (стафилококки,
стрептококки, ретровирусы) продуцируют так называемые суперантигены токсические белки, которые способны неспецифически стимулировать
лимфоциты, вызывая мощный иммунный ответ. Если нормальные антигены
активируют только одну из 10 тыс. T-клеток, то суперантигены - четыре из
пяти, то есть большинство T-лимфоцитов организма. Логично предположить,
что среди них наверняка найдутся аутоиммунные, и, будучи "злее и подвижнее"
после воздействия суперантигена, они начнут разрушать ткани собственного
организма. Такой механизм активации, вероятно, вовлечен в развитие
ревматоидного артрита - болезни, при которой развивается хроническое
воспаление суставов, а также сердца, сосудов и легких.
Помимо инфекционных агентов большое значение в развитии
аутоиммунных заболеваний имеют токсические вещества, с которыми мы
сталкиваемся в быту и на работе: химические красители, органические
растворители, соли свинца и многое другое. Высокие уровни заболеваемости
разными аутоиммунными патологиями отмечены в областях с развитой
промышленностью и сильными загрязнениями окружающей среды.
Неравномерное распространение некоторых болезней в разных регионах
связывают с климатом, рельефом, составом почв и другими географическими
характеристиками местности.
Таким образом, аутоиммунные нарушения возникают при разнообразных
внешних воздействиях у людей, которые вследствие присутствия определенных
аллельных
вариантов
нескольких
генов
имеют
наследственную
предрасположенность к развитию данного заболевания. Как уже указывалось,
часть этих генов локализована в области главного комплекса тканевой
совместимости (он расположен на хромосоме 6) и ведется интенсивный поиск
других генов, определяющих восприимчивость к заболеванию. В целом
85
развитие аутоиммунных патологий является следствием сложного сочетания
пока до конца непонятых факторов.
До последнего времени лечение аутоиммунных заболеваний сводилось к
усилиям неспецифически подавить иммунитет, что, безусловно, является
обоюдоострым оружием, поскольку снижает сопротивляемость организма
болезнетворным микроорганизмам. Кроме того, врачи борются с воспалением и
симптомами каждого заболевания в отдельности. Главнейшей задачей
иммунологии является создание методов избирательного подавления
аутоиммунной патологии, для чего требуется глубокое понимание всех
механизмов этого сложнейшего нарушения у каждого конкретного больного.
ГЛАВА 10. ИММУНОДЕФИЦИТНЫЕ СОСТОЯНИЯ
Иммунодефицитные состояния (ИДС) включают обширную группу
самостоятельных нозологических форм и сопутствующих синдромов, общими
признаками которых являются недостаточность системы иммунитета,
неспособность организма противостоять чужеродной антигенной агрессии.
Такие состояния могут иметь наследственную основу (первичные ИДС), а
также формироваться во внутриутробном или постнатальном периодах жизни
под влиянием иммунотоксинон, вирусов или ионизирующей радиации
(вторичные ИДС).
Вероятность
ИДС
(первичных,
наследственных
или
вторичных,
приобретенных форм) существует в каждом случае хронических или
рецидивирующих
микробно-воспалительных
заболеваний,
гнойных,
паразитарных или грибковых процессов. По Л. Иетеру (1986), все клинические
формы ИДС могут быть подразделены на 3 группы:
1) синдром септицемии, септикопиемии с гнойным поражением кожи,
менингитом, артритами и остеомиелитами;
2) синдром рецидивирующих отитов, бронхитов, пневмоний, инфекций
мочевыводящих путей;
3) желудочно-кишечный синдром с хроническим бактериозом, энтеритом,
колитом, проявлениями нарушенного всасывания (мальабсорбции).
К этим группам следует также прибавить кожно-висцеральный
генерализованный кандидоз, который не включен в данную классификацию, но
относится к клиническим формам иммунодефицитных состояний.
Существуют так называемые клинические «маски» ИДС — рецидивирующие
пневмонии, отиты, синуситы, кожные абсцессы, инфекции мочевыводяших
путей и пиелонефрит, воспалительные заболевания кишечника, сепсис; у детей
раннего возраста — повторные и рецидивирующие пневмонии, ведущие, по
крайней мере, в половине случаев к развитию бронхоэктатической болезни и
диффузионного фиброза легких.
86
10.1. ПЕРВИЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТНЫЕ СОСТОЯНИЯ
На данный момент комитетом экспертов ВОЗ охарактеризовано и
дифференцировано около
двадцати
двух
форм
первичных
иммунодефицитов. Заболевания встречаются редко, но выявление их должно
проводиться интенсивно, так как такие дети могут быть очагом
распространения самых разных возбудителей па фоне подавления функции
иммунной системы.
Первичные иммунодефициты - это состояния, при которых нарушения
иммунных механизмов связаны с генетическим блоком (порок развития
иммунной системы). В зависимости от уровня поражения и локализации
дефекта различают следующие виды первичных иммунодефицитов:
- преимущественно гуморальные;
- преимущественно клеточные;
- комбинированные;
- наследственно обусловленные дефекты неспецифических факторов зашиты
(фагоцитоз, система комплемента и т.д.).
Помимо указанной классификации существуют и другие, в основу которых
положена характеристика генетических блоков развития иммунной системы
(Петров Р.В.. Лопухин Ю.М., 1974).
Блок 1 - отсутствуют стволовые клети, поэтому организм практически
беззащитен. Не образуются ни Т- ни В-лимфоциты. Ребенок обречен.
Блок 2 - полное выключение клеточного иммунитета. У таких
пациентов часто возникают вирусные инфекции, приводящие их к гибели; в
1000 раз повышается риск развития опухолей; организм пациентов не отторгает
чужой трансплантат.
Блок 3 - "молчит" гуморальный иммунитет. Антитела не вырабатываются.
У
больных детей выражена склонность к бактериальным инфекциям.
Блок 4 - снижено число В-лимфоцнтов, синтезирующих Ig G.
Блок 5 - уменьшено число В-лимфоцитов, синтезирующих Ig A.
Блок_6 -затрагивает процессы созревания и выхода Т-лимфоцитов в
периферические лимфоидные органы и кровяное русло. Проявляется
сочетанной патологией.
Частота врожденных форм иммунодефицитов колеблется в широких пределах и
во многом зависит от трудностей диагностики и особенностей статистического
учета этих заболеваний в разных странах:
- гуморальная недостаточность - 50-75%;
- комбинированные дефекты - 10-25%;
- дефекты фагоцитов - 10-12%;
- дефекты клеточного иммунитета - 5-10%;
- дефекты белков комплемента - 1%.
ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ГУМОРАЛЬНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ
Впервые в 1952 году американский педиатр Брутон описал 8-летнего мальчика,
страдавшего различными инфекционными заболеваниями, который с 4-летнего
87
возраста 14 раз болел пневмонией, перенес отиты, синуситы, сепсис, менингит.
При исследовании в сыворотке крови не обнаружили антител.
Болезнь Брутона имеет рецессивный тип наследования, сцепленный с Xхромосомой, болеют ею только мальчики. Заболевание также обозначается как
Х-сцепленная агаммаглобулинемия. Встречается с частотой 1 случай на 1 млн.
Анализируя анамнез можно установить, что первые признаки заболевания
появляются начиная с 7-8 месяцев до 2-3 лет. У детей отмечается высокая
чувствительность к кокковой флоре - стафилококкам, пневмококкам и др.
Однако сохраняется устойчивость к вирусным инфекциям (т.к. клеточный
иммунитет не нарушен). Для больных характерны бактериальные инфекции,
которые протекают тяжело, часто рецидивируют.
В анамнезе имеются указания также на частые гнойные конъюнктивиты,
фарингиты, отиты, синуситы, менингиты, сепсис. В 30% случаев развивается
вялотекущий болезненный артрит, напоминающий ревматоидный, со
стерильным выпотом в полость одного из крупных суставов (чаще коленного).
В 40% случаев обнаруживаются аллергические реакции на антибиотики, с
сочетанием бактериальной инфекции и атонической экземы, аллергического
ринита, бронхиальной астмы, т.к. способность синтезировать реагины
сохранена. У детей старшего возраста могут развиваться медленно
прогрессирующие неврологические заболевания, имитирующие "медленную"
вирусную инфекцию. Процесс сопровождается дерматомнозитоподобным
синдромом
с
сильными
отеками
и околососудистыми
мононуклеарными инфильтратами. В этом случае заболевание заканчивается
смертью.
При объективном осмотре находят необычно маленькие гладкие миндалины.
Лимфатические узлы небольшие, обычно пальпируются. Селезенка не
увеличена. Особо следует обратить внимание на тот факт, что лимфоузлы,
печень, селезенка не реагируют увеличением на воспалительный процесс в
организме ребенка. Это важный диагностический признак.
При патологоанатомическом исследовании органов иммунной системы
отмечается, что большая часть лимфоузлов представлена Т-зависимой
паракортикальнои зоной, полностью отсутствуют вторичные фолликулы. В
селезенке обнаруживают мелкие фолликулы без зародышевых центров. Тимус,
в основном, сохраняет нормальный размер и строение, но в некоторых случаях
отсутствуют тельца Гассаля. Изменения в кишечнике: из слизистой оболочки
полностью исчезают плазматические клетки, хотя в норме они в повышенном
количестве. В связи с этим наблюдаются нарушения всасывания, нередко хронические энтериты. Часто выявляют абсцессы со скоплением
распадающихся лейкоцитов в криптах кишки.
При лабораторном исследовании в периферической крови обнаруживается
нормальное количество лимфоцитов (в тканях их гораздо меньше нормы).
Содержание лейкоцитов - в пределах нормы или снижено. Часто выявляется
нормо- или гипохромная анемия. Основа диагноза базируется на определении
иммуноглобулинов и сыворотке крови. Могут наблюдаться следующие
изменения в иммунограмме:
88
- концентрация IgG снижена более чем в 10 раз;
- концентрация IgA и lgM в 100 раз ниже нормы (однако IgM может быть в
норме или выше);
- клеточный иммунитет не страдает или подавлен в различной степени.
Дополнительную информацию можно получить при рентгенологическом
исследовании больного. На боковых рентгеновских снимках глотки тень
аденоидов полностью отсутствует.
Лечение - постоянная заместительная терапия иммуноглобулинами. Введение
препаратов иммуноглобулинов производится внутривенно в дозе 200-600 мг/кг
в месяц. Прогноз: eсли диагноз поставлен рано и своевременно начато лечение,
то прогноз благоприятный. Однако, когда есть сочетание со злокачественной
лимфомой,
дерматомиозитом,
ревматоидным
артритом,
прогноз
неблагоприятный.
Общая вариабельная иммунная недостаточность (ОВИН).
Это большая группа состояний с явно выраженной В-клеточной
недостаточностью и незначительным дефектом Т-звена. Впервые описана в
1970 году. Этот синдром дифференцируют с гипогаммаглобулинемией,
связанной с полом (болезнь Брутона), но начальная симптоматика ОВИН
появляется в более позднем возрасте, чем при болезни Брутона. Поражаются
дети и взрослые обоего пола. Но клинические симптомы могут быть
неотличимы от болезни Брутона. Основным отличием является присутствие Влимфоцитов в периферической крови.
У 1/4 части больных ОВИН выражены следующие симптомы в дополнение
к тем, что бывают при болезни Брутона:
- малъабсорбция с частым нарушением всасывания витамина В12;
- у таких больных почти всегда выявляют лямблиоз;
- непереносимость лактозы, дисахаридазная недостаточность;
- аномалии ворсинок тонкого кишечника;
- узловатая лимфоидная гиперплазия;
- в селезенке, легких - множественные гранулемы без казеоза, причина
которых неясна.
Выделяют ОВИН двух типов: а) с
преобладанием дефицита
антител
(дефект
гуморального иммунитета); б) с преобладанием клеточноопосредованного дефицита. Начало
ОВИН
чаще
хроническое
с
преимущественным инфекционным поражением
верхних дыхательных
путей. Часто выявляют аденомегалию и лимфоаденопатию.
При иммунологическом исследовании у больных с ОВИН выявляют снижение
уровня IgA, IgG, IgM, при этом чаще обнаруживается нормальное содержание
В-лимфоцитов и нарушение Т-клеточного звена (снижение числа Тхелперов или повышение супрессорной активности).
Лечение: заместительная терапия иммуноглобулинами; миелопид и др.
иммунокорригирующие средства. Прогноз: течение заболевания чаще
доброкачественное, латентное; при поздней диагностике и неадекватной
терапии прогноз неблагоприятный.
89
Иммунный дефект с гипогаммаглобулинемией, нейтропенией,
тромбоцитопенией и гемолитической анемией (с повышением IgМ).
Как и при болезни Брутона, больные отличаются повышенной
чувствительностью к инфекциям. Заболевание развивается на 1-2 году жизни и
характеризуется повторяющимися пиогенными поражениями: тонзиллит, отит,
пневмония, шейные лимфадениты. В дальнейшем могут развиться
аутоиммунные заболевания, злокачественные болезни почек. Заболевание
может иметь 2 клинические формы:
1. Сопровождается поражением только гуморального иммунитета, напоминает
болезнь Брутона и наследуется по Х-сцепленному рецессивному типу;
болеют мальчики.
2. Начинается в более позднем возрасте, имеет проградиентное течение. Не
сцеплена с Х-хромосомой. Болеют и мальчики, и девочки; наследование по
аугосомнорецессивному типу. Нарушается и гуморальный, и клеточный
иммунитет (снижена РБТЛ, пониже; гиперчувствительность замедленного
типа). Диагноз основан на данных анамнеза, иммунологического исследования.
В иммунограмме выявляют резко повышение содержания IgМ (в 16-100 раз и
выше); уровень IgA, IgG резко снижен.
Лечение: заместительная терапия иммуноглобулинами.
Избирательный дефицит IgM.
Крайне редкое заболевание с исключительно тяжелым течение бактериальных
инфекций.
Синдром врожденной общей недостаточности IgA – slgA - был впервые
описан J.Heremans в 1960 г. Встречается с частотой 1:300 - 1:700 у детей, 1:500 1:700 у взрослых.
Клинические
симптомы
зависят
от
степени
недостаточности
иммуноглобулинов и могут проявляться в виде патологии отдельных органов и
систем:
а)
преимущественное поражение органов пищеварительного тракта хронический
гастрит
гипертрофического
типа,
язвенный
и
геморрагический колиты, клеит, афтозные и язвенные стоматиты,
целиакия,
мальабсорбция, муковисцидоз;
при
этом гистологически
выявляется атрофия ворсинок кишечника;
б)
преимущественное поражение органов дыхания: риниты, синуситы,
бронхиты, быстро принимающие хронический характер. Затяжные
бронхопневмонии с исходом в бронхоэктазы и абсцессы легких; уменьшено
число В-лимфоцитов, синтезирующих IgA.
КОМБИНИРОВАННЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ
Это наиболее сложная группа больных как в клиническом, так и в
диагностическом плане. По данным Тимпнера и Нойхауса, до 10% грудных
детей умирают от ТКИН (тяжелая комбинированная иммунная
90
недостаточность). При вскрытии новорожденных или мертворожденных плодов
формы ТКИН встречаются с частотой 2,5:1000 вскрытий.
Причины ТКИН разнообразны, но наиболее важные из них следующие:
1. Срыв дифференцировки лимфоидных клеток.
2. Нарушение контакта Т-лимфоцитов с тимическим эпителием.
3. Избирательный дефект Т-киллеров.
Аплазия ретикулярной ткани.
Заболевание редкое, впервые описано в 1964 году. У больных с первых дней
жизни отмечается рвота и понос. Сразу же присоединяются инфекции с
молниеносным течением. Больные быстро погибают. Лимфоидные органы
сильно изменены. В тимусе - полное отсутствие лимфоцитов. В
периферической крови - лейкопения. Очаги инфекции характеризуются
некрозом.
Алимфоплазия "швейцарского" типа.
Синдром описан в 1950 году Гланцманом. У больных наблюдается полная
картина иммунологической недостаточности: клеточные и гуморальные
механизмы страдают в. одинаковой степени.
Заболевание проявляется в первые 2-3 месяца жизни и характеризуется
злокачественным течением. Останавливается рост ребенка, присоединяются
инфекции. Чаще всего поражаются бронхолегочные системы и ЖКТ.
Характерны тяжелые бронхиты с мучительными приступами кашля, который
можно принять ж коклюшный, диарея; несмотря на уход, дети резко истощены.
Отмечаются полиморфные, кореподобные высыпания на коже, множественные
некрозы с воспалительной инфильтрацией. Нередко у таких больных
развиваются сепсис, гнойный менингит, лимфомы, муковисцидоз,
гипотиреоидизм, гемолитическая аутоиммунная анемия.
Этиологическими факторами могут быть бактерии, вирусы, грибы.
При патанатомическом исследовании лимфоидных opraнoв выявляют
гипоплазию или аплазию тимуса, миндалин, аденоидов, пейеровых бляшек.
Масса лимфоидных органов меньше нормы в 5-10 раз. Прогноз:
неблагоприятный.
Тяжелая комбинированная иммунная недостаточность (ТКИН) с
дефицитом аденозиндезаминазы (АДА).
Полная недостаточность АДА обнаруживается у 30-50% детей с ТКИН. В
некоторых случаях удается доказать снижение активности фермента у
гетерозиготных родителей больных детей. При недостаточности АДА в клетках
накапливается аденозин, дезоксиадснозин, цАМФ и АТФ. Часть
модифицированных адепозинкукнеозидов зкскретируется с мочой и количество
этих метаболитов в моче больных в 4 раза выше, чем у здоровых детей.
Накопление в крови продуктов метаболизма пурина приводит к угнетению ряда
ферментов
(рибопуклеотидредуктаза),
участвующих
в
образовании
промежуточных соединений, необходимых для синтеза ДНК. При этом
останавливаются процессы пролиферации и дифференцировки тимических
91
лимфоцитов. У больных нарушаются Т-клеточные механизмы иммунной
защиты. Полный дефицит АДА является летальным. Дети с такой формой
иммунной патологии живут не более года. Описаны случаи неполного
дефицита, частичной недостаточности фермента.
Одним из основных клинических проявлений является нарушение
формирования хряща длинных трубчатых костей, в результате чего происходит
остановка роста костей и их укорочение.
При патологоанатомическом исследовании выявляют резкие изменения
лимфоидной ткани. Так, вилочковая железа значительно уменьшена в размерах,
корковое и мозговое вещества неразличимы и резко обеднены лимфоцитами.
Обнаруживаются тельца Гассаля.
Лече1ше не разработано. Прогноз: неблагоприятный.
Синдром Луи-Бар (атаксия-телеангиэктазия)
Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. С равной частотой встречается
у мальчиков и девочек. Частота среди населения пока точно
не установлена. При синдроме Луи-Бар имеет место поражение ЦНС,
лимфоидной и эндокринной систем, кожи, слизистых оболочек, ЖКТ. У 35-45%
больных - умственное отставание. Характерны заторможенность, адинамия,
снижение памяти и внимания, снижение работоспособности, ограниченность
интересов.
Заболевание начинается в раннем возрасте, но диагностируется в 5 - 7 лет. В
первые месяцы жизни у больных детей обнаруживают признаки
иммунологической недостаточности, а именно: склонность к респираторным
инфекциям, частые поражения бронхолегочной системы, пиодермию; отит,
пиелонефрит, синусит, конъюнктивит. В
результате
многочисленных
инфекций
дети
растут ослабленными, болезненными, отстают в
физическом развитии. Одним из патогномоничных симптомов является
расширение мелких сосудов (телеангиэктазы) на коньюнктиве глазных
яблок. Другим патогномоничным симптомом является атаксия. У больных
детей отмечаются неустойчивая походка, неловкие и неуверенные движения,
частые падения. Атаксия наиболее отчетливо проявляется в возрасте полутора двух лет, когда дети начинают ходить. При выполнении палъценосовой и
пяточно-коленной проб наблюдается интенционное дрожание.
Отмечаются расстройства речи: невнятная, замедленная, с элементами
скандирования. Поражение подкорковых ядер выражается в появлении
гиперкинезов, гримасничанья. Поза больного ребенка своеобразна: голова и
плечи опущены, нош согнуты в коленных суставах, руки немного согнуты в
локтевых суставах, ротированы наружу. Больные малоподвижны, с бедной
мимикой (амимия); поражает застывший "стеклянный" взгляд ребенка. В 50%
случаев имеются нарушения функции черепных нервов. Чаще выявляются
расстройства
глазодвигательного,
отводящего
нервов,
зрительного,
тройничного, лицевого и языкоглоточного.
Кожа - сухая, тонкая, шероховатая, легко ранимая. На ней постепенно
образуются трещины, особенно в углах губ. Этому способствует повышенная
саливация. Часто имеет место экзема. На липе, шее, реже на ладонях и стопах
92
обнаруживают фолликулярный кератоз, придающий детям вид "старичков". На
лице, туловище могут быть пятна цвета кофе с молоком. Ногти слоистые,
характерен неправильный рост и повышенная их ломкость. Практически у всех
больных отмечаются дефекты десен и зубов (серый цвет эмали, множественный
кариес). Отмечаются признаки нарушения пигментного обмена в виде участков
депигментации на коже, ранней седины. Возможно облысение.
Лимфоидные органы: гипоплазия тимуса, уменьшение в размерах селезенки,
небных миндалин, лимфатических узлов. Иммунодефицит при синдроме ЛуиБар сопровождается развитием опухолей, вI основном лимфопролиферативного
происхождения
(лимфомы,
лимфосаркомы,
рстикулосаркомы).
При
исследовании иммунного статуса можно выделить 4 типа иммунограмм: 42% дефицит клеточного звена; 35% - клеточное и гуморальное звено; 13,5% нормальные иммунные реакции; 10% - гуморальная недостаточность.
Лечение: комплексное, включающее заместительную терапию гормонами
тимуса, иммуноглобулинами. Прогноз: неблагоприятный. Больные редко
доживают до 20 лет (хотя есть данные о выживании до 40 лет).
Синдром Вискотта-Олдрича (экзема, тромбоцитопения). Наследование
рецессивное,
сцепленное с Х-хромосомой, болеют только
мальчики.
Встречается с частотой 1:1 млн. Время появления первых симптомов у
ребенка колеблется от месяца со дня рождения до полутора лет жизни.
Основными проявлениями заболевания являются: атонический дерматит;
геморрагический синдром; бактериальная инфекция кожи и слизистых с
волнообразным течением (пиодермия, фурункулез, ринит, синусит, бронхит и
т.д.); в последствии возникают аутоиммунные заболевания (орхит, увеит,
гломерулонефрит).
Дифференциальный диагноз следует проводить с идиопатической
тромбоцитопенической пурпурой. В иммунограмме наблюдается снижение
уровня сывороточных IgM, IgG, и повышение lgA, IgE. Показатели РБТЛ
снижены.
Лечение: корректоры Т- и В-звена иммунитета. Прогноз чаще неблагоприятный
из-за склонности к некупирующимся кровотечениям (носовым, почечным,
кишечным, легочным) и к высокой частоте развития опухолей (лимфолейкозы
и т.д.). По неизвестным причинам у части больных с возрастом симптоматика
ослабевает, но сохраняется тромбоцитопения.
ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КЛЕТОЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ
Синдром Ди-Джорджи (гипо- аплазия тимуса)
Среди генетически детерминированных заболеваний, объединенных под
названием ТКИД, описана генетически детерминированная аплазия тимуса синдром Di George, который проявляется отсутствием Т-клеток и Т-зависимых
функций иммунной системы. Имеющиеся единичные Т-лимфоциты дефектны
по поверхностным маркерам и ответу на митогены. При этом количество Влимфоцитов, плазматических клеток, уровни иммуноглобулинов могут быть
близки к норме. Но способность к гуморальному ответу на вакцинацию
нарушена в связи с отсутствием Т-хелперов. Единственный способ коррекции
93
такого дефекта - пересадка тимуса от менее, чем 14-недельного плода. На этом
сроке развития плода, когда зрелых тимоцитов, способных вызвать РТПХ, еще
нет, тимус содержит достаточно тимических эпителиальных клеток, чтобы
обеспечить успешное развитие Т-лимфоцитов из собственных костномозговых
предшественников реципиента.
Этиология до сих пор неизвестна. Чаще встречаются спорадические случаи.
Если имеет место семейный случай, то предполагается аутосомно-рецессивный
тип наследования. Интересно отметить тот факт, что возраст матерей больных
детей превышал 30 лет. Не исключается экологический фактор, действующий в
критический период развития эмбриона, когда из II-III глоточных карманов
формируются тимус, щитовидная и паращитовидные железы. Дефициты
функции этих трех желез отражены в пестрой клинической картине.
Самый ранний симптом - судорожный (снижение концентрации в сыворотке
Са2+). Судороги могут являться причиной ранней смерти ребенка. В
большинстве случаев имеются пороки развития сердечно-сосудистой системы.
Чаще выявляется развернутая в правую сторону дуга аорты (как при тетраде
Фалло). При внешнем осмотре в период новорожденности у ребенка
обнаруживают гипертелорнзм, гипогиатию, маленький рот, антимонголоидный
разрез глаз, неправильно сформированные и низко посаженные уши. Зачастую
у ребенка имеются и другие пороки развития: атрезия пищевода, пороки
развития почек и надпочечников, полых вен. Основной причиной ранней
гибели детей являются тяжело протекающие бактериальные инфекции:
некротические пневмонии, колит, пиодермия, пиелонефрит, сепсис.
При иммунологическом исследовании можно установить резкое снижение
реакции клеточного иммунитета и нормальный уровень сывороточных lg G, М,
А; концентрация lg E может быть повышена.
Если ребенок выжил до 5-летнего возраста, то по неизвестным причинам Тклеточный иммунодефицит нивелируется. При гистологическом исследовании
лимфоидных органов выявляют опустошение Т-зависимых зон в селезенке и
лимфоузлах, гипо- или аплазию тимуса.
Лечение: разработаны разные методики по пересадке комплекса "тимусгрудина"; заместительная терапия гормонами тимуса; симптоматическая
терапия. Прогноз: чаще неблагоприятный.
ВРОЖДЕННЫЕ
ДЕФЕКТЫ
ФАГОЦИТАРНОЙ
АКТИВНОСТИ
НЕЙТРОФИЛОВ
На сегодняшний день принято выделять две группы дефектов:
1. Нарушения миграции (хемотаксиса нейтрофилов).
2. Нарушение переваривающей способности фагоцитов.
Основными причинами дефектов миграции могут быть нарушение продукции
хемоаттрактантов, повреждение самих нейтрофилов.
У новорожденных нередки случаи расстройств системы фагоцитов, т.к.
способность лейкоцитов отвечать на воздействие хемоаттрактантов у них в 4
раза ниже, чем у взрослых. Особенно заметны эти нарушения до двух-трех лет.
В клинике преобладают симптомы пиогенных инфекций кожи, слизистых,
94
органов дыхания (пневмонии, абсцессы, гнойные плевриты, эмпиемы);
практически у всех больных возникают отиты, часто поражены печень, почки,
костная система. У многих детей выявляют заболевания пародонта и
множественный кариес.
Хроническая гранулематозная болезнь.
Примером патологии переваривающей способности фагоцитов является
хроническая гранулематозная болезнь (ХГБ). В ее основе лежит
наследственный дефицит нейтрофилов, не способных генерировать
перекисные и другие активные радикалы.
Характер
наследования,
вероятно, аутосомно-рецессивный.
ХГБ может проявиться впервые как в раннем возрасте, так и у взрослых. В
основе клинической диагностики лежит обнаружение многочисленных
воспалительных очагов как в коже, так и в любом другом органе. Чаше других
поражаются легкие, где развивается затяжной гнойно-продуктивный процесс,
сопровождаемый развитием рубцовой соединительной
ткани. Картина
в
легких - "инкапсулированные
пневмонии",
осложняемые
абсцедированием и эмпиемой плевры. Воспалительные гранулемы и абсцессы
могут возникать в любом органе, причем они имеют выраженную тенденцию к
слиянию.
При объективном осмотре больного одним из ранних признаков ХГБ являются
гнойничковые инфильтраты в коже и экзематозный дерматит с типичной
локализацией вокруг рта, ушей, носа. При прогрессировании заболевания
наблюдаются гепатоспленомегалия, увеличение лимфоузлов. Частый признак это изменения в костях в виде остеомиелита мелких костей. Нередко
гранулематозный процесс приводит к утолщению костей, придавая им вид
"вздутых". ХГБ - это "болезнь парадоксов". Возбудители инфекции малопатогенные микроорганизмы (стафилококки, Е. coli, протей, Candida alb.),
тогда как патогенные (стрептококки, менингококки и т.д.) - фагоцитами
больных разрушаются.
Лабораторно: лейкоцитоз, анемия, повышение СОЭ. В иммунограмме:
нарушение фагоцитоза, повышение уровня сывороточного IgA, IgM, IgG.
Лечение: симптоматическое.
Синдром Чедиака-Хигаси. Описан в 1943 году. Причины: нарушение
подвижности фагоцитов и патология дегрануляции.
Основными клиническими симптомами являются: альбинизм (частичный,
гипопигментация, полный) кожи, волос, глаз. Кожа пациентов очень
чувствительна к солнечным лучам. Отмечаются светобоязнь, уменьшение
слезоотделения, нистагм, помутнение роговицы, инъецирование сосудов,
обесцвечивание радужки. Нередко выявляют спленомегалию за счет
повышения скорости разрушения лейкоцитов. Характерна кровоточивость. В
большинстве случаев у детей замедлено психическое развитие. Как и при
других врожденных ИД, резко повышена восприимчивость к бактериальным
инфекциям.
В общем анализе крови выявляется гранулоцитопения. В иммунограмме 95
дефект фагоцитоза. Одна из особенностей - дефицит естественных киллеров.
Лечение: симптоматическое. Прогноз для жизни неблагоприятный.
Продолжительность жизни ребенка - не более 7 лет. Причиной гибели являются
рано возникающие опухоли (лимфомы) либо тяжелые бактериальные
инфекции.
Предварительный диагноз врожденных иммунодефицитов.
Дети чаще рождаются без видимых дефектов развития. Спустя 1,5 - 2-4 месяца,
а иногда раньше, появляются первые симптомы заболевания, указывающие на
определенную иммунологическую недостаточность:
1. У детей начинаются неравномерные, необъяснимые подъемы температуры,
появляется склонность к тяжелым инфекциям, причем заболевание скоро
переходит в хроническую форму.
2. Молочница полости рта и глотки, почти не поддающаяся терапии.
3. Характерна
триада:
гнойный
отит,
синусит,
бронхит
(бронхопневмония); нередко сепсис.
4. Семейный анамнез:
а) неясные случаи смерти новорожденных и грудных детей;
б) наличие кровнородственных браков;
в) частые аборты;
г) наличие в семье ряда заболеваний: аллергия (к молоку и т.д.), коллагенозы
(СКВ, РА), эндокринопатии (сахарный диабет, Аддисонова болезнь),
заболевания
крови
(аутоиммунная
гемолитическая
анемия),
злокачественные опухоли (лимфомы, саркомы, болезнь Ходжкина).
5. Анализ продолжительности, повторяемости и локализации инфекций.
6. Необычные
реакции
на
прививки
живыми
вакцинами
(генерализованный туберкулез после БЦЖ).
10.2. ВТОРИЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТНЫЕ СОСТОЯНИЯ
Вторичные
иммунодефициты
встречаются
достаточно
часто
в
клинической практике. Причины развития вторичных иммунодефицитных
состояний весьма разнообразны.
Среди них можно выделить следующие:
1. Старение.
2. Воздействие радиации.
3. Химиотерапия.
4. Хронические вирусные и бактериальные инфекции.
5. Различные злокачественные новообразования.
6. Кортикостероидная терапия.
7. Обширные хирургические вмешательства.
8. Ожоги.
9. Спленэктомия.
10. Чрезмерные физические нагрузки.
11. Множественные травмы.
12. Воздействие ядохимикатов и других факторов внешней среды.
96
13. Уремия.
14. Алиментарное истощение организма.
15. Различные нарушения обмена веществ.
ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРИ ИНФЕКЦИЯХ И ИНВАЗИЯХ
Подобные иммунодефицитные состояния могут появляться при туберкулезе,
сифилисе, бруцеллезе, пневмококковой и менингококковой инфекции,
скарлатине, коклюше, кори, вирусных гепатитах, вирусном паротите,
различных гельминтозах и т.д. Патогенез таких иммунодефнцитов
разнообразен. В основном, он складывается из следующих составляющих:
1.
Угнетение функций макрофагов (например, при малярии).
2.
Нарушение иммунорегуляции.
3. Выработка лимфоцитотоксинов (при трихинеллезе, описторхозе) или
супрессивно действующих факторов (при шистосомозе, трипаносомозе).
Бактериальные инфекции лишь в исключительных случаях приводят к
вторичным иммунодефицитам. Наиболее активное вездействие на иммунную
систему оказывает вирусная инфекция. Снижение реактивности клеточного
иммунитета при вирусной инфекции может быть причиной рецидивов
бактериальных инфекций.
ИММУНОДЕФИЦИТЫ
ПРИ
ХИРУРГИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЯХ
И
АНЕСТЕЗИИ
Крупные хирургические операции под наркозом' приводят к существенным
иммунным нарушениям. Уже в течение 4-24 часов развивается заметная
лимфопения без изменения соотношения Т- и В-клеток. Важная роль в этом
процессе принадлежит нарушению продукции интерлейтшна-2. Показатели
периферической крови восстанавливаются через 10 часов, а выработка антител
и нормальные показатели кожных проб (показатели активности клеточного
иммунитета) - через месяц.
Наркотические вещества в большинстве своем in vitro угнетают функцию
иммунокомлетентных клеток. Но не только наркоз, но и сама операционная
травма может вызвать выраженный иммунодефицит. Как уже подчеркивалось,
подобные нарушения иммунного статуса без иммунокоррекции сохраняются в
течение месяца.
СПЛЕНЭКТОМИЯ
Спленэктомия вызывает значительные иммунные нарушения. Больные,
перенесшие по той или иной причине спленэктомию, чрезвычайно
предрасположены к инфекциям вплоть до развития сепсиса, к нагноениям ран в
послеоперационном периоде. Кровь таких пациентов нередко оказывается
нестерильной, с высоким содержанием бактерий.
Механизм развития нарушений многообразен и состоит из следующих
факторов:
- резкое нарушение фильтрующей функции, что имеет особенное значение для
97
защиты от капсульных бактерий;
- количественный иммунодефицит, развивающийся в результате удаления
депо лимфоцитов, снижения ответа на антиген;
- отсутствие туфтсина (вещества, синтезируемого, прежде всего, селезенкой и
имеющего значение для фагоцитоза).
ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРИ ОЖОГАХ
При ожогах нарушается способность организма к иммунному ответу. В первые
дни снижается уровень сывороточных иммуноглобулинов, прежде всего, IgG.
Спустя 1-2 недели они могут восстанавливаться до нормального уровня,
вначале IgM, затем IgA и IgG.
Со второй недели могут появляться признаки усиленной В-клеточной
стимуляции вплоть до развития плазмоцитоза в периферической крови
(действие антигенов, появившихся вследствие ожоговой травмы). Снижается
цитотоксичность Т-клеток и активность нормальных киллеров (NK-клеток).
Нарушается хемотаксис клеток, снижается активность системы комплемента,
уменьшается концентрация компонента комплемента Clq. Центральная роль во
всех этих изменениях принадлежит снижению Т-хелперной активности и
дефициту ннтерлейкина-2. Выраженность этого вида иммунодефицита
уменьшает плазмаферез.
ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРИ УРЕМИИ
В первую очередь, при уремии нарушается клеточный иммунитет, уменьшается
количество лимфоцитов в периферической крови. Патогенез этого
иммунодефицита заключается в циркуляции токсических веществ и развитии
недостаточности витамина В. Надо отметить, что отмытые и
ресуспензированные в нормальной плазме лимфоциты больных вновь обретают
способность к иммунным реакциям. Есть предположение, что уремия
способствует активизации супрессорных влияний на иммунные реакции.
Выработка антител нарушается при длительной уремии.
ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
В стадии опухолевой прогрессии с появлением метастазов уменьшается
абсолютное и относительное содержание Т-клеток, увеличивается
супрессорное влияние на иммунитет. У опухоленосителей нарушены
первичный иммунный ответ и механизмы переключения синтеза
иммуноглобулинов
с
IgM
на
IgG.
Нормальные
концентрации
иммуноглобулинов являются прогностически благоприятным признаком.
ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРИ НАРУШЕНИЯХ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И
АЛИМЕНТАРНОМ ИСТОЩЕНИИ
При сахарном диабете предрасположенность к бактериальным инфекциям
связывают с нарушением функции лейкоцитов (снижением их адгезивных и
бактерицидных свойств, нарушением хемотаксиса).
При алиментарном истощении повышается опасность инфекционных
98
заболеваний. Концентрации иммуноглобулинов могут длительное время
оставаться на нормальном уровне, однако первичный ответ значительно
снижен. При прогрессировании процессов, обусловленных недостаточным
питанием, содержание иммуноглобулинов уменьшается, снижается активность
лимфоцитов. Развивается атрофия вилочковой железы.
ЛЕКАРСТВЕННЫЙ ИММУНОДЕФИЦИТ
Подобные иммунодефициты возникают в связи с приемом лекарственных
препаратов и проявляются снижением уровня IgA, уменьшением содержания Вклеток в периферической крови и усилением супрессориых влияний на
иммунитет. После отмены препарата происходит постепенное восстановление
иммунологических показателей. Значительные клинические проявления
подобных иммунодефицитов развиваются редко.
ГЛАВА 11. АЛЛЕРГИЧЕСКИЕ
(ИММУНОПАТОЛОГИЧЕСКИЕ) РЕАКЦИИ
Сенсибилизация и вторичный иммунный ответ на антиген - это важные
иммунные механизмы. Аллергические реакции также имеют иммунную
природу, но характеризуются необычной, извращенной реактивностью
клеток на антиген. С 1975 года по сей день действует классификация Гелла и
Кумбса, по которой аллергические реакции подразделяются на четыре
типа. Первые три типа аллергических реакций реализуются через
антителообразование, четвертый тип опосредуется Т-лимфоцитами.
ПЕРВЫЙ ТИП. lgE-ОПОСРЕДОВАННЫЕ И АНАЛОГИЧНЫЕ ИМ РЕАКЦИИ
К этому типу реакций относится анафилаксия. При этой аллергической реакции
комплекс антиген-IgE связывается с мембраной тучных клеток и базофилов
(посредством присоединения Fc-фрагмента IgE к Fc-рецептору мембраны
клетки). Фиксация на мембране клеток комплекса антиген-IgE приводит к
секреции и выбросу медиаторов анафилаксии: гистамина, хемотаксических
факторов, простагландинов,
лейкотриенов. В результате их действия
происходит дилятация капилляров и усиление их проницаемости, что в итоге
приводит к отеку ткани. Различают локальные анафилаксии (сенная лихорадка,
бронхиальная астма, крапивница, пищевая аллергия) и генерализованные
(реакция на лекарственные средства).
Выделяют три стадии развития анафилаксии:
1. Специфическая (иммунологическая). Протекает непосредственно сама
реакция антиген-антитело.
2.
Неспецифическая
(биохимическая).
Выделяются
медиаторы
анафилактической реакции.
3. Патофизиологическая.
Проявляются
функциональные
и/или
морфологические изменения.
99
Надо отметить, что в практике врача часто встречаются псевдо-аллергические
реакции. В механизме этих реакций отсутствует иммунологическая стадия.
Реакция развивается в ответ на вселение гистаминолибераторов, которые в
большом
количестве
содержатся,
например,
в
клубнике.
Если
анафилактическая реакция является, так сказать, дозонезависимой (развивается
вне зависимости от дозы аллергена, введенного в организм), то
псевдоаллергическая реакция возникает лишь при введении в организм
повышенного количества гистаминолибераторов.
ВТОРОЙ ТИП. ЦИТОТОКСИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Второй тип гиперчувствительности опосредуется антителами IgM и IgG,
направленными против антигенов собственных клеток. Цитотоксический
процесс осуществляется путем:
фиксации комплемента с упомянутыми иммуноглобулинами либо с
образованием комплекса патологической атаки, либо с опсонизацией
клетки IgG и СЗ-компонентом комплемента для поглощения ее
макрофагами или нейтрофилами;
- антителозависимой цитотоксичности (АЗЦТ).
Эти механизмы киллинга преобладают при резус несовместимости,
аутоиммунной гемолитической анемии, лекарственной гемолитической анемии,
агранулоцитозе лекарственного генеза, при переливании несовместимой крови,
аутоиммунных поражениях щитовидной железы, других аутоиммунных
патологиях.
ТРЕТИЙ ТИП. ИММУНОКОМПЛЕКСНЫЕ РЕАКЦИИ
Третий тип аллергических реакций опосредуется иммунными комплексами,
которые представляют собой комплексы IgM и IgG с антигенами. Иммунные
комплексы могут сохраняться в тканях или циркулировать в крови.
Важнейшим показателем патогенности иммунных комплексов является их
размер. Крупные, более 19S, комплексы быстро фагоцитируются и
элиминируются клетками фагоцитарной системы и сравнительно мало
патогенны. Мелкие, менее 11S, комплексы не способны активировать систему
комплемента, хотя они длительно циркулируют в крови и плохо
элиминируются фагоцитарными клетками. Такие комплексы могут
откладываться субэндотелиально и вызывать дистрофические процессы
сосудистой стенки (гиалиноз). Иммунные комплексы среднего размера, 11-19S,
наиболее патогенны. Они формируются в зоне некоторого избытка антигена,
время их циркуляции достаточно велико, и при высокой концентрации в крови
именно
эти
комплексы
запускают
цепь
последовательных
иммунопатологических процессов, получивших название иммунокомплексных
болезней по следующим механизмам:
- активация системы комплемента;
- активация
хемотаксиса
с
привлечением
в
очаг
воспаления
100
нейтрофилов;
- дегрануляция базофилов, выброс гистамина с расширением капилляров
и отеком тканей;
- секреция нейтрофилами различных биологически активных веществ с
дальнейшим усугублением воспаления;
- активация системы свертывания крови с тромбозом сосудов и последующим
некрозом тканей.
При
многих
патологиях
обнаруживается
повышенное
количество
циркулирующих в крови иммунных комплексов.
1. Заболевания, вызванные экзогенным введением антигена:
1) сывороточная болезнь;
2) феномен Артюса;
3) аллергический альвеолит;
4) энтеропатия с кровотечениями;
5) герпетиформный дерматит.
2. Аутоиммунные заболевания (эндогенные антигены):
1) системная красная волчанка;
2) ревматоидный артрит;
3) узелковый периартериит;
4) тиреоидит Хашимото:
5) идиопатическая тромбоцитопения;
6) пузырчатка;
7) активный гепатит.
3. Инфекционные заболевания:
1) вирусные инфекции (гепатит В, корь):
2) бактериальные инфекции (стрептококковые поражения
(нефрит),
менингококковые
заболевания,
септический
эндокардит,
лепра,
микоплазменная пневмония).
4. Опухолевые процессы.
5. Состояние после трансплантации органов и тканей.
6. Заболевания невыясненной этиологии:
1) нефрит, обусловленный иммунными комплексами;
2) хроническая крапивница;
3) болезнь Крона;
4) цистофиброз;
5) гранулематоз Вегенера;
6) рассеянный склероз;
7) амиотропный латеральный склероз.
Надо отметить, что не при всех вышеперечисленных заболеваниях достоверно
доказана решающая роль иммунных комплексов в патогенезе. Возможно,
зачастую они являются не причиной, а следствием этих патологий.
ЧЕТВЕРТЫЙ ТИП. РЕАКЦИИ, ОПОСРЕДОВАННЫЕ Т-КЛЕТКАМИ
Клеточно-опосредованная реакция развивается через 24-48 часов после
введения в организм антигена.
101
Сугь этой реакции заключается во взаимодействии Т-лимфоцитоп с антигеном.
Предваряют это взаимодействие знакомство нативных Т-лимфоцитов с
антигеном, их пролиферация и дифференцировка в антигеп-специфический
клон Т-лимфоцитов. Антиген-специфичные Т-лимфоциты, во-первых,
способны самостоятельно проявлять цитотоксические свойства по отношению
к клеткам-мишеням, а во-вторых, секретируют ряд лимфокинов, локально
увеличивающих проницаемость сосудов и способствующих инфильтрации
лейкоцитами тканей в месте проникновения антигена.
Моноциты/макрофаги и гранулоциты, активированные лимфокинами,
освобождают в окружающие ткани содержимое гранул (ферменты, медиаторы
воспаления) и свободные радикалы. Естественно, при этом повреждаются
ткани, примыкающие к очагу воспаления.
Выделяют пять основных типов Т-клеточных реакций:
1. Цитотоксическая. В качестве антигена выступает клеточная мембрана.
Этот
тип
реакции
реализуется
при
аутоиммунных заболеваниях,
при отторжении трансплантата.
2. Туберкулиновая.
Развивается
при
воздействии
микробных
антигенов. Проявляется
местным
уплотнением,
повышением
температуры.
3. Контактная. В основном, развивается при попадании в организм гаптепов;
классические проявления этого типа реакции - экзема, контактные
дерматиты.
4. Гранулематозная. В качестве антигена выступают микробные
антигены с длительной местной персистенцией.
5. Реакция Джонса-Мота. Развивается при внутрикожном введении антигена и
проявляется уплотнением кожи.
Реакции, опосредованные Т-клетками, имеют особое значение в развитии
подавляющего большинства аутоиммунных заболеваний, отторжении
трансплантата, развитии контактных дерматитов и других поражений кожи.
В заключении этой главы необходимо отметить, что многие патологии
протекают не по одному тину реакции, а по нескольким. Так, аутоиммунные
заболевания, чаще всего, развиваются по 2 и 4 типам, аллергические поражения
почек и печени - по 1 и 4 типам, лекарственные аллергии - по всем четырем
типам.
ГЛАВА 12.
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИММУНОКОРРЕКЦИИ
Состояние здоровья современного человека характеризуется снижением
иммунологической реактивности в целом и повышением заболеваемости
острыми и хроническими болезнями, обусловленными оппортунистическими
инФекционными возбудителями. В настоящее время возрастает количество
больных с аутоиммунными, онкологическими, аллергическими, острыми и
хроническими инфекционными заболеваниями, в том числе дифтерией и
туберкулезом.
102
Действие препаратов на иммунные механизмы позволяет у большинства
больных добиться устойчивой ремиссии или снижения риска хронизации или
утяжеления заболеваний.
По М. Д. Машковскому, препараты, корригирующие процессы иммунитета
(иммуномодуляторы,
иммунокорректоры),
делятся
на
препараты,
стимулирующие процессы иммунитета, и иммунодепрессивные препараты
(иммуносупрессоры). Выделяется и третья группа препаратов этого класса –
иммуномодуляторы, т.е. вещества, оказывающие разнонаправленное действие
на иммунную систему в зависимости от ее исходного состояния.
Таким образом, в зависимости от эффекта действия иммуномодуляторы можно
подразделить на иммуносупрессоры, иммуностимуляторы и собственно
иммуностимуляторы.
Действие иммунотропных препаратов зависит как от заболевания, так и
характера нарушений иммунитета, фазы патологического процесса.
Иммунопрофилактика – объединяет различные способы воздействия на
систему иммунитета (СИ) для предупреждения возникновения заболеваний и
их рецидивов.
Иммуностимуляция – активация реакций иммунитета в организме для
предупреждения инфекционных заболеваний и при иммунодефицитах. Для
специфической иммуностимуляции используются антигены или антитела,
специфические по отношению к возбудителю или аллергену. При этом
активируется определенное звено СИ. Неспецифическая иммуностимуляция
направлена на усиление общего ответа ИС при воздействии антигенов,
химических, физических факторов, неспецифических по отношению к
патологическому процессу.
Иммуномодуляция –проводится здоровым
лицам при смене
геоклиматических
условий
проживания,
после
физических
и
психоэмоциональных перегрузок, воздействии неблагоприятных экологических
факторов (Г. Н. Дранник).
Иммунореабилитация – включает в себя все мероприятия, направленные
на восстановление иммунореактивности больных (Р. И. Сепиашвили).
Иммунопрофилактика – проводится различными способами с целью
предупреждения возникновения заболеваний или их рецидивов.
Основные задачи иммунокоррекции:
1-замещение недостающих факторов СИ;
2-повышение сниженной иммунореактивности;
3-снижение повышенной реактивности при аллергических заболеваниях.
103
ИММУНОМОДУЛИРУЮЩАЯ ТЕРАПИЯ
Существуют разнообразные способы модуляции иммунных реакций. Эти
способы условно можно разделить на методы иммуностимуляции и
иммунодепрессии, причем воздействие на иммунную систему может
осуществляться на разных уровнях. Стратегия вмешательства в деятельность
иммунной системы в первую очередь зависит от того иммунологического
дефекта, который нуждается в коррекции. Так, в некоторых случаях иммунной
недостаточности возможно проведение заместительной терапии, например,
путем введения гамма-глобулина или гормонов тимуса. Существуют и более
радикальные способы лечения иммунной недостаточности, самым сложным из
которых является пересадка костного мозга. Однако «в чистом виде» заместительная терапия применяется достаточно редко. Чаще усилия врача
направлены на то, чтобы усилить либо подавить те или иные иммунные
реакции. С этой целью могут применяться как разнообразные лекарственные
препараты,
обладающие
иммунотропной
активностью,
так
и
немедикаментозные методы воздействия.
Существует большая группа лекарственных препаратов, относящихся к группе
иммуностимуляторов или иммунокорректоров. Другая группа лекарственных
веществ традиционно относится к разряду иммунодепрессантов. Кроме того,
принято выделять противовоспалительные препараты, экстракорпоральные
методы иммунокоррекции.
Большинство
иммунотропных
препаратов
подробно
описано
в
фармацевтических справочниках, однако при их назначении больному
целесообразно придерживаться некоторых общих правил.
1. Решение о назначении иммунокоррригирующей терапии должно
основываться как на наличии клинических симптомов иммунодефицита, так и
на результатах лабораторных исследований, свидетельствующих о
существовании выраженной и/или длительно «персистирующей» иммунной
недостаточности.
2. Проведение иммунокоррекции требует обязательного динамического
наблюдения за состоянием иммунного статуса больного (не реже чем раз в 2
нед) даже при положительном клиническом эффекте.
3. Необходимо строгое соблюдение рекомендуемых схем и дозировок.
Отступление от общепринятых схем должно быть четко аргументировано.
Следует иметь в виду, что многие иммунотропные препараты могут обладать
разнонаправленным (амбивалентным) действием на иммунную систему.
Направленность действия иммуномодулирующего агента (супрессия или
стимуляция) может зависеть как от дозы препарата, так и исходного состояния
иммунной системы больного.
104
ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩИЕ ПРЕПАРАТЫ
К препаратам, обладающим преимущественно иммуностимулирующей
активностью, прежде всего, относятся гормоны тимуса и их синтетические
аналоги. При использовании препаратов этой группы, помимо лабораторных
исследований иммунного статуса больного, необходимо проводить
предварительный индивидуальный подбор препаратов в тестах in vitro с
клетками крови больного. Кроме тимомиметиков, иммуностимулирующее
действие показано для левамизола (декариса), цитокинов, препаратов
адамантанового ряда, некоторых солей, а также ряда природных соединений,
полиэлектролитов.
Возможные схемы применения иммунотропных препаратов представлены в
таблице 11.
Ориентировочные схемы применения иммунокорригирующих средств
(по М. Д. Машковскому и Б. М. Пухлику)
Способ
Суточная доза для
Препарат
Схема для взрослых
введения
детей
Стимуляторы Т-лимфоцитов
1,0—0,1% (100 мкг)1 1 раз
в сутки в течение 5 дней
(или по дням 1— 2—3—
5—7)
Тактивин
Подкожно
после 16.00
Тималин
Внутримышечн По 5—20 мг 1 раз в сутки в
о после 16.00 течение 3—10 дней
Тимоген
Тимоптин
Вилозен
Декарис
Диуцифон
50 мкг
До 1 года — 1 мг,
1—3 года — 1—
2мг
1.
1,0—0,01% (100 мг) 1 раз в
50 мг
Внутримышечсутки в течение 3—10 дней
но после 16.00
2. Местно (нос,
До 1 мл в сутки
50 мг
глаза, горло)
По 100 мкг в день 4—5
Подкожно
инъекций с 4-дневным
после 16.00
интервалом
Местно (в нос, По 20 мг в день в течение После 7 лет 10 мг в
ингаляции)
14—20 дней
день
По 150 мг 1—2 раза в
Per os
50мг
неделю (или через день) до
1 мес
По 100 мг (1 табл.) 3 раза в
день в течение 3 дней,
Per os
через 3—4 дня повторить
(до 20 табл. на курс)
105
Нуклеинат
По 200 мг 2 раза в день, до
Per os
200—300 мг
натрия
1 мес (обычно 2— 3 нед)
Цинка
По 10 мг 2 раза в день, до 1
Per os
5 мг
ацетат
мес
Внутримышечн По 2 мл ежедневно в
Спленин
—
о
течение 10 дней
Стимуляторы В-лимфоцитов
По 3—6 мг ежедневно в
У детей не притечение 3—5 дней или 1
меняют. ПротиМиелопид Подкожно
раз в день 3 раза в неделю вопоказан бере(не более 5)
менным
1 раз каждые 4—7 дней,
начиная с 0,2 мл (0,005%.).
Продигиоза Внутримышечн
При каждой инъекции доза 0,1—0,4мл
н
о
увеличивается на 0,1 мл.
Всего 3—6 инъекций
0,5 мл (100 МПД) 1 раз в
Внутримышечн день через день или через
Пирогенал
0,25 мл
о
2—3 дня (3—10 инъекций
на курс)
Стимуляторы фагоцитоза
Нуклеинат
См. выше
—
натрия
Метилурац
По 500 мг 3—4 раза в день
1. Per os
(30—40 дней)
До 1 года — 50 мг,
ил
(стимулиру
1—3 года — 100
ет также Тмг, 3—8 лет — 250
В
виде
мазей,
клизм,
и Вмг, старше 8 лет —
2. Местно
примочек
250—500 мг
лимфоциты
)
Стимуляторы эндогенного интерферона
До 1 года — 1 мг,
По 20 мг 3 раза в день или по
1—3 года — 2 мг,
Дибазол
Per os
20 мг 1 раз в день для
после 3 лет — 10—
профилактики ОРВИ
20мг
1—3 года— 25 мг,
По 200 мг 3 раза в день 5—7
Арбинол Peros
3—7 лет— 50 мг, 7—
дней
14 лет—100мг
Применение стимуляторов различных звеньев иммунной системы требует не
только серьезных оснований, но и индивидуального подбора препаратов in
106
vitro, например, по способности влиять на Е-розеткообразование. В случае,
когда это невозможно, следует ориентироваться на известный механизм
действия препарата, но в любом случае при стабильных нарушениях
иммунного статуса.
Кроме перечисленных в таблице иммунокорректоров, следует отметить ряд
новых лекарственных средств, таких как иммуноглобулины для внутривенного
введения. Интраглобулин, сандоглобулин и их отечественные аналоги
представляют собой нормальный IgG для внутривенного введения. Они
показаны для заместительной терапии при врожденных и приобретенных
дефицитах синтеза антител, профилактики и лечения инфекций, при
хроническом лимфолейкозе, синдроме Кавасаки. Для заместительной терапии и
стимуляции фагоцитов используются пентаглобулин (препарат IgM) и его
аналоги. В настоящее время применяются специфические иммуноглобулины
при цитомегаловирусной, герпетической инфекции, антистафилококковый, при
инфицировании вирусом Эпшейн Бара.
Следует помнить, что применение этих препаратов предусматривает
соблюдение строгих показаний и противопоказаний, а также особую
осторожность, поскольку возможны повышение температуры тела, боли в
спине, появление зуда, аллергии и др.
Синтезированы препараты цитокинов — препараты интерферона (роферон),
интерлейкинов (ИЛ-1 и ИЛ-2) и их комбинаций в виде лейкинферона,
колониестимулирующего фактора (лейкомакс, или нейпоген, филграстим). Эти
препараты существенно влияют на нормализацию иммунного статуса.
Кроме того, для стимуляции противомикробного иммунитета используют
препараты на основе микробных гликопротеинов (гликопин, исмижен) и
рибосом (рибомунил), которые повышают фагоцитарную активность
нейтрофилов и макрофагов, активируют синтез ИНФ-гамма, ИЛ-1, ИЛ-6 и
продукцию IgA, нормализуют соотношение Т- и В-лимфоцитов.
С теми же целями хорошего местного эффекта удается достичь при
использовании препаратов на основе лизатов микроорганизмов: имудон —
таблетки для местного применения в ротовой полости при парадонтозе,
гингивитах, стоматитах и др.; IRS-19 — для ингаляций при инфекциях ЛОРорганов и др.
В профилактике и лечении вирусных и бактериальных инфекций золотым
стандартом является кагоцел (растительного происхождения), нормализующий
интерфероновый статус, эффективный при лечении вирусных гепатитов,
герпетической и папилловирусной инфекции.
Противовоспалительным и иммуномодулирующим действием обладает
галавит (в/м, свечи), применяемый при острых кишечных инфекциях, язвенной
болезни, вирусных гепатитах, рецидивирующей герпетической инфекции,
заболеваниях, вызванных вирусом папилломы, при урогенитальных
воспалительных заболеваниях, при иммунодефицитах хронических инфекций,
онкопроцессах.
107
При заболеваниях, протекающих с синдромом вторичного иммунодефицита
применяют примавир (урогенитальные инфекции, кандидозные и бактериальнокандидозные заболевания, вирусный гепатиты, герпетическая инфекция,
респираторные инфекции. Опухолевые заболевания).
Глутоксим – иммуномодулятор нового поколения из группы химически чистых
низкомолекулярных иммуномодуляторов пептидной природы. Используется в
комбинации с антибактериальной, противовирусной, противоопухолевой
терапии.
Одним из направлений в лечении бактериальных и вирусных инфекций
является создание пробиотиков с антибактериальной и антивирусной
активностью. Первым таки препаратом явился субалин («Биофарма»). Он
оказывает выраженный эффект на иммунную систему, усиливая клеточный и
гуморальный ответ. Существенным отличием его от препаратов интерферона и
его индукторов является то, что синтез интерферона осуществляется
бактериями, находящимися в ЖКТ. При этом иммуноактивное вещество
попадает сразу в лимфоидную систему (Пейеровы бляшки кишечника).
Противовирусным действием обладает протефлазид (получен из диких
злаковых растений). Он обладает апопотозомодулирующей и антиоксидантной
активностью.
Кроме вышеперечисленных препаратов, применяемых в целях коррекции
иммунной недостаточности, используют вещества, обладающие адъювантным
действием. К ним относятся гидроокись алюминия, алюмокалиевые квасцы,
компоненты бактериальной клетки (эндотоксины, липополисахариды, протеин
А), поликатионы, полианионы, производные поливинилпирролидона.
Указанные вещества в основном применяются в качестве компонентов вакцин
для усиления иммунного ответа на слабые антигены за счет стимуляции фагоцитоза и поликлональной стимуляции Т- и В-лимфоцитов.
Мощным индуктором интерферона является циклоферон (Россия).
Титры интерферона повышаются уже через 24 часа после введения
циклоферона: в лѐгких, селезенке, мозге, кишечнике, мышцах. При индукции
интерферона
обладает
пролонгированным
действием. Обладает
эффективностью в профилактике и лечении инфекций, вызываемых
внутриклеточными
микроорганизмами,
ДНКи
РНК-содержащими
вирусами: хламидийной инфекции, ретровирусной инфекции, герпетической
инфекции,
клещевом
энцефалите. Циклоферон
противопоказан
у
беременных и при нарушении функции почек.
К корректорам иммунитета следует отнести иммунофан (3-е поколение
тимических гормонов), созданный в Институте эпидемиологии РАМН. Он
обладает иммунорегулирующим, гепатопротективным и детоксицирующим
действием, нормализует свободнорадикальные реакции. Вводится 1.0 в/м от 5
до 10 раз при различных вирусных и бактериальных иммунодефицитных
состояниях. Влияет на все звенья иммунного ответа. Может применяться в
детской практике. Имунофан – антиоксидант непрямого действия. Повышает
активность каталазы, супероксиддисмутазы, лактоферина, церулоплазмина,
108
которые обезвреживают свободные радикалы, нивелируя основной
патогенетический механизм хронического воспаления – оксидантный стресс.
Весьма перспективен синтетический препарат — полиоксидоний (Институт
иммунологии МЗ РФ). Полиоксидоний обладает иммуномодулирующим,
мембраностабилизирующим и детоксицирующим действием, механизм
действия — стимуляция фагоцитоза и антителообразования. Препарат
назначают взрослым подкожно или внутримышечно по 6—12 мг 1 раз в 3 дня
курсом 5—10 инъекций, детям по 3 мг.
Безусловно, определенным иммуностимулирующим действием обладают так
называемые биогенные стимуляторы (адаптогены), широко применяемые при
гипотрофических и атрофйческих процессах, для лечения ожогов, переломов,
язв и т. д. К этой группе препаратов относятся: оротат калия, рибоксин,
пирацетам, экстракт алоэ, биосед, ФиБС, взвесь плаценты, сок каланхоэ,
румалон, стекловидное тело, а также препараты женьшеня, пантокрина,
элеутерококка, радиолы розовой, чабреца, ромашки, зверобоя, чаги, календулы,
«Джерело», «Бронхин», иммунал (настойка эхинацеи), манакс (перуанская
лиана), софоры японской, китайского лимонника, облепихи, исландского моха
(исла).
Все перечисленные иммуностимулирующие препараты противопоказаны при
аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, глаукоме, беременности, иммунофан и
полиоксидоний — только при беременности.
При хронических воспалительных процессах, общем вариабельном
иммунодефиците, злокачественных новообразованиях наблюдалось снижение
синтеза ИЛ-1. Стимуляторами синтеза ИЛ-1 являются: гамма-интерферон,
ретинол, тафтсин.
Критерии
к
назначению
иммуномодулирующих
препаратов
Иммуномодулирующая терапия назначается после изучения клинического и
иммунологического статуса больного. В связи с этим выделяют 3 группы
пациентов:
1) первую группу составляют больные с клиническими признаками
нарушения иммунитета и изменениями иммунологических показателей;
2) во вторую группу включены пациенты с клиническими признаками
нарушений иммунной системы при отсутствии изменений иммунологических
показателей, выявляемых обычными лабораторными тестами;
3) третья группа – имеются только изменения иммунологических показателей
без клинических признаков недостаточности иммунной системы.
Назначение иммунотропных препаратов у больных 1 группы необходимо,
обоснование лечения проводится относительно легко.
Во 2 группе при отсутствии данных об уровне поражения иммунной системы
иммуномодулирующие препараты назначаются только с учѐтом клинической
картины у больного. Грибковые, вирусные инфекции, кандидоз чаще
встречаются при премущественном дефекте Т – звена иммунитета!
Рецедивирующие бактериальные инфекции чаще наблюдаются при нарушении
гуморального иммунитета, недостаточность системы секреторного JgA
109
приводит к рецидивирующим инфекциям слизистых оболочек. Бактериальные
инфекции сопутствуют дефектом фагоцитоза. Дефекты в системе комплемента
способствуют активации патогенной микрофлоры. Во второй группе, несмотря
на отсутствие изменения иммунограммы, необходимо проведение
иммуномодулирующей терапии, учитывая изменения клинической картины,
контролируя показатели иммунотраммы в динамике.
В 3 группе выявлены изменения в иммунном статусе при отсутствии
клинической картины. Трудно оценить показатели иммунограммы: норма ли
это для данного пациента или может развится патологический процесс. Эта
группа нуждается в иммунологическом мониторинге.
Наилучшие результаты от назначения иммуномодуляторов достигнуты при
приобретѐнных иммудефицитах, проявляющихся инфекционным синдромом.
110
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Андрейчин М.А., Чопьяк В.В., Господарський И.Я. Клинична иммунология
та аллергология. – Тернополь, «Укрмедкнига», 2004.
2. Долгих В.Т. Основы иммунопатологии. - Медицинская книга. Издательство
НГМА, 1998
3. Дранник Г.Н., Гриневич Ю.А., Дизик Г.М. - Иммунотропные препараты.
Киев "Здоров'я", 1994
4. Дранник Г.Н. клиническая иммунология и аллергология. – Одесса,
«АстроПринт», 1999
5. Карл Дресслер. Иммунология. Словарь. - К., Головное изд-во издательского
объединения "Вища школа", 1988
6. Кетлинский С.А., Калинина Н.М. - Иммунология для врача. - СанктПетербург, 1998
7. Клиническая иммунология. Руководство для врачей. Под редакцией акад.
РАМН Соколова Е.И. - М., Медицина, 1998
8. Клиническая иммунология и аллергология. В 3 томах. Под ред. Л. Йегера. 2-е издание, переработанное и дополненное. - М., Медицина, 1990
9. Механизмы иммунопатологии.- Под ред. С. Коэна, П.А. Уорда. Р.Т. МакКласки. М., "Медицина", 1983
10. Прикладная иммунология.- Под ред. проф. А. А. Сохина, проф Е. Ф.
Чернушенко. - К., "Здоров'я", 1984
11. Стефани Д.В., Вельтищев Ю.Е. - Иммунология и иммунопатология детского
возраста. - М., Медицина, 1996
12. http://humbio.ru/
13. http://medinfo.home.ml.org
111
ДЛЯ ЗАМЕТОК
112
ДЛЯ ЗАМЕТОК
113
ДЛЯ ЗАМЕТОК
114
Скачать