Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Иммунология АвторыХаитов Рахим Мусаевич - д-р мед. наук, проф., академик РАН и РАМН, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии РФ, дважды лауреат премии Правительства РФ, директор Института иммунологии ФМБА России, зав. кафедрой иммунологии и аллергологии Московского государственного медико-стоматологического университета, президент Российской ассоциации аллергологов и иммунологов. Библиография:Иммунология : учебник. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 320 с. : ил. |
Аннотация:В учебнике представлены современные сведения о практически всех аспектах строения и функционирования системы иммунитета в норме и патологии. На организменном, клеточном и молекулярно-генетическом уровнях обобщены представления о факторах врожденного и механизмах формирования адаптивного (приобретенного) иммунитета. Даны сведения о популяциях клеток иммунной системы, рецепторных структурах иммуноцитов, механизмах формирования внутриклеточных сигнальных путей, главном комплексе гистосовместимости, генетическом контроле иммунитета, иммунологической памяти. Разобраны иммунодефициты, аллергические и аутоиммунные заболевания. Показана возможность фенотипической коррекции генетического контроля иммунного ответа с помощью иммунотропных лекарственных средств. Учебник выпущен в виде книги и в электронной, существенно расширенной версии (компакт-диск).
Учебник предназначен для студентов, аспирантов, ординаторов, врачей, преподавателей и научных работников, обучающихся и работающих в самых разных областях медицины и биологии.
Настоящий учебник представляет собой обширный труд, всесторонне освещающий фундаментальные и прикладные (клинические) аспекты современной иммунологии, состоящий из собственно учебника и приложенного к нему компакт-диска.
Иммунология - одна из важнейших медико-биологических дисциплин. Она прогрессирует с невероятной быстротой, что объясняется самой природой процессов иммунитета, участвующих практически во всех физиологических и патологических событиях, происходящих на уровне генов, молекул, клеток, тканей, органов и организма в целом. Именно совокупность иммунологических процессов, сбалансированная деятельностью «иммунологического оркестра», обеспечивает и защищает жизнь многоклеточных организмов, населяющих планету Земля. У человека полиморфизм генов иммунного ответа, входящих в главный комплекс гистосовместимости, наиболее высок по сравнению с другими биологическими видами. Это, в частности, предопределило преимущественное развитие Homo sapiens и дало ему как виду дополнительные возможности для выживания и защиты от внешней (инфекции, аллергены) и внутренней (мутации, онкоперерождение и другие генетически опосредованные изменения) агрессий. Поэтому формирование современной иммунологии имело и имеет огромное значение для развития многих (если не всех) разделов медицины и биологии.
Учебник даёт представление об основах иммунологии и аллергологии, возможностях иммунодиагностики, иммунопрофилактики и иммунотерапии. Клиницисты, достаточно быстро оценив значение экспериментальных исследований, стали широко применять иммунологические методы для диагностики и лечения самых разных заболеваний. Поэтому в учебнике представлен тщательно отобранный фактологический материал, полезный и необходимый не только студентам и аспирантам, но и преподавателям, врачам и научным работникам, работающим в смежных областях медицины.
Учебник содержит текст и разнообразные иллюстрации (рисунки, схемы, таблицы и пр.), соответствующие официальной программе обучения иммунологии в высших медицинских учебных заведениях. На компакт-диске находятся дополняющие книгу материалы, существенно расширяющие представления о предмете (иллюстрации, справочные материалы, словари и различные другие приложения).
Структура учебника составлена таким образом, что, прочитав какой-либо раздел, читатель приходит к сформулированному вопросу, ищет и находит ответ на него самостоятельно, имея затем возможность проверить правильность ответа. Всё это помогает полноценному осмысливанию и усвоению материала.
Полагаю, что учебник заинтересует широкий круг читателей и будет полезным для студентов, аспирантов, ординаторов, врачей, преподавателей и научных работников, обучающихся и работающих в самых разных областях медицины и биологии.
Буду благодарен за предложения и замечания, которые можно выслать по электронной почте: rkhaitov@newmail.ru или eg_phone@mail.ru
Р.М. Хаитов
Иммунология - наука об иммунитете. Официальная медицинская специальность - «аллергология и иммунология» - изучает строение и функции иммунной системы организма человека как в условиях нормы, так и при различных патологических состояниях, в том числе и при сбоях в самой иммунной системе. В более широком смысле иммунология изучает защиту организма от генетически чужеродных факторов, реализуемую при помощи иммунной системы.
Защитные системы организма
Существует несколько биологических механизмов (способов) защиты многоклеточных организмов от патогенов внешней среды (рис. 1.1). К ним относятся:
• Покровные ткани (кожа, слизистые оболочки).
• Микробицидные экзосекреты (соляная кислота желудка, бактерицидные компоненты слюны, литические пищеварительные ферменты кишечника и т.п.).
• Сосудистые реакции, призванные не пропустить во внутреннюю среду внешние факторы (быстрый локальный отёк в очаге повреждения).
Рис. 1.1. Защита внутренней среды многоклеточного организма от факторов внешней среды. Многоклеточному организму необходимо защищать свою внутреннюю среду от проникновения и деструктивного воздействия множества веществ и объектов из внешней среды: 1 - инфекции; 2 - нерасщеплённые пищевые вещества; 3 - ингаляторные и аппликаторные вещества; 4 - лимфоциты - специализированные клетки иммунной системы.
• Белки острой фазы - C-реактивный белок (СРБ) и связывающий маннозу лектин (СМЛ). Их синтезируют клетки печени (гепатоциты). Эти белки обладают способностью связывать широко распространённые бактерии, вирусы и одноклеточные грибы, попавшие в кровь. На фагоцитах есть специальные рецепторы (Рц), связывающие комплексы микроорганизмов с белками острой фазы, т.е. белки острой фазы являются опсонинами.
• Доиммунный (или первичный) фагоцитоз микробных тел нейтрофилами и макрофагами. Этот способ клеточной защиты происходит от пищеварительной функции одноклеточных организмов. Одна и та же клетка - фагоцит будет пытаться поглотить с целью переваривания разныепредложенные ей объекты.
• Лимфоцитарный иммунитет.
• Ментальная поведенческая защита (избегать контактов с зара- жёнными, мыть руки, правильно стерилизовать медицинские инструменты, одеваться по погоде и т.п.).
Из множества защитных механизмов лишь один является иммунитетом (точнее, лимфоцитарным иммунитетом). Другими словами, защиту организма реализуют 2 системы: неспецифическая (так называемая сопротивляемость организма и в том числе доиммунные механизмы защиты) и специфическая, а именно иммунная система.
Предмет иммунологии как отдельной науки включает не все перечисленные способы защиты организма от инфекций, а в первую очередьлимфоцитарный иммунитет и тесно связанные с ним филогенетически, онтогенетически и морфологически фагоцитоз, белки острой фазы и сосудистые реакции, которые совместно осуществляют такую объединенную защитную реакцию, как воспаление. Каждый отдельный способ защиты от инфекций является предметом изучения других наук (психологии, психиатрии, социологии, педагогики, юриспруденции, дерматологии, гастроэнтерологии и т.д.). При этом, имея дело с конкретным пациентом, врачу следует твёрдо помнить, что организм един и поэтому в каких-то ситуациях полезен, необходим, а подчас и единственно возможен только системный анализ.
Ключевое понятие иммунной защиты организма - иммунитет.
Понятие об иммунитете
Латинское слово immunis имеет порядка 10 значений. В медицинском смысле этот термин употребляли ещё до нашей эры в значениях:неприкосновенный, чистый, не затронутый болезнью, невредимый, находящийся под хорошей защитой, устойчивый к заразной болезни. Значение глагола immunio - укреплять, защищать. Защита от инфекций - главное природное предназначение иммунитета и в нашем понимании. Иммунитет - эволюционно самое новое и наиболее тонко настраивающееся свойство из защитных реакций многоклеточных организмов. Носителем этого нового защитного свойства стали иммунокомпетентные клетки, в том числе по-разному дифференцированные клетки - лимфоциты. Поэтому собственно иммунитет - это только и исключительно те защитные процессы, которые реализуются с участием лимфоцитов. Появившись последним, иммунитет опирается и вписывается, сопрягается со всеми остальными защитными системами многоклеточных, работает не отдельно от них, а исключительно вместе с ними.
Ключевое понятие иммунитета - способность иммунной системы идентифицировать чужое и применять по отношению к «чужому» меры нейтрализации и уничтожения, а именно - конкретные иммунные реакции. Идентификация «чужого» происходит на основе огромного разнообразия образующихся в тимусе клонов T-лимфоцитов (отбор клонов) и при помощи комплекса генов гистосовместимости (MHC классов I и II). Нейтрализацию «чужого» осуществляют циркулирующие в жидкостях организма антитела - АТ (гуморальный иммунитет) и цитотоксические лимфоциты (клеточный иммунитет). Иммунитет бывает врождённым и приобретённым.
• Врождённый иммунитет - генетически закреплённая невосприимчивость к инфекции, присущая каждому виду.
• Приобретённый иммунитет (активный и пассивный) формируется в течение жизни индивидуума.
♦ Активно приобретённый иммунитет - состояние невосприимчивости к инфекции после перенесённого инфекционного заболевания или после вакцинации (сам организм вырабатывает соответствующие АТ).
♦ Пассивно приобретённый иммунитет - состояние невосприимчивости к инфекции в результате поступления в организм уже готовых АТ (сам организм не вырабатывает эти АТ).
• Признаки специфического иммунного ответа: умение различать «своё» и «чужое», специфичность, иммунологическая память.
♦ Различение «своего» и «чужого» выражается в распознавании компонентов собственных тканей организма и чужеродных продуктов. Специфическая невосприимчивость к своим тканям обозначается как иммунологическая толерантность. Если же
организм воспринимает собственные компоненты как чужеродные, развивается аутоиммунный ответ.
♦ Специфичность проявляется в том, что инфекция, вызванная каким-либо возбудителем, приводит к развитию защиты только против этого возбудителя или близкородственного агента.
♦ Память возникает после реализации иммунного ответа на конкретный возбудитель и сохраняется, как правило, в течение всей последующей жизни в качестве защиты от повторной инфекции, вызываемой этим же возбудителем. Такой механизм обеспечивается способностью иммунной системы к запоминанию антигенных детерминант патогенного возбудителя. Механизм иммунологической памяти обусловливает ускоренный и сильный ответ (вторичный иммунный ответ) при повторной инфекции. Он является основой развития иммунизации, т.е. естественной или искусственно созданной иммунологической защиты против такой инфекции.
Таким образом, термином «иммунитет» обозначают:
• состояние невосприимчивости организма к воздействию носителя чужеродной генетической или антигенной информации (бактерии, вирусы, риккетсии, паразиты, грибы, клетки чужеродного трансплантата, опухолей и др.);
• реакции иммунобиологической защиты организма против чужеродных антигенов (Аг);
• физиологическую форму иммуногенной реактивности организма, наблюдающейся при контакте клеток иммунной системы с генетически или антигенно чужеродной структурой. Такая структура блокируется и разрушается.
Содержание понятия «иммунитет»
Иммунитет - особое биологическое свойство многоклеточных организмов, в норме предназначенное для защиты от генетически чужеродных факторов, включая инфекционные агенты и иные внешние патогены, способных при попадании во внутреннюю среду вступать в прочные связи с клетками и/или межклеточным веществом. Носителями этого свойства служат специализированные клетки - лимфоциты. Уникальным и отличительным свойством лимфоцитов как множества клеток является способность распознавать множество (≈1018) разнообразных молекулярных объектов -Аг. После распознавания лимфоцит инициирует и мобилизует как собственные, так и общевоспалительные механизмы деструкции
патогена и повреждённых патогеном тканей, после чего наступает их элиминация из организма. Таким образом, кратко:
иммунитет = распознавание + деструкция патогена и повреждённых им тканей.
Совокупность этих событий известна как иммунный ответ. Иммунный ответ
Процесс иммунного ответа можно определить и представить следующей схемой (рис. 1.2). Содержание отдельных этапов иммунного ответа намечено ниже.
Рис. 1.2. Схема основных этапов иммунного ответа. В послесловии приведена расширенная схема (рис. 16.1), что отражает прогрессивное развитие наших знаний в области иммунологии.
• Доиммунное воспаление: выделяются цитокины и хемокины, активирующие поглощающие Аг клетки, в частности дендритные (ДК), и эндотелиальные.
• Распознавание Аг происходит в периферических лимфоидных органах (начало иммунного ответа - пролиферация и дифференцировка эффекторных и регуляторных лимфоцитов).
• Деструкция Аг и тканей, повреждённых патогеном (иммунное воспаление, при котором одни лимфоциты (регуляторные) «нанимают» для деструкции другие лимфоциты (эффекторные) и/или лейкоциты общевоспалительного назначения - нейтрофилы, моноциты, базофилы, тучные клетки, эозинофилы или гуморальные литические системы типа комплемента).
• Выведение продуктов распада общеорганизменными системами выделения.
Иммунокомпетентные клетки
Сложившиеся к последней четверти XX века представления об исполнителях иммунных защитных реакций (их можно назвать классическими представлениями) были сформулированы следующим образом.
Иммунокомпетентные клетки. К иммунокомпетентным клеткам, непосредственно обеспечивающим выполнение функций им-
мунной системы, относятся антигенпредставляющие клетки (АПК), T- и B-лимфоциты и NK-клетки. Цитокины. Многие иммунокомпетентные клетки, а также разные типы клеток, не включённых в состав иммунной системы, принимают участие в синтезе и секреции во внутреннюю среду организма многочисленных биологически активных веществ (в общем виде их именуют цитокинами), регулирующих разные стороны многообразных взаимоотношений, складывающихся между разными иммунокомпетентными клетками и другими клетками, прямо или опосредованно принимающими участие в защите организма. В настоящее время эти классические представления, не подвергаясь ревизии in toto, существенно расширяются и углубляются, особенно в связи с лавинообразным нарастанием суммы фактов, характеризующих молекулярные механизмы функционирования и идентификации типов и подтипов, популяций и субпопуляций иммунокомпетентных клеток. Ниже в самом общем виде суммированы классические представления об иммунокомпетентных клетках, что поможет читателю в усвоении изложенного в книге материала.
• Антигенпредставляющие клетки. К АПК относятся макрофаги, отростчатые (дендритные) клетки лимфатических узлов, селезён- ки и других тканей, включая клетки Лангерганса эпидермиса, М-клетки лимфатических фолликулов пищеварительного тракта и других слизистых оболочек, дендритные эпителиальные клетки вилочковой железы. Эти клетки захватывают, обрабатывают (процессируют) и представляют Аг на своей поверхности Т-лимфоцитам-хелперам (рис. 1.3).
• T-лимфоциты ответственны за так называемый клеточный иммунный ответ, а также помогают реагировать на Аг B-лимфоцитам при гуморальном иммунном ответе. Каждый Т-лимфоцит содержит Ig-подобный интегральный мембранный гликопротеин (см. рис. 5.1В и рис. 6.1) - Рц T-лимфоцитов (TCR - Т Cell Receptor) строго одной специфичности, т.е. взаимодействующий только с одним Аг. T-клетки по экспрессии маркерных Аг CD подразделяют на CD4+ и CD8+.
♦ CD4+-лимфоциты. T-клетки, содержащие мембранные маркеры CD4, подразделяют на регуляторные (T-хелперы, или Th2-хел- перы) и эффекторные Th1-хелперы, или Tr3T). - T-хелперы при взаимодействии с АПК специфически распознают Аг; Th2 при взаимодействии с B-клетками индуцируют
Рис. 1.3. Взаимодействие клеток в ходе гуморального иммунного ответа. Рецептор T-хелпера (TCR) распознаёт Аг-детерминанту (эпитоп), экспрессированную на поверхности АПК вместе с молекулой класса II MHC. Во взаимодействии участвует маркёрный Аг T-хелпера - CD4. В результате подобного взаимодействия АПК секретирует интерлейкин-1 (ИЛ-1), стимулирующий в T-хелпере синтез и секрецию ИЛ-2, а также синтез и встраивание в плазматическую мембрану того же T-хелпера рецепторов для ИЛ-2 (ИЛ-2 также стимулирует пролиферацию T-хелперов). Отбор B-лимфоцитов проводится при взаимодействии Аг с Fab-фрагментами АТ (Ig) на поверхности этих клеток (правая часть рисунка). Эпитоп этого Аг в комплексе с молекулой MHC класса II распознаёт рецептор T-хелпера, после чего T-лимфоцит секретирует цитокины, стимулирующие пролиферацию B-лимфоцитов и их дифференцировку в плазматические клетки, синтезирующие АТ к данному Аг.
гуморальный иммунный ответ (см. рис. 1.3), а Th1 - при взаимодействии с цитотоксическими Т-лимфоцитами (ЦТЛ) - клеточный иммунный ответ.
- TГЗТ (T-эффекторы реакций гиперчувствительности замедленного типа) опосредуют реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). ♦ CD8+-лимфоциты. Субпопуляции T-клеток, экспрессирующие
мембранные молекулы CD8, также подразделяют на регулятор-
ные (супрессоры) и эффекторные (ЦТЛ).
о T-супрессоры регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность CD4+-клеток.
о Цитотоксические T-лимфоциты (ЦТЛ) или T-киллеры лизируют клетки-мишени, несущие чужеродные Аг или видоиз- менённые собственные Аг - аутоантигены (например, клетки опухолей, трансплантатов, инфицированные вирусами; клетки, несущие поверхностные вирусные Аг). Цитотоксический эффект T-киллеров реализуется через образование в клетках-мишенях пор (под действием особых белков - перфоринов) и секреции в поры специализированных сериновых протеаз - гранзимов. Нарушение осмотического баланса с внеклеточной средой приводит к гибели клетки (рис. 1.4). Под влиянием гранзимов индуцируются процессы запрограммированной гибели клетки - апоптоза. ♦ Т-клетки памяти - долгоживущие рециркулирующие малые
лимфоциты, формируются при первичном иммунном ответе,
Рис. 1.4. Уничтожение клетки-мишени цитотоксическим T-лимфоцитом (ЦТЛ). При сближении T-лимфоцита с клеткой-мишенью после специфического взаимодействия мембранных молекул клеток-партнёров T-лимфоцит убивает клетку-мишень.
«запоминают» особенности детерминант Аг и при повторной стимуляции лимфоцитов этого организма теми же самыми Аг развивают быстрый и повышенный ответ, направленный против индуцирующих их образование Аг. Т-клетки памяти отличаются от неиммунных Т-лимфоцитов большей частотой, большей экспрессией мембранных молекул, меньшей потребностью в медиаторах доиммунного воспаления и корецепторных сигналах для развития эффекторной фазы иммунного ответа.
• B-лимфоциты ответственны за так называемый гуморальный иммунный ответ. В мембране B-лимфоцитов присутствует рецептор Аг - мономер IgM. Продолжительность жизни большинства B-лимфоцитов (если они не активируются Аг!) не превышает десяти дней. Различают подгруппы B-клеток: антигенпредставляющие, эффекторные и клетки памяти.
♦ Эффекторные B-лимфоциты. Активированные B-лимфоциты размножаются и дифференцируются в плазматические клетки (см. рис. 5.9), вырабатывающие АТ - Ig всех известных классов.
♦ B-лимфоциты иммунологической памяти - долгоживущие рециркулирующие малые лимфоциты. Они не превращаются в плазматические клетки, но сохраняют иммунную «память» об Аг. Клетки памяти активируются при повторной их стимуляции тем же самым Аг. В этом случае B-лимфоциты памяти (при обязательном участии T-хелперов и ряда других факторов) обеспечивают быстрый синтез большого количества специфических АТ, взаимодействующих с чужеродным Аг, и развитие эффективного иммунного ответа.
• NK-клетки (от англ. Natural Killer, естественные киллеры) - лимфоциты, лишённые характерных для T- и B-клеток поверхностных маркёрных CD-детерминант, а также антигенраспознающих Рц - TCR и BCR. Эти клетки играют важную роль в механизмах доиммунной резистентности организма (см. главу 3), уничтожают трансформированные, инфицированные вирусами и чужеродные клетки.
Задачи иммунологии
Существует ряд причин, в силу которых значение иммунологии всегда было велико, но стало особенно серьёзным в последнее время. Эти причины, по крайней мере, следующие.
• Возникновение и эпидемическое распространение новых заразных
болезней. Ретровирусные инфекции, к которым относят ВИЧ, прионные инфекции (например, губчатая энцефалопатия), птичий грипп - примеры таких болезней. Эти болезни квалифицируют как не контролируемые медициной (т.е. неизлечимые), дебилитирующие (прогредиентно ослабляющие жизнеспособность) и смертельные. Понимание механизмов патогенеза этих болезней и возможностей их диагностики является непосредственным предметом иммунологии.
• Заметное возрастание заболеваемости инфекционными болезнями, в том числе в развитых странах. К началу XXI века в мировом масштабе среди причин смертности от инфекций на первом месте был туберкулёз, на втором - лёгочные инфекции, на третьем - СПИД, на четвёртом - малярия и т.д. Почему? Не исключено, что массовое применение антибактериальных и иных противоинфекционных лекарств за последние десятилетия способствовало «уходу» организмов с ослабленной иммунной системой из-под давления отбора, и следовательно, накоплению в популяции большей доли иммунодефицитных генотипов. Более того, микроорганизмы эволюционируют много быстрее, чем люди синтезируют противоинфекционные препараты: поэтому микробы в целом выигрывают это соревнование.
• Значительное возрастание заболеваемости аллергическими болезнями. В развитых странах, как и в больших городах России, до 20% населения (а местами и больше) страдают от аллергий. Аллергология - не синоним иммунологии, но родственная ей специальность; более того, понимание аллергологии немыслимо без опоры на знания, добытые фундаментальной иммунологией.
• Упрощённое отношение к вакцинации, практически не изменившееся с XVII в., когда во всей Европе, включая Россию, начала распространяться практика противооспенной вакцинации. С тех пор принято думать, что от вакцинации одна только польза. Но это, к сожалению, не во всех случаях так, особенно в наше время, когда появились новые инфекции.
• Неоправданно легкомысленное обращение с иммуностимуляторами и иммуномодуляторами. Современная иммунология не даёт оснований думать, что «чем больше иммунитета, тем лучше».
• Нет медицинских специальностей, в которых бы не нашлось места иммунологическим идеям в понимании патогенеза конкретных нозологий или/и хотя бы иммунологическим методам в диагностике. Такое положение вполне объяснимо природной сутью иммунитета
и базисными функциями иммунной системы в организме: она одна из интегрирующих систем общеорганизменного значения (наряду с нервной, кровеносной и эндокринной системами) со своими особыми физиологическими задачами и способами их решения.
Иммунную (лимфоидную) систему образуют разные компоненты - органы, ткани и клетки, отнесённые к этой системе на основании функционального критерия (выполнение иммунным путём защиты организма) и анатомо-физиологического принципа организации (органно-циркуляторный принцип). С этой точки зрения к иммунной системе относят красный костный мозг и вилочковую железу (центральные органы), а также периферические органы и системы (лимфатические узлы, селезёнку, печень, лимфоидные скопления в разных органах) и наконец - пути циркуляции иммунокомпетентных клеток.
• Лимфоидная система. Анатомический эквивалент и синоним иммунной системы - лимфоидная система. Для системы важны взаимосвязи с другими системами организма (по крайней мере, с системой клеток крови и кровеносных сосудов, а также покровными тканями - слизистыми оболочками и кожей). Названные системы - ближайшие партнёры, на которые в своей работе опирается система лимфоцитарного иммунитета.
• Органно-циркуляторный принцип организации. В организме взрослого здорового человека содержится около 1013 лимфоцитов, т.е. примерно каждая десятая клетка тела - лимфоцит. Анатомо-физиологический принцип устройства иммунной системы - органно-циркуляторный. Это означает, что лимфоциты не постоянно «сидят» в органах лимфоидной системы, а интенсивно рециркулируют между лимфоидными органами и нелимфоидными тканями через лимфатические сосуды и кровь. Так, через каждый лимфатический узел за один час проходит «109 лимфоцитов. Механизм миграции лимфоцитов определяют специфические взаимодействия конкретных молекул на мембранах лимфоцитов и клеток эндотелия стенки сосудов [такие молекулы называют адгезинами, селектинами, интегринами, хоминг-Рц (от англ.
• home - «дом», «место прописки» лимфоцита)]. В результате каждый орган обладает специфичным спектром лимфоцитов и их клеток-партнёров по иммунному ответу. Состав иммунной системы. Выделяют следующие органы и ткани иммунной системы (рис. 2.1).
♦ Кроветворный костный мозг - место обитания стволовых кроветворных клеток (СКК).
♦ Инкапсулированные органы: тимус, селезёнка, лимфатические узлы, печень.
♦ Неинкапсулированная лимфоидная ткань.
- Лимфоидная ткань слизистых оболочек (MALT - Mucosal-
Associated Lymphoid Tissue). В том числе:
- Лимфоидная ткань, ассоциированная с ЖКТ (GALT - Gut-Associated Lymphoid Tissue) - миндалины, аппендикс, пейеровы бляшки, а также субпопуляция внутриэпителиальных лимфоцитов слизистой оболочки ЖКТ.
- Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами и бронхиолами (BALT - Bronchus-Associated Lymphoid Tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки дыхательной системы.
Рис. 2.1. Компоненты иммунной (лимфоидной) системы.
1 - кроветворный костный мозг; 2 - тимус; 3 - неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек; 4 - лимфатические узлы; 5 - сосуды лимфодренажа покровных тканей (афферентные лимфатические сосуды); 6 - грудной лимфатический проток (впадает в системную циркуляцию через верхнюю полую вену); 7 - селезёнка; 8 - печень; 9 - внутриэпителиальные лимфоциты.
- Лимфоидная ткань, ассоциированная с женскими половыми путями (VALT - Vulvovaginal-Associated Lymphoid Tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты их слизистой оболочки.
- Лимфоидная ткань, ассоциированная с носоглоткой (NALT - Nose-Associated Lymphoid Tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты её слизистой оболочки. - Субпопуляции лимфоцитов печени, которая в качестве
лимфоидного барьера «обслуживает» кровь воротной вены,
несущей все всосавшиеся в кишечнике вещества. - Лимфоидная подсистема кожи (SALT - Skin-Associated
Lymphoid Tissue) - диссеминированные внутриэпители-
альные лимфоциты и региональные лимфатические узлы и
сосуды лимфодренажа.
♦ Периферическая кровь - транспортно-коммуникационный компонент иммунной системы.
• Центральные и периферические органы иммунной системы
♦ Центральные органы. Кроветворный костный мозг и тимус - центральные органы иммунной системы, именно в них начинается лимфопоэз -дифференцировка лимфоцитов от СКК до зрелого неиммунного лимфоцита.
- Другие ветви дифференцировки общей лимфоидной клеткипредшественника для прохождения лимфопоэза «выселяются» из костного мозга в другие органы и ткани, а именно: предшественники T-лимфоцитов - в тимус и слизистую оболочку ЖКТ, предшественники В1-субпопуляции B-лим- фоцитов - в брюшную и плевральную полости.
- В костном мозгу происходят полные «курсы» эритропоэза (заканчивается эритроцитами), миелопоэза (заканчивается нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами, базофилами), мегакариоцитопоэза (заканчивается тромбоцитами), а также начинается дифференцировка ДК, и вероятно, NK- и В2-лимфоцитов. В2-лимфоциты, пройдя «курс» иммуногенеза в периферических лимфоидных органах на пути превращения в плазматические клетки оседают in situ и в разных частях внутренней среды организма (например, в рыхлой волокнистой соединительной ткани, в красном костном мозгу и так далее), где и выполняют свою функцию, вырабатывая большие количества АТ за период от нескольких дней до месяца.
♦ Периферические органы. В периферических лимфоидных органах
(селезёнка, лимфатические узлы, неинкапсулированная лимфоидная ткань) зрелые неиммунные лимфоциты вступают в контакты с АПК. Если Аг-распознающий Рц лимфоцита связывает комплементарный Аг в периферическом лимфоидном органе, то лимфоцит вступает на путь дальнейшей дифференцировки в режиме иммунного ответа, т.е. начинает пролиферировать и продуцировать эффекторные молекулы (цитокины, перфорин, гранзимы и др.). Такую додифференцировку лимфоцитов на периферии называют иммуногенезом. В результате иммуногенеза формируются клоны иммунных (эффекторных) лимфоцитов, которые распознают Аг и организуют деструкцию как Аг, так и тех периферических тканей организма, где этот Аг присутствует.
• Клетки иммунной системы. В состав иммунной системы входят клетки различного генеза - мезенхимного, экто- и энтодермального.
♦ Мезенхимного генеза клетки. К ним относятся собственно иммуноциты - все разновидности лимфоцитов - T, B и NK. Непосредственными «сотрудниками» лимфоцитов являются различные лейкоциты - моноциты/макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, а также ДК, тучные клетки и эндотелий сосудов. Даже эритроциты вносят свой вклад в деструктивное завершение иммунного ответа - транспортируют иммунные комплексы «Аг+АТ+комплемент» в печень и селёзенку для фагоцитоза и разрушения.
♦ Эпителий. В состав некоторых лимфоидных органов (тимус, некоторые неинкапсулированные лимфоидные ткани) входят эпителиальные клетки эктодермального и энтодермального происхождения.
• Гуморальные факторы. Помимо клеток, «иммунологическая материя» представлена растворимыми молекулами - гуморальными факторами. Это продукты B-лимфоцитов - антитела (они же иммуноглобулины) и растворимые медиаторы межклеточных взаимодействий - цитокины.
Тимус
В тимусе (thymus) проходит лимфопоэз значительной части T-лимфоцитов (аббревиатура «Т» происходит от «Thymus»). В каждой дольке тимуса (рис. 2.2) различимы две зоны: по периферии - корковая, в центре - мозговая. Объём органа заполнен
Рис. 2.2. Строение дольки тимуса.
эпителиальным каркасом (эпителий), в котором располагаются тимоциты (лимфоциты тимуса), ДК и макрофаги. ДК расположены преимущественно в зоне, переходной между корковой и мозговой. Макрофаги присутствуют во всех зонах.
• Эпителиальные клетки своими отростками «обнимают и баюкают» лимфоциты тимуса (тимоциты), поэтому их называют «nurse cells» («клетки-сиделки», «нянечки»). Эти клетки не только поддерживают развивающиеся тимоциты, но также продуцируют цитокины ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-7, LIF, GM-CSF и экспрессируют молекулы адгезии LFA-3 и ICAM-1, комплементарные молекулам адгезии на поверхности тимоцитов (CD2 и LFA-1).
В мозговой зоне долек имеются плотные образования из скрученных эпителиальных клеток - тельца Гассаля (тельца вилочковой железы) - места компактного скопления дегенерирующих эпителиальных клеток.
• Тимоциты дифференцируются из костномозговой СКК. На клетках-предшественниках тимоцитов ещё вне тимуса экспрессиро-
ваны молекулы CD7, CD2, CD34 и цитоплазматическая форма
CD3.
• Гематотимический барьер. Тимус интенсивно васкуляризован. Стенки капилляров и венул образуют гематотимический барьер на входе в тимус и, возможно, на выходе из него, так как выход зрелых лимфоцитов из тимуса либо свободен (каждая долька имеет эфферентный лимфатический сосуд, выносящий лимфу в лимфатические узлы средостения), либо происходит путём экстравазации через стенку посткапиллярных венул с высоким эндотелием в корково-мозговой области и/или через стенку обычных кровеносных капилляров.
• Возрастные изменения. К моменту рождения тимус полностью сформирован. Он густо заселён тимоцитами в течение всего детства и до момента полового созревания. После пубертата тимус начинает уменьшаться в размерах, сморщиваться. Тимэктомия у взрослых не приводит к серьёзным дефектам в иммунитете, как если бы в детстве и подростковом возрасте был создан необходимый и достаточный пул периферических T-лимфоцитов на всю оставшуюся жизнь.
Лимфатические узлы
Лимфатические узлы (рис. 2.3) - множественные, симметрично расположенные, инкапсулированные периферические лимфоидные органы бобовидной формы, размером от 0,5 до 1,5 см в длину (вне воспаления). Лимфатические узлы через афферентные лимфатические сосуды (их несколько на каждый узел) дренируют тканевую жидкость. Таким образом, лимфатические узлы - это «таможня» для всех веществ (в том числе Аг). Из анатомических ворот узла параллельно с артерией и веной выходит единственный эфферентный сосуд, несущий лимфу в конечном итоге в грудной лимфатический проток. Паренхима лимфатического узла состоит из T-клеточной, B-клеточной зон и мозговых тяжей.
• B-клеточная зона. Корковое вещество разделено соединительнотканными трабекулами на радиальные секторы и содержит лимфоидные фолликулы, это B-лимфоцитарная зона. Строма фолликулов содержит фолликулярные ДК (ФДК), формирующие то особое микроокружение, в котором происходит уникальный для B-лимфоцитов процесс соматического гипермутагенеза вариабельных сегментов генов иммуноглобулинов и отбор наиболее аффинных вариантов АТ («созревание аффинности АТ»).
Рис. 2.3. Строение лимфатического узла. А. Корковая и мозговая части. В корковой части расположены лимфатические фолликулы, от которых в мозговую часть отходят мозговые тяжи. Тимусзависимая паракортикальная зона заштрихована. Б. Распределение Т- и B-лимфоцитов. Тимусзависимая зона - светлая. Тимуснезависимая зона заштрихована. Т-лимфоциты поступают в паренхиму узла из посткапиллярных венул и вступают в контакт с фолликулярными отростчатыми клетками и В-лимфоцитами.
Лимфоидные фолликулы проходят 3 стадии развития. Первичный фолликул - мелкий фолликул, состоящий из неиммунных B-лим- фоцитов. После того как B-лимфоциты вступают в иммуногенез, в лимфоидном фолликуле появляется герминативный (зародышевый) центр, содержащий интенсивно пролиферирующие B-лимфоциты (это происходит примерно через 1 нед после активной иммунизации). По завершении процесса иммуногенеза лимфоидный фолликул существенно уменьшается в размере, это вторичный фолликул.
• T-клеточная зона. В паракортикальной (T-зависимой) зоне лимфатического узла расположены T-лимфоциты и интердигитирующие ДК (они отличаются от ФДК) костномозгового происхождения, которые представляют Аг для T-лимфоцитов. Через стенку посткапиллярных венул с высоким эндотелием происходит миграция лимфоцитов из крови в лимфатический узел.
• Мозговые тяжи. Под паракортикальной зоной расположены содержащие макрофаги мозговые тяжи. При активном иммунном ответе в этих тяжах можно видеть множество зрелых B-лимфо- цитов (плазматических клеток). Тяжи впадают в синус мозгового вещества, из которого выходит эфферентный лимфатический сосуд.
Селезёнка
Селезёнка - относительно большой непарный орган с массой около 150 г. Лимфоидная ткань селезёнки - белая пульпа. Се- лезёнка - лимфоцитарная «таможня» для Аг, попавших в кровь. Лимфоциты селезёнки накапливаются вокруг артериол в виде так называемых периартериолярных муфт (рис. 2.4).
T-зависимая зона муфты непосредственно окружает артериолу. B-клеточные фолликулы расположены ближе к краю муфты. Артериолы селезёнки впадают в синусоиды (это уже красная пульпа). Синусоиды заканчиваются венулами, которые собираются в селезё- ночную вену, несущую кровь в воротную вену печени.
Печень
Печень выполняет важные иммунные функции, что вытекает из следующих фактов: - Печень - мощный орган лимфопоэза в эмбриональном периоде и, возможно, у взрослых. о Аллогенные трансплантаты печени не отторгаются или почти не отторгаются. о Толерантность к вводимым перорально Аг можно индуцировать
Рис. 2.4. Селезёнка. Тимусзависимая и тимуснезависимая зоны селезёнки. Скопление T-лимфоцитов (светлые клетки) вокруг артерий, вышедших из трабекул, образует тимусзависимую зону. Лимфатический фолликул и окружающая его лимфоидная ткань белой пульпы - тимуснезависимая зона. Здесь присутствуют В-лимфоциты (тёмные клетки), макрофаги и фолликулярные отростчатые клетки.
только при нормальном физиологическом кровоснабжении печени и не удаётся индуцировать после операции по созданию портокавальных анастомозов. о Печень синтезирует белки острой фазы (C-реактивный белок и связывающий маннозу лектин), а также белки системы комплемента. о В печени содержатся разные субпопуляции лимфоцитов, в том числе уникальные лимфоциты, сочетающие признаки T- и NK-клеток.
Клеточный состав печени
• Гепатоциты формируют паренхиму печени и содержат очень мало молекул MHC-I; молекул MHC-II в здоровой печени нет, но они могут экспрессироваться при заболеваниях этого органа.
• Купферовские клетки - макрофаги печени - составляют около 15% от общего числа клеток печени и 80% всех макрофагов тела. Плотность макрофагов выше в перипортальных областях.
• Эндотелиальные клетки синусоидов печени не имеют базальной мембраны.
• Лимфоидная система печени, кроме лимфоцитов, содержит ана-
томический субстрат циркуляции лимфы - пространства Диссе. Эти пространства с одной стороны непосредственно контактируют с кровью синусоидов печени, с другой - с гепатоцитами. Лимфоток в печени значителен (не менее 15-20% всего лимфотока организма).
• Звёздчатые клетки (клетки Ито) расположены в пространствах Диссе. Они содержат жировые вакуоли с витамином А, характерные для гладкомышечных клеток α-актин и десмин, могут трансформироваться в миофибробласты.
Лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи
Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек представлена глоточным лимфоидным кольцом Пирогова, пейеровыми бляшками тонкой кишки, лимфоидными фолликулами аппендикса, лимфоидной тканью слизистых оболочек желудка, кишечника, бронхов и бронхиол, органов мочеполовой системы и всех остальных слизистых оболочек.
• Пейеровы бляшки (рис. 2.5) - групповые лимфатические фолликулы, расположенные в l. propria тонкой кишки. Фолликулы (точнее T-клетки фолликулов) примыкают к кишечному эпителию под так называемыми M-клетками («М» от Membranous, эти клетки
Рис. 2.5. Пейерова бляшка в стенке кишки. А. Общий вид. Б. Сильно упрощённая схема. 1 - энтероциты (эпителий кишки); 2 - М-клетки; 3 - T-клеточная зона; 4 - В-клеточная зона; 5 - фолликул. Масштаб между структурами не выдержан.
• не имеют микроворсинок), являющимися «входными воротами» пейеровой бляшки. Основная масса лимфоцитов находится в B-клеточных фолликулах с зародышевым центром. T-клеточные зоны окружают фолликул ближе к эпителию. B-лимфоциты составляют 50-70%, T-лимфоциты - 10-30% всех клеток пейеровой бляшки. Основная функция пейеровых бляшек - поддержание иммуногенеза B-лимфоцитов и их дифференцировка в плазмоциты, продуцирующие АТ - иммуноглобулины секреторных классов A и E (IgA и IgE). Продукция IgA в слизистой оболочке кишки составляет более 70% общей ежедневной продукции иммуноглобулинов в организме: у взрослого человека около 3 г IgA каждый день. Более 90% всего синтезируемого организмом IgE экскретируется через слизистую оболочку в просвет кишки. Внутриэпителиальные лимфоциты. Помимо организованной лимфоидной ткани в слизистых оболочках есть и одиночные внутриэпителиальные T-лимфоциты, диссеминированные среди эпителиальных клеток. На их поверхности экспрессирована особая молекула, обеспечивающая адгезию этих лимфоцитов к энтероцитам - HML-1. Не менее 10-50% внутриэпителиальных лимфоцитов составляют Tγδ/CD8αα+.
Доиммунная резистентность - наиболее ранний защитный механизм, как в эволюционном смысле (она существует практически у всех многоклеточных, от растений до человека), так и по времени ответа, возникающего в первые часы и дни после вторжения чужеродного материала во внутреннюю среду, т.е. задолго до развития лимфоцитарной иммунной реакции. Значительную часть микроорганизмов инактивируют именно доиммунные механизмы резистентности к инфекциям, не доводя процесс до развития иммунного воспаления с участием лимфоцитов. И лишь те инфекции и те дозы инфектов, с которыми не справляются доиммунные механизмы резистентности, «достаются» лимфоцитам. При этом лимфоцитарный ответ невозможен без процессов доиммунного воспаления.
В механизмах доиммунной сопротивляемости организма важнейшую роль играют первичные рецепторы для патогенов, система комплемента, фагоцитоз, эндогенные пептиды-антибиотики и факторы доиммунной защиты от вирусов - интерфероны.
рецепторы распознавания «чужого»
• На поверхности микроорганизмов присутствуют повторяющиеся молекулярные углеводные и липидные структуры, которых в подавляющем большинстве случаев нет на клетках организма хозяина. Особые Рц, распознающие этот «узор» на поверхности патогена, - PRR (Pattern Recognition Receptors) - позволяют клеткам доиммунной резистентности обнаруживать микробные клетки. На сегодня известно 2 типа PRR - растворимые и мембранные. Растворимые рецепторы для патогенов - белки сыворотки крови, синтезируемые печенью: липополисахаридсвязывающий белок (LBP - Lipopolysaccharide Binding Protein), компонент системы комплемента C1q, белки острой фазы (СМЛ и СРБ).
Они непосредственно связывают микробные продукты в жидких средах организма и обеспечивают возможность поглощения этих продуктов фагоцитами, т.е. являются опсонинами (от лат. opsonen - делающий вкусным). Кроме того, некоторые из них вызывают активацию системы комплемента.
♦ СРБ, связывая фосфорилхолин клеточных стенок ряда бактерий и одноклеточных грибов, опсонизирует их и активирует систему комплемента по классическому пути.
♦ СМЛ, имея сродство к остаткам маннозы, экспонированным на поверхности многих микробных клеток, запускает лектиновый путь активации комплемента.
♦ Белки сурфактанта лёгких - SP-A и SP-D принадлежат к тому же молекулярному семейству коллектинов, что и СМЛ. Они, вероятно, имеют значение в опсонизации (иммунном фагоцитозе, т.е. связывании АТ с клеточной стенкой микроорганизма) лёгочного патогена - одноклеточного грибаPneumocystis carinii.
• Рецепторы мембраны дендритных клеток и макрофагов. У млекопитающих эти Рц получили название Toll-подобных Рц - TLR (Toll-Like Receptor - Toll-подобный Рц; по аналогии с Toll-Рц плодовой мушки). Одни из них непосредственно связывают продукты патогенов (Рц для маннозы макрофагов, TLR-2, TLR-9 и TLR дендритных клеток), другие работают совместно с иными Рц (например, Рц CD14 макрофагов связывает комплексы бактериального липополисахарида (ЛПС) с LBP, a TLR-4 вступает во взаимодействие с CD14 и проводит соответствующий сигнал внутрь клетки).
Проведение сигналов с Toll-подобных рецепторов
Цитоплазматические участки молекул Toll-подобных Рц (а также Рц для ИЛ-1) содержат характерные последовательности остатков аминокислот (АК), названные TIR-доменом (Toll/Interleukin-1 receptor). При взаимодействии Рц с лигандом (рис. 3.1) этот домен связывает особый адаптерный белок - MyD88 (Myeloid Differentiation factor 88), который активирует серин/треониновую киназу IRAK (Interleukin-1 Receptor-Associated Kinase - киназа Рц для ИЛ-1). Последняя, в свою очередь, активирует две другие киназы - Ikkα и Ikkβ, освобождающие фактор транскрипции NFkB (Nuclear Factor of κ-chain B-lymphocytes) от ингибирующего его белка !κβ.
• NFkB запускает транскрипцию генов провоспалительных цитокинов (TNFα, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-12), хемокинов (ИЛ-8) и костимуляторных молекул B7.1 (CD80) и B7.2 (CD86), необходимых
Рис. 3.1. Проведение сигналов с Toll-подоб- ных рецепторов для патогенов и рецепторов для ИЛ-1 (схема). В проведении сигналов участвуют адаптерный белок MyD88, киназы IRAK, затем киназы Ikkα и Iκκβ, которые отщепляют от фактора транскрипции NFkB ингибиторный белок Iκβ. Фактор транскрипции NFkB мигрирует в ядро, где инициирует транскрипцию разных генов.
• для представления Аг T-лимфоцитам, и обеспечивает миграцию этих клеток из очага внедрения патогена в региональные лимфатические узлы, создавая необходимые условия для начала лимфоцитарного иммунного ответа. Одновременно NFkB инициирует транскрипцию гена своего белка-ингибитора Iκβ, что обеспечивает спонтанное затухание сигнала с Toll-подобных Рц.
Сравнительная характеристика «доиммунных» и лимфоцитарных механизмов резистентности приведена в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Сравнение биологических свойств «доиммунных» и лимфоцитарных рецепторов распознавания патогенов и наступающих за распознаванием защитных процессов
Продолжение табл. 3.1.
Примечание. TCR - T-cell receptor - Рц Т-лимфоцита (для Аг); BCR - B-cell receptor - Рц B-лимфоцита (для Аг)
Существуют субпопуляции лимфоцитов со свойствами, «промежуточными» между таковыми неклонотипных доиммунных механизмов резистентности и клонотипных лимфоцитов с большим разнообразием Рц для Аг. Они не пролиферируют после связывания Аг (т.е. не происходит экспансии клонов), но в них сразу индуцируется
продукция эффекторных молекул. Ответ не слишком специфичен, наступает быстрее, чем «истинно лимфоцитарный», иммунологической памяти не остаётся. Примеры таких лимфоцитов следующие:
• Внутриэпителиальные лимфоциты типа Tγδ с перестроенными генами TCR, но ограниченного разнообразия (связывают лиганды типа белков теплового шока, нетипичные нуклеотиды, фосфолипиды, MHC-IB);
• B1-лимфоциты брюшной и плевральной полостей имеют перестроенные BCR, но ограниченного разнообразия, с широкой перекрёстной реактивностью с микробными Аг.
К категории лимфоцитов с «промежуточными» свойствами относятся также NK-лимфоциты, или нормальные киллеры.
НОРМАЛЬНЫЕ КИЛЛЕРЫ
Особая субпопуляция лимфоцитов - так называемые нормальные киллеры (NK) дифференцируются из общей лимфоидной клетки-предшественника иin vitro способны спонтанно (т.е. без предварительной иммунизации) убивать некоторые опухолевые, а также инфицированные вирусами клетки. В циркулирующей крови нормальные киллеры составляют около 15% всех мононуклеарных клеток, а в тканях локализованы в печени (большинство), красной пульпе селезёнки, слизистых оболочках (особенно репродуктивных органов).
• По эффекторным функциям NK близки к T-лимфоцитам: они проявляют цитотоксичность в отношении клеток-мишеней (по тому же перфорин-гранзимовому механизму, что и ЦТЛ, см. рис. 1.4 и 6.4) и продуцируют цитокины (ИФНγ, TNF, GM-CSF, ИЛ-5,
ИЛ-8).
• Отличие NK от T-лимфоцитов состоит в том, что у них не перестраиваются гены TCR, и они распознают комплекс Аг-MHC иным (не вполне ясным) способом. Цитотоксическое действие NK-клеток происходит без ограничений со стороны белков МНС (главного комплекса гистосовместимости), как это имеет место в случае T-киллеров. NK не формируют клеток иммунологической памяти.
• На NK есть Рц, способные связывать молекулы MHC-I собственных клеток, относящиеся к семейству KIR (Killer-cell Immunoglobulin-like Receptors). Но эти Рц не активируют, а ингибируют киллерную функцию NK. Кроме того, на NK есть такие
иммунорецепторы, как FcyR и экспрессирована молекула CD8, имеющая сродство к MHC-I.
♦ На уровне ДНК гены KIR не перестраиваются, но на уровне первичного транскрипта происходит альтернативный сплайсинг, что обеспечивает определённую степень разнообразия вариантов этих Рц у каждого отдельного NK. На каждом NK экспрессировано более одного варианта KIR-Рц. - Если при контакте с какой-то клеткой эти Рц «не находят» достаточного количества своих лигандов (MHC-I), то ингибирующий сигнал с KIR-Рц также оказывается недостаточным, и NK развивает в отношении этой клетки цитотоксическую атаку и убивает клетку.
• Поскольку субнормальная экспрессия MHC-I возникает при патологических процессах в клетках (при вирусных инфекциях, опухолевом перерождении), постольку и NK могут убивать инфицированные вирусами или перерождённые клетки собственного организма (в экспериментах in vitro).
СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА
Комплемент - система сывороточных белков и нескольких белков клеточных мембран, выполняющих три важных функции - опсонизацию микроорганизмов для дальнейшего их фагоцитоза, инициацию сосудистых реакций воспаления и перфорацию мембран бактериальных клеток.Компоненты комплемента (табл. 3.2 и 3.3) обозначают буквами латинского алфавита C, B и D с добавлением арабской цифры (номер компонента) и дополнительных строчных букв. Компоненты классического пути обозначают латинской буквой «С» и арабскими цифрами (C1, C2...C9), для субкомпонентов комплемента и продуктов расщепления к соответствующему обозначению добавляют строчные латинские буквы (C1q, C3b и т.д.). Активированные компоненты выделяют чертой над литерой, инактивированные компоненты - буквой «i» (например, iC3b).
• Активация комплемента (рис. 3.2). В норме, когда внутренняя среда организма «стерильна» и нет патологического распада собственных тканей, уровень активности системы комплемента невысок. При появлении во внутренней среде микробных продуктов происходит ряд событий, называемый активацией комплемента. Она может происходить по трём путям: альтернативному, классическому и лектиновому.
Таблица 3.2. Компоненты системы комплемента
Таблица 3.3. Основные эффекты белков системы комплемента и фрагментов их расщепления
♦ Альтернативный путь активации. Его инициируют непосредственно клетки микроорганизмов [факторы альтернативного пути имеют буквенное обозначение: P (пропердин), B и D (ферменты системы комплемента)].
- Из всех белков системы комплемента в сыворотке крови больше всего C3: его концентрация в норме составляет 1,2 мг/мл. При этом всегда имеется небольшой, но значимый уровень спонтанного расщепления C3 с образованием C3b и C3a. Компонент C3b является опсонином, т.е. он способен ковалентно связываться одним «концом» с поверхностными молекулами некоторых микроорганизмов, а другим - с Рц на фагоцитах. Кроме того, «осев» на поверхности микробных клеток, C3b связывает фактор В. Тот, в свою очередь, становится
Рис. 3.2. Активация системы комплемента и образование мембраноповреждающего комплекса. Пояснения в тексте и в таблицах 3.2 и 3.3. Активированные компоненты, согласно международному соглашению, надчёркнуты.
субстратом для сывороточной сериновой протеазы - фактора D, который расщепляет его на фрагменты Ва и Bb. C3b и Bb образуют на поверхности микроба активный комплекс, стабилизируемый пропердином, или фактором Р. о Комплекс C3b/Bb является C3-конвертазой и значительно повышает уровень расщепления C3 по сравнению со спонтанным. Кроме того, он расщепляет C5 до фрагментов C5a и C5b. Малые фрагменты C5a (самый сильный) и C3a - анафилатоксины комплемента, т.е. медиаторы воспалительной реакции. Они создают условия для миграции фагоцитов в очаг воспаления, вызывают дегрануляцию тучных клеток,
сокращение гладких мышц. C5a также вызывает повышение экспрессии на фагоцитах CR1 и CR3. - С C5b начинается формирование «мембраноатакующего комплекса», вызывающего перфорацию мембраны микробных клеток и их лизис. Вначале образуется комплекс C5b/C6/C7, который встраивается в мембрану микробной клетки. Одна из субъединиц компонента C8 - C8β - присоединяется к C5b, а C8αγ тоже встраивается в мембрану и катализирует полимеризацию 10-16 молекул C9. Этот полимер и формирует неспадающуюся пору в мембране диаметром около 10 нм.
♦ Классический и лектиновый пути отличаются от альтернативного способом активации C3. Главной C3-конвертазой классического и лектинового пути является комплекс C4b/C2b, в котором протеазной активностью обладает C2b, а C4b ковалентно связывается с поверхностью микробных клеток. Примечательно, что белок C2 гомологичен фактору В, даже их гены локализованы рядом в области MHC-III.
• - При активации по лектиновому пути один из белков острой фазы - связывающий маннозу лектин (СМЛ) - взаимодействует с маннозой на поверхности микробных клеток, а СМЛ-ассоциированная сериновая протеаза катализирует активационное расщепление C4 и C2. - Сериновой протеазой классического пути является C1s, одна из 8 субъединиц молекулы C1. Она активируется, когда две из шести других - C1q - вступают в связь с комплексом Аг-АТ. Таким образом, классический путь активации комплемента связывает доиммунные механизмы резистентности с лимфоцитарным иммунитетом. Рецепторы компонентов комплемента. Известно 5 типов Рц для компонентов комплемента (CR - Complement Receptors) на различных клетках организма - фагоцитах, лимфоцитах, ФДК.
♦ CR1 экспрессирован на макрофагах, нейтрофилах и эритроцитах. Он связывает C3b и C4b и при наличии других стимулов к фагоцитозу (связывания комплексов Аг-АТ через FcγR или стимуляции ИФНγ - продукта иммунных T-лимфоцитов) оказывает пермиссивное действие на фагоциты. CR1 эритроцитов через C4b и C3b связывает растворимые иммунные комплексы и доставляет их к макрофагам селезёнки и печени, обеспечивая тем самым клиренс крови от иммунных комплексов. При нарушении этого механизма иммунные комплексы выпадают в
осадок - прежде всего в базальных мембранах сосудов клубочков почек (CR1 есть и на подоцитах клубочков почек), приводя к развитию гломерулонефрита.
♦ CR2 B-лимфоцитов связывает продукты деградации C3b - C3dg и C3bi. Это в 10-100 тыс. раз увеличивает восприимчивость B-лимфоцита к своему Аг. К сожалению, эту же мембранную молекулу - CR2 - «выбрал» в качестве своего Рц вирус Эпштей- на-Барр (EBV) - возбудитель инфекционного мононуклеоза.
♦ CR3 и CR4 также связывают C3bi, который, как и активная форма C3b, является опсонином. Однако связывание C3bi с CR3 само по себе достаточно для стимуляции фагоцитоза.
♦ C5aR состоит из 7 доменов, пенетрирующих мембрану клетки. Такая структура Рц характерна для Рц, связанных с G-белками (белки, способные связывать гуаниновые нуклеотиды).
• Защита собственных клеток. Собственные клетки организма защищены от деструктивных воздействий активного комплемента благодаря так называемым регуляторным белкам системы комплемента. К этим регуляторным белкам относятся:
♦ d-ингибитор (dinh) отрывает C1s от C1q, тем самым ограничивая время, в течение которого C1s катализирует активационное расщепление C4 и C2. Кроме того, Clinh ограничивает спонтанную активацию C1 в плазме крови. При генетическом дефекте dinh возникает наследственный ангионевротический отёк. Его патогенез состоит в хронически повышенной спонтанной активации системы комплемента и избыточном накоплении производных C2a, вызывающих отёки. Заболевание лечат заместительной терапией препаратом C1inh.
♦ C4-связывающий белок - C4BP (C4-Binding Protein) и мембранный белок DAF (Decay-Accelerating Factor - фактор, ускоряющий деградацию) инактивируют C2b, вытесняя его из комплекса с C4b.
♦ Фактор H и мембранный CR1 вытесняют C2b из комплекса с
C3b.
♦ Мембранный белок MCP связывает C3b и делает его доступным для фактора I.
♦ Фактор I (сывороточная протеаза) расщепляет C3b на C3dg и
C3bi, а C4b - на C4c и C4d.
♦ CD59 и DAF. Активность белков комплекса атаки на мембрану сдерживается мембранными белками CD59 и DAF. При наследственном дефекте их связи с клеточной мембраной разви-
вается пароксизмальная ночная гемоглобинурия. У таких больных эпизодически возникают приступы внутрисосудистого лизиса собственных эритроцитов активированным комплементом и происходит экскреция гемоглобина почками.
ФАГОЦИТОЗ
Фагоцитоз - особый процесс поглощения клеткой крупных макромолекулярных комплексов или корпускулярных структур. «Профессиональные» фагоциты у млекопитающих - два типа дифференцированных клеток - нейтрофилы и макрофаги, которые созревают в костном мозгу из СКК и имеют общую промежуточную клетку-предшественника.
• Нейтрофилы циркулируют в периферической крови и составляют значительную часть лейкоцитов крови - 60-70%, или 2,5-7,5х109 клеток в 1 л крови. В норме нейтрофилы не выходят из сосудов в периферические ткани, но они первыми «бросаются» (т.е. подвергаются экстравазации) в очаг воспаления за счёт быстрой экспрессии молекул адгезии - VCAM-1 (лиганд на эндотелии VLA-4) и интегрина CD11b/CD18 (лиганд на эндотелии ICAM-1). На их наружной мембране идентифицированы эксклюзивные маркёры - CD66а и CD66d (раковоэмбриональные Аг).
• Моноциты и макрофаги. Моноциты являются «промежуточной формой», в крови их 5-10% от общего числа лейкоцитов. Их предназначение - стать и быть оседлыми макрофагами в тканях. Макрофаги печени - купферовские клетки, мозга - микроглия, макрофаги лёгких - альвеолярные и интерстициальные, почек - мезангиальные.
♦ Рецепторы мембраны макрофагов.
- CD115 - Рц для колониестимулирующего фактора моноцитов (M-CSF). Присутствует также на мембране полипотентной клетки-предшественника гранулоцитов и моноцитов и унипотентного предшественника моноцитов.
- Известно 4 структуры - Рц на клеточной мембране макрофагов, связывающих то, что макрофаг потенциально способен поглотить по механизму фагоцитоза
- CD14 - Рц для комплексов бактериальных ЛПС со связывающими липополисахариды белками сыворотки (LBP), а также комплексов ЛПС с другими микробными продуктами (например, с эндотоксинами).
- Рц для связывания фрагментов фосфолипидных мембран и других компонентов собственных повреждённых и умирающих клеток (Рц для «мусора», scavenger receptors). Таков, например, CD163 - Рц для «старых» эритроцитов.
- Рц, связывающий маннозу. Присутствует только на мембране тканевых макрофагов.
- Рц для комплемента - CR3 (интегрин CD11b/CD18) и CR4 (интегрин CD11c/CD18). Помимо комплемента, они связывают и ряд бактериальных продуктов: липополисахариды, липофосфогликан Leishmania, гемагглютинин из филаментов Bordetella, поверхностные структуры дрожжевых клеток родов Candida и Histoplasma.
- CD64 - Рц для «хвостов» (Fc-фрагментов) IgG - FcγRI (Fcy-Рц первого типа), обеспечивающие возможность фагоцитоза макрофагами иммунных комплексов. Считаются мембранными маркёрами моноцитов/макрофагов, поскольку экспрессируются только на этих клетках. Подклассы IgG по силе связи с FcyRI располагаются в следующем порядке: IgG3 >IgG1 >IgG4 >IgG2. - Рецепторы, осуществляющие взаимодействие с лимфоцитарным
иммунитетом. Наряду с уже упомянутым CD64, к ним относят:
- Рц для цитокинов, вырабатываемых иммунными лимфоцитами. Связывание с лигандами Рц для ИФНу и для фактора некроза опухоли (TNF) ведёт к активации макрофага. Через Рц для ИЛ-10 макрофаг, напротив, инактивируется.
• - CD40, B7, MHC-I/II - мембранные молекулы для контактов с комплементарными мембранными молекулами лимфоцитов, т.е. для непосредственных межклеточных взаимодействий. У нейтрофилов таких рецепторов нет. Последствия фагоцитоза. После того, как фагоцит обхватывает своей мембраной поглощаемый объект и заключает его в мембранную везикулу, называемую фагосомой, происходят следующие события.
♦ Расщепление фагоцитированного материала. Этот процесс идёт по одинаковым биохимическим механизмам во всех фагоцитах. - Лизосомы - специальные внутриклеточные органеллы, содержащие набор гидролитических ферментов (кислых протеаз и гидролаз) с оптимумом pH примерно 4,0. В клетке лизосомы сливаются с фагосомами в фаголизосому, где и происходят реакции расщепления поглощённого материала.
- Ферментные системы: НАДФ-Н-оксидазы, супероксиддисмутаза, NO-синтазы, которые генерируют активные формы неорганических окислителей, - пероксид водорода (Н2О2), супероксид анион (О2-), синглетный кислород (1O2), радикал гидроксила (OH-), гипохлорид (ОС1-), оксид азота NО+). Эти радикалы также участвуют в деструкции фагоцитированного объекта.
♦ Секреция литических ферментов и окислительных радикалов в
межклеточное пространство, где они также оказывают бактерицидное действие (но при этом поражают и собственные ткани). Нейтрофилы, помимо уже названных веществ, продуцируют и секретируют коллагеназу, катепсин G, желатиназу, эластазу и фосфолипазу A2.
♦ Продукция и секреция цитокинов. Макрофаги и нейтрофилы, активированные микробными продуктами, начинают продуцировать цитокины и другие биологически активные медиаторы, создающие в очаге внедрения внешних субстанций доиммунное воспаление, которое подготавливает возможность развития лимфоцитарного иммунного ответа.
-Макрофаги продуцируют интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12); фактор некроза опухоли α (TNFα); простагландины; лейкотриен В4 (LTB4); фактор, активирующий тромбоциты
(ФАТ).
о Нейтрофилы продуцируют TNFa, ИЛ-12, хемокин ИЛ-8,
LTB4 и ФАТ.
♦ Процессинг и представление Аг - образование внутри клеток комплексов из продуктов расщепления фагоцитированного материала с собственными молекулами MHC-II и экспрессия этого комплекса на поверхность клетки с «целью» представления Аг для распознавания T-лимфоцитами. Этот процесс осуществляется только макрофагами.
ЭНДОГЕННЫЕ ПЕПТИДЫ-АНТИБИОТИКИ
Пептиды, обладающие активностью антибиотиков, обнаружены в клетках многих эукариот - от растений до человека. Они образуются путём процессинга более крупных белков-предшественников и содержат 13-80 аминокислотных остатков. В настоящее время это одно из самых новых направлений исследований. В базе данных о пептидах-антибиотиках содержится свыше 500 наименований.
• Выделяют несколько групп пептидов-антибиотиков, из которых для человека важны так называемые дефензины - пептиды, содержащие несколько цистеинов, между которыми установлены 3 дисульфидные связи. α-Дефензины содержатся в гранулах нейтрофилов. Синтез β-дефензинов происходит в клетках покровных тканей - эпителия дыхательных путей и ЖКТ.
• Генетические дефекты пептидов-антибиотиков или необходимых для их функционирования кофакторов (например, ионных каналов, так как активность пептидов-антибиотиков «высокочувствительна» к ионной силе), возможно, коррелируют с развитием прогредиентно текущей хронической патологии с инфекционными факторами в этиологии. Например, на сегодняшний день доказана связь развития муковисцидоза с мутацией гена регулятора мембранной проводимости CFTR, которая, возможно, определяет снижение активности β-дефензина в эпителии дыхательных путей.
ИНТЕРФЕРОНЫ ТИПА I
Существуют и факторы доиммунной защиты от вирусов - интерфероны (ИФН), а именно ИФНα и ИФНβ, или интерфероны типа I. Считается, что основным источником ИФН типа I в организме являются лимфоидные ДК. ИФН - небольшие белки, синтезируемые в инфицированных вирусом клетках. Индуктором синтеза ИФН служат молекулы двуспиральной РНК. Двуспиральная РНК может быть геномной РНК вирусов или промежуточным продуктом транскрипции у ДНК-содержащих вирусов. В клетках млекопитающих собственных двуспиральных РНК нет.
• ИФН индуцируют биосинтез в клетке необычных ферментов, нарушающих репликативный цикл вирусов:
G олигоаденилат синтетаза, полимеризующая АТФ в 2'-5'-олиго- меры (в норме нуклеотиды в нуклеиновых кислотах связаны по 3'-5'). Аномальные 2'-5'-олигомеры активируют эндорибонуклеазу, которая расщепляет их и заодно вирусные нуклеиновые кислоты;
G серинтреониновая киназа Р1 фосфорилирует фактор инициации синтеза белка эукариот eIF-2, что приводит к подавлению трансляции, в том числе и вирусных белков;
G белок MX - клеточный белок, о котором известно, что он необходим для проявления резистентности клетки к размножению в ней вируса гриппа (по данным генетического нокаута гена mx).
• Сводная характеристика факторов доиммунной резистентности к инфекциям приведена в табл. 3.4.
факторы доиммунной резистентности к инфекциям
В табл. 3.4 перечислены различные факторы (молекулы) доиммунной резистентности, относящиеся к разным функциональным классам (лектины, ЛПС-реактивные белки, активаторы комплемента, цитокины, липидные медиаторы, реактанты острой фазы, пентраксины).
Таблица 3.4. Факторы доиммунной резистентности к инфекциям
Продолжение табл. 3.4
Не всегда доиммунные механизмы резистентности оказываются достаточными для защиты организма. В таких случаях начинается развитие иммунного ответа.
Иммунный ответ - воспалительный процесс с обязательным участием лимфоцитов.
Иммунный ответ более активен и агрессивен по сравнению с доиммунным воспалением, которое, впрочем, является для иммунного ответа необходимым условием.
Основные «задачи» иммунного ответа: - распознавание патогена и повреждённых патогеном клеток и тканей организма лимфоцитами; - деструкция патогена и повреждённых тканей; - выведение продуктов деструкции из организма.
Признаки иммунного ответа
• Клоны лимфоцитов. Лимфоциты - единственный тип клеток в организме, при дифференцировке которых происходит обязательная соматическая рекомбинация ДНК в генах Рц для Аг. В результате в организме непрерывно генерируется беспрецедентное разнообразие клонов лимфоцитов по Рц для Аг - 1018 вариантов у T-лимфоцитов и 1016 вариантов у B-лимфоцитов.
• Связывание Аг-распознающего Рц лимфоцита с лигандом необходимо, но ещё недостаточно для инициации иммунного ответа.
• Корецепторы. Помимо Рц для Аг, на мембране лимфоцитов есть инвариантные, но строго необходимые для развития иммунного ответа корецепторы.
• Для инициации иммунного ответа лимфоциту необходимо получить сигналы по «двум каналам» - с Рц для Аг и с корецепторов.
• Сигналы от корецепторов поступают в лимфоциты от АПК, дополнительные активирующие сигналы - от клеток доиммунного воспаления (ДК, макрофагов, покровного эпителия) и их биоло-
гически активных продуктов.
• Клетки доиммунного воспаления не имеют большого разнообразия Рц, их Рц инвариантны, консервативны, кодируются зародышевыми генами, но именно эти Рц первыми избирательно связывают продукты микроорганизмов, не характерные для макроорганизмов. Следовательно, именно Рц клеток доиммунного воспаления - «носители эволюционной памяти», именно они первыми отличают «чужое» от «своего» и информируют лимфоциты о факте проникновения «чужого» во внутреннюю среду.
• Лимфоцит при инициации иммунного ответа распознает Аг и связывает лиганд в лимфоидных органах, под влиянием стимулирующих и костимулирующих сигналов активируется и обязательно пролиферирует. В-лимфоцит додифференцируется в лимфоидных органах и вырабатывает специфические к патогену антитела, либо мигрирует в кровь и затем в костный мозг, где происходят те же самые процессы. Активированный Т-лимфоцит, как и В-лимфоцит, мигрирует в кровь, в очаге поражения выходит из крови в ткань, где подвергает инфицированные клетки деструкции, либо выделяет цитокины, «нанимающие» на деструкцию макрофаги, эозинофилы, нормальные киллеры и другие лейкоциты.
Этапы развития иммунного ответа
• Началом процесса служит проникновение Аг во внутреннюю среду организма. В природе это происходит при травмировании покровных тканей. При этом в них выделяются определённые вещества (стресc-протеины, белки теплового шока, цитокины кератиноцитов и клеток соединительной ткани) - медиаторы доиммунного воспаления, которые и «готовят почву» для развития лимфоцитарного иммунного воспаления (если это потребуется). Попадание Аг без значимой травмы покровов сразу во внутреннюю среду - событие редкое. Чаще это происходит при искусственных вмешательствах: парентеральном введении веществ или трансплантации тканей и органов.
• Доиммунные защитные реакции в отношении Аг направлены на то, чтобы не пустить Аг глубже покровов. В первую очередь это сосудистые реакции: расширение сосудов микроциркуляторного русла, повышенный выпот из сосудов в ткани плазмы или сыворотки (соответственно всех сывороточных факторов доиммунной резистентности к инфекциям) и экстравазация лейкоцитов (в первую очередь - фагоцитов-нейтрофилов. Локальный отёк препятствует всасыванию Аг в системную циркуляцию.
♦ Проникший в покровы патоген сорбируют и поглощают эндоцитозом ДК, фагоцитируют макрофаги. И те, и другие - профессиональные АПК, но только ДК обладают особыми способностями - мигрируют из покровов (вместе с Аг) в региональные лимфоидные органы. «По дороге» ДК процессируют Аг, экспрессируют на мембране комплексы пептидов с молекулами MHC-I и MHC-II и необходимые корецепторные молекулы, с помощью которых они смогут вступить в эффективное воздействие с T-лимфоцитами в T-зависимых зонах периферических лимфоидных органов.
♦ Кроме АПК, в покровных тканях Аг встречают внутриэпителиальные лимфоциты, среди которых много Tγδ, распознающих непептидные Аг без предварительного процессинга и презентации АПК. Под покровами, в плевральной и брюшной полостях, для перехвата широко распространённых микробных Аг присутствуют АТ с широкой перекрёстной реактивностью - продукты B1-лимфоцитов.
♦ Не «перехваченный» в барьерных тканях и всосавшийся в системную циркуляцию Аг, если он опасен для организма, сразу начнёт приносить вред. Тем не менее иммунный ответ на него ещё может развиться, поскольку АПК (ДК и макрофаги) присутствуют и в синусоидах селезёнки, через которую за цикл циркуляции проходит весь объём крови.
• В T-зависимых зонах лимфатических узлов ДК представляют Аг (в комплексе с MHC-II) для «рассмотрения» интенсивно мигрирующим T-лимфоцитам. Среди T-лимфоцитов рано или поздно найдётся клетка с Рц, комплементарным данному Аг. Если при этом состоятся все необходимые и достаточные корецепторные взаимодействия с АПК, то T-лимфоцит получит активационный сигнал, и с этого момента начнётся собственно иммунный - лимфоцитарный - ответ.
♦ Двойное распознавание - процесс распознавания Т-хелпером фрагментов пептидного Аг, в комплексе с МНС-I/II. При этом Т-лимфоциты инициируют иммунный ответ против распознанного антигена, представленного АПК в комплексе со «своими» молекулами MHC-II или против клеток собственного организма, несущих вирусные или свои, но изменённые пептиды в комплексе с MHC-I.
• Распознавший Аг T-лимфоцит начинает пролиферировать и диф-
ференцироваться. В результате образуется клон антигенспецифичных дифференцированных T-лимфоцитов. Такие T-лимфоциты называют иммунными лимфоцитами, лимфоцитами-эффекторами. В процессе дифференцировки T-лимфоцит экспрессирует в надлежащем количестве мембранные молекулы и секретирует цитокины, необходимые для взаимодействия с B-лимфоцитами, лейкоцитами или для атаки на клетки-мишени.
• В T-зависимых зонах периферических лимфоидных органов происходит взаимодействие активированных Аг T-лимфоцитов с активированными Аг B-лимфоцитами.
• Провзаимодействовавший с Аг и с T-лимфоцитами B-лимфоцит мигрирует в зону фолликула, где пролиферирует и дифференцируется в антителопродуцента - плазматическую клетку.
♦ Первые плазматические клетки остаются в лимфатическом узле. Секретируемые ими АТ в значительном количестве фиксируются на Рц для Fc-фрагмента АТ (FcR) фолликулярных дендритных клеток (ФДК) и в таком виде способны в течение продолжительного времени удерживать Аг на территории лимфоидного фолликула.
♦ Остальные плазматические клетки уходят из фолликулов лимфоидных органов и мигрируют преимущественно в костный мозг или слизистые оболочки, где и осуществляют массовую продукцию АТ, секретируя их в кровь или во внешнюю среду.
• Иммунные Т-лимфоциты (ЦТЛ, Th1, Th2) выходят из региональных лимфатических узлов через эфферентные лимфатические сосуды, попадают в системную циркуляцию, а оттуда - в очаг воспаления в месте проникновения или диссеминации патогена.
• Если T-лимфоцит в очаге воспаления находит и связывает свой Аг, то он начинает усиленно синтезировать и секретировать эффекторные молекулы - цитотоксины, непосредственно обеспечивающие убийство клеток-мишеней, или цитокины, «нанимающие» для деструкции Аг те или иные лейкоциты (макрофаги, эозинофилы, тучные клетки, базофилы, нейтрофилы).
• В эффекторной фазе иммунного ответа связанный Аг подвергается фагоцитозу и разрушению гидролитическими ферментами, кислородными радикалами, радикалами оксида азота до мелких метаболитов, которые экскретируются из организма через системы выделения (почки, ЖКТ).
• Организм санирован от патогена/Аг - первый результат достигнут. После этого в норме происходит остановка продуктивного иммун-
ного ответа - так называемая супрессия иммунного ответа.
• Второй результат лимфоцитарной иммунной реакции - иммунологическая память. По современным представлениям, лимфоцитами иммунологической памяти становится некая часть иммунных лимфоцитов (вероятно, порядка единиц процентов), экспрессирующих особые ингибирующие активацию молекулярные структуры.
МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КЛЕТОК В ИММУННОМ ОТВЕТЕ
В ходе развития иммунного ответа разные клетки взаимодействуют друг с другом. Известно как минимум 2 механизма такого взаимодействия:
• адгезия клеток: мембранные молекулы одной клетки комплементарно связываются с мембранными молекулами другой клетки;
• взаимодействие при помощи медиаторов: клетка секретирует особые растворимые молекулы (медиаторы), Рц к которым присутствуют на мембранах других клеток; при связывании Рц с лигандом индуцируется тот или иной биологический эффект. Медиаторы, участвующие в развитии иммунного ответа, называют цитокинами и хемокинами.
Молекулы межклеточной адгезии
К молекулам межклеточной адгезии относятся селектины, адрессины, интегрины, вещества надсемейства иммуноглобулинов и ряд других.
• Селектины - трансмембранные белки на поверхности лимфоцитов, лейкоцитов и эндотелиоцитов. Общим для них является наличие во внеклеточной части лектиноподобного домена, способного комплементарно связывать сахара.
• Адрессины - муциноподобные молекулы на мембране эндотелиоцитов - лиганды для селектинов.
Селектины и адрессины обеспечивают селективную адгезию клеток у стенки сосуда, необходимую для их дальнейшего проникновения в очаг поражения.
• Интегрины - гетеродимерные белки, состоящие из крупной α-цепи и меньшей по размеру β-цепи.
LFA-1 (Lymphocyte Function-Associated antigen - Аг, ассоциированный с функцией лимфоцитов) - наиболее важный
интегрин для активации любого T-лимфоцита, так как АТ к LFA-1 способны блокировать активацию как неиммунных, так и иммунных T-лимфоцитов. Однако анализ врождённых генетических дефектов молекул адгезии показывает, что другие интегрины (например, CD2) способны компенсировать отсутствие LFA-1.
• VLA (Very Late Activation antigens) - очень поздние Аг активации. Эти интегрины экспрессируются на T-лимфоцитах на 2-4-е сутки от начала активации и имеют наибольшее функциональное значение для проникновения уже иммунного T-лимфоцита в очаг воспаления, где ему надлежит организовать санацию от Аг. ICAM (Intercellular Adhesion Molecules - молекулы межклеточной
адгезии) относятся к надсемейству иммуноглобулинов.
♦ Взаимодействие молекул адгезии LFA-3 и ICAM-1 на клетках эпителия тимуса с комплементарными им молекулами CD2 и LFA-1 на тимоцитах необходимо для удержания последних в тимусе на период их дифференцировки.
♦ Неиммунные T-лимфоциты в T-зависимых зонах периферических лимфоидных органов «прилипают» к АПК благодаря взаимодействиям LFA-1, CD2 и ICAM-3 на T-лимфоците с ICAM-1, ICAM-2, LFA-1 и LFA-3 на АПК. Эта связь поддерживается несколько дней, за это время происходит пролиферация клона T-лимфоцитов и дифференцировка их в лимфоцитыэффекторы.
Сведения об отдельных молекулах адгезии приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Молекулы адгезии клеток
Продолжение табл. 4.1.
Цитокины
Взаимодействия, опосредованные цитокинами, более динамичны и оперативны, чем адгезивные.
• Для цитокинов характерны следующие общие свойства. Разные типы клеток могут продуцировать одноимённые цитокины
и экспрессировать Рц для них.
• Действие цитокинов избыточно, «многословно», «чрезмерно».
С одной стороны, разные цитокины могут вызывать внешне одинаковые реакции клеток, с другой - каждый цитокин индуцирует в разных клетках (и даже в одной) различные биологические эффекты.
• Цитокины в подавляющем большинстве случаев - близкодействующие медиаторы локальных взаимодействий клеток в очагах тех или иных процессов в тканях.
♦ В зависимости от точки приложения выделяют аутокринные эффекты (на саму клетку, секретировавшую цитокин) и паракринные эффекты (на рядом расположенные клетки) цитокинов.
♦ Эндокринные (дистантные, или системные) эффекты, когда цитокин достигает клетки-мишени, циркулируя с кровью, выявлены только для 4 цитокинов: TNFa, ИЛ-1, ИЛ-6 и M-CSF при тяжёлой системной патологии типа септического шока. У здоровых людей в крови удаётся обнаружить только два цитокина - ТФРβ и M-CSF. Физиологическое значение этих эффектов неизвестно.
• Цитокины не депонируются в клетках, а синтезируются импульсно, «по запросу», начиная с транскрипции мРНК цитокина с соответствующего гена. Единственное известное исключение - депонирование небольших количеств TNFa в гранулах тучных клеток.
• Матричная РНК цитокинов - короткоживущая, что объясняет транзиторный характер их продукции клеткой: они вырабатываются вскоре после получения «запроса» на их продукцию, но недолго.
• Каскадность действия цитокинов выражается в том, что под влиянием
одного цитокина клетка может начать вырабатывать другие (или тот же самый). Это приводит к усилению биологических эффектов.
• Каскад цитокинов саморегулируется - клетка, начавшая продуцировать активационные цитокины, через несколько часов или суток переключается на синтез супрессорных цитокинов и/или экспрессирует тормозные Рц, либо Рц для сигналов к апоптозу. По функциональному предназначению выделяют 5 основных
групп цитокинов.
1. Гемопоэтические цитокины регулируют пролиферацию и дифференцировку всех клеток кроветворной системы. К ним относят колониестимулирующие факторы - CSF (Colony-Stimulating Factors) для гранулоцитарно/моноцитарной клетки-предшественника (GMCSF), для предшественника моноцитов (M-CSF), для предшественника гранулоцитов (G-CSF); эритропоэтин, тромбопоэтин, ИЛ-3
(мульти-CSF), ИЛ-5 (CSF для эозинофилов), ИЛ-7 (CSF для лимфоцитов), стволовоклеточный фактор - SCF (Stem Cell Factor, его второе название «c-kit-лиганд»). К гемопоэтинам относят и ИЛ-1 под вторым названием - гемопоэтин-1, так как он поддерживает рост самых ранних клеток - предшественников кроветворения.
Негативные регуляторы гемопоэза - фактор некроза опухоли TNFa и трансформирующий фактор роста ТФРβ. Хемокин MIPα ингибирует ранние клетки-предшественницы гемопоэза.
2. Цитокины доиммунного воспаления (первичные провоспалительные цитокины) - «трио» ИЛ-1, TNFa, ИЛ-6. Они чрезвычайно плейотропны и активируют ткани вокруг себя. Их продуцируют главным образом макрофаги и лимфоидные дендритные клетки покровных структур в очаге внедрения патогена. ИЛ-1 и TNFa действуют преимущественно локально (если нет септического заражения крови), ИЛ-6 индуцирует биосинтез белков острой фазы в печени.
3. Цитокины - организаторы лимфоцитарного иммунного ответа регулируют пролиферацию и дифференцировку T- и B-лимфоцитов и NK в периферических лимфоидных органах и тканях. В первую очередь их продуцируют активированные профессиональные АПК (макрофаги и ДК) и сами лимфоциты. К этой группе относят ИЛ-2 (митоген для лимфоцитов), ИЛ-4, ИЛ-12, ИЛ-15, ИФНγ.
4. Цитокины - медиаторы иммунного воспаления являются продуктами иммунных T-лимфоцитов и вызывают активацию лейкоцитов общевоспалительного назначения: ИФНу (активатор макрофагов и NK), ИЛ-5 (индуктор и активатор эозинофилов); лимфотоксины (активаторы нейтрофилов), в частности лимфотоксин-a, обеспечивающий образование воспалительных гранулем in vivo.
5. Противовоспалительные (иммуносупрессорные) цитокины. К ним относят ИЛ-10 (продуцируемый макрофагами и ингибирующий макрофаги) и ТФРβ (продуцируемый иммунными CD4-T-лимфоцитами и ингибирующий дальнейшую пролиферацию лимфоцитов). Кроме того, ИЛ-4 и ИЛ-13 - цитокины, оказывающие ингибирующее действие на макрофаги, также в конкретных процессах проявляют себя как противовоспалительные.
Хемокины
Среди цитокинов особое значение для иммуногенеза и модуляции иммунного воспаления имеют так называемые хемокины - небольшие (66-76 АК-остатков) секреторные белки, регулирующие перемещения лейкоцитов. Кроме того, большинство хемокинов
поддерживает ангиогенез и продукцию коллагенов клетками соединительной ткани (регенерацию). В настоящее время идентифицировано не менее 50 хемокинов, в том числе многие факторы хемотаксиса моноцитов и ИЛ-8. Считают, что при соответствующих условиях любая клетка организма продуцирует те или иные хемокины. Хемокины обладают свойством связываться не только со своими лигандами на мембране клетки-мишени, но и с молекулами межклеточного матрикса, создавая в нём градиент концентрации по мере приближения к клетке-продуценту хемокина.
• Эти хемоаттрактанты имеют структурное сходство, в т.ч. в расположении остатков цистеина, образующих дисульфидные мостики. На основании расположения первых двух цистеиновых остатков хемокины подразделяют на 4 семейства: CC, CXC, C и CX3C.
• В табл. 4.2 приведена краткая характеристика некоторых известных на сегодняшний день хемокинов.
Таблица 4.2. Некоторые хемокины
Продолжение табл. 4.2
Примечания. л. - лимфоциты; фбл. - фибробласты; ДК - дендритные клетки; Мон. - моноциты; Мкф. - макрофаги; Нфл. - нейтрофилы; Кцт. - кератиноциты; Энд. - эндотелий; Эоз. - эозинофилы; GRO (a, β, γ) - Growth-Related Oncogene; IP-10 - Interferon γ inducible Protein 10; MIP (1a; 1β; 3a; 3β) - Macrophage Inflammatory Protein; RANTES - Regulated on Activation Normal T cell Expressed and Secreted; SDF - Stromal cell-Derived Factor. * ELR - триплет глутамат-лейцин-аргинин, который присутствует (+) или не присутствует (-) перед первым инвариантным остатком цистеина.
Рецепторы для цитокинов и хемокинов
Рецепторы для цитокинов входят в состав нескольких семейств.
• Семейство Рц для гемопоэтических цитокинов. Представлено гетеродимерными молекулами и включает Рц для интерлейкинов-3, 4, 5, 6, 7, 9 и 15; Рц для GM-CSF; Рц для эритропоэтина; Рц для гормона роста. Рц для ИЛ-2 существует в двух формах, одна из которых (ИЛ-2Rβγ) является гетеродимером (как и все Рц этого семейства), другая же имеет в своём составе дополнительную пептидную цепь и обладает более высокой аффинностью.
• Семейство для Рц интерферонов: гомодимерные трансмембранные молекулы. Помимо собственно Рц для ИФН, в семейство входит
Рц для ИЛ-10.
• Семейство Рц для фактора некроза опухоли (TNFR) включает молекулы, состоящие из одной трансмембранной полипептидной цепи - TNFR-I и II, CD40, Fas (CD95), CD30, CD27, Рц для фактора роста нервов (NGFR).
Путь проведения сигналов от Рц для цитокинов (рис. 4.1) - самый короткий из известных, что соответствует физиологическим эффек-
Рис. 4.1. Проведение сигналов с рецепторов для цитокинов (схема). Пояснения в тексте.
там цитокинов (очень быстрым, но непродолжительным).
• Цитоплазматические участки Рц для цитокинов ассоциированы с киназами семейства Janus, которые способны фосфорилировать эти участки по остатку тирозина после связывания Рц с цитокином. Известно 4 члена этого семейства: Jak1, Jak2, Jak3, Tyk2. Их молекулярная масса от 110 тыс. до 140 тыс. дальтон.
• К фосфорилированным участкам Рц могут присоединяться молекулы из семейства STAT (Signal Transducers and Activators of Transcription) - проводники сигналов и активаторы транскрипции. Описано 7 молекул STAT: 1, 2, 3, 4, 5а, 5b, 6. Их молекулярная масса составляет
от 84 тыс. до 113 тыс. дальтон.
♦ Те же киназы Janus фосфорилируют молекулы STAT по остатку тирозина в N-концевом домене и димеризуют их.
♦ Образовавшиеся гомоили гетеродимеры STAT отделяются от внутриклеточных цепей Рц и мигрируют в ядро, где вступают в связь с ДНК и активируют транскрипцию.
Рецепторы для хемокинов принадлежат к семейству семичленных трансмембранных «гармошек»; в это семейство входят также Рц для анафилатоксинов комплемента (C5a, C3a, C4a), фоторецепторы (родопсин и бактериородопсин) и множество других. Рц этого семейства передают сигнал внутрь клетки через G-белки (ГТФ/ГДФ- связывающие белки).
• Каждый G-белок состоит из трёх пептидных цепей - Ga, Gβ и Gγ. В покое Ga-цепь образует комплекс с ГДФ. При связывании Рц с лигандом ГДФ замещается на ГТФ и Ga-цепь диссоциирует от димера Gβ + Gγ (рис. 4.2).
• Ga-цепи различных G-белков имеют разные функции: одни активируют фосфолипазу Cγ, другие - аденилатциклазу, катализирующую образование циклического аденозинмонофосфата
Рис. 4.2. Белок G. 1. Выключенное состояние: α-субъединица связана с гуанозиндифосфатом (ГДФ) и не контактирует с рецептором; 2. При взаимодействии лиганда с рецептором ГДФ заменяется на ГТФ, G-белок активируется; 3. G-белок диссоциирует, несущая ГТФ α-субъединица перемещается в мембране, связывается с эффектором и активирует его; 4. α-Субъединица превращает ГТФ в ГДФ, инактивируется и объединяется с другими субъединицами G-белка.
• (цАМФ). Это приводит к разнообразным физиологическим эффектам, реализуемым посредством изменения режима функционирования ионных каналов, активации или блокирования разных биохимических реакций и так далее (рис. 4.3). Кроме того, Gα-цепь обладает ГТФ-азной активностью, что позволяет ей вновь объединиться с другими субъединицами G-белка и прекратить проведение сигнала.
иммунологическая память
Феномен иммунологической памяти проявляется в том, что - в случае успешного иммунного ответа при первом попадании патогена в организм - при его повторных попаданиях санация наступает существенно быстрее и эффективнее, и патоген не успевает вызвать патологический инфекционный процесс. Это состояние известно как протективный иммунитет, т.е. иммунитет, защищающий от болезни.
В основе феномена иммунологической памяти находится то обстоятельство, что часть лимфоцитов (единицы процентов) Аг-специфичного клона, пролиферировавшего при первом иммунном
Рис. 4.3. Проведение сигналов с рецепторов семейства семичленной «гармошки». Роль инозиттрифосфата и диацилглицерина в реализации действия лигандов на клеткумишень. Образование комплекса лиганда с рецептором стимулирует G-белок, который активирует фосфолипазу С. Фосфолипаза С катализирует расщепление инозит-4,5-бифосфата (PIP2) на инозит-1,4,5-трифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG). Инозиттрифосфат (IP3) вызывает высвобождение Ca2+ из внутриклеточных депо. Ca2+-зависимая протеинкиназа С, активированная диацилглицерином (DAG), фосфорилирует белки клетки.
ответе, «замораживается» и персистирует в организме в течение не- определённого времени (для различных Аг время очень разное - от нуля до пожизненного).
Какие именно молекулы и взаимодействия и на каком точно этапе иммуногенеза определяют формирование популяции лимфоцитов памяти, неизвестно. Известна только феноменология отличий разных лимфоцитов памяти от других субпопуляций тех же лимфоцитов.
• B-лимфоциты. «Иммунные В-лимфоциты памяти» отличаются от плазматических клеток (терминальная стадия дифференцировки иммунных В-лимфоцитов) по ряду признаков. ♦ Покоящиеся иммунные B-лимфоциты памяти имеют поверхностные Ig, экспрессируют молекулы MHC-II,способны к пролиферации, переключению между изотипами Ig, гипермутациям гипервариабельных участков молекулы Ig - CDR V-Ig (см. главу 5), ноне способны к интенсивной продукции Ig.
• ♦ Плазматические клетки, напротив, способны к интенсивной продукции Ig, но не имеют поверхностных Ig, не экспрессируют молекулы MHC-II,не способны к пролиферации, переключению между изотипами Ig, гипермутациям CDR V-Ig. T-лимфоциты памяти отличаются от зрелых неиммунных T-лим- фоцитов и по частоте встречаемости антигенспецифичного клона в лимфоидной ткани, и по экспрессии ряда мембранных молекул [LFA-3 (CD58); CD2; LFA-1 (CD11a/CD18); CD44; CD45RO] более чем в 10-100 раз. В отличие от неиммунных лимфоцитов, они существенно меньше нуждаются в медиаторах доиммунного воспаления и в костимулирующих сигналах, чтобы начать иммунный ответ на свой Аг, но могут начать его вне воспаления или при минимальных симптомах воспаления. В то же время, неиммунные T-клетки (в отличие от T-лимфоцитов памяти) экспрессируют на поверхности CD45RA и большие количества молекул L-селектина, обеспечивающие хоминг Т-лимфоцитов в лимфатические узлы.
Антиген
Антиген (Аг) - любое вещество (соединения разной химической природы: пептиды, углеводы, полифосфаты, стероиды), которое потенциально может быть распознано иммунной системой организма как чужеродное («не своё»). Таким образом, Аг - вещество, несущее признаки генетически чужеродной информации. В качестве синонима применяют также термин «иммуноген», подразумевая, что иммуноген (Аг) способен вызвать ответные реакции иммунной системы, в итоге приводящие к развитию приобретённого иммунитета. Способность вызывать такие ответные реакции (т.е. образование АТ и сенсибилизацию - приобретение организмом чувствительности к Аг) присуща не всей молекуле Аг, а только особой его части, её называют антигенная детерминанта, или эпитоп. У большинства белковых Аг такую детерминанту образует последовательность из 4-8 аминокислотных остатков, а у полисахаридных Аг - 3-6 гексозных остатков. Число детерминант у одного вещества может быть различным. Так, у яичного альбумина их не менее 5, у дифтерийного токсина - минимум 80, у тиреоглобулина - более 40. Различают Аг экзогенные (Аг, поступающие в организм извне) и эндогенные (аутоантигены - продукты: собственных клеток организма), а также Аг, вызывающие аллергические реакции, -аллергены.
Антитела
Антитело (АТ) - особый растворимый белок с определённой биохимической структурой (иммуноглобулин, который присутствует в сыворотке крови и других биологических жидкостях и предназначен для связывания Аг).
• Антитела связывают антиген. Существенным и уникальным свойством АТ, отличающим их даже от TCR, является их способность связывать Аг непосредственно в том виде, в каком он проникает
в организм. При этом не требуется времени на предварительную метаболическую обработку Аг, поэтому АТ являются единственным фактором безотлагательной защиты организма (например, от сильных ядов, при укусах змей, скорпионов, пчёл и др.).
• Конкретное антитело синтезирует только и исключительно клон B-лимфоцита. При дифференцировке каждый единичный В-лимфоцит и его митотически возникшие дочерние клетки (клон В-лимфоцитов) становятся способными к синтезу единственного варианта АТ по признаку структуры Аг-связывающего центра молекулы - то есть имеет место клональность биосинтеза иммуноглобулинов.
• Множество антител. В то же время вся совокупность B-лимфоцитов организма способна синтезировать поразительное разнообразие АТ - около 106-109, но точно подсчитать, сколько разных Аг потенциально способно связать одно АТ, принципиально невозможно.
• Иммуноглобулины. Все АТ являются белками, имеющими глобулярную вторичную структуру, поэтому молекулы этого типа и названы иммуноглобулинами. Иммуноглобулины отнесены к надсемейству иммуноглобулинов (рис. 5.1), куда входят также белки MHC, некоторые молекулы адгезии - LFA-2 (CD2), ICAM-1 (CD54), VCAM-1 (CD106) и др. (см. табл. 4.1.), TCR, отдельные Рц для цитокинов - для ИЛ-1 типов I и II, Ил-6, M-CSF, c-kit (CD117), Рц для Fc-фрагментов Ig (FcαR, FcγRI, FcγRII), мембранные молекулы CD3, CD4, CD8, CD80 и др.
ИММУНОГЛОБУЛИНЫ
Иммуноглобулины (международная аббревиатура - Ig) - класс структурно связанных белков, содержащих два вида парных полипептидных цепей: лёгкие (L, от Light - лёгкий), с низкой молекулярной массой, и тяжёлые (H, от Heavy - тяжёлый), с высокой молекулярной массой. Все четыре цепи соединены вместе дисульфидными связями. Принципиальная схема строения молекулы иммуноглобулина (мономер) приведена на рис. 5.2.
Классы иммуноглобулинов
На основании структурных и антигенных признаков H-цепей Ig подразделяют (в порядке относительного содержания в крови) на 5 классов АТ: IgG (80%), IgA (15%), IgM (10%), IgD (менее 0,1%), IgE (менее 0,01%). Заглавная латинская буква справа от Ig обозначает
Рис. 5.1. Структура белков надсемейства иммуноглобулинов. А. Молекула MHC I класса состоит из α-цепи, внемембранная её часть связана с короткой цепью β2- микроглобулина. Б. Молекула MHC II класса состоит из двух субъединиц: более длинной α-цепи и β-цепи. Часть каждой цепи выступает над поверхностью клеточной мембраны, цепь содержит трансмембранный участок и небольшой фрагмент в цитоплазме. В. Аг-связывающая область молекулы TCR состоит из двух цепей: α и β. Каждая цепь представлена двумя внеклеточными Ig-подобными доменами, стабилизированными при помощи S-S связей, вариабельным внеклеточным NH-концом и цитоплазматическим стабильным COOH-концом. SH-группа, присутствующая в цитоплазматическом фрагменте α-цепи, может взаимодействовать с мембранными или цитоплазматическими белками. Г. Мономер молекулы IgM встраивается в плазматическую мембрану B-лимфоцитов, это рецептор для Аг. Молекулярная структура TCR весьма сходна со структурой молекул MHC и Ig. Разнообразие структуры TCR и Ig обеспечивается возможностью сайт-специфической рекомбинации множества различных генных сегментов, кодирующих отдельные фрагменты молекулы.
Рис. 5.2. Молекула иммуноглобулина. L - лёгкие цепи; H - тяжёлые цепи; V - вариабельная область; С - константная область; N-концевые области L- и H-цепей (V-область) образуют два Аг-связывающих центра: (Fab)2-фрагмент. Fc-фрагмент молекулы взаимодействует со своим рецептором в мембране различных типов клеток (макрофаг, нейтрофил, тучная клетка).
класс иммуноглобулина - М, G, А, Е или D. Молекулы IgG, IgD и IgE представлены мономерами, IgM - пентамерами; молекулы IgA в сыворотке крови - мономеры, а в экскретируемых жидкостях (слёз- ная, слюна, секреты слизистых оболочек) - димеры (рис. 5.3).
• Подклассы. У иммуноглобулинов классов G (IgG) и A (IgA) имеется несколько подклассов: G1, G2, G3, G4 и A1, A2.
• Изотипы. Классы и подклассы иммуноглобулинов иначе называют изотипами, они одинаковы у всех особей данного вида.
Рис. 5.3. Мономеры и полимеры иммуноглобулинов. J-цепь (от англ. Joint - связь) связывает остатки цистеина на C-концах тяжёлых цепей IgM и IgA.
• Аллотипы. Индивидуальные аллельные варианты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа называются аллотипами.
• Идиотипы. По антигенной специфичности АТ относят к различным идиотипам.
Структура иммуноглобулинов
• Фрагменты молекулы Ig (рис. 5.2). Путём протеолитического расщепления молекулы Ig с последующей ионообменной хроматографией можно получить 3 фрагмента: Fc-фрагмент и 2 Fab- фрагмента.
♦ Fab-фрагменты (Fragment, antigen binding - Аг-связывающие фрагменты) - два одинаковых фрагмента, сохраняющие способность связывать Аг.
♦ Fc-фрагмент (Fragment, constant or crystallizable - константный фрагмент) - непарный, легко кристаллизуется. Fc-фрагменты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа строго идентичны (независимо от специфичности АТ по Аг). Они обеспечивают взаимодействие комплексов Аг-АТ с системой комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами, тучными клетками. При этом каждый класс иммуноглобулинов взаимодействует только с определёнными «исполнителями» элиминации Аг.
• Тяжёлые цепи определяют различия между классами Ig, поэтому разные типы тяжёлых цепей обозначают греческими буквами соответственно латинской аббревиатуре класса: для IgM - μ, для IgG - γ, для IgA - α, для IgE - ε, для IgD - δ. Каждая из H- цепей молекул IgG, IgD и IgA состоит из 4 доменов (см. рис. 5.2): вариабельного - VH и константных (CH1, CH2, CH3). H-цепи молекул IgM и IgE содержат дополнительный домен - СН4.
• Лёгкие цепи примыкают к N-концу тяжёлых цепей. Каждая L-цепь состоит из двух доменов - VL и CL. Известно два типа лёгких цепей Ig - κ (каппа) и λ (лямбда). Функциональные различия между Ig с лёгкими κ- или λ-цепями не выявлены.
• Домены. Вторичная структура полипептидных цепей представлена доменами (см. рис. 5.1), каждый из которых включает около 110 остатков АК.
♦ V-домены обеих цепей имеют сильно варьирующий АК-состав (отсюда и их обозначение - Variable), что позволяет им связывать разные Аг.
- Гипервариабельные участки. Внутри V-доменов выделяют несколько (3-4) гипервариабельных участков: HV1, HV2, HV3, HV4 (HV - от Hypervariable). Другое обозначение - CDR (Complementarity Determining Regions), т.е. области молекулы Ig, определяющие её комплементарность Аг.
- Каркасные области. Промежутки между гипервариабельными участками HV или CDR обозначают как FR (Framework Regions), т.е. каркасные области. Их также 4: FR1, FR2, FR3 и FR4. Помимо чисто «скелетной», им случается выполнять и другие функции, отличные от связывания с Аг: FR-участки V-области молекул Ig могут обладать ферментативной (протеазной и нуклеазной) активностью, связывать ионы металлов и суперантигены.
• C-домены. Остальные домены имеют строго инвариантный для каждого изотипа иммуноглобулинов АК-состав и называются C-доменами (от Constant).
- В C-доменах и в FR-участках V-доменов содержатся одинаковые АК-последовательности, что рассматривают как молекулярное свидетельство генетической общности. - Гомологичные последовательности АК присутствуют (помимо Ig) и в молекулах других белков, которые объединяют с Ig в одно молекулярное надсемейство - надсемейство иммуноглобулинов (см. выше и рис. 5.1). Большое количество возможных комбинаций L- и H-цепей со- здаёт многообразие АТ каждого индивидуума.
• Формы иммуноглобулинов. Молекулы Ig одной и той же специфичности по Аг присутствуют в организме в 3 формах: растворимой, трансмембранной и связанной.
• Растворимая. В крови и других биологических жидкостях (секретируемый клеткой Ig).
• Трансмембранная. На мембране В-лимфоцита в составе Рц В- лимфоцитов для Аг - BCR (B-Cell Receptor). Трансмембранные формы всех классов Ig (включая IgM и IgA) - мономеры.
• Связанная, т.е. в связи с клетками (макрофагами, нейтрофилами, эозинофилами), но не в трансмембранном варианте, а связанные FCR клетки за Fc-конец. Все АТ, кроме IgE, могут фиксироваться FcR клеток только в комплексе с Аг.
Связывание антигена
Гипервариабельные участки V-области АТ (как и TCR) непосредственно и комплементарно связывают Аг с помощью ионных, ван-дер-ваальсовых, водородных и гидрофобных взаимодействий (сил, связей).
• Эпитоп (антигенная детерминанта - см. выше) - участок молекулы Аг, который непосредственно вступает в ионные, водородные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные связи с активным центром Fab-фрагмента.
• Сродство между Аг и АТ количественно характеризуют понятиями «аффинность» и «авидность».
• Аффинность. Силу химической связи одного антигенного эпитопа с одним из активных центров молекулы Ig называют аффинностью связи АТ с Аг. Аффинность количественно принято оценивать по константе диссоциации (в моль-1) одного антигенного эпитопа
с одним активным центром.
Так как у цельных молекул мономерных Ig имеется по два потенциально равнодееспособных симметрично расположенных активных центра для связывания Аг, у димерного IgA - 4, а у пентамерного IgM - 10, скорость диссоциации цельной молекулы Ig со всеми связанными эпитопами меньше, чем скорость диссоциации одного из активных центров.
• Авидность. Силу связи цельной молекулы АТ со всеми антигенными эпитопами, которые ей удалось связать, называют авидностью связи АТ с Аг.
ГЕНЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ
Зародышевые гены иммуноглобулинов. У здорового человека B-лим- фоциты в течение жизни создают несколько миллионов вариантов АТ, связывающих разные Аг (потенциально 1016 Аг). Никакой геном физически не несёт столько различных структурных генов. Количество наследуемого от родителей генетического материала (ДНК), определяющего биосинтез АТ, не так уж и велико - немногим более 120 структурных генов. Это наследуемое множество генов - зародышевые гены Ig (зародышевая конфигурация генов).
Гены вариабельных доменов
Во всех соматических клетках, включая СКК, гены Ig находятся именно в зародышевой конфигурации, где гены V-участков представлены в виде отдельных сегментов, расположенных друг относительно друга на уловимом расстоянии и сгруппированных в несколько кластеров: собственно V (вариабельный), J (связующий), а у тяжёлых цепей также D (от англ. Diversity - разнообразие).
Процесс генерации разнообразия структурных генов для миллионов вариантов V-участков молекул Ig продолжается в течение всей жизни в процессе дифференцировки B-лимфоцитов и является запрограммированно случайным. В его основе лежат три механизма, свойственные только генам Аг-связывающих молекул (Ig, TCR): соматическая рекомбинация, неточность связи V-D-J и гипермутагенез.
• Соматическая рекомбинация. Феномен соматической рекомбинации ДНК заключается в том, что на самом раннем этапе дифференцировки лимфоцитов начинается сложный генетический процесс объединения сегментов ДНК, предназначенных для коди-
рования разных частей молекулы Ат-связывающих молекул - V- и C-доменов. В непрерывную последовательность ДНК соединяются по одному сегменту из V-, D- и J-областей, при этом в каждом отдельном B-лимфоците возникает уникальная комбинация VDJ для тяжёлой цепи и VJ - для каждой из лёгких цепей. Вся остальная ДНК зародышевого гена выбрасывается из генома в виде кольцевых ДНК.
♦ Число возможных комбинаций можно подсчитать. Для κ-цепи из 40 V-сегментов и 5 J-сегментов может получиться 40*5 = 200 вариантов V-области; для λ-цепи - 30*4 = 120 вариантов; всего для лёгких цепей 320 вариантов; для тяжёлой цепи 50V*30D*6J = 9000 вариантов Аг-связывающих областей. В цельной молекуле Ig разные лёгкие и тяжёлые цепи объединяются в тетрамер также случайным образом (по крайней мере теоретически). Число случайных сочетаний из 320 и 9000 - около 3x106.
♦ Рекомбиназы. Рекомбинацию ДНК Ig катализируют специальные ферменты - рекомбиназы. Они же катализируют рекомбинацию ДНК генов TCR в T-лимфоцитах, т.е. рекомбиназы - уникальные ферменты лимфоцитов. Но в B-лимфоцитах эти ферменты не «трогают» гены TCR, а в T-лимфоцитах «обходят» гены Ig. Следовательно, до начала процесса перестройки ДНК в клетке уже существуют регуляторные белки - различные у T- и B-лимфоцитов.
• Неточность связи V-D-J. Под неточностью связи V-D-J понимают тот факт, что при формировании этих связей происходит добавление лишних нуклеотидов. Их два «сорта»: P-нуклеотиды и N-нуклеотиды.
♦ Нуклеотиды P (от англ. Palindromic sequences - зеркальные последовательности) возникают на концах сегментов при вырезании одноцепочечных петель ДНК и «достройки хвостов» ферментами репарации ДНК.
♦ Нуклеотиды N (от Nontemplate-encoded - нематрично кодируемые), характерные только для тяжёлых цепей, случайным образом пристраиваются к ДНК специальным ферментом - терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой.
♦ С учётом присоединения N- и P-нуклеотидов число вариантов антигенсвязывающих областей цельных молекул Ig оказывается порядка 1013. Если учесть аллельные варианты V-, D- и J-сегментов, то мыслимое разнообразие составит около 1016 (в действительности это число меньше, так как в организме нет
такого количества лимфоцитов). ♦ «Платой» за эти попытки увеличить разнообразие Аг-связы-
вающих областей АТ в 2/3 случаев является непродуктивная
рекомбинация генов, т.е. сдвиг рамки считывания, делающий
• невозможной трансляцию белка. Гипермутагенез - запланированное повышение частоты точечных мутаций - отличает гены иммуноглобулинов даже от генов TCR. Гипермутагенез имеет место только в В-лимфоцитах во время иммуногенеза (т.е. после состоявшегося распознавания Аг и начавшегося иммунного ответа) в лимфоидных фолликулах периферических лимфоидных органов и тканей (лимфатических узлов, селёзенки, диффузных скоплений). Частота точечных мутаций в генах V-Ig достигает одного нуклеотида из 1000 на один митоз (т.е. каждый второй В-лимфоцит клона в зародышевом центре приобретает точечную мутацию в V-Ig), тогда как для всей остальной ДНК она на 9 порядков ниже.
Гены константных доменов
Структурные гены константных частей полипептидных цепей Ig расположены в тех же хромосомах, что и V-, D- и J-гены, «ниже по течению», т.е. к 3'-концу от J-сегментов.
Завершившие лимфопоэз B-лимфоциты (независимо от Аг-специфичности) экспрессируют иммуноглобулины только классов M и D (IgM и IgD). При этом мРНК транскрибируется в виде непрерывного первичного транскрипта с перестроенных генов VDJ и Cμ-Cδ. При этом ДНК остальных C-генов других изотипов остаётся целой и невредимой. В результате альтернативного сплайсинга первичного транскрипта образуются мРНК отдельно для тяжёлых цепей IgM и IgD, которые и транслируются в белок. Этим процессом заканчивается полноценный лимфопоэз В-лимфоцитов.
Рис. 5.5. Структура генов тяжёлой (Н) цепи иммуноглобулинов человека.
Переключение изотипов иммуноглобулинов
• В процессе развития иммунного ответа, т.е. после распознавания Аг и под воздействием определённых цитокинов и молекул клеточной мембраны T-лимфоцитов может происходить переключение синтеза Ig на другие изотипы - IgG, IgE, IgA (рис. 5.6). Переключение изотипа тяжёлой цепи тоже идёт по механизму рекомбинации ДНК: к ранее перестроенной комбинации VDJ присоединяется один из C-генов тяжёлой цепи (либо Сγ1, либо Сγ2, либо Сγ3, либо Сγ4, либо Сε, либо Сα1, либо Сα2). При этом ДНК разрывается по областям переключения - SR (Switch Region),
Рис. 5.6. Рекомбинация ДНК при переключении изотипов иммуноглобулинов B-лимфо- цитов.
расположенным в интронах перед каждым C-геном (за исключением Сδ).
ДНК C-генов, предшествующих задействованному, элиминируется в виде кольцевых структур, поэтому дальнейшее переключение изотипа возможно только по направлению к 3'-концу.
B-ЛИМФОЦИТЫ Рецептор BCR
Молекула Ig способна связывать Аг как в растворе, так и будучи связанной с клеткой, но для формирования полноценного клеточного Рц для Аг (BCR) необходимы ещё два полипептида, называемые (на наш взгляд, неудачно) Igα (CD79a) и Igβ (CD79b). Все шесть полипетидньгх цепей BCR показаны на рис. 5.7.
• Внеклеточный домен. Igα и Igβ имеют по одному внеклеточному домену, которым они прочно, но нековалентно связаны с тяжёлыми цепями иммуноглобулинового компонента BCR.
• Цитоплазматические активирующие последовательности. В цитоплазматических участках Igα и Igβ присутс-
Рис. 5.7. Рецептор для антигена B-лимфоцита.
твуют характерные последовательности АК-остатков, называемые иммунорецепторными тирозинсодержащими активирующими последовательностями (ITAM - Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif); такие же последовательности присутствуют в проводящих сигнал компонентах Рц T-клеток для Аг. Активация B-лимфоцита. Для эффективной активации В-клетки через BCR необходима перекрёстная «сшивка» Аг нескольких BCR. Для этого молекула Аг должна иметь повторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Дальнейшие события активации B-лимфоцита показаны на рис. 5.8.
Рис. 5.8. Активация B-лимфоцита: внутриклеточная передача «сигнала».
Корецепторный комплекс
Повторяющиеся эпитопы есть не на каждом Аг; следовательно, не каждый Аг способен вызвать перекрёстную сшивку BCR, поэтому необходим дополнительный корецепторный комплекс мембранных молекул, связанных с внутриклеточными системами проведения сигналов. В этот комплекс входят по крайней мере три мембранные
молекулы: CD19, CR2 (CD21) и TAPA-1 (CD81).
• CR2 - Рц для компонентов комплемента. Связывание Рц с продуктами деградации C3b, C3dg и C3bi вызывает фосфорилирование молекулы CD19 ассоциированными с BCR киназами.
• CD19. Фосфорилированная молекула CD19 активирует фосфати- дилинозит-3-киназу и молекулу vav (многофункциональная молекула проведения внутриклеточных сигналов), которые усиливают активационные реакции, инициированные BCR (рис. 5.8).
• TAPA-1 (Target of Antiproliferative Antibody - мишень для антипролиферативных АТ) в мембране физически примыкает к CD19 и CR2, но роль этой молекулы неизвестна.
Дифференцировка B-лимфоцитов
Дифференцировка B-лимфоцитов из общей лимфоидной клетки-предшественника (потомка СКК) состоит из следующих этапов и процессов: - перестройка генов Ig и интеграция их продуктов в клеточный метаболизм; - экспрессия генов молекул, обеспечивающих проведение сигнала с BCR внутрь клетки; - экспрессия генов мембранных молекул, необходимых для взаимодействия с другими клетками (в первую очередь с T-лимфоцитами и ФДК); - экспрессия на мембране корецепторных комплексов.
B2-лимфоциты
• Этапы B2-лимфопоэза. В лимфопоэзе B2-лимфоцитов выделяют 6 этапов: общая лимфоидная клетка-предшественник → ранняя про-B-клетка → поздняя про-B-клетка → большая пре-B-клет- ка → малая пре-B-клетка → незрелая B-клетка → зрелая неиммунная B-клетка (выходит из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань).
♦ Общая лимфоидная клетка-предшественник. Экспрессируется несколько молекул адгезии, обеспечивающих оседлость в течение необходимого периода времени в костном мозгу, среди них VLA-4 (Very Late Activation Antigen-4 - очень поздний активационный Аг 4), лигандом которого на клетках стромы является VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1 - моле- кула-1 адгезии к стенке сосуда).
♦ Ранняя про-B-клетка. Происходит перестройка D-J в генах тяжёлых цепей, причём на обеих гомологичных хромосомах. В этой стадии (помимо молекул адгезии) экспрессируется Рц c-kit (CD117) для первого фактора роста - мембранной молекулы клеток стромы SCF - стволовоклеточного фактора.
Это взаимодействие обеспечивает надлежащее число митозов предшественников B-лимфоцитов, ещё не поделённых на клоны по Рц для Аг.
♦ Поздняя про-B-клетка. Происходит рекомбинация ДНК V-DJ сначала на одной из гомологичных хромосом. Если она окажется непродуктивной, то та же попытка делается на второй гомологичной хромосоме. Если перестройка на первой хромосоме продуктивна, вторая хромосома использована не будет.
- Как только в клетке происходит трансляция полипептида тяжёлой цепи, он экспрессируется на мембране в составе так называемого пре-B-Рц. Его экспрессия транзиторна, но абсолютно необходима для правильной дифференцировки B-лимфоцитов.
- На поздней про-B-клетке также экспрессируются Рц для цитокинов ИЛ-7 и SDF-1, секретируемых клетками стромы и вызывающих пролиферацию и накоплению «полуклонов» B-лимфоцитов (про-B- и больших пре-B-клеток) с уже известной специфичностью по тяжёлой цепи, но ещё неизвестной - по лёгкой. Это тоже увеличивает разнообразие молекул Ig: с одной и той же тяжёлой цепью будет сочетаться больше разных вариантов лёгких цепей.
♦ Пре-B-клетка. Происходит перестройка V-J лёгких цепей (сначала одной из цепей - κ или λ) на одной из гомологичных хромосом. Если продуктивная перестройка не получится с первой попытки, предпринимаются следующие. Клетки, в которых не получилось ни одной продуктивной перестройки в генах тяжёлых и лёгких цепей, погибают по механизму апоптоза - явления, весьма распространённого среди лимфоцитов.
♦ Незрелый B-лимфоцит. Уже экспрессируется дефинитивный BCR состава: L-цепь + μ-цепь + Igα + Igβ.
• Развитие толерантности. На стадии незрелых B-лимфоцитов начинается также развитие толерантности к собственным тканям организма. Для этого предусмотрено три механизма: делеция аутореактивных клонов, ареактивность (анергия) и «редактирование» Рц по антигенной специфичности. Первые два механизма продолжают действовать и по выходе лимфоцита из костного мозга, т.е. при контакте со значительными количествами аутоантигенов.
♦ Делеция клонов. Связывание мембранного Аг незрелой B-клеткой (имеется Аг-распознающий Рц с IgM, но ещё нет Рц с IgD) является сигналом для апоптоза. Таким образом удаляются
B-лимфоциты, несущие Рц, способные связывать белки собственных тканей.
♦ Ареактивность. Связывание незрелого B-лимфоцита с растворимым Аг не приводит к апоптозу, но лимфоцит приходит в состояние анергии, т.е. вместо активации лимфоцита к иммунному ответу блокируется проведение сигнала.
♦ «Редактирование» рецепторов происходит в небольшой части незрелых B-клеток, в которых ещё активны рекомбиназы. В этих клетках связывание IgM в составе BCR на поверхности незрелого B-лимфоцита с Аг является сигналом для запуска нового процесса рекомбинации VDJ/VJ на второй из двух гомологичных хромосом: если «повезёт», новая комбинация не будет аутореактивной.
• Маркёр завершения B-лимфопоэза (образования зрелого неиммунного B-лимфоцита, готового к выходу из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань) - одновременная экспрессия (коэкспрессия) на мембране 2-х типов BCR - с IgM и IgD (причём IgD больше, чем IgM).
• Иммуногенез. После распознавания Аг и вступления в иммунный ответ B-лимфоцит проходит в фолликулах периферических лимфоидных органов и тканей ещё две стадии додифференцировки, которые называют иммуногенезом.
♦ Пролиферация центробластов. В фолликулах B-лимфоциты, называемые на этой стадии центробластами, интенсивно пролиферируют, удерживаясь связями со специальными клетками стромы - дендритными клетками фолликулов (ФДК).
о На ФДК экспрессированы необычные Рц для иммуноглобулинов (FcR), способные продолжительное время (дни, месяцы, возможно, годы) удерживать комплекс Аг-АТ на мембране клетки.
о В центробластах происходит возрастание аффинности АТ в отношении своего Аг по механизму гипермутагенеза, так как на этом этапе дифференцировки выживают те из вновь мутировавших B-лимфоцитов, у которых аффинность BCR к Аг на поверхности ФДК выше.
♦ Выбор дальнейшего пути. На второй стадии иммуногенеза происходит выбор: B-лимфоцит становится либо B-лимфоцитом памяти (дифференцированный резерв на случай повторной встречи с тем же Аг), либо плазмоцитом - терминальным продуцентом больших количеств секретируемых АТ заданной специфичности
(рис. 5.9).
Рис. 5.9. B-лимфоцит и плазматическая клетка.Активированные B-лимфоциты, т.е. получившие информацию о структуре конкретной антигенной детерминанты и сигнал к пролиферации, размножаются и додифференцируются. Совокупность окончательно дифференцированных потомков B-лимфоцита составляет клон плазматических клеток, синтезирующих АТ (Ig) именно к этой и только к этой антигенной детерминанте. Обратите внимание, что в цитоплазме плазматической клетки находится огромное количество синтезирующего белок (Ig) аппарата - гранулярной эндоплазматической сети. На мембране плазмоцита уже нет ни Ig, ни MHC-II, в них прекращается переключение классов Ig и гипермутагенез, а продукция АТ уже не зависит от контакта с Аг и взаимодействий с T-лимфоцитами.
Описанный путь дифференцировки характерен для B2-лимфоцитов, которые давно известны и хорошо изучены. Однако, существует и другая субпопуляция B-лимфоцитов - B1-клетки.
B1-лимфоциты
• Клетки-предшественники B1-лимфоцитов отселяются из кроветворной ткани в брюшную и плевральную полости ещё в эмбриональном периоде, поэтому их пул у взрослых за счёт костного мозга не пополняется.
• Предназначение B1-лимфоцитов - быстрая реакция на «просачивающиеся» в прибарьерные полости инфекционные микроорганизмы из числа широко распространённых.
• АТ B1-лимфоцитов не очень разнообразны, но полиспецифичны. Почти все они относятся к IgM, распознаваемые ими Аг - наиболее распространённые соединения клеточных стенок бактерий.
• Преобладающая часть Ig сыворотки крови здорового человека синтезируется именно B1-лимфоцитами.
Конститутивные иммуноглобулины
Ещё до встречи с каким бы то ни было внешним Аг, в крови и биологических жидкостях организма уже присутствуют так называемые нормальные (конститутивные) иммуноглобулины. У взрослых большинство из них относится к IgG, но есть также IgA и IgM. Эти АТ способны связывать множество Аг (как ауто-, так и экзогенных). Мишенями для нормальных Ig могут быть: другие иммуноглобулины; TCR; молекулы CD4, CD5 и HLA-I; FcγR; лиганды для молекул межклеточной адгезии и др.
Функции нормальных АТ. Есть основания полагать, что нормальные АТ выполняют ряд весьма важных для здоровья организма функций: - «первая линия обороны» против инфекций; - удаление из организма отживших клеток и продуктов катаболизма; - представление Аг для T-лимфоцитов; - поддержание гомеостаза аутоиммунной реактивности; - противовоспалительное действие (нейтрализация суперантигенов; индукция синтеза противовоспалительных цитокинов; аттенуация комплементзависимого повреждения тканей и др.).
Основное предназначение T-лимфоцитов - распознавание поверхностных структур собственных клеток организма. Если что-то на поверхности своих клеток будет «раздражать» T-лимфоцит (например, примесь вирусных пептидов), то он постарается организовать уничтожение повреждённой клетки.
• В отличие от B-лимфоцитов, T-лимфоциты не продуцируют растворимых форм Аг-распознающих молекул и всегда «работают» собственным «клеточным телом». Более того, большинство T-лим- фоцитов не способны распознавать и связывать растворимые Аг.
• Для того чтобы T-лимфоцит «обратил на Аг своё внимание», другие клетки должны каким-то образом пропустить Аг через себя и выставить его на своей мембране в комплексе с MHC-I/II. Это и есть феномен представления Аг T-лимфоциту. Распознавание такого комплекса T-лимфоцитом - двойное распознавание, или MHC-рестрикция T-лимфоцитов.
рецептор для антигена t-лимфоцитов
Антигенраспознающие Рц T-лимфоцитов - TCR-принадлежат к надсемейству иммуноглобулинов (см. рис. 5.1). Выступающий над поверхностью клетки Аг-распознающий участок TCR - гетеродимер (т.е. состоит из двух разных полипептидных цепей) - аналог одного Fab-фрагмента Ig. Известны два варианта TCR, обозначаемые как TCRαβ и TCRγδ; эти варианты различаются составом полипептидных цепей Аг-распознающего участка. Каждый T-лимфоцит несёт только один вариант Рц. Tαβ стали известны раньше и изучены подробнее, чем Tγδ; поэтому строение Рц T-лимфоцитов для Аг удобнее описывать на примере TCRαβ. Полностью трансмембранно расположенный TCR состоит из 8 или 10 (одна или две пары α + β плюс комплекс «2ε + δ + γ + 2ζ») полипептидных цепей (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Рецептор TCRap T-лимфоцитов для антигена.
Аг-связывающая область рецептора формируется α- и β-цепями; цепи γ, δ, ε (вместе их называют комплексом CD3) необходимы для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и, вероятно, проведения сигнала внутрь клетки; ζ-цепь, самая «внутриклеточная», обеспечивает проведение сигнала внутрь клетки.
• Трансмембранные цепи α и β TCR. Это 2 примерно равновеликие полипептидные цепи - α (молекулярная масса 40-60 тыс., кислый гликопротеин) и β (молекулярная масса 40-50 тыс., нейтральный или основный гликопротеин). Каждая из этих цепей имеет по два гликозилированных домена во внеклеточной части Рц, гидрофобную (положительно заряженную за счёт остатков лизина и аргинина) трансмембранную часть и короткий (из 5-12 остатков АК) цитоплазматический участок. Внеклеточные части обеих цепей соединены одной дисульфидной связью.
♦ V-область. Наружные внеклеточные (дистальные) домены обеих цепей имеют вариабельный АК-состав. Они гомологичны V-об- ласти молекул Ig, это V-область TCR. Именно V-области α- и β-цепей вступают в связь с комплексом «MHC-I/II-пептид».
♦ C-область. Проксимальные домены обеих цепей гомологичны константным областям Ig, это C-области TCR.
♦ Короткий цитоплазматический участок (как α-, так и β-цепи) не может самостоятельно обеспечить проведение сигнала внутрь клетки. Для этого служат 6 дополнительных полипептидных цепей: γ , δ, две ε и две ζ.
• Комплекс CD3. Цепи γ, δ, ε (вместе их называют комплексом CD3) необходимы для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и, вероятно, проведения сигнала внутрь клетки. Комплекс CD3 состоит из внеклеточной, трансмембранной (отрицательно заряженной и
потому электростатически связанной с трансмембранными участками α- и β-цепей) и цитоплазматической частей.
♦ ζ-Цепи соединены между собой дисульфидным мостиком и, будучи по большей частью расположены в цитоплазме, осуществляют проведение сигнала внутрь клетки.
♦ ITAM-последовательности. Цитоплазматические участки полипептидных цепей γ, δ, ε и ζ содержат АК-последовательности ITAM (1 в γ- и δ-цепях, 2 в ε-цепях, 3 в каждой ζ-цепи), которые взаимодействуют с тирозинкиназами цитозоля (активация этих ферментов и составляет начало биохимических реакций по проведению сигнала).
В связывании Аг участвуют ионные, водородные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные силы, конформация Рц при этом существенно изменяется. Каждый TCR потенциально способен связывать порядка 105 разных Аг, причём не только родственные по строению (пере- крёстно реагирующие), но и не имеющие гомологии в структуре.
Гены TCR
• Гены α-, β-, γ- и δ-цепей (рис. 6.2) гомологичны генам Ig и претерпевают при дифференцировке T-лимфоцитов соматическую рекомбинацию ДНК, что теоретически обеспечивает генерацию порядка 1016-1018 вариантов антигенсвязывающих центров (реально это разнообразие ограничено числом лимфоцитов в организме до 109). Гены α-цепи имеют 70-80 V-сегментов, 61 J- и один C-сегмент.
Рис. 6.2. Гены α- и β-цепей рецептора T-лимфоцитов для антигена.
• Гены β-цепи содержат 52 V-сегмента, 2 D-сегмента, 13 J-сегментов, и 2 С-сегмента.
• Гены δ-цепи. Между V- и J-сегментами α-цепи расположены гены D-, J- и С-сегментов δ-цепи TCRγδ. V-сегменты δ-цепи «вкраплены» среди V-сегментов α-цепи.
• Гены γ-цепи TCRγδ имеют 2 С-сегмента, 3 J-сегмента перед первым С-сегментом и 2 J-сегмента перед вторым С-сегментом, 12 V-сегментов.
Перестройка генов
• Рекомбинация ДНК происходит при объединении V-, D- и J- сегментов и катализируется тем же комплексом рекомбиназ, что и при дифференцировке B-лимфоцитов.
• После перестройки VJ в генах α-цепи и VDJ в генах β-цепи, а также присоединения некодируемых N- и P-нуклеотидов с ДНК транскрибируется РНК. Объединение с С-сегментом и удаление лишних (неиспользуемых) J-сегментов происходит при сплайсинге первичного транскрипта.
• Гены α-цепи могут перестраиваться неоднократно при уже правильно перестроенных и экспрессированных генах β-цепи, поэтому есть некоторая вероятность того, что одна клетка может нести более одного варианта TCR.
• Соматическому гипермутагенезу гены TCR не подвергаются.
Корецепторные молекулы CD4 и CD8
Помимо самого TCR, каждый зрелый T-лимфоцит экспрессирует одну из так называемых корецепторных молекул - CD4 или CD8, которые также вступают в связь с молекулами MHC на АПК или клетках-мишенях. Каждая из них имеет цитоплазматический участок, связанный с тирозинкиназой Lck, и, вероятно, вносит свой вклад в проведение сигнала внутрь клетки при состоявшемся распознавании Аг.
• CD4 вступает в связь с инвариантной частью (β2-доменом) молекулы MHC-II (принадлежит к надсемейству Ig, см. рис. 5.1Б). CD4 имеет молекулярную массу 55 тыс. и 4 домена во внеклеточной части. При активации T-лимфоцита одну молекулу TCR «обслуживают» две молекулы CD4 (вероятно, происходит димеризация молекул CD4).
• CD8 связывается с инвариантной частью (α3-доменом) молекулы MHC-I (принадлежит к надсемейству Ig, см. рис. 5.1А). CD8 - гетеродимер цепей α и β, соединённых дисульфидной
связью. В некоторых случаях обнаруживают гомодимер из 2-х α-цепей, который также может взаимодействовать с MHC-I. Во внеклеточной части каждая из цепей имеет по одному иммуноглобулиноподобному домену.
ПРОВЕДЕНИЕ СИГНАЛА С ИММУНОРЕЦЕПТОРОВ ЛИМФОЦИТОВ
Рецепторы лимфоцитов для Аг (TCR и BCR) имеют ряд общих закономерностей регистрации и проведения в клетку активационных сигналов (см. рис. 5.8).
• Кластеризация рецепторов. Для активации лимфоцита необходима кластеризация Рц и корецепторов, т.е. «сшивка» нескольких Рц одним Аг.
• Тирозинкиназы. В проведении сигнала играют значительную роль процессы фосфорилирования/дефосфорилирования белков по остатку тирозина под действием тирозинкиназ и тирозинфосфатаз, ведущие к активации или инактивации этих белков. Эти процессы легко обратимы и «удобны» для быстрых и гибких реакций клетки на внешние сигналы.
• Киназы Src. Богатые тирозином ITAM-последовательности цитоплазматических участков иммунорецепторов подвергаются фосфорилированию под действием нерецепторных (цитоплазматических) тирозинкиназ семейства Src (Fyn, Blk, Lyn в B-лимфоцитах, Lck и Fyn - в T-лимфоцитах).
♦ Активность киназ Src зависит от состояния С-концевого участка молекулы: его фосфорилирование под действием киназы Csk инактивирует, дефосфорилирование трансмембранной тирозинфосфатазой CD45 - активирует фермент.
♦ Другой механизм регуляции активности киназ Src - их ковалентное связывание с убиквитином через адаптерный белок Cb1. Связывание с убиквитином «направляет» всякий белок на деградацию в протеосомах.
• Другие киназы. Киназы Syk (в B-лимфоцитах) и ZAP-70 (в T- лимфоцитах), связываясь с фосфорилированными ITAM-после- довательностями, активируются и начинают фосфорилировать адапторные белки: LAT (Linker for Activation of T cells) и SLP-76 (Syk), BLNK и SLP-65 (ZAP-70).
• Фосфолипаза Cγ (см. рис. 4.3). Киназы семейства Tec (Btk в B- лимфоцитах, Itk - в T-лимфоцитах) связывают адаптерные белки
и активируют фосфолипазу Cγ (PLCγ).
♦ PLCγ расщепляет фосфатидилинозитдифосфат (PIP2) клеточной мембраны на фосфатидилинозиттрифосфат (PIP3) и диацилглицерин (DAG).
♦ DAG остаётся в мембране и активирует протеинкиназу С (PKC) - серин/треониновую киназу, которая активирует эволюционно «древний» фактор транскрипции NFkB.
♦ PIP3 связывается со своим Рц в эндоплазматическом ретикулуме и высвобождает ионы кальция из депо в цитозоль.
♦ Свободный кальций активирует кальцийсвязывающие белки - кальмодулин, который регулирует активность ряда других белков, и кальциневрин, который дефосфорилирует и тем самым активирует ядерный фактор активированных T-лимфоцитов NFAT (Nuclear Factor of Activated T-cells).
• Малые G-белки Ras в неактивном состоянии связаны с ГДФ, но адаптерные белки заменяют последний на ГТФ, чем переводят Ras в активное состояние.
♦ Ras обладает собственной ГТФ-азной активностью и быстро отщепляет третий фосфат, чем возвращает себя в неактивное состояние (самоинактивируется).
♦ В состоянии кратковременной активации Ras успевает активировать очередной каскад киназ, называемых MAP (MitogenActivated Protein kinase), которые в итоге активируют фактор транскрипции АP-1 (Activator Protein-1) в ядре клетки.
ДИФФЕРЕНЦИРОВКА T-ЛИМФОЦИТОВ
Процессы дифференцировки, происходящие в тимусе, изучены достаточно подробно и представляют следующую последовательность событий:
• Тимоциты дифференцируются из общей клетки-предшественника, которая ещё вне тимуса экспрессирует такие мембранные маркёры как CD7, CD2, CD34 и цитоплазматическую форму CD3.
• Коммитированная к дифференцировке в T-лимфоцит клеткапредшественник мигрирует из костного мозга в субкапсулярную зону коры тимуса, где примерно в течение 1 нед происходит медленная пролиферация клеток. На тимоцитах появляются новые мембранные молекулы CD44 и CD25.
• Затем клетки перемещаются несколько вглубь коры тимуса, молекулы CD44 и CD25 исчезают с их мембраны. В этой стадии
начинается перестройка генов β-, γ- и δ-цепей TCR. Если гены γ- и δ-цепей успевают продуктивно (т.е. без сдвига рамки считывания) перестроиться раньше, чем гены β-цепи, то лимфоцит дифференцируется далее как Tγδ. В противном случае происходит экспрессия β-цепи на мембране в комплексе с pTα (инвариантной суррогатной цепью, заменяющей на этом этапе настоящую α-цепь) и CD3. Это служит сигналом к прекращению перестройки генов γ- и δ-цепей. Клетки начинают пролиферировать и экспрессировать одновременно CD4 и CD8 (дважды позитивные тимоциты). При этом накапливается масса клеток с уже готовой β-цепью, но с ещё не перестроенными генами α-цепи, что вносит свой вклад в разнообразие α-β-гетеродимеров.
• На следующем этапе клетки перестают делиться и начинают перестраивать Vα-гены, причём несколько раз в течение 3-4 сут. Перестройка генов α-цепи приводит к необратимой делеции δ-локуса, расположенного между сегментами генов α-цепи.
• Происходит экспрессия TCR с каждым новым вариантом α-цепи, и отбор (селекция) тимоцитов по силе связывания с комплексом «пептид-MHC» на мембранах эпителиальных клеток тимуса.
♦ Позитивная селекция: погибают тимоциты, не связавшие ни одного из доступных комплексов «пептид-MHC». В результате позитивной селекции в тимусе погибает около 90% тимоцитов.
♦ Негативная селекция уничтожает клоны тимоцитов, связывающих комплексы «пептид-MHC» со слишком высокой аффинностью. Негативная селекция элиминирует от 10 до 70% клеток, прошедших позитивную селекцию.
♦ Тимоциты, связавшие какой-либо из комплексов «пептид- MHC» с правильной (т.е. средней по силе) аффинностью, получают сигнал на выживаниеи продолжают дифференцировку.
• На короткое время с мембраны тимоцитов исчезают обе корецепторные молекулы, а затем экспрессируется одна из них: тимоциты, распознавшие пептид в комплексе с MHC-I, экспрессируют корецептор CD8, а с MHC-II - корецептор CD4. Соответственно, на периферию выходят (в соотношении около 2:1) T-лимфоциты двух типов: CD8+ (или Т8) и CD4+ (или Т4), функции которых в предстоящих иммунных ответах различны.
♦ CD8+ T-лимфоциты выполняют функции цитотоксических T-лимфоцитов (ЦТЛ), или «перфорин-гранзимовых киллеров». Своим «клеточным телом» они непосредственно убивают клетки, на мембране которых они распознали Аг.
Рис. 6.3. Механизм воздействия цитотоксического T-лимфоцита на клетку-мишень. В
киллере гранулы с перфорином в ответ на увеличение концентрации Са2+ сливаются с клеточной мембраной. Освободившийся перфорин встраивается в мембрану клетки-мишени с последующим образованием пор, проницаемых для гранзимов, воды и ионов. В результате клетка-мишень лизируется.
♦ CD4+ T-лимфоциты. Функциональная специализация иммунных CD4+ T-лимфоцитов более разнообразна. Из них могут развиться перфорин-гранзимовые цитотоксические T- лимфоциты - CD4+ ЦТЛ (в частности, такие T-лимфоциты обнаружены в значительных количествах в коже больных с синдромом Лайелла). По-видимому, существенная часть CD4+ T-лимфоцитов в процессе развития иммунного ответа становится T-хелперами - «профессиональными» продуцентами цитокинов, «нанимающими» для разрушения повреждённых патогеном тканей другие клетки-исполнители.
• Иммунное отклонение. Изменение терминальной дифференцировки иммунных CD4+ T-лимфоцитов в сторону преобладания той или иной субпопуляции в процессе развития иммунного ответа называют иммунным отклонением.
Субпопуляции T-хелперов
С конца 80-х годов XX века было принято выделять две субпопуляции T-хелперов (в зависимости от того, какой набор цитокинов они продуцируют) - Th1 и Th2. В несколько преобразованном варианте эта концепция (несмотря на значительную её условность) «прижилась» среди иммунологов и врачей, и её продолжают использовать, выделяя следующие виды Т4-лимфоцитов:
• Th0 - Т4-лимфоциты на ранних стадиях развития иммунного
ответа, они продуцируют только ИЛ-2 (митоген для всех лимфоцитов);
• Th 1 - дифференцированная субпопуляция иммунных Т4-лимфоци- тов, специализирующаяся на продукции ИФНγ (менеджер осуществляемого активированными макрофагами иммунного воспаления в виде гиперчувствительности замедленного типа - ГЗТ);
• Th2 - дифференцированная субпопуляция иммунных Т4-лимфо- цитов, специализирующаяся на продукции ИЛ-4 и его «дублёра» ИЛ-13 (менеджер иммунного ответа с преобладанием продукции IgE и зависящих от него вариантов иммунного воспаления);
• Th3 - иммунные Т4-лимфоциты на более поздних стадиях развития иммунного ответа, переключившиеся на продукцию трансформирующего фактора роста (ТФРβ) - ингибитора пролиферации лимфоцитов;
• Тг - Т4-регуляторы, продуценты иммуносупрессорных цитокинов - ИЛ-10 (ингибитора активности макрофагов и Th1) и ТФРβ . Возможно также, что на мембране Тг экспрессированы индукторы апоптоза активированных и отработавших лимфоцитов - FasL (Fas-лиганд) и др.
В последующем стало известно, что каждый зрелый иммунный Т4-лимфоцит в каждый момент времени продуцирует только один цитокин (лишь в редких случаях, возможно, два), поэтому в настоящее время большинство авторов предлагают говорить не о разных субпопуляциях иммунных Т4-лимфоцитов, а о разных типах иммунного ответа.
Типы иммунного ответа
Иммунный ответ типа I
• Свойства. Доминируют ИФНγ и активированные макрофаги. Со стороны T-лимфоцитов такому ответу способствуют не только CD4+ Th1, но и другие продуценты ИФНγ - CD8+-лимфоциты и NK.
• Биологические эффекты ИФНγ, направлены на уничтожение клеток, инфицированных изнутри: - прямой противовирусный эффект на уровне ферментов нуклеиновых кислот (2'-5'-оли- гоаденилатсинтетаза и др.); - сильная стимуляция макрофагов, соответственно повышенный синтез токсичных продуктов макрофагов; - стимуляция NK. - ИФНγ поддерживает переключение синтеза иммуноглобулинов в B-лимфоцитах на IgG, что активирует фагоциты (нейтрофилы и макрофаги), т.е. T-лимфо- циты - продуценты ИФН - обеспечивают макрофагальный и
цитотоксический характер иммунного воспаления повреждённых патогеном тканей.
• Патогистология. Иммунное воспаление типа I - это очаги ГЗТ, гранулемы и им подобные изменения в тканях.
Иммунный ответ типа II
• Характеристика. Иммунный ответ типа II - ответ, управляемый другими цитокинами (например ИЛ-4). Продуценты ИЛ-4: CD4+ Th2, «нулевые» (CD4/CD8) T-лимфоциты, тучные клетки.
♦ Th2-лимфоциты поддерживают переключение синтеза изотипов иммуноглобулинов в B-лимфоцитах на IgE, IgG4 и IgА. Клет- ки-партнёры для этих изотипов - тучные клетки, базофилы и эозинофилы. При их активации развиваются воспалительные процессы с выраженным вазоактивным компонентом и экссудацией или характерное эозинофильное воспаление.
♦ За исключением патологических случаев IgE-зависимых аллергических реакций, иммунный ответ типа II принято рассматривать как противовоспалительный.
Примеры иммунного воспаления. Патологические процессы с превалированием иммунного воспаления типа I (Th1) или II (Th2) перечислены ниже.
• Th1 (I) (макрофагальное воспаление - ГЗТ, гранулемы: тиреоидит Хасимото; офтальмопатия; сахарный диабет типа I; рассеянный склероз; ревматоидный артрит; гастрит (Helicobacter pylori); боррелиоз Лайма; хронический гепатит С; острое отторжение аллотрансплантата; острая болезнь «трансплантат против хозяина»; саркоидоз; апластическая анемия; привычные аборты.
• Th2 (II) (Th2-зависящее воспаление - экссудативное, эозинофильное и др.): корь, синдром Оменна, атопические заболевания; хроническая болезнь «трансплантат против хозяина»; аллергический кератоконъюнктивит.
Лимфоциты Tγδ и тимуснезависимые антигены
99% T-лимфоцитов, проходящих лимфопоэз в тимусе, - это Tαβ; менее 1% - Tγδ. Последние в большинстве своём дифференцируются экстратимически, в первую очередь в слизистых оболочках ЖКТ. Среди всех T-лимфоцитов организма их доля оценивается от 10 до 50%. В эмбриогенезе Tγδ появляются раньше, чем Tαβ.
• Tγδ не экспрессируют CD4. Молекула CD8 экспрессирована на части Tγδ, но не в виде αβ-гетеродимера, как на CD8+ Tαβ, а в виде гомодимера из двух α-цепей.
• Функции Tγδ: продуценты цитокинов и/или цитотоксические T-лимфоциты.
• Антигенраспознающие свойства: TCRγδ в большей степени напоминают Ig, чем TCRαβ , т.е. способны связывать нативные Аг независимо от классических молекул MHC - для Tγδ не обязателен или вовсе не нужен предварительный процессинг Аг в АПК.
• Разнообразие TCRγδ больше, чем TCRαβ и Ig, т.е. в целом Tγδ способны распознавать широкий спектр Аг (в основном это фосфолипидные Аг микобактерий, углеводы, белки теплового шока).
• Тимуснезависимые Аг. Вещества подобной химической природы не могут быть процессированы до комплексов с молекулами MHC-I/II из-за своих химических свойств и, следовательно, не могут быть представлены для распознавания и распознаны Tαβ-лимфоцитами. Такие вещества называют тимуснезависимыми Аг и делят на два класса.
♦ Тимуснезависимые Аг 1-го класса (ТН-1) индуцируют поликлональную активацию B-лимфоцитов и продукцию поликлональных иммуноглобулинов.Эти вещества ещё называют B-клеточными митогенами. Участие T-лимфоцитов при этом вообще не требуется.
Иммунный ответ B-лимфоцитов без участия T-лимфоцитов характеризуется рядом свойств: АТ только класса M (нет переключения классов), нет иммунологической памяти, нет «созревания» аффинности. Но у подобного ответа есть и преимущество: он развивается уже в первые 2 суток после проникновения Аг и начинает защищать организм в ранние сроки инфекции, пока тимусзависимого ответа ещё нет.
♦ Тимуснезависимые Аг 2-го класса (ТН-2): полисахариды бактериальных стенок, содержащие много повторяющихся структур. ТН-2 (в отличие от ТН-1) способны активировать только зрелые B-лимфоциты. В незрелых B-лимфоцитах повторяющиеся антигенные эпитопы индуцируют анергию или апоптоз. Именно по ТН-2 «специализируются» преимущественно B1-лимфоциты
(CD5+). Вероятно, именно в случае Аг ТН-2 имеет место взаимодействие B1-лимфоцитов с Tγδ-лимфоцитами или/и T-лимфоцитами TCRαβ/CD4-/CD8- (дважды негативными). Обе эти разновидности T-лимфоцитов связывают (распознают) полисахаридные Аг в комплексе с MHC-I-подобной молекулой CD1.
Так называемые лейкоцитарные Аг HLA (произносят как «эйч эль эй», от «Human Leukocyte Antigens») - гликопротеины, кодируемые генами главного комплекса гистосовместимости - MHC (произносят как «эм эйч си», от «Major Histocompatibility Complex») определяют биологическую индивидуальность каждого человека. Эти гликопротеины в иммунной системе выполняют важнейшую функцию: они участвуют в предъявлении антигенпредставляющими клетками (АПК) пептидных Аг T-лимфоцитам.
ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ
HLA-молекулы, кодируемые генами MHC, подразделяют на гликопротеины MHC класса I (HLA-A, HLA-B и HLA-C; эти гликопротеины представлены на поверхности всех соматических клеток, исключением являются клетки ворсинчатого трофобласта и эритроциты) и MHC класса II (HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR; экспрессированы преимущественно на мембране АПК - ДК, активированных макрофагов и В-лимфоцитов, а также на T-хелпе- рах; неиммунокомпетентные соматические клетки в нормальных условиях не экспрессируют молекулы MHC-II. Аг-распознающие молекулы T-лимфоцитов (по крайней мере TCRαβ) способны «увидеть» и связать Аг только в комплексе с молекулами MHC-I или MHC-II, в том числе и на поверхности клетоксвоего организма. Таким образом, природная функция белков MHC - представление пептидных Аг T-лимфоцитам.
Гены комплекса MHC
Комплекс MHC весьма значителен по размеру, включает около 2000 аллельных вариантов генов. Расположение в геноме локусов комплекса MHC человека схематически показано на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Расположение генов MHC в хромосоме 6 человека.
• MHC-I. Гены групп HLA-A, HLA-B и HLA-C кодируют молекулы MHC класса I.
• MHC-II. Гены групп HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR кодируют молекулы MHC класса II.
• MHC-III. Термин «MHC-III» обозначает область между MHC-I и MHC-II, здесь картированы гены, кодирующие некоторые компоненты системы комплемента (C4a и C4b, С2, фактора В), цитокинов - (TNF-α и лимфотоксина), 21-гидроксилазы (фермента, участвующего в биосинтезе стероидных гормонов) и др.
• Неклассические гены не принадлежат ни к одному из классов MHC. Описано 6 таких генов в области расположения генов MHC-I (Е, F, G, Н, J, X), и 6 - в области MHC-II (DM, DO, CLIP, TAP, LMP, LNA).
Трансмембранные гликопротеины MHC
• Молекула MHC-I (см. рис. 5.1A) состоит из двух полипептидных цепей - α- и β2-мик- роглобулина.
• α-Цепь состоит примерно из 325 АК-остатков, имеет молекулярную массу около 45 кД (килоДальтон) и содержит 3 внеклеточных домена (α1, α2, α3), трансмембранный участок и цитоплазматический участок из 55 АК-остатков. Домены α1 и α2 формируют углубление в виде желоба или «корзины», составляющего 0,25x0,1x0,11 нм для связывания пептидов Аг длиной 9-11 АК, предназначенного для распознавания T-лимфоцитами.
• С внеклеточными α-доменами нековалентно ассоциирована лёгкая полипептидная цепь с молекулярной массой 11,5 кД, называемая β2-микроглобулином (кодируется геном, расположенным вне комплекса MHC, в 15-й хромосоме).
• Молекулы MHC-II (см. рис. 5.1Б) - гетеродимеры из двух трансмембранных гликопротеинов: α-цепи (молекулярная масса 34 кД) и β- цепи (молекулярная масса 29 кД). Внеклеточная часть каждой цепи имеет два домена. Пептидсвязывающую щель формируют совместно α1- и β1-домены. В отличие от аналогичного углубления в составе гликопротеинов MHC-I, щель MHC-II открыта с обеих сторон, что позволяет связывать более длинные пептиды (15-30 АК).
Генетический полиморфизм
Гены комплекса MHC (в отличие от генов TCR и иммуноглобулинов) не подвергаются рекомбинации. Механизм их приспособления к неограниченному множеству потенциальных Аг заключается в их генетическом полиморфизме (кодоминантность, множественность аллелей, естественный отбор).
• Кодоминантность. Гены MHC кодоминантны, т.е. одновременно экспрессируются гены материнской и отцовской хромосом. Генов MHC-I по 3 (А, В, С) в каждой из гомологичных хромосом, генов MHC-II - также по 3 (DP, DQ, DR); следовательно, если у матери и отца нет одинаковых аллелей, то каждый человек имеет как минимум 12 различных основных аллелей каждого гена MHC классов I и II, вместе взятых.
• Множественность аллелей. Полиморфизм классических генов MHC (классов I и II) означает наличие в популяции множества аллелей - вариантов одноимённого гена у разных особей. Для отдельных локусов MHC известно более сотни аллельных вариантов. Каждый аллельный вариант молекулы MHC преимущественно связывает пептиды с определёнными «якорными» АК-остатками.
• Эволюционный отбор. Каждая особь потенциально способна развить защитный иммунный ответ только на те пептиды, которые способны связать гликопротеины MHC этой особи. Конкретные варианты MHC закрепляются в эволюции естественным отбором, и каждая отдельная особь оказывается приспособленной к региональным видам и штаммам инфекционных микроорганизмов, на защиту от которых шёл отбор MHC у предков.
• Неклассические гены MHC, видимо, не полиморфны или не столь полиморфны, как гены MHC классов I и II.
Комплексы «пептидный Аг-MHC-I» или «пептидный Аг-MHC-II)»
Формирование комплексов пептидных Аг с молекулами MHC раз-
ных классов происходит в различных клеточных компартментах.
• MHC-I «обслуживают» зону цитозоля, сообщающегося через ядерные поры с содержимым ядра. Здесь происходит фолдинг (принятие правильной конформации) синтезированных белковых молекул. При возникновении ошибок (в том числе и при синтезе вирусных белков) белковые продукты расщепляются в мультипротеазных комплексах (протеасомы). Образующиеся при этом пептиды связываются с молекулами MHC-I. В результате молекулы MHC-I представляют T-лимфоцитам внутриклеточно образующиеся пептидные Аг. Поэтому CD8+ T-лимфоциты, которые распознают комплексы Аг с MHC-I, участвуют в первую очередь в защите от вирусных, а также внутриклеточных бактериальных инфекций.
• MHC-II. Зона «обслуживания» MHC-II связана с внеклеточной средой, а также с клеточными органоидами (аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, эндосомы и фагосомы). Пептиды, образующиеся в данной зоне, имеют внеклеточное происхождение - это продукты протеолиза белков, захваченных клеткой посредством эндоцитоза или фагоцитоза. Вновь синтезированные молекулы α- и β-цепей MHC-II с помощью инвариантной полипептидной цепи Ii и кальнексина экспонируются внутрь везикул (эндосом или фаголизосом) и только здесь, связавшись с пептидным Аг, принимают необходимую конформацию для дальнейшей экспрессии на мембране клетки. Таким образом, молекулы MHC-II осуществляют представление Аг при развитии иммунных реакций на внеклеточные инфекции. Главную роль в этих реакциях играют CD4+ T-лимфоциты, распознающие Аг в комплексе с MHC-II.
Суперантигены
В ходе эволюции инфекционные микроорганизмы «научились» синтезировать так называемые суперантигены, которые способны присоединяться к молекулам MHC-II без процессинга в АПК и связываться с V-областью β-цепи TCR. Такое связывание вызывает поликлональную активацию 2-20% периферических CD4+ T-лимфо- цитов, что ведёт, с одной стороны, к общей интоксикации организма, с другой - к быстрой гибели активированных T-лимфоцитов путём апоптоза и, следовательно, к иммунодефициту. Например, клиническая картина пищевых отравлений обусловлена главным образом действием энтеротоксинов стафилококков на T-лимфоциты.
Иммунодефицит при ВИЧ-инфекции также в значительной мере объясняется лимфотоксическим действием суперантигенов ВИЧ.
Антигенпредставляющие молекулы CD1
За пределами MHC имеются гены, кодирующие Аг-представляющие молекулы (например, гены кластера CD1: CD1a, CD1b, CD1c, CD1d, CD1e). Продукты этих генов - гетеродимеры (состоят из α-цепи и β2-микроглобулина), они способны связывать и представлять T-лимфоцитам небелковые Аг (например, миколевую кислоту и липоарабиноманнан оболочки микобактерий). Эти молекулы-гетеродимеры конститутивно экспрессированы на ДК и B-лимфоцитах, а также на тимоцитах и энтероцитах. Аг в комплексе с CD1 распознают Tγδ лимфоциты и цитотоксические Tαβ, TCR которых кодируется сегментом Va24. Их фенотип: либо CD4-/CD8-, либо CD8+.
АНТИГЕНПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕТКИ
Молекулы MHC контролируют иммунный ответ. Так, Аг MHC-II участвуют в представлении Аг T-клеткам (рис. 7-2, см. также рис. 7.3) и во взаимодействии T- и B-лимфоцитов. Аг MHC-I и MHC-II связываются поверхностно-клеточными дифференцировочными
маркёрами CD (MHC-I с CD8, MHC-II с CD4).
Рис. 7.2. Распознавание антигена рецептором T-лимфоцита.Каждый Аг MHC состоит их разных цепей - α и β. При помощи рецептора T-лимфоцита T-клетка распознает Аг, но только находящийся в комплексе с молекулой MHC. В случае T- хелпера в процессе также участвует CD4, который свободным концом связывается с молекулой MHC. Распознаваемый T-клеткой Аг имеет два участка: один взаимодействует с молекулой MHC, другой (эпитоп) связывается с рецептором T-лимфоцита. Подобный же тип взаимодействия, но с участием CD8, характерен для процесса распознавания цитотоксическим T-лимфоцитом Аг, связанного с молекулой MHC класса I.
• Профессиональные Аг-представляющие клетки. Молекулы MHCII экспрессированы только на определённых клетках, которые называют профессиональными АПК. Таких клеток у человека 3 типа: дендритные клетки костномозгового происхождения (ДК), B- лимфоциты и макрофаги.На их мембранах, помимо молекул MHCII и -I, присутствуют все корецепторные молекулы и цитокины, необходимые для активации T-лимфоцита к иммунному ответу. Эндотелий тоже выполняет функции АПК, но особого предназначения. Вероятно, экспрессия комплексов «пептидные Аг-MHC» на клетках эндотелия является тем специфическим сигналом, который привлекает иммунные лимфоциты из циркулирующей крови в очаг поражения (обеспечивает Аг-специфичный хоминг).
• Характеристика разных АПК представлена в табл. 7.1.
Таблица 7.1. Свойства профессиональных антигенпредставляющих клеток
Дендритные клетки
Из всех клеток, имеющих определение «дендритные» (обозначающее лишь «клетки с отростками»), к профессиональным АПК относят только клетки костномозгового происхождения. Такие клетки широко распространены в организме. Их много в покровных тканях (клетки Лангерганса в коже), лимфоидных органах. Если у B-лимфоцитов и
макрофагов есть и иные (причём главные для них) функции - продукция иммуноглобулинов у B-лимфоцитов, фагоцитоз и «переваривание» у макрофагов, - то у дендритных клеток нет других функций, кроме представления Аг и подачи костимулирующих сигналов к лимфоцитам.
• Разновидности ДК. Вероятно, имеется 2 разновидности дендритных
АПК (ДК):
♦ миелоидные (ДК1) происходят из моноцитов. Их, вероятно, можно рассматривать как разновидность макрофагов, специализирующихся на представлении Аг T-лимфоцитам;
♦ лимфоидные (ДК2) происходят от общей лимфоидной клеткипредшественницы, из которой развиваются также T- и B-лим- фоциты, NK.
- Маркёры предшественников лимфоидных ДК: экспрессия ИЛ-3Rα (варианта Рц для ИЛ-3) и одного из двух иммуноглобулиноподобных Рц - ILT3+или ILN1-.
- Для ДК2 характерны маркёры лимфоцитов (CD2, CD5, CD7, мРНК α-цепи пре-TCR).
• Эндоцитоз. ДК активно и непрерывно поглощают вещества из окружающей среды. В отсутствие патогена ДК поглощают вещества собственных тканей и представляют этот материал T-лимфоцитам без корецепторного стимула. В результате иммунное воспаление в отношении собственных тканей не развивается и поддерживается состояние иммунологической толерантности.
• Активация. ДК активируются при проникновении в организм какого-либо патогена, ДК распознают патоген при помощи TOLL- подобных Рц.
♦ На ДК1 (как и на макрофагах) присутствуют Рц для маннозы, Рц для ЛПС, Рц TLR2 и TLR4, распознающие продукты грамотрицательных и грамположительных бактерий.
♦ На лимфоидных ДК (ДК2) присутствуют Рц TLR7 и TLR9 (распознают вирусную и бактериальную ДНК), а также особый лектиновый Рц (связывает, например, вирус гриппа).
• Иммунологический синапс. Активированные патогеном ДК мигрируют из покровных тканей в региональные лимфоидные органы (в частности, в паракортикальные зоны лимфатических узлов), где и представляют T-лимфоцитам Аг вместе с корецепторными молекулами B7.1, B7.2 и CD40. Выстраивание такого межклеточного - иммунологического - синапса (рис. 7.3) - обязательное условие начала развития иммунного ответа.
Рис. 7.3. Иммунологический синапс между T-лимфоцитом и антигенпредставляющей клеткой.
Минимальный набор взаимодействий, необходимых для начала развития иммунного ответа: связь агрегированных TCR с комплексами пептид-MHC; связь корецептора CD4 (или CD8) с MHC; связь CD40 с CD40L; связь B7 с CD28; связи молекул адгезии (ICAM, LFA); взаимодействия цитокинов (IL) с Рц для цитокинов (ILR).
Взаимодействие T- и B-лимфоцитов
При первичном иммунном ответе единственные эффективные АПК для T-лимфоцитов - ДК. Но в случае активации T-лимфоцита Аг, представленным ДК, в иммунный ответ будут вовлекаться и рядом расположенные B-лимфоциты, которым тоже «найдётся», что распознать в сложившемся микроокружении. При этом возможны два варианта взаимодействия T- и B-лимфоцитов.
• B-лимфоциты своим иммуноглобулиновым Рц связывают растворимый Аг, поглощают его эндоцитозом, подвергают внутри себя процессингу и экспонируют на поверхность фрагменты Аг в составе комплексов с молекулами MHC-II и MHC-I. TCR T- лимфоцита связывает Аг на поверхности B-лимфоцита, выступая в качестве АПК; кроме того, устанавливаются все необходимые и достаточные корецепторные взаимосвязи между T- и B-лимфоци- тами (табл. 7.2). Такое взаимодействие происходит в T-зависимых зонах периферической лимфоидной ткани в начале развития иммунного ответа.
• B-лимфоцит распознаёт свой Аг, но недалеко окажется T-лимфо- цит, распознавший Аг на другой АПК и активированный взаимодействием с этой другой АПК. В таком случае T-B-взаимодействие может быть более «прохладным» и ограничиться взаимодействием цитокинов T-лимфоцита с Рц для этих цитокинов на B-лимфо-
ците, а взаимодействие мембранных молекул между ними может в какой-то мере наступать или не наступать (по крайней мере в первичном иммунном ответе). Но при вторичном иммунном ответе обязательно происходит взаимодействие мембранной молекулы B-лимфоцита CD40 с мембранной молекулой T-лимфоцита CD40L (кроме T-лимфоцитов, CD40L обнаружен пока только на тучных клетках), так как без этого взаимодействия, как показывает опыт, не происходит переключение класса иммуноглобулинов с IgM на другие, а вторичный ответ B2-лимфоцитов характеризуется обязательным переключением класса иммуноглобулинов с IgM на IgG, или IgE. Эти T-B-взаимодействия происходят уже на территории B-клеточных зон - в фолликулах лимфоидных органов.
Таблица 7.2. T-B-взаимодействие (при условии, что B-лимфоцит выполняет роль антигенпредставляющей клетки)
факторы, определяющие иммунное отклонение
Дендритные клетки в качестве АПК не только обеспечивают саму возможность развития лимфоцитарного иммунного ответа (или возникновение иммунологической толерантности), но и определяют направление иммунного отклонения T-лимфоцитов, а значит, и тип иммунного ответа.
Характер активации АПК зависит от биохимических характеристик и дозы патогена, его биологических свойств и путей попадания в организм. Получается следующая последовательность событий:
* Различные патогены по-разному связываются с разными АПК, по-разному процессируются в АПК и по-разному активируют АПК.
** По-разному активированные АПК продуцируют различные цитокины, предназначенные для воздействия на T-лимфоциты. Кроме того, концентрации Аг на АПК могут значительно различаться.
*** Таким образом, и Аг, и цитокиновый сигнал со стороны АПК на T-лимфоцит определяют направление дифференцировки иммунного T-лимфоцита.**** Дифференцированные иммунные T-лимфоциты по-разному индуцируют различные варианты иммунного воспаления в тканях.
Примечания. PRR (Pattern Recognition Receptors) - Рц, распознающие молекулярную мозаику («узор») на поверхности патогена; TOLL (от имени гена Toll у Drosophila melanogaster) - Рц.
Иммунное воспаление типа I
Условия развития иммунного воспаления типа I (зависимого от Th1, CD8+ ЦТЛ). При внутриклеточных инфекциях - вирусных и ряде бактериальных - свойства патогена (в том числе его проникающая способность) таковы, что на АПК - дендритных клетках
(ДК) - создаётся высокая концентрация патогенного материала. Связывание CD40L на мембране T-лимфоцита с CD40 на ДК является для последней сигналом к продукции некоторых интерлейкинов и интерферонов. Интерлейкин-12
• Миелоидные ДК продуцируют ИЛ-12 (быстро, в большом количестве, но непродолжительное время - до суток) и TNFa, стимулируя T-лимфоциты к продукции ИФНу.
• Лимфоидные ДК продуцируют ИЛ-12 в меньших количествах (в 100-1000 раз), по сравнению с миелоидными ДК, зато более продолжительное время (несколько суток).
• Макрофаги. ИЛ-12 продуцируют также макрофаги и нейтрофилы на стадии доиммунного воспаления.
• T-лимфоцит. На T-лимфоците, TCR которого связал Аг с высокой авидностью, устойчиво экспрессируется Рц для ИЛ-12, содержащий β2-субъединицу (экспрессия этой субъединицы специфична именно для Th1).
Интерфероны
• Лимфоидные ДК сразу после распознавания патогена (ещё до попадания в лимфатический узел) начинают активно продуцировать ИФН типа I (ИФНа и β), которые, с одной стороны, аутокринно стимулируют созревание ДК, с другой -индуцируют продукцию T-лимфоцитами ИФНу и ИЛ-10 (а не одного только ИФНу, как ИЛ-12 миелоидных Дк).
• ИФНу и ИФНа - кофакторы для дифференцировки Th1, индуцируемой ИЛ-12. Его источником, помимо Th1, являются активированные CD8+ T-лимфоциты, т.е. лимфоциты CD8+ вносят свой вклад в дифференцировку CD4+ T-лимфоцитов в Th1.
• ИЛ-10 ингибирует дифференцировку и подавляет активность Th1 (возможно, не прямо, а через подавление активности макрофагов и соответственно из-за недостатка ИЛ-12).
Таким образом, большая доза Аг и достаточные количества ИЛ-12 - два необходимых и, возможно, достаточных условия для индукции дифференцировки T-лимфоцитов в продуцентов ИФНу, т.е. CD4+ Th1.
Иммунное воспаление типа II
Условия развития иммунного воспаления типа II (Th2-зависимого).
Такой вариант иммунного ответа направлен на «перехват» растворимых компонентов патогенов (токсинов, аллергенов, химиопрепаратов), а также крупных инвазивных патогенов - гельминтов,
которые не могут быть фагоцитированы макрофагами из-за своих размеров. Растворимые патогены в низких концентрациях могут быть связаны только растворимыми же контрреагентами - АТ, поэтому в качестве АПК выступают B-лимфоциты и лимфоидные ДК. При этом внутри АПК патогены не преумножаются и экспрессируются на мембрану в комплексах Аг+MHC в малых количествах. Интерлейкин-4
• Т4-лимфоциты, не получившие стимула от ИЛ-12, экспрессируют молекулу OX40. Лигандом для неё является OX40L на мембране активированных ДК и B-лимфоцитов.
• Взаимодействие OX40-OX40L индуцирует продукцию в T-лимфо- ците ИЛ-4 и экспрессию на этой клетке Рц для особого хемокина blr-1, который обеспечивает миграцию данного лимфоцита на территорию лимфоидных фолликулов внутри лимфатического узла (т.е. в B-клеточную зону, где анатомически локализованы дальнейшие Т-B-взаимодействия).
• Возможно, лимфоидные ДК и B-лимфоциты и сами способны к продукции ИЛ-4.
• ИЛ-4 (и, возможно, его «дублёр» ИЛ-13) аутокринно стимулирует дифференцировку CD4+ T-лимфоцитов в Th2. Интерлейкин-5
• При физиологически «правильном», т.е. потенциально защитном иммунном ответе на гельминтов (помимо CD4+ T-лимфоцитов - продуцентов ИЛ-4 [Th2]) дифференцируется субпопуляция CD4+ T-лимфоцитов, продуцирующих ИЛ-5.
• ИЛ-5 поддерживает эозинофилопоэз и активирует зрелые эозинофилы. Это единственный известный эффекторный механизм, убивающий гельминтов, которые проникали в ткани внутренней среды организма.
Гистамин. Кишечных гельминтов организм «изгоняет» также с участием IgE, индуцирующим дегрануляцию тучных клеток в слизистой оболочке кишки. Выбрасываемый в ткани гистамин инициирует констрикцию гладких мышц стенки кишки, т.е. активную перистальтику и выброс гельминтов.
Апоптоз. Для Th2 характерна экспрессия ещё одной мембранной молекулы - CD30. Взаимодействие её с лигандом CD30L, экспрессированным на B-лимфоцитах, эозинофилах, эпителии мозговой зоны тимуса и клетках-предшественницах миелопоэза в костном мозге, сначала активирует жизнедеятельность T-лимфоцита, а затем индуцирует его апоптоз.
Эффекторные механизмы иммунитета состоят в том, что TCR на поверхности T-лимфоцита и/или иммуноглобулины в растворе физически подводят связанный Аг к таким клеткам или ферментам, которые специально предназначены для расщепления Аг до мелких метаболитов, которые организм может вывести через свои системы выделения (почки, ЖКТ).
В соответствии с двумя типами АГ-связывающих Рц есть и два типа эффекторных механизмов:
• антителозависимые, ранее их называли гуморальным иммунитетом;
• T-лимфоцитзависимые (антителонезависимые), «по старинке» - клеточный иммунитет.
АНТИТЕЛОЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ Компоненты комплемента
Сам по себе факт связывания патогена АТ является защитным по крайней мере в двух случаях: 1 если патоген - сильный яд, то АТ при связывании нейтрализует токсичность; 2 если патоген инфекционен (вирус, прион, бактерия), то АТ, связав его, препятствует распространению патогена в организме. Но и в этих случаях защитная реакция не заканчивается образованием макромолекулярных комплексов «Аг-АТ». Эти комплексы необходимо расщепить до мелких метаболитов. Для этого АТ фиксируют и активируют компоненты комплемента (IgM >IgG3 >IgG1). Комплексы «Аг-АT-компоненты комплемента» транспортируются эритроцитами, имеющими Рц для компонентов комплемента, в синусоиды селезёнки и печени, где их фагоцитируют и расщепят макрофаги.
Fc-рецепторы
FcR - мембранные молекулы, специфически связывающие Fc- фрагменты Ig. Их (наряду с TCR и BCR) можно отнести к иммуно-
рецепторам, так как клетка-носитель FcR способна связать Аг (пусть и через посредство АТ) и прореагировать на него. FcR присутствуют как на лимфоцитах, так и на всех известных лейкоцитах.
Типы и разновидности FcR. По изотипу связываемых тяжёлых цепей Ig выделяют 4 разновидности FcR: γ, ε, α, μ; а по аффинности связи с лигандом - три типа FcR: I, II и III. Рц типа I способны связывать свободные молекулы АТ (это особенно характерно для IgE), Рц типов II и III - только комплексы «Аг-АТ».
Антителозависимая клеточная цитотоксичность
Феномен АТ-зависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦТ) имеет место, когда АТ связывает Аг на поверхности какой-либо клетки-мишени и через Fc-фрагмент привлекает для деструкции клетки-мишени опредёленные клетки-исполнители (NK и эозинофилы).
• Естественные киллеры. NK имеют Рц (FcγRIII) для Fc-фрагментов IgG. Механизм собственно киллерного действия NK на клеткумишень такой же, как и киллерный механизм ЦТЛ - перфорингранзимовый (см. рис. 1.4 и 6.4).
• Эозинофилы. Механизм санации от гельминтов - это тоже АЗКЦТ, где в качестве эффекторных клеток выступают эозинофилы, имеющие низкоаффинные Рц для IgE - FcεRII и для IgA - FcαRII. Связывание этих Рц с лигандами в сочетании с сигналом от цитокина ИЛ-5 стимулирует синтез и секрецию эозинофилом высокотоксичных белков, направленных на уничтожение гельминтов. Другими словами, активированный эозинофил секретирует ряд биологически активных веществ (БАВ), свойства которых объясняют симптоматику так называемых эозинофильных воспалительных процессов (табл. 8.1).
Таблица 8.1. Биологически активные продукты эозинофилов
Продолжение табл. 8.1.
T-лимфоцитзависимое (опосредованное ИЛ-5) иммунное воспаление тканей с участием эозинофилов характерно для аллергических заболеваний, васкулитов, а также встречается при отторжении трансплантатов чужеродных органов.
Гиперчувствительность немедленного типа
Сосудистые и миоконстрикторные реакции, опосредованные медиаторами тучных клеток и базофилов, приводят к развитию гиперчувствительности немедленного типа.
Базофильные лейкоциты и тучные клетки. В этих реакциях АТ привлекают к «работе» базофилы и тучные клетки. Существенные функциональные признаки этих клеток схожи: наличие на мембране высокоаффинного Рц для IgE (FcεRI), и одинаковый список биологически активных медиаторов.
• Тучные клетки локализованы в соединительной ткани собственного слоя слизистых оболочек, в подкожной соединительной ткани и соединительной ткани по ходу всех кровеносных сосудов, т.е. «подстилают» различные барьеры. Выделяют по крайней мере две тканевые разновидности тучных клеток.
♦ Тучные клетки слизистой оболочки из сериновых протеаз экспрессируют и триптазу, и химазу, секретируют минимум гистамина; из протеогликанов в них преобладает хондроитинсульфат; из метаболитов арахидоновой кислоты - лейкотриен C4 (LTC4). По-видимому, дифференцировка этих клеток зависит от T-
лимфоцитов, а именно от местной стимуляции клеток-предшественниц цитокином ИЛ-3.
♦ Тучные клетки соединительной ткани локализованы в серозных оболочках полостей тела и в лёгких. Из сериновых протеаз экспрессируют преимущественно триптазу, из протеогликанов - гепарин, секретируют много гистамина, из метаболитов арахидоновой кислоты в них преобладает простагландин D2. Дифференцировку этих тучных клеток стимулируют фибробласты.
• Базофилы циркулируют в крови и мигрируют в ткани только в очаг воспаления (как нейтрофилы). На базофилах экспрессированы молекулы адгезии, важные для хоминга в очаг: LFA-1 (CD11a/ CD18), Mac-1 (CD11b/CD18), CD44.
• Активация. Следующие сигналы активируют и тучные клетки, и
базофилы:
♦ Гомотипная агрегация FcεRI (активируют комплекс IgE с Аг или АТ к Рц);
FcεRI способен связывать свободные АТ класса Е (до того, как они свяжут свой Аг в комплекс). Клетки с комплексом «IgE-FcεRI» на мембране находятся «на низком старте» и готовы в считанные секунды и минуты выбросить содержимое гранул в ответ на поступивший Аг (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Дегрануляция тучных клеток. На поверхности тучных клеток молекулы IgE связаны Fc-рецепторами. Аг взаимодействует с Fab-фрагментами IgE. Активированная этим сигналом тучная клетка подвергается дегрануляции.
♦ Анафилатоксины - активированные компоненты комплемента (C5a >C4a >C3a).
♦ Медиаторы из активированных нейтрофилов.
♦ Нейромедиаторы (норадреналин, вещество Р).
• Медиаторы тучных клеток и базофилов различны по биохимическим свойствам, по предназначению и по срокам выброса из
активированной тучной клетки. Медиаторы, депонируемые в гранулах, первыми выбрасываются из клетки по активирующему сигналу. Другие медиаторы синтезируются de novo и вступают в процесс позже.
♦ Гистамин. На разных клетках есть различные Рц для гистамина - Н1, Н2 и Н3. Вазоактивные эффекты гистамина состоят в следующем: эндотелиальные клетки претерпевают констрикцию, и сыворотка выходит из сосуда в ткани; гистамин стимулирует синтез в клетках эндотелия простациклина и радикала оксида азота (NO), которые вызывают расслабление гладких мышц сосудистой стенки и, следовательно, вазодилатацию.
- Если процесс происходит в коже, то клинически он проявляется в виде волдырей и покраснения (крапивница). В случае аллергической патологии снять симптомы помогают лекарственные средства (ЛС) - блокаторы Н1-Рц для гистамина.
- Если гистамина выделяется достаточно много, то он вызывает клинически значимые сокращения гладких мышц кишки (перистальтику) и бронхов (бронхоспазм), но этот эффект непродолжителен, так как гистамин быстро распадается во внеклеточной среде.
♦ Липидные медиаторы. При стимуляции тучных клеток в них активируются ферменты метаболизма липидов, а именно фосфолипаза А2. Этот фермент использует в качестве субстратов фосфолипиды клеточных мембран и липиды (в первую очередь арахидоновую кислоту). В результате образуются следующие биологически активные медиаторы.
- Простагландин D2 - действует как вазодилататор и бронхоконстриктор. В биосинтезе простагландина D2 из арахидоновой кислоты участвуетциклооксигеназа. Фармакологическими ингибиторами этого фермента являются ацетилсалициловая кислота и ряд других нестероидных противовоспалительных средств.
- Лейкотриены (LTC4, LTD4, LTE4) - альтернативные продукты метаболизма арахидоновой кислоты, которые образуются под воздействием 5-липооксигеназы. Комплекс лейкотриенов - медленно реагирующая субстанция анафилаксии. Именно этот комплекс медиаторов в наибольшей мере ответственен за бронхоконстрикцию при бронхиальной астме. Это объясняет усугубление астматических приступов ацетилсалициловой кислотой: блокируя синтез простагландина D2, ацетилсали-
циловая кислота высвобождает метаболический шунт арахидоновой кислоты в пользу лейкотриенов.
- Фактор активации тромбоцитов (ФАТ) вызывает бронхоконстрикцию, а также релаксацию гладких мышц сосудов и ретракцию эндотелия. ФАТ продуцируют не только (а может быть и не столько) тучные клетки, сколько клетки эндотелия, стимулированные гистамином и лейкотриенами.
- Ферменты тучных клеток и базофилов - сериновые протеазы (триптаза и химаза), катепсин G, карбоксипептидаза - способствуют перестройке матрикса соединительной ткани.
- Цитокины тучных клеток и базофилов. К ним относятся интерлейкины и GM-CSF.
• Гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ). Цитокины тучных клеток и базофилов поддерживают иммунное отклонение в дифференцировке субпопуляций CD4+ T-лимфоцитов в пользу Th2 (ИЛ- 4, ИЛ-13), а также поддерживают дифференцировку и активацию эозинофилов (ИЛ-5, ИЛ-3, GM-CSF). В случае патологии именно эти клетки (Th2, IgE, тучные клетки, базофилы, эозинофилы) и IgE составляют «дружный» и самоподдерживающийся ансамбль, ответственный за реакции гиперчувствительности немедленного типа. Мишени для цитокинов - гладкие мышцы и эндотелий (следовательно, сосуды, бронхи, ЖКТ). Системная реакция ГНТ - анафилактический шок.
Реликтовые свойства антител
Помимо связывания Аг, комплемента и FcR, молекулы Ig имеют ещё несколько свойств (видимо, унаследованных от каких-то предковых белков).
• Пептидазная активность - в некоторых случаях АТ сами расщепляют свой Аг, функционируя как протеазы.
• Способность связывать нуклеотиды выявлена у доменов VL и VH: пуриновое кольцо связывается с остатками триптофана и тирозина. При этом связи с нуклеотидами могут не мешать связыванию с Аг в Аг-связывающем центре. Некоторые АТ, связывающие нуклеиновые кислоты, обладают способностью расщеплять полинуклеотиды (ДНКазная активность).
• Способность связывать металлы (например, ртуть и свинец). Это свойство АТ может иметь отношение к патогенезу заболеваний: АТ, связывая жизненно необходимые ионы металлов-микроэлементов, вызывают дефицит этих металлов во внутренней среде.
Подобные подозрения возникли в отношении склеродермии и АТ, связывающих свинец.
• Способность связывать суперантигены. Свойства суперантигенов для иммуноглобулинов описаны для 3 веществ: белка А стафилококка (SpA), gp120 ВИЧ-1 и кишечного сиалопротеина. Один такой суперантиген может связать более 80% всех иммуноглобулинов крови, при этом иммуноглобулин теряет способность связывать свой специфический Аг. Считают, что таков один из компонентов патогенеза иммунодефицита при ВИЧ-инфекции.
T-ЛИМФОЦИТЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
T-лимфоцитзависимые (антителонезависимые) эффекторные механизмы иммунитета реализуют цитотоксические T-лимфоциты (ЦТЛ). К ним относят CD8+ Tαβ-лимфоциты и часть CD4+. Есть T-киллеры и среди Tуδ.
Главное предназначение ЦТЛ - санация организма от внутриклеточных инфекций, реализуемая киллерной функцией ЦТЛ и цитокинами.
• Киллерная функция. ЦТЛ осуществляют киллерную функцию (см. рис. 1.4 и 6.4) с помощью особых белков - цитотоксинов, к которым относят перфорин, гранзимы и недостаточно изученный цитолизин. ♦ Синтез цитотоксинов происходит de novo после вовлечения ЦТЛ в иммунный ответ и распознавания ими своего Аг.
♦ Накопление цитотоксинов. В виде функционально неактивных молекул-предшественников цитотоксины накапливаются в гранулах, которые сконцентрированы вблизи TCR.
♦ Дегрануляция ЦТЛ происходит в области межклеточного контакта, образующегося при связывании TCR с Аг на поверхности клетки-мишени. Этот процесс облигатно зависит от Ca2+.
♦ Перфорин накапливается в гранулах в виде растворимого предшественника. Будучи высвобожденным из гранул и в присутствии Ca2+, перфорин в считанные секунды полимеризуется в мембране клетки-мишени: липофильные участки молекул перфорина ориентируются наружу, гидрофобные - внутрь клетки. В результате образуется пора диаметром около 16 нм.
♦ Гранзимы и апоптоз. Через пору, образованную перфорином, ЦТЛ инъецирует внутрь клетки-мишени гранзимы. Охарактеризовано 3 гранзима ЦТЛ - А, В и С. Это специализированные
сериновые протеазы, субстратами которых являются ферменты, инициирующие в клетке-мишени программу апоптоза. При этом происходит разрушение ДНК и белков не только клетки, но и инфицировавшего её вируса.
♦ Лизис мишени. Если в механизмах апоптоза клетки-мишени есть какие-либо дефекты, ЦТЛ всё равно разрушает клетку - путём осмотического лизиса через сформированные перфорином поры. Однако в этом случае неповреждённые вирусные частицы и нуклеиновые кислоты могут заразить другие клетки, что и происходит в случаях наиболее «коварных» инфекций.
• Цитокины. CD8+ ЦТЛ продуцируют цитокины - ИФНγ , TNFα и TNFβ (лимфотоксин). В частности, ИФНγ проявляет следующие эффекты:
♦ прямо ингибирует репликацию вирусов;
♦ индуцирует в клетках-мишенях повышенную экспрессию молекул MHC-I и -II, способствуя более эффективному пре♦ активирует макрофаги и NK;
♦ наконец, ИФНу - кофактор индукции дифференцировки иммунных CD4+ T-лимфоцитов в Th1, а последнее означает, что CD8+ ЦТЛ вносят свой вклад в развитие других эффекторных механизмов иммунного ответа - варианта с участием Th1.
ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ЗАМЕДЛЕННОГО ТИПА
Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) - иммунное воспаление тканей, которое «организуют» CD4+ T-лимфоциты субпопуляции Th1 - продуценты ИФНγ, а клетками-исполнителями являются активированные макрофаги. Если макрофаг в очаге инфекции активирован взаимодействием с иммунным CD4+ Th1-лим- фоцитом, то микробицидные возможности макрофага существенно повышаются, и активированный макрофаг с большой вероятностью разрушит патогены (к сожалению, в макрофаге погибают не все патогены, особенно жизнеспособны вирусы, например ВИЧ).
• Активация макрофага. Для иммунной активации макрофага необходимы 2 типа воздействия на макрофаг со стороны лимфоцитов: - контактное:молекула CD40L на Th1-лимфоците вступает в связь с молекулой CD40 на макрофаге; - цитокиновое: ИФНγ, продуцируемый Th1, CD8+ ЦТЛ или NK, связывает Рц на макрофаге.
♦ Инфицированный макрофаг имеет больше шансов вступить во взаимодействие с иммунным Th1, так как последний своим TCR свяжет Аг именно на поверхности макрофага и именно на него же направит свои ИФН и CD40L.
♦ Ингибитор активации макрофагов - ИЛ-10.
• Характеристики активированного макрофага. Макрофаг, активированный взаимодействием с Th1, приобретает следующие признаки и функциональные способности.
♦ Увеличивается число иммунорецепторов FcyR, которыми макрофаг связывает комплексы Аг-АТ и фагоцитирует их.
♦ ИФНу в макрофагах индуцирует биосинтез ферментов, генерирующих радикалы активных форм кислорода, которые окисляют фагоцитированный Аг.
дставлению вирусных Аг T-лимфоцитам (и для распознавания, и для киллинга);
♦ В макрофагах под воздействием ИФНу, TNFa и, возможно, ИЛ-1 индуцируется экспрессия NO-синтазы, продуцирующей радикал NO-, который также окисляет фагоцитированный материал.
♦ В макрофагах индуцируется синтез липидных медиаторов воспаления - ФАТ, простагландинов и лейкотриенов (LTE4).
♦ Макрофаг синтезирует тканевый фактор коагуляции. В начавшемся процессе коагуляции активируется сывороточный тромбин - протеаза, стимулирующая клетки эндотелия сосудов, а также нейтрофилы к синтезу ФАТ, что ещё больше способствует прогрессированию воспалительного процесса.
♦ ИФНу является самым сильным из известных индукторов синтеза и экспрессии молекул MHC-II. Кроме того, на активированных макрофагах (в отличие от неактивированных) индуцируется экспрессия костимуляторной молекулы B7, что делает активированные макрофаги более эффективными АПК. Кроме того, на активированных макрофагах возрастает экспрессия молекул адгезии ICAM-1 и LFA-3.
♦ Активированные макрофаги продуцируют ИЛ-12, который способствует дифференцировке Th1.
• Очаг воспаления. Цитокины активированных макрофагов - TNFa, ИЛ-1 и хемокины - создают очаг воспаления в виде плотных на ощупь узелков разного размера (симптом индурации). Плотность очага обусловлена выпотом из сосудов фибриногена и полимеризацией его в фибрин. Среди клеток, присутствующих в очаге, в первые 6-8 ч преобладают нейтрофилы, затем макрофаги и Th1. Плотность клеток в свежем очаге ГЗТ невелика.
• Сроки развития реакции. ГЗТ названа замедленной, так как между моментом попадания Аг в ткань и развитием характерного очага плотного воспаления проходит не менее 24-48 ч. После связывания Аг TCR Th1 примерно один час требуется для индукции первых биосинтезов цитокинов, а также синтеза и экспрессии на мембране молекулы CD40L.
• Эффекты факторов роста. Среди цитокинов, продуцируемых активированными макрофагами, присутствуют факторы роста, что может значительно изменить состояние прилегающих к очагу тканей. Стандартная защитная реакция - развитие очага воспаления по типу ГЗТ, но в патологических случаях цитокины из активированных макрофагов вызывают фиброзное перерождение тканей: тромбоцитарный фактор роста (Platelet-derived Growth Factor) стимулирует пролиферацию фибробластов, а вырабатываемый Т4- лимфоцитами и макрофагами ТФР-β стимулирует синтез коллагена. Кроме того, факторы роста из макрофагов вызывают образование дополнительных кровеносных сосудов - ангиогенез.
Для нормальной жизнедеятельности организма процессы торможения в иммунной системе так же необходимы, как и процессы её активации. Поясним на нескольких примерах: после уничтожения и выведения патогена из организма иммунный ответ естественным образом останавливается - развивается супрессия иммунного ответа, а иммунный ответ на собственные ткани организма предотвращает иммунологическая толерантность.Наконец, чрезвычайно важно торможение иммунной системы и при таких антропогенных вмешательствах, как трансплантация органов и тканей. Ключевые роли в торможении иммунной системы принадлежат двум механизмам: ингибирующим межклеточным взаимодействиям и апоптозу.
Ингибирующие рецепторы
Известно не менее 15 мембранных молекул, функционирующих как негативные корецепторы, т.е. способных модулировать (подавлять) активацию клетки, вызванную другими Рц. Ингибирующие Рц объединили в семейство молекул SIRP (Signal-Regulatory Proteins) надсемейства иммуноглобулинов.
• Тирозинсодержащие ингибирующие последовательности. Все Рц семейства SIRP в цитоплазматической их части содержат от 1 до 4 тирозинсодержащих аминокислотных ингибирующих последовательностей ITIM (Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motif). Эти негативные корецепторы сопутствуют всем Рц для факторов роста, а также обнаружены при Рц для гормонов (например, инсулина), взаимодействующих внутри клетки с тирозинкиназами.
• Известны следующие ингибирующие рецепторы:
♦ PIR-B (Paired Immunoglobulin-like Receptor - парные Ig-подобные Рц B-лимфоцитов) на B-лимфоцитах и CTLA-4 на T-лимфоцитах связаны с ингибиторными фосфатазами SHP-1/2, которые блокируют активацию киназ семейства Tec и фосфолипазы PLCy.
♦ KIR (Killer cell Immunoglobulin-like Receptor - Ig-подобные Рц клеток-киллеров). Рц семейства KIR на ЦТЛ и NK распознают молекулы MHC-I и подавляют тот или иной тип цитотоксичности.
♦ FcyRIIB-1/2 на B-лимфоцитах и лейкоцитах миелоидного ряда распознают комплексы IgG с Аг и подавляют продукцию АТ и активацию лейкоцитов.
Апоптоз
Апоптоз (от греч. apoptosis - листопад) - программированная (регулируемая) гибель клеток путём деградации её компонентов (включая конденсацию хроматина и фрагментацию ДНК) с последующим фагоцитозом макрофагами. Необходимые для апоптоза гены («программа смерти») есть в каждой клетке, но их транскрипция начинается только при получении клеткой сигнала.
• Контроль апоптоза реализуется по двум путям:
♦ «Внешний» (рецепторный) путь запускает агонист рецептора смерти (например, Fas-лиганд - ФНОа). Опосредованная лигандом олигомеризация рецептора приводит к активации каспазы-8.
♦ «Внутренний» (митохондриальный) путь: большинство других проапоптозных стимулов инициирует активацию каспазы-9, что опосредует белок, именуемый фактором активации апоптозных протеаз, Apaf-1 (Apoptose protease activation factor 1). Эти стимулы действуют на митохондрии, из которых выделяется цитохром С.
• Апоптосома. Вместе с Apaf-1 и каспазой-9 цитохром С формирует комплекс активации (апоптосому).
• Эффекторные каспазы. Каспаза-8 и каспаза-9 активируют эффекторные каспазы (например, каспазу-3), которые участвуют в протеолизе и вызывают апоптоз.
• Иммунная система
♦ Апоптоз наблюдается при удалении аутореактивных клонов иммунокомпетентных клеток, регуляции численности пролиферирующих клеточных популяций, повреждении генома клеток.
♦ Аномально повышенная устойчивость (резистентность) клеток к апоптозу значима в патогенезе аутоиммунных нарушений и злокачественных новообразований вследствие подавления процесса гибели дефектных и мутантных клеток (например, при аутоиммунном лимфопролиферативном синдроме угнетён
апоптоз лимфоцитов вследствие мутации гена, кодирующего «рецептор смерти» - гликопротеин Fas).
♦ Аномально повышенная гибель клеток путём апоптоза сопровождает острые заболевания (инфекции, ишемические повреждения), а также ряд хронических патологий (нейродегенеративные заболевания, СПИД).
♦ В иммунной системе известны следующие Рц, связывание которых с лигандами индуцирует апоптоз в клетке-носителе Рц: - TNFR-1 (TNF Receptor-1) - Рц типа 1 для фактора некроза
опухоли и семейство родственных ему Рц TRAIL (TRAIL - TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand - родственный фактору некроза опухоли лиганд, индуцирующий апоптоз).
- CD95 - Рц Fas, лиганд которого - FasL - экспрессирован на дендритных клетках тимуса и индуцирует апоптоз при негативной селекции тимоцитов. Тот же лиганд присутствует на мембране ЦТЛ и NK и вызывает гибель клеток-мишеней.
- CD30 на тимоцитах или T-лимфоцитах, которые также участвуют в негативной селекции, связывая лиганд CD30L на эпителии и дендритных клетках мозговой зоны тимуса.
- Ядерный рецептор для глюкокортикоидных гормонов, индуцирующих апоптоз тимоцитов при позитивной селекции в тимусе и, вероятно, апоптоз активированных лимфоцитов в периферических тканях.
♦ Факторы транскрипции, образующиеся при активации лимфоцитов, - АP-1 (Activator Protein-1), NFAT (Nuclear Factor of Activated T-cells), NFkB (Nuclear Factor of κ-chain B-lymphocytes) - способствуют и экспрессии индуцирующих апоптоз Рц, что приводит к гибели лимфоцитов после выполнения ими своих функций. Этот феномен получил название «индуцированной активацией смерти клеток».
♦ Гены, продукты которых предотвращают апоптоз: Bcl-2, Bcl-x, Bcl-w, Mcl-1, ALG-3 и др. Транскрипция этих генов происходит при получении клеткой«сигнала на выживание». Для B-лимфоцитов таким сигналом является связывание BCR с Аг, для тимоцитов - удовлетворительное связывание TCR с MHC-I/II при позитивной селекции, для периферических T- лимфоцитов - непрерывное узнавание эндогенных пептидов в комплексе с MHC.
♦ Макрофаги и ДК сорбируют и поглощают апоптозные тельца с помощью интегринов, молекул CD36 и Рц для «мусора», а
затем разрушают их содержимое до мелких метаболитов. При этом ДК способны экспрессировать на мембране комплексы этих метаболитов с молекулами MHC-I и -II (это лежит в основе развития иммунного ответа на собственные повреждённые ткани и тканевые Аг чужеродных трансплантатов).
Супрессия иммунного ответа
• Супрессия иммунного ответа в норме развивается по мере элиминации причинного Аг из организма. Элиминация Аг означает устранение исходного причинного фактора активации лимфоцитов через TCR и BCR, в результате новые (неиммунные) лимфоциты становится «нечем» активировать.Супрессия лимфоцитов
♦ Терминально дифференцированные лимфоциты имеют ограниченное время жизни и погибают по механизму апоптоза, «отработав» свою программу. Это - феномен индуцированной активацией клеточной смерти. В таких лимфоцитах снижается экспрессия антиапоптозных генов, защищающих лимфоцит от апоптоза на время иммуногенеза, но экспрессируются индуцирующие апоптоз Рц, а именно: молекула Fas (CD95), Рц для глюкокортикоидных гормонов, Рц для TNFa. Следовательно, глюкокортикоидные гормоны, TNFa и FasL в определённое время от начала развития иммунного ответа становятся факторами физиологической иммуносупрессии.
♦ Механизмы торможения. Известно несколько конкретных механизмов торможения активности лимфоцитов.
о T-лимфоциты-регуляторы. В первую очередь это T-лимфоци- ты-регуляторы (Т.), т.е. CD4+ T-лимфоциты, продуцирующие значительные количества иммуносупрессорных цитокинов - ИЛ-10 и ТФРβ1.
о ИЛ-4 и ИЛ-13, продуцируемые тучными клетками, CD4/ CD8- T-лимфоцитами, а также дифференцированными Th2, ингибируют дифференцировку Th1 из Th0.
о ИФНу - продукт дифференцированных Th1 - ингибирует дифференцировку Th2 из Th0.
о АТ класса G (IgG), достигнув определённых концентраций в жидких средах организма, через специальный ингибирующий Рц FcyRIIB, экспрессированный на дифференцированных B-лимфоцитах, подавляют биосинтез иммуноглобулинов в данном лимфоците и его прогрессию в плазмоцит.
В клинической практике это явление используют для профилактики резус-конфликта: если резус-отрицательной женщине ввести антирезус-антитела до того, как эритроциты плода успеют попасть в кровь матери, то иммунный ответ матери на резус-антиген будет подавлен.
- Ингибирующие рецепторы
- На B-лимфоцитах есть ещё один ингибирующий Рц - CD22. Это димерная молекула, экспрессирующаяся только на зрелых B-лимфоцитах. - На T-лимфоцитах ингибирующими Рц являются CTLA-4 (лиганды B7.1 и B7.2) и на некоторых ЦТЛ - KIR-Рц (лиганды - молекулы MHC-I). На некоторых T-лимфоцитах выявляют FcγRIIB, несущий в цитоплазматическом участке ингибиторные ITIM-последовательности. - «Аутокиллеры». В нужное время созревают и в определённых местах в организме функционируют особые T-лимфоциты- киллеры с признаками NK, на которых экспрессировано много Fas-лиганда. Связывая Рц Fas на активированных T-лимфоцитах, эти «аутокиллеры» индуцируют апоптоз активированных T-лимфоцитов.
- Таких «аутокиллеров» много в печени. Вероятно, их природная роль - ликвидировать приносимые с кровью воротной вены лимфоциты, активированные в тканях кишки пищевыми Аг.
- Печень как иммуносупрессорный орган. В печени локализована большая часть всех NK организма, причём преобладает одна из двух больших субпопуляций NK, а именно CD56много/CD16-, тогда как в крови и красной пульпе селезёнки преобладают NK с фенотипом CD56мало/CD16+. На NK печени экспрессировано много Fas-лиганда, а на клетках эндотелия синусоидов печени - особого лектина, называемого галектин-1, который, возможно, также является индуктором апоптоза активированных лимфоцитов. Не исключено, это объясняет тот факт, что чужеродные трансплантаты печени не отторгаются. - T-супрессоры. Два типа лимфоцитов (если не все) в условиях внешней стимуляции системы начинают в какой-то момент времени в больших количествах продуцировать цитокины, ингибирующие пролиферацию или функциональную активность других клеток, участвующих в иммунном ответе.
В таком состоянии их можно называть T-супрессорами (хотя этот термин и считается устаревшим).
- Первый тип таких лимфоцитов - CD4+ Th3, продуцирующие много ТФРβ1.
- Второй тип «супрессоров» называют T-регуляторами типа 1 (Tr1) - это T-лимфоциты (вероятно, субпопуляция CD4+), развивающиеся в присутствии ИЛ-10 и продуцирующие его же в больших количествах. ИЛ-10 значительно снижает активность макрофагов, в том числе продукцию макрофагами ИЛ-12, без которого тормозится развитие CD4+ Th1 и, следовательно, развивается супрессия иммунного ответа Th1-типа.
• - Th1-лимфоциты могут убивать B-лимфоциты, активированные на тот же Аг через взаимодействие FasL-Fas. Супрессия лейкоцитов - исполнителей деструктивной фазы иммунного ответа - достигается теми же двумя путями, что и в случае лимфоцитов: апоптозом по мере «изношенности» и подавлением их активности при взаимодействии определённых Рц с определёнными лигандами.
♦ Самые короткоживущие лейкоциты - нейтрофилы. Они погибают физиологическим апоптозом через 4-12 ч после выхода из костного мозга в циркуляцию. В очагах воспаления в тканях нейтрофилы погибают ещё быстрее.
- Эозинофилы и базофилы погибают вскоре после дегрануляции.
- Другие клетки, особенно тканевые макрофаги, живут несколько дольше. Поэтому для них (по крайней мере, макрофагов и тучных клеток) предусмотрены биологические механизмы подавления активности. Но после активной деструктивной работы погибают и они, а их места занимают свежие одно- имённые клетки, пришедшие из костного мозга через кровь: в случае макрофагов - это моноциты, в случае тучных клеток - предшественники тучных клеток.
♦ Известны следующие факторы и механизмы подавления активности лейкоцитов.
- ИЛ-10, продуцируемый дифференцированными иммунными CD4+ Тr-лимфоцитами, ингибирует активность макрофагов. - ИЛ-4/STAT6 индуцирует в макрофагах биосинтез антагониста
Рц для ИЛ-1.
- Ингибирующие рецепторы. На тучных клетках выявлено по крайней мере 3 ингибирующих Рц. Один из них - gp49B1,
лиганд неизвестен (возможно MHC-I-подобные молекулы). Второй - уже известный по B-лимфоцитам FcγRIIB, лигандом для которого являются иммунные комплексы Аг с IgG. Третий - MAFA (Mast cell-Associated Function Antigen). Лиганд для MAFA неизвестен, но этот Рц конститутивно ассоциирован в мембране клетки с FcεRI - высокоаффинным активирующим Рц для IgE.
Иммунологическая толерантность
Иммунологическая толерантность - отсутствие активации лимфоцитов (и следовательно, продукции ими эффекторных молекул) при наличии в доступном им пространстве специфического Аг. В природе толерантность лимфоцитов (как отсутствие ответа на доступный Аг) нужна только по отношению к Аг собственных не- повреждённых тканей организма.
• Следует дифференцировать иммунологическую толерантность от супрессии уже состоявшегося иммунного ответа:
♦ супрессия: продуктивная активация клона начинается, реализуется, затем подавляется;
♦ толерантность: продуктивная активация Аг-специфичного клона лимфоцитов не начинается.
• Механизмы супрессии и толерантности одинаковы - апоптоз и подавление внутриклеточного метаболизма сигналами с ингибирующих Рц, но эти механизмы реализуются на разных этапах лимфопоэза и иммуногенеза лимфоцитов.
♦ Делеция клона. По механизму делеции клона, (т.е. путём апоптоза лимфоцитов, связавших Аг TCR/BCR) происходит элиминация аутореактивных B-лимфоцитов на ранних стадиях лимфопоэза и негативная селекция тимоцитов. Делеция же аутореактивных клонов на стадии лимфопоэза - установление центральной толерантности.
♦ Анергия клона. Анергией клона называют отсутствие полноразмерной активации лимфоцитов, связавших Аг TCR/BCR. Анергия, вероятно, имеет несколько разных механизмов реализации.
♦ Непродуктивная активация. Долгосрочное выживание лимфоцитов в периферических тканях обеспечивается частичной активацией, «тихой» базальной пролиферацией без продукции эффекторных молекул. Такая активация происходит, когда лимфоцит связывает комплексы собственных пептидов организма и молекул MHC.
♦ Продуктивная активация лимфоцита развивается, если он связывает комплексы чужих пептидов со «своими» MHC и получает корецепторные взаимодействия с активированной АПК. Сверхпороговый уровень экспрессии костимулирующих молекул достигается только в условиях их внешнейстимуляции. Наиболее очевидным фактором такой внешней стимуляции АПК является доиммунное воспаление покровных тканей, повреждённых внедрившимся внешним патогеном (в естественных условиях - инфекционным). Таким образом, если организм чист изнутри, и ни травма, ни инфекция не инициирует доиммунного воспаления, то иммунологическая толерантность лимфоцитов (с любыми Рц) к своим тканям - единственно возможное состояние лимфоцитов.
Трансплантация
Трансплантацией называют пересадку тканей или органов, хирургически изъятых из одного организма (донора), во внутреннюю среду другого организма (реципиента). Если трансплантацию проводят между организмами одного вида, то это аллотрансплантация, а Аг тканей - аллоантигены,реакция иммунной системы - ответ на аллоантигены. Если же трансплантацию проводят между организмами разных видов, то этоксенотрансплантация.
Отторжение трансплантата
Трансплантация может быть успешной только при условии развития иммунологической толерантности организма реципиента к трансплантату (на практике это достигается путём медикаментозной иммунодепрессии - со всеми её побочными эффектами), в противном случае на тех или иных сроках после операции происходит отторжение трансплантата.
• Сверхострое отторжение происходит во время или вскоре после операции. При этом развивается окклюзия кровеносных сосудов, связывающих трансплантат с телом. Это случается, если организм реципиента уже был иммунизирован Аг донора или Аг, перекрёстно реагирующими с Аг донора, и у реципиента в крови есть достаточное количество АТ к тканевым Аг стенок сосудов или клеток крови донора. Эти АТ немедленно «садятся» на стенки сосудов трансплантата, активируют комплемент и систему коагуляции крови, что влечёт за собой быстрый тромбоз сосудов и
выключение органа из кровотока.
• Острое отторжение - нормальный первичный иммунный ответ на трансплантат при отсутствии медикаментозной иммуносупрессии. В деструкцию трансплантата могут быть вовлечены все известные эффекторные механизмы иммунного воспаления - антителозависимые (АЗКЦТ, активация комплемента иммунными комплексами и др.) и антителонезависимые (CD8+ ЦТЛ; Th1 → макрофаги/ГЗТ; Th2 → ИЛ-5 → эозинофилы).
• Отсроченное отторжение по механизмам аналогично острому, но в результате эффективной иммуносупрессии индукция иммунного ответа откладывается на несколько лет.
Главный комплекс гистосовместимости
Первоначально наличие MHC было постулировано в опытах по пересадке органов как некий значительный по размеру комплекс генов, от которых больше, чем от других генов, зависит скорость отторжения трансплантата.
• Законы трансплантации, которые в 1912 г. описал Георг Шёне в книге «Гетеропластическая и гомопластическая трансплантация», таковы:
♦ Аллогенные и ксеногенные трансплантаты всегда отторгаются;
♦ Аутологичные (донор и реципиент - один и тот же организм) и сингенные (Аг MHC донора и реципиента одинаковы) трансплантаты приживаются;
♦ Гибриды 1-го поколения - F1 (P1xP2) - не отторгают трансплантаты обеих родительских линий (P1, P2), но каждая из родительских линий отторгает трансплантат от гибрида (это свидетельствует о кодоминантности в гибридах экспрессии генов, кодирующих продукты, которые являются мишенью отторжения). Кодоминантность означает, что экспрессируются аллели обеих гомологичных хромосом (т.е. от каждого из родителей):
♦ 50% потомства от обратного скрещивания (F1xP1/2) быстро отторгают трансплантат от второй родительской линии (в случае трансплантации кожного лоскута быстрое отторжение наступает на 8-е сутки). Отсюда по законам менделевской генетики сле-
дует, что быстрое отторжение контролирует один локус. Его-то и назвали главным комплексом гистосовместимости.
Подбор доноров и реципиентов. Отторжение трансплантата осуществляют Tαβ-лимфоIrиты, хотя они и отобраны позитивной селекцией в тимусе для распознавания Аг только в комплексе со своими молекулами MHC, а на трансплантате экспрессированы чужие MHC. Дело в том, что 1-10% T-лимфоцитов ошибаются, принимая чужие молекулы MHC за свои (что называют перекрёстной реактивностью), и индуцируют продуктивный иммунный ответ.
Методы подбора доноров и реципиентов по похожести их MHC либо несовершенны (если это серотипирование), либо более совершенные методы генотипирования показывают крайне низкую вероятность совпадения по MHC между неродственниками.
• Поликлональная активация. Активация T-лимфоцитов в этом случае поликлональна, так как MHC выступают здесь не в качестве «рамки» для Аг, а являются собственно объектом распознавания. Именно поэтому молекулы MHC были открыты как главные «виновники» отторжения трансплантата.
• Минорные Аг гистосовместимости. Существуют и так называемые минорные Аг гистосовместимости. Ими могут стать практические любые белки трансплантата, подвергнувшиеся катаболизму и представленные на мембране клеток в комплексе с молекулами MHC-I. Типирование по всем белкам организмов донора и реципиента
провести невозможно, поэтому даже при самом тщательном подборе донора и реципиента по MHC может встретиться такой минорный Аг (или несколько Аг), который вызовет отторжение трансплантата.
• Трансплантация костного мозга. Особым случаем является пересадка костного мозга или органов и тканей, содержащих много профессиональных АПК. На последних присутствуют все костимуляторные молекулы, необходимые и достаточные для продуктивной активации T-лимфоцитов. Поэтому в случаях пересадок кроветворных тканей отторжение MHC-совместимого трансплантата может произойти быстрее, чем MHC-несовместимого, потому что T-лимфоциты реципиента будут эффективнее работать с АПК донорского происхождения (как с «родными» по MHC).
Иммунологически привилегированные места
В организме есть такие анатомические места, в которых аккуратно вживлённый трансплантат при определённых условиях не отторгается. Эти места называют иммунологически привилегированными. У человека такими местами являются мозг, передняя камера глаза, беременная матка и яички.
Первоначальное предположение о том, что Аг этих тканей не покидают своих мест и недоступны для распознавания T-лимфоцитами, не подтвердилось: Аг тканей из привилегированных мест покидают их, но действительно не совсем так, как из всех остальных мест в организме. А именно: - они минуют классический лимфатический дренаж; - иммунологически привилегированные места отграничены особыми барьерами, клетки которых продуцируют иммуносупрессорные цитокины (ТФРβ) или экспрессируют много Fas-лиганда, убивающего приближающиеся активные лимфоциты.
С клинической точки зрения существенно, что именно ткани из иммунологически привилегированных мест чаще прочих становятся объектом аутоиммунного повреждения (например, демиелинизирующие заболевания мозга, включая рассеянный склероз; т.н. симпатическая офтальмия).
Иммунная система и глюкокортикостероиды
Не один десяток лет глюкокортикостероиды (ГКС) применяют в качестве противовоспалительных ЛС, причём при заболеваниях с очевидным вовлечением в патогенез иммунной системы (ревматические, аутоиммунные, аллергические болезни). ГКС облигатно вовлечены в лимфопоэз и иммуногенез.
Мишени глюкокортикостероидов
• Тимус. Источником ГКС, воздействующих на лимфоциты, являются не только надпочечниковые железы, ГКС синтезируют и эпителиальные клетки тимуса. Другими словами, в тимусе соз- даётся нужная локальная концентрация ГКС, необходимых для индукции апоптоза «95-99% тимоцитов, отсекаемых позитивной и негативной селекцией.
• Лимфоидная периферия. Главный эффект физиологических концентраций системных ГКС на лимфоциты в периферических тканях - тоже индукция апоптоза активированных лимфоцитов: ГКС являются исполнителями AICD-индуцированной активации клеточной смерти лимфоцитов (AICD - Activation-Induced Cell
Death).
Эффекты глюкокортикостероидов. В фармакологических концентрациях ГКС вызывают следующие эффекты:
• индуцируют в активированных лимфоцитах и эозинофилах эндонуклеазы, разрушающие ДНК в межнуклеосомных участках, что заканчивается апоптозом клеток;
• ингибируют биосинтез интерлейкинов 1, 3, 4, 5 и 8, TNFa, GM-CSF, что приводит к снижению воспалительных процессов, зависящих от этих цитокинов;
• ингибируют NO-синтазу; следовательно, снижают зависящую от оксида азота альтерацию тканей (включая стенку кровеносных сосудов);
• ингибируют фосфолипазу А2 и циклооксигеназу 2-го типа, которые необходимы для синтеза простагландинов и лейкотриенов; следовательно, угнетаются воспалительные процессы и спазмы гладкой мускулатуры, зависящие от этих липидных медиаторов;
• ингибируют экспрессию молекул межклеточной адгезии, что приводит к снижению экстравазации лейкоцитов в очаги воспаления.
Побочные эффекты. Наиболее очевидные побочные эффекты терапевтических доз глюкокортикоидов состоят в задержке в организме натрия (следовательно, и воды), увеличении массы тела, симптомах диабета, потере минеральных веществ из костей, истончении кожи (следовательно, ухудшении её барьерных свойств).
Существует пять вариантов участия иммунной системы в патологических процессах.
I. Собственно иммунная система здорова (полноценна).
II. Первичные иммунодефициты - генетические дефекты в клетках иммунной системы: - синдромы с дефицитом АТ; - синдромы с дефицитом T-лимфоцитов; - комбинированные T- и B-дефициты; - синдромы с дефицитом компонентов комплемента; - синдромы с дефектами в NK; - синдромы с дефектами фагоцитов; - синдромы с дефектами молекул адгезии.
III. Вторичные иммунодефициты - дисфункции иммунной системы, вызванные тяжёлыми системными патогенными воздействиями на организм. К таким воздействиям относят:
1. Факторы, вызывающие обратимые дисфункции (иммунодефицит) иммунной системы (обратимость в данном случае относительная и зависит от силы и продолжительности воздействия патогенного фактора): - чрезмерное голодание или дефицит в диете жизненно важных компонентов; - курабельные болезни метаболизма (сахарный диабет, синдром Иценко-Кушинга, дисфункция паращитовидных желёз и т.д.); - психическая депрессия; - курабельная ожоговая болезнь; - временный дисстресс любой природы.
2. Факторы, вызывающие физическую «ампутацию» (в той или иной степени) лимфоидной ткани (и следовательно, необратимый иммунодефицит): - ВИЧ-инфекция; - повреждение иммунной системы при других инфекциях (гиперстимуляция иммунной системы суперантигенами при вирусных, грибковых и бактериальных инфекциях, а также по иным механизмам) - корь, гепатиты, цитомегаловирусные инфекции: краснуха; инфекция, вызванная вирусом Эпштейна-Барр, стафилококковые инфекции, туберкулёз, лепра, кокцидиомикоз, аспергиллёз и др.;
- ионизирующая радиация; - химические вещества с лимфотоксическим действием; - лимфопролиферативные заболевания; возможно, и некоторые другие злокачественные опухоли.
IV. Аутоиммунные болезни: - истинно аутоиммунные болезни; - болезни с нарушением супрессии иммунного ответа.
V. Аллергические болезни: - истинная аллергия; - псевдоаллергические реакции.
Вышеперечисленные нозологические единицы рассмотрены в последующих главах.
иммунный статус
Осмысленная оценка иммунного статуса человека возможна при тесном взаимодействии и взаимопонимании опытного клинициста и квалифицированной специализированной лаборатории. На кафедре иммунологии и в научно-исследовательском отделе иммунологии Российского государственного медицинского университета Л.В. Ковальчук, А.Н. Чередеев и их коллеги разработали логичную и экономически рентабельнуютактику лабораторного анализа иммунного статуса. Эта тактика предлагает двухэтапное (или двухуровневое) обследование.
Тесты 1-го уровня просты, немногочисленны и экономически доступны любому лечебному учреждению, при этом более чем информативны: - определение формулы крови (микроскопия на мазке и подсчёт клеток в камере Горяева); - общеклинический анализ крови; - определение содержания IgM, IgG и в сыворотке крови; - анализ на ВИЧ-инфекцию.
Тесты 2-го уровня - более детальное и углублённое исследование разных параметров: - мембранных маркёров тех или иных субпопуляций лимфоцитов и лейкоцитов; - пролиферативных свойств лимфоцитов в культурах in vitro с митогенами или аллоантигенами; - продукции тех или иных цитокинов в культуре клеток из периферической крови, пунктата костного мозга или иного биологического материала; - активности катаболических ферментов фагоцитов (миелопероксидазы, NO-синтазы, каталазы и др.) или совокупной функции расщепления в фагоцитах поглощённого материала; - продукции биологически активных веществ эозинофилов (эозинофильного катионного белка и др.), тучных клеток(триптаза, гистамин) в крови, мокроте или смывах со слизистых оболочек; - белков острой фазы - связывающего маннозу лектина и С-реактивного белка; - белков системы
комплемента; - в случаях аллергических болезней - анализ общего и антигенспецифических IgE и дифференциально-диагностический анализ на аллергию (фадиатоп [качественный тест на наличие или отсутствие аллергии по принципу «да/нет»; в тест входят наиболее распространённые аллергены, ответственные за атопические заболе- вания]); - анализ на наличие тех или иных аутоантител; - кожные пробы с антигенами на гиперчувствительность немедленного типа при аллергодиагностике; - кожные пробы на гиперчувствительность замедленного типа на широко распространённые или вакцинные микробные Аг (стрептококковый, столбнячный, дифтерийный, туберкулин и т.п.).
Возможно применение и других тестов (в зависимости от клинических показаний, наличия материальной базы и квалификации персонала). Но самое главное - тесты 2-го уровня не надо выполнять все по списку. Их можно и нужно использовать избирательно (в зависимости от клинических симптомов у больного). Результаты 1-2 анализов второго уровня могут показать, что в 3-м анализе уже нет необходимости или желательно проведение ещё какого-нибудь одного определённого анализа.
Первичные иммунодефициты (ПИД) - наследственные заболевания, обусловленные дефектами генов, контролирующих иммунный ответ. Клиническая симптоматика и адекватные лабораторные анализы позволяют дифференцировать патологию на уровне лимфоцитов и патологию на уровне нелимфоцитарных механизмов деструкции и выведения Аг.
• Суммарная частота ПИД составляет 1 случай на 10-100 тыс. живых новорождённых. Селективный дефицит IgA встречается гораздо чаще - 1 на 500-1500 жителей общей популяции. Большинство ПИД манифестирует в раннем детстве. ПИД следует заподозрить, если маленький ребёнок болеет инфекционными заболеваниями более 10 раз в год. У детей с ПИД инфекции могут принять персистирующий характер. Следует обращать внимание на отставание по возрастным показателям развития, рекуррентные синуситы, отиты, пневмонии, диареи, мальабсорбцию, кандидозы.
• Инфекционный синдром. Ведущим в клинической картине ПИД является так называемый инфекционный синдром - повышенная восприимчивость к инфекциям вообще, необычно тяжёлое клиническое течение инфекционных болезней, рекуррентное течение, атипичные возбудители (часто оппортунистические). Инфекционный синдром характерен, но не патогномоничен для истинных иммунодефицитов, т.е. он всегда имеется при иммунодефицитах, но возможен и без иммунодефицита.
• Физикальный осмотр: можно выявить отсутствие лимфатических узлов, миндалин.
• Лабораторные исследования. Если клинические данные заставляют заподозрить ПИД, то выполняют следующие исследования: - анализ на ВИЧ-инфекцию; - определение формулы крови; - определение уровней IgG, IgA и IgM в сыворотке крови; - кожные пробы ГЗТ на Аг (столбнячный, дифтерийный, стрептококковый
Аг, туберкулин, Аг Proteus mirabilis, Trichophyton mentagrophytes, Candida albicans); - подсчёт субпопуляций T- и B-лимфоцитов. по специальным показаниям: - анализ состояния фагоцитов (наиболее простой и информативный анализ - тест на восстановление тетразолиевого синего); - анализ на содержание компонентов комплемента (начинают с С3 и С4); - молекулярно-генетические исследования (если есть перспективы генной терапии).
ДЕФЕКТЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ
X-сцепленная агаммаглобулинемия Брутона
Болеют мальчики, сыновья (ﭏ, ρ) носительниц дефектного гена btk (OMIM 300300, Xq21.3-q22), кодирующего специфичную для Б- лимфоцитов протеинтирозинкиназу Btk). В результате развиваются нарушения внутриклеточных сигнальных путей, рекомбинации тяжё- лых цепей Ig, дифференцировка пре-Б-клеток в B-лимфоциты.
Лабораторные данные. Отсутствуют периферические Б-лимфоциты. В костном мозге есть пре-Б-клетки с μ-цепью в цитоплазме. Число T-лимфоцитов и функциональные тесты на T-лимфоциты в норме. IgM и IgA в крови не определяются; IgG может быть, но в малых количествах (0,4-1,0 г/л). Нет АТ к Аг групп крови и к вакцинным Аг (столбнячному, дифтерийному токсинам и др.). Гистологическое исследование лимфоидной ткани: нет герминативных центров и плазматических клеток.
Клиническая картина. Если семейный анамнез неизвестен, то диагноз становится очевидным к возрасту в среднем 3,5 года. Для заболевания характерны тяжело протекающие гнойные инфекции, инфекции верхних (синуситы, отиты) и нижних (бронхиты, пневмонии) дыхательных путей, возможны гастроэнтериты, пиодермии, септические артриты (бактериальные или хламидиозные), септицемия, менингиты, энцефалиты. Инфекции дыхательных путей чаще вызваны Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, диареи - кишечными бактериями илиGiardia lamblia. Из вирусов типичны нейротропные вирусы ECHO-19, вызывающие персистирующий менингоэнцефалит. У больных детей при иммунизации живой полиовакциной, как правило, наблюдают продолжительное выделение через слизистые оболочки вируса полиомиелита, причём свосстановленной и нарастающей вирулентностью (т.е. в детском коллективе реальна опасность заражения здоровых
детей полиомиелитом в результате контакта с вакцинированным иммунодефицитным ребёнком).
Осмотр. Обращают внимание на отставание в росте, пальцы в виде барабанных палочек, изменения формы грудной клетки, характерные для заболеваний нижних дыхательных путей, гипоплазию лимфатических узлов и миндалин.
Лечение. - Противомикробная химиотерапия. - Заместительная терапия: внутривенные инфузии донорских препаратов сывороточных Ig каждые 3-4 нед пожизненно. Дозы Ig подбирают так, чтобы создать в сыворотке больного концентрацию Ig, перекрывающую нижнюю границу возрастной нормы. - Обсуждается возможность генной терапии. Ген Btk клонирован, но его гиперэкспрессия ассоциирована со злокачественной трансформацией кроветворной ткани.
Х-сцепленная агаммаглобулинемия с синдромом гипериммуноглобулинемии M
Х-сцепkенный гипер-IgМ-синдром (OMIM 308230, 300386) развивается при дефекте гена, кодирующего CD40LG (CD154, Xq26-q27.2) из семейства TNF - лиганда для CD40. Недостаточность экспрессии CD40L в T-лимфоцитах приводит к невозможности переключения синтеза Ig в Б-лимфоцитах с IgM на другие изотипы и нарушению формирования Б-клеток памяти. Болеют мальчики (К).
Лабораторные данные. IgG, IgA, IgE не определяются или их очень мало. Уровень IgM повышен, зачастую значительно. IgM поликлональны, иногда моноклональны. В лимфоидной ткани отсутствуют герминативные центры, но есть плазматические клетки.
Клиническая картина. Рекуррентные бактериальные и грибковые инфекции, в том числе оппортунистические (Pneumocystis carinii). Могут быть лимфаденопатия и спленомегалия. Похожую клиническую картину описывают у детей, перенесших внутриутробную инфекцию вирусом краснухи.
Лечение: противомикробная химиотерапия и регулярные пожизненные инфузии препаратов донорских сывороточных Ig.
Общий вариабельный иммунодефицит
При общем вариабельном иммунодефиците [OMIM 240500, ген TNFRSF13B (ρ и R) Рц суперсемейства TNF (17p11)] происходит нарушение способности Б-лимфоцитов дифференцироваться в плазматические клетки, развиваются дефекты антителопродукции,
возможна дисфункция T-лимфоцитов, наблюдаются частые рецидивирующие бактериальные инфекции. Синдром может манифестировать в раннем детстве, в подростковом возрасте или у молодых людей.
Лабораторные данные. Существенно снижены уровни IgG и IgA (примерно у 50% больных) и IgM (вплоть до неопределимых количеств). Число Б-лимфоцитов в крови соответствует норме или снижено. Число T-лимфоцитов у большинства больных в норме. Способность вырабатывать специфические АТ в ответ на иммунизацию снижена или отсутствует.
Клиническая картина. Рекуррентные бактериальные инфекции с локализацией преимущественно в дыхательных путях и околоносовых пазухах. К моменту постановки диагноза инфекции дыхательных путей могут прогрессировать до бронхоэктазов и разлитых поражений лёгочной ткани. Возможны инфекции ЖКТ, проявляющиеся диареей, стеатореей и мальабсорбцией (соответственно, потерей массы тела). Часто встречается инфекция, вызванная Giardia lamblia. От агаммаглобулинемии Брутона вариабельный иммунодефицит отличают более поздний возраст манифестации, равное распределение по полу, тенденция к нарушению функций T-лимфоцитов, склонность к аутоиммунным болезням, повышенная частота лимфом и инфекций, вызванных Pneumocystis carinii и вирусами семейства Herpetoviridae.
Лечение - противомикробная химиотерапия. При её неэффективности - заместительная терапия внутривенными препаратами донорских Ig (по мере необходимости).
Дефицит иммуноглобулина A
Селективный дефицит IgA (OMIM 137100) развивается при дефекте гена tnfrsf13b (R или ρ). Дефицит IgA при наличии Ig других классов встречается в общей популяции с высокой частотой (1 случай на 500-1500 жителей, а у аллергических больных ещё чаще). Различают недостаточность IgA селективную, т.е. заключающуюся в дефиците отдельных подклассов (30% случаев), и полную (70% случаев). Дефицит подкласса IgA2 приводит к более выраженной клинической картине, чем дефицит подкласса IgA1. Возможны и сочетания дефицита IgA с другими нарушениями: дефектным биосинтезом IgG и аномалиями T-лимфоцитов.
Клиническая картина. В половине случаев заболевания развиваются рекуррентные инфекции верхних дыхательных путей.
Лечение. Случаи бессимптомного течения не требуют никакого специального лечения; при наличии клинических проявлений проводят противоинфекционную химиотерапию и симптоматическое лечение. Заместительная терапия донорскими Ig не показана ни при селективном, ни при полном дефиците IgA, так как высока вероятность образования у реципиента антиизотипических АТ к IgA и обусловленные этим трансфузионные осложнения.
Транзиторная гипогаммаглобулинемия у детей. У здоровых детей к 3-месячному возрасту уровень IgG в крови снижается до минимума, так как распадается значительная часть материнских АТ, а затем начинается выработка собственных Ig. У некоторых детей, однако, нарастание уровня Ig задерживается. Такие дети могут страдать рекуррентными бактериальными инфекциями. Тем не менее, и в этих случаях следует избегать инфузий донорских Ig, так как даже однократное введение препаратов донорской крови подвергает пациента риску заражения ретровирусными (ВИЧ и др.) и прионными инфекциями.
ДЕФЕКТЫ T-ЛИМФОЦИТОВ
Тяжёлые комбинированные иммунодефициты
Клинический синдром тяжёлой комбинированной иммунной недостаточности (ТКИН) характерен для следующих состояний:
• недостаточность аденозиндезаминазы [OMIM 608958, КФ 3.5.4.4, ген ada (20q12-q13.11, ρ];
• недостаточность пуриннуклеозидфосфорилазы [OMIM 164050, КФ 2.4.2.1, ген pnp (14q11.2), ρ];
• T- и Б-негативная, NK-положительная ТКИН [OMIM 601457, гены RAG1 и RAG2 рекомбинации V(D)J-сегментов Ig и TCR
(11р13), ρ];
• синдром Оменна [OMIM 179615 и 179616, гены RAG1 и/или RAG2 рекомбинации V(D)J (11p13-p12), ρ];
• синдром Оменна с гиперэозинофилией [OMIM 603554, гены RAG1 и RAG2 рекомбинации V(D)J (11p13-p12), ρ];
• ТКИН с повышенной чувствительностью к ионизирующей радиации [OMIM 605988, ген репарации ДНК Artemis (10p), при мутации гена происходит нарушение V(D)J-рекомбинации, ρ];
• недостаточность протеинтирозинкиназы ZAP-70 [OMIM 176947, ген ZAP-70 (2q12, ρ]. При мутации гена страдает фосфорили-
рование доменов ITAM ζ-цепи TCR и ITAM-содержащих Рц NK-клеток;
• недостаточность тирозинкиназы Janus3 [OMIM 600802 и 600173, ген JAK3(19p13.1), ρ]. При дефектах гена нарушаются внутриклеточные сигнальные пути, обеспечивающих пролиферацию, дифференцировку и выживание клеток (в частности, интерлейкины 2, 4, 7, 9, и 15 не индуцируют клеточную активацию);
• ТКИН с дефицитом ИЛ-2 (OMIM 147680, ген IL-2, 4q26-q27);
• X-сцепленная ТКИН с недостаточностью Рц для ИЛ-2 [OMIM
300400, ген IL-2RG (γ-цепь Рц для ИЛ-2), Xq13.1-q21.1, К];
• недостаточность протеинтирозинфосфатазы (CD45, OMIM 151460, ген PTPRC, 1q31-q32). При дефекте гена происходит усиление ингибирующей активности киназы Csk на протеинтирозинкиназу Src с нарушением фосфорилирования ITAM-доменов TCR и BCR. Лабораторные данные.Вариабельная, иногда глубокая лимфопе-
ния; лимфоциты не способны пролиферировать в ответ на специфический Аг; часто выраженное снижение уровня Ig в сыворотке крови. На рентгенограмме грудной клетки отсутствует тень тимуса.
Клиническая картина. Важно как можно раньше распознать ТКИН у новорождённых, так как для них фатальна, например, иммунизация живыми вакцинами. Обычно клинический диагноз становится ясен в первые 6 месяцев жизни. В клинической картине на первый план выходят тяжёлый инфекционный синдром и отставание в развитии. Возбудители инфекций принадлежат к разным таксономическим группам: грибы (Candida, Pneumocystis carinii), бактерии, вирусы. Пневмония часто бывает вызвана P. carinii, диареи - ротавирусами, Campylobacter, Giardia lamblia. Нередко манифестирует вирусный гепатит.
Лечение. Без трансплантации костного мозга дети с ТКИН, как правило, умирают на первом году жизни. Описаны единичные случаи, когда ребёнок в особо санированных условиях доживал до 2-3 лет.
• X-сцепленная тяжёлая комбинированная иммунная недостаточность
[OMIM 300400, ген IL-2RG (γ-цепь Рц для ИЛ-2, Xq13.1-q21.1, К ]. Болеют мальчики.
Лабораторные данные. Снижено (вплоть до полного отсутствия) количество T- и NK-лимфоцитов. Количество Б-лимфоцитов не ниже нормы, но имеется выраженная гипогаммаглобулинемия.
Лечение. Трансплантация HLA-совместимого костного мозга. Здесь отметим, но это будет относиться ко всем вариантам ТКИН: при трансплантации костного мозга больным с ТКИН (кроме подбора
совместимых по HLA донора и реципиента) обязательна процедура удаления перед трансплантацией из донорского костного мозга T- лимфоцитов во избежание такого осложнения, как «реакция трансплантат против хозяина» (РТПХ). Совместимость по HLA необходима не для профилактики отторжения костного мозга реципиентом (ему отторгать нечем), а для достижения цели - создания иммунокомпетентности реципиента: позитивная селекция T-лимфоцитов в тимусе «идёт» на MHC, экспрессированных на эпителиальных клетках тимуса (т.е. на MHC реципиента), а АПК на периферии (ДК, Б-лимфоциты, макрофаги) - костномозгового происхождения (т.е. от донора). Если совпадения по MHC не будет, то T-лимфоциты не будут узнавать Аг и, следовательно, иммунодефицит останется и при наличии прижившихся костномозговых клеток донора.
• Тяжёлый комбинированный иммунный дефицит при недостаточности аденозиндезаминазы [OMIM 608958, КФ 3.5.4.4, ген ada (20q12- q13.11), ρ]. При недостаточности аденозиндезаминазы (АДА) в клетках накапливается токсичный полупродукт метаболизма пуринов - дезоксиаденозин. Больше других от этого страдают лимфоциты.
Клинические признаки ТКИН (рекуррентные респираторные инфекции, диареи, отставание в развитии), как правило, становятся очевидны к 2-3-месячному возрасту.
Лабораторные данные. Отсутствуют T- и Б-лимфоциты (NK сохранны) и иммуноглобулины. Анализ на наличие АДА проводят в эритроцитах или лимфоцитах.
Лечение: - заместительная терапия препаратом АДА крупного рогатого скота, конъюгированной с полиэтиленгликолем (инъекции 3 раза в неделю), может поддерживать жизнеспособность пациента в течение нескольких лет; - трансплантация костного мозга от HLA-сов- местимого донора; - регулярные трансфекции гена ada в лимфоциты периферической крови (есть случаи успеха такой терапии).
• Синдром Оменна. Дефект затрагивает гены RAG1/RAG2. Благодаря невысокой остаточной активности этих генов всё же развивается некоторое количество клонов T-лимфоцитов, аутореактивных к эпителию кожи и ЖКТ, где они и размножаются. Эти клоны продуцируют большие количества ИЛ-4 и ИЛ-5, вызывая гиперэозинофилию и продукцию IgE остаточными Б-лимфоцитами. Клиническая картина. Вскоре после рождения манифестируют
эритродермия (покраснение кожи) и пахидермия (утолщение кожи) с алопецией в области скальпа и бровей, изнуряющая диарея, жиз-
неугрожающий инфекционный синдром. Пальпаторно определяют гепатоспленомегалию и увеличение лимфатических узлов.
Лабораторные данные. В крови повышено содержание эозинофилов и IgE при отсутствии Ig других классов. В биоптатах увеличенных лимфатических узлов: гиперплазия макрофагов и клеток соединительной ткани и почти полное отсутствие лимфоцитов.
• Лечение симптоматическое. Дефект ZAP70. Клиническая картина этого варианта ТКИН такая же, как и при других ТКИН. Лабораторные данные: отсутствие CD8+ T-лимфоцитов, наличие подчас значительных количеств CD4+ T-лимфоцитов (которые, однако, функционально недееспособны). Лечение симптоматическое.
Синдром «голых лимфоцитов»
Так называют патологию, когда в организме не экспрессируются молекулы MHC-I (тип 1, OMIM 170261) или MHC-II (тип 2, OMIM 209920). Когда нет экспрессии молекул MHC-I, полностью отсутствуют CD8+ Tαβ-лимфоциты, MHC-II - нет CD4+ T-лимфоцитов. Охарактеризовано несколько генетических дефектов. Клиническая картина синдрома «голых» лимфоцитов аналогична остальным ТКИН. Лечение симптоматическое.
Синдром Ди Джорджи
При синдроме Ди Джорджи, или синдроме третьего и четвёртого глоточных карманов [OMIM 188400, делеции в 22q 11, в том числе гена TBX1(22q11.2),R] наблюдается гипоплазия или аплазия тимуса, гипоплазия паращитовидной железы, дефицит T-лимфоцитов, вариабельные количества B-лимфоцитов.
Диагностика для опытного врача не представляет затруднений. Иммунодефицитный компонент представлен гипоплазией или аплазией тимуса и рекуррентными, тяжело протекающими инфекциями. Наблюдают также гипопаратиреоидизм (гипокальциемия и, как следствие - тетания, заметная на 1-2-й дни после рождения); сердечно-сосудистые пороки (правый разворот дуги аорты, стеноз правого желудочка, дефекты в межжелудочковой и межпредсердной перегородках, тетрада Фалло, атрезия или гипоплазия лёгочной артерии); впадина нёба; характерное лицо (увеличенное расстояние между парными органами, челюсти уменьшенного размера, особенно нижняя, низко посаженные ушные раковины с усиленной вывернутостью назад, короткий подносовой желобок).
Лабораторное обследование: количество T- и Б-лимфоцитов у разных больных значительно варьирует. Лечение симптоматическое.
X-сцепленный лимфопролиферативный синдром
Иммунодефицит, инициируемый вирусом Эпштейна-Барр (EBV), или X-сцепленный лимфопролиферативный синдром (обусловлен дефектами локуса в Xq25, ﭏ). Клиническая картина. Болеют мальчики: острая первичная EBV-инфекция прогрессирует с развитием тяжёлого поражения печени. Если мальчик выживает, то в дальнейшем нередко развиваются стойкая гипогаммаглобулинемия, инфильтраты в лимфатических узлах, селёзенке, печени, ЦНС. Среди отсроченных последствий - повышенная частота лимфом. Лечение. Противовирусная химиотерапия (ганцикловир или другие противогерпетические препараты) и симптоматическая терапия.
Атаксия-телеангиэктазия
Синдром Луи-Бар, или атаксия-телеангиэктазия [OMIM 208900 и 607585, КФ 5.99.1.3, дефект гена ДНК-топоизомеразы АТМ (11q22), ρ]. Этот синдром (частота 1:300 тыс. новорождённых) с весьма гетерогенным фенотипом описан бельгийским врачом Луи-Бар. Характерны: гипоплазия тимуса, лимфатических узлов, селезёнки, миндалин, количественная и функциональная недостаточность T-лимфоцитов, снижен уровень IgA, IgE, IgG2; необычайно высока (в 200 раз превосходит среднюю частоту в общей популяции) частота новообразований (преимущественно лимфомы и карциномы), нередко становящихся непосредственной причиной летального исхода к 10-12-летнему возрасту. Клиническая картина. Симптомы атаксии можно обнаружить у ребёнка уже в 2-4-месячном возрасте. Атаксия обусловлена прогрессирующей дегенерацией клеток Пуркинье в мозжечке. Телеангиэктазы на носу, ушах, конъюнктиве появляются несколько позже, к 3-6 годам. Иммунодефицит проявляется в виде снижения выработки иммуноглобулинов изотипов IgA, IgE, IgG2, при этом примерно у 80% больных возникает соответствующая инфекционная клиническая симптоматика. Число T-лимфоцитов у большинства пациентов нормальное. Лечение симптоматическое.
Синдром Вискотта-Олдрича
Синдром Вискотта-Олдрича [OMIM 301000, дефект гена WASP (Xp11.23-p11.22), К; также OMIM 277970 (ρ) и OMIM *600903 (R)]. Ген WASP (от Wiskott-Aldrich syndrome) экспрессируется в лимфо-
цитах, ткани селезёнки и в тимоцитах. Мутации этого гена ассоциированы с аномальной экспрессией в нейтрофилах и T-лимфоцитах (CD4 и CD8) молекулы CD43 (лиганд для ICAM-1, выполняет антиадгезивную функцию). Клинически заболевание проявляется триадой признаков: тромбоцитопенией, экземой и рекуррентными инфекциями. Лабораторные показатели. Тромбоцитопения, тромбоциты меньшего размера, чем у здоровых людей. Уровень Ig (особенно IgM) в сыворотке крови снижен в разной степени у различных пациентов, при этом количество IgE повышено. Число T-лимфоцитов варьирует. Лечение симптоматическое.
ДЕФЕКТЫ ФАГОЦИТОЗА
Хроническая гранулематозная болезнь
Хроническая гранулематозная болезнь (ХГБ) - нарушения функциональной активности фагоцитов (образование активных форм кислородных радикалов, внутриклеточный киллинг и фрагментация фагоцитированных патогенов) с постоянными бактериальными и грибковыми инфекциями. Развивается ХГБ у лиц с различными генетическими дефектами [ген gp91-phox (Xp21.1), ﭏ; ген р47-phox (7q11.23), ρ; ген р67-phox (1q25), ρ; ген р22-phox (16q24), ρ], приводящими к нарушениям в системе НАДФ-оксидазы. При гибели короткоживущих (несколько часов) нейтрофилов неубитые бактерии «вытекают» в очаг воспаления. Макрофаги - долгоживущие клетки, и их предшественники (моноциты) стекаются к очагу в повышенных количествах (это и создаёт гранулёмы), фагоцитируют что могут, но убить микроорганизмы они также не в состоянии [дефектный ген(ы) общий у всех клеток организма]. Клинически заболевание манифестирует в детском возрасте инфекционным синдромом (внутри- и внеклеточные инфекции) и образованием гранулём. Лечение. Противомикробная терапия (особенно ко-тримоксазол). Показана эффективность терапии ИФHγ: в группе пациентов с ХГБ, получающих этот препарат, 70% больных не имели тяжёлых проявлений инфекций в течение года, в контрольной группе (плацебо) таких пациентов было 30%. В редких случаях прибегают к трансплантации костного мозга. Прогноз неблагоприятен.
ДЕФЕКТЫ СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА
Болезни с дефицитом компонентов комплемента
Проявления генных дефектов отдельных компонентов системы комплемента приведены в табл. 11.1.
• Наследственный ангионевротический отёк. Болезни, обусловленные дефицитом компонентов комплемента, встречаются редко, поскольку для их манифестации необходимо гомозиготное состояние по аутосомным аллелям. Есть единственное исключение - C1inh (ингибитор C1-эстеразы): мутация гена C1inh, приводящая к дефициту ингибитора, проявляется в гетерозиготном состоянии фенотипом, известном как наследственный ангионевротический отёк.
• Болезни иммунных комплексов. Недостаточность C1-C4 проявляется в болезнях иммунных комплексов - системных васкулитах и повреждениях почек, что обобщённо называют синдромом системной красной волчанки (СКВ).
• Пиогенные инфекции. Дефицит C3 (также факторов H и I) ассоциирован с повышенной восприимчивостью к пиогенным инфекциям. Дефицит компонентов, участвующих в альтернативном пути активации комплемента, а также дефицит компонентов C5-C8 ассоциированы с повышенной восприимчивостью к инфекции, вызываемой Neisseria spp. Дефицит C9 клинически бессимптомен.
Таблица 11.1. Клинические проявления дефектов отдельных компонентов системы комплемента
Продолжение табл. 11.1.
* в том числе ген, наследование
Дефицит связывающего маннозу лектина
Дефицит связывающего маннозу лектина (СМЛ) обусловлен дефектом гена MBL (разные точечные мутации и делеции в гене MBL встречаются у 17% людей европеоидной расы). При дефектах гена нарушается активация протеаз, расщепляющих компоненты комплемента C2 и C4, и активации системы комплемента по лектиновому пути. Клинически эта патология проявляется инфекционным синдромом. Лабораторные данные. Анализ субпопуляций лимфоцитов, лейкоцитов, а также Ig не показывает отклонений, адекватных клиническим симптомам. В сыворотке крови отсутствует СМЛ. Лечение. Ген MBL клонирован. Следовательно, не является проблемой получение рекомбинантного белка, который может быть использован как фармакологический препарат для этиопатогенетической заместительной терапии у пациентов с этим наследственным дефектом. Заместительная терапия рекомбинантным препаратом не несёт и опасности заразить больного кровяными инфекциями (ретровирусными, прионными и др.). При этом заболевании нет настоящего иммунодефицита, следовательно, не показана иммунокоррекция (противопоказана!) иммунотропными средствами.
Иммунная система - часть организма и растёт только тогда, когда растёт организм как целое, т.е. в детстве и до пубертатного возраста - в среднем до 15 лет. Накопленное к 15 годам количество клонов лимфоцитов в течение оставшейся жизни лишь поддерживается «фоновой» пролиферацией ирасходуется в процессе продуктивных иммунных ответов на патогены, проникающие во внутреннюю среду организма. То, что генерация новых клонов лимфоцитов не происходит у взрослых организмов, следует из фактов невозможности восстановления разнообразия репертуара антигенраспознающих Рц, а часто и количества лимфоцитов после воздействий на организм, приводящих к уничтожению больших количеств лимфоцитов (облучение, лимфотропные вирусные инфекции и др.). То есть после ампутации лимфоцитов тем или иным способом они не «отрастают» как новые (как не «отрастает» заново ампутированная нога или любой паренхиматозный орган). То, что каждый лимфоцит запрограммирован на пролиферацию клона при иммунном ответе, не означает пожизненную неограниченность потенциала лимфопоэза: он ограничен возрастом - 15 лет. Поэтому существуют приобретён- ные - вторичные иммунодефициты (ВИД).
• Если от рождения здоровый организм со здоровой иммунной системой в постнатальном возрасте подвергается определённым патогенным воздействиям, которые физически повреждают большое количество лимфоцитов, в результате возникает вторичный иммунодефицит.
• Есть системные патологические состояния, которые вызывают не столько физическую гибель лимфоцитов, сколько функциональный «парез» иммунной системы. Это тоже ВИД. В отличие от ВИД с физическим повреждением лимфоцитов функциональный «парез», или дисфункция иммунной системы, может быть обратим, если причинное заболевание излечимо и продолжалось не слишком долго.
Исследование иммунной системы у человека при подозрении на ВИД предполагает определение ряда лабораторных показателей в периферической крови, как и при врождённых иммунодефицитах [анализ на ВИЧ-инфекцию; формула крови; уровень IgG, IgA, IgM в сыворотке; кожные пробы ГЗТ на широко распространённые микробные Аг; если надо - подсчёт субпопуляций T- и Б-лимфоцитов; по специальным показаниям - анализ состояния фагоцитов (наиболее простой и информативный анализ - тест на восстановление тетразолиевого синего); по специальным клиническим показаниям - анализ на содержание компонентов комплемента (начинают с C3 и C4) или иные анализы (в зависимости от характера клинических симптомов).
Этиологические факторы
Здесь (полный спектр этиологических факторов приведён в главе 15) мы рассмотрим только повреждения иммунной системы при инфекциях, потому что инфекции - естественные и главные «парт- нёры» иммунной системы, она против них создавалась, поэтому инфекты направленно эволюционируют в сторону приобретения самых разных способностей к выведению из строя именно иммунной системы. Поэтому при всякой патогенной инфекции в организме идёт борьба между системами резистентности, в том числе иммунной, и патогеном. Инфекций, не повреждающих так или иначе иммунную систему, не бывает.
• Распространённый механизм повреждения иммунной системы патогенами - гиперстимуляция иммунной системы суперантигенами патогенов и массовая поликлональная гибель (апоптозом) активированных лимфоцитов. Своими иммунодепрессивными свойствами известны герпесвирусы: вирус Эпштейна-Барр (EBV), цитомегаловирусы (CMV), герпесвирусы человека типов 6 и 7 (HHV-6, HHV-7) и др. У вирусов существует много приёмов иммунодепрессии.
• Вирусные белки обладают прямым сродством к молекулам MHC клеток человека и, «залипая» на молекулах MHC, препятствуют и распознаванию Аг T-лимфоцитами, и эффекторной работе ЦТЛ и NK. Более того, CMV и EBV значительно подавляют продукцию цитокинов активированными T-лимфоцитами, и иммунный ответ не развивается.
• Разные вирусы, оказавшись в одной клетке, способны к активной генетической рекомбинации между собой, что увеличивает шансы
каждого из них в борьбе за выживание с организмом. Ещё один сильный биологический приём вирусов - образование псевдовирионов.Псевдовирионы - это вирионы, содержащие геном одного вируса, а оболочку другого. Оболочка обеспечивает тропизм инфекта к тем или иным клеткам. Поэтому, «одевшись» в чужую оболочку, инфекционное начало вируса - геном проникает в новые для себя (но характерные для оболочки) клетки-мишени.
Синдром хронической усталости
Каждый знает, что после инфекционных болезней, особенно тяжёлых, организм ослаблен. У многих после вирусных инфекций (EBV, краснуха, паротит, энтеровирусные), а также в исходе острого периода токсоплазмоза, бруцеллёза и других инфекций развивается синдром хронической усталости (СХУ). Этот синдром может продолжаться до 6 мес и более. Он выражается в резкой утомляемости от минимальных нагрузок (например, от 2-3 простых гимнастических упражнений), ощущении потери трудоспособности уже с утра, нарушенном сне; сне, не приносящем ощущения отдыха; заметном ухудшении памяти и способности концентрировать внимание. Инфузии препаратов донорских Ig способны заметно (но временно) улучшить состояние пациента с СХУ. Этот метод, однако, ни в коем случае не может быть рекомендован для лечения СХУ в связи с риском заражения ВИЧ и другими кровяными инфекциями. О влиянии факторов иммунной системы на состояние ЦНС свидетельствует также существенно повышенная частота атопии у людей с СХУ - 50-80% (по сравнению с 20-30% в общей популяции). Принятая тактика лечения СХУ заключается в дозированных систематических нагрузках, оптимальной диете, применении ЛС - антидепрессантов (амитриптилин и др.), мягких снотворных, поддерживающей психологической терапии.
Синдром приобретённого иммунодефицита
ВИЧ-инфекция и СПИД. В 1981 г. в июне в Центр по контролю за заболеваемостью (CDCP) в Атланте (США) поступило два сообщения от двух разных врачей из различных городов о 5 пациентах с заболеванием, которое поразило специалистов в CDCP новизной клинической картины и исхода настолько, что по 5 случаям была введена новая нозология, названная синдромом приобретённого иммунодефицита
(СПИД). Заболевшие были мужчинами-гомосексуалистами, имевшими половые контакты (это навело на мысль об инфекционности болезни). Они умерли от грибковой пневмонии (возбудитель Pneumocystis carinii). При анализе крови у них было выявлено практически полное отсутствие CD4+ T-лимфоцитов, но при этом ничто в анамнезе не указывало на врождённый иммунодефицит. По 5 случаям CDCP объявил национальную готовность в отношении нового инфекционного заболевания. К августу 1981 г. в CDCP поступила информация ещё о 111 подобных больных. Стало ясно, что началась эпидемия СПИДа, к 1990 г. оценённая как пандемия. Заболевание имеет 100% летальность. Здорового вирусоносительства за 25 лет наблюдения за эпидемией обнаружено не было, в связи с чем название нозологической единицы ВОЗ заменила со СПИД на ВИЧ-инфекцию. СПИД - клиническое проявление терминальной фазы ВИЧ-инфекции.
Этиология
Этиология заболевания как пандемической инфекции человека включает два компонента: 1) вирус-возбудитель; 2) антропогенные факторы эпидемии.
• Вирус-возбудитель был выделен в 1983 г. в США коллективом лаборатории Роберта Галло и параллельно их французскими коллегами. Это ретровирус, его геном - две цепи РНК (рис. 12.1). Вирус имеет специальный фермент - обратную транскриптазу (RT - Reverse Transcriptase), который после проникновения вируса в клетку-мишень синтезирует ДНК по матрице вирусной РНК (т.е. RT - это ДНК-полимераза, использующая РНК в качестве матрицы и «затравки»). Другой вирусный фермент - интеграза - катализирует ковалентную интеграцию вирусной ДНК в несколько разных мест в геном человека (интегрированная ДНК вируса - провирус). С этой ДНК происходит транскрипция мРНК для трансляции белков вируса и синтез геномной РНК вируса. Оболочка вируса - мембрана клетки человека, «инкрустированная» оболочечными белками вируса gp120 (самый наружный) и gp41 (трансмембранный). Фосфолипидная мембрана легко повреждается, что объясняет заблуждение: «лёгкая» инактивация вируса происходит под действием разных факторов во внешней среде. Мембрана действительно повреждается легко, но инфекционный потенциал заключается в РНК, а РНК устойчива к дезинфицирующим обработкам и способна к восстановлению после термоденатурации.
Рис. 12.1. Строение ВИЧ (схема). 1 - мембрана вируса - это мембрана клетки человека; 2 - оболочечный белок gp120; 3 - трансмембранный компонент оболочечного белка gp41; 4 - матрикс (p17; циклофилин); 5 - оболочка нуклеоида (p24); 6 - геном ВИЧ - две молекулы одноцепной РНК. Ферменты ВИЧ: 7 - обратная транскриптаза (RT); 8 - интеграза и РНКаза Н; 9 - протеаза.
• Геном ретровируса. Размер генома вируса около 10 тыс. нуклеотидов, частота точечных мутаций около 10-4, т.е. каждый дочерний вирион несёт хотя бы одну мутацию. Столь высокая генетическая изменчивость характерна для РНК-содержащих вирусов. Ретровирусы - не главные лидеры по изменчивости, но по совокупности своих патогенных свойств они впереди других. Подсчитано, что в теле инфицированного больного на бессимптомной стадии развития болезни содержится до 106 генетических вариантов вируса (квазивидов), на стадии манифестировавшего СПИД - около 108 вариантов. Цикл репликации вируса занимает порядка 10 ч. Вирус цитопатогенен; это означает, что после выхода вирионов из клетки последняя разрушается.
• Белки ВИЧ. Приведём неполный список белков ВИЧ-1: - gp120: самый наружный белок, обеспечивает связывание с клеткамимишенями; лиганды - молекула CD4; галактозилцерамиды; Рц для цитокинов; - gp41 обеспечивает интернализацию вириона в клетку; - p24: оболочка ядра вируса (нуклеокапсид); - p17: матриксное вещество вируса; - p9 и p7 связаны с геномной РНК; - p66: обратная транскриптаза (RT, синтез ДНК по матрице РНК); - p31: интеграза, встраивает ДНК вируса в клеточный геном; - p10: протеаза, расщепляет большие белковые трансляты на дефинитивные белки вируса; - p14 активирует транскрипцию с вирусных генов, стабилизирует вирусную мРНК, усиливает трансляцию с вирусной мРНК; - p19 существен для экспрессии белков оболочки (Env); - p27 может усиливать и ингибировать репликацию ВИЧ; - p23 необходим для выхода новорождённых вирусов из клетки-мишени (вероятно, участвует в фолдинге белков оболочки Env).
• Инфицирование. Инфекция ВИЧ является генерализованной инфекцией всего организма, потому что разные квазивиды вируса со временем осваивают многие типы клеток в организме. У каждого
конкретного пациента в те или иные периоды развития болезни в клинической картине может преобладать преимущественное поражение вирусом той или иной ткани, но у большинства наблюдается сочетанное поражение разных тканей. Для внедрения в клетку ВИЧ использует молекулу мембран клеток человека CD4, а также Рц для хемокинов семейств СС (RANTES, MIP- 1α, MIP-1β) и CXC - CCR 1,3,5 и CXCR4. Весьма вероятно, что вирус способен инфицировать клетки и через другие молекулы клеточных мембран. ВИЧ инфицирует нейроны, CD4+ T-лим- фоциты, клетки эндотелия, ДК, моноциты/макрофаги, фибробласты, B-лимфоциты, CD8+ T-лимфоциты (по крайней мере при коинфекции вирусами HHV-6, HTLV-1), стволовые кроветворные клетки, промиелоциты, мегакариоциты, хондроциты. Создаётся впечатление, что на каждый тип клеток организма человека рано или поздно по мере прогрессирования инфекции найдется квазивид ВИЧ, способный их инфицировать. У инфицированного человека вирус присутствует во всех тканях, включая экзосекреты и продукты выделения (сперма, слизистые секреты, слюна, пот, ушная сера, моча, экскременты и т.д.).
• Пути трансмиссии вируса (пути заражения): парентеральное введение крови или продуктов крови, контакты через слизистые оболочки, повреждённая кожа, трансплацентарно, грудное вскармливание.
• Антропогенные факторы пандемии: - широкое распространение (практически глобальное) гемотрансфузий и медицинское применение продуктов из человеческой крови; - обобществлённый медицинский инструментарий для манипуляций на слизистых оболочках (эндоскопы и др.); - массовый трансконтинентальный транспорт; - высокая концентрация населения в больших городах; - полигамные сексуальные отношения; - вероятно массовое введение с вакцинными препаратами людям продуктов, содержащих компоненты тканей животных (занос ретровирусов животных, что создало возможность эволюционирования их в адаптированные к человеку варианты).
Клиническая картина
Между моментом заражения и временем появления клинических симптомов ВИЧ-инфекции существует скрытый, бессимптомный период развития болезни.
• Инкубационный период сильно различается по продолжительности у разных людей, что зависит от дозы полученного при заражении
вируса, исходного состояния здоровья человека, наличия других вирусных и бактериальных инфекций, образа жизни. Распределение пациентов по продолжительности инкубационного периода ВИЧ-инфекции выглядит так:
♦ у 10% болезнь развивается до стадии СПИД в первые 2-3 года от момента заражения. Таких пациентов называют быстрыми прогрессорами;
♦ у 80-85% людей болезнь развивается до стадии СПИД в пределах 10 лет. Таких пациентов называют типичными прогрессорами;
♦ у 5-10% инфицированных людей клинические симптомы отсутствуют в течение 7-10 лет, при этом сохраняется стабильный уровень Т4-лимфоцитов в крови. Таких пациентов называют непрогрессорами.
• Классификация клинических проявлений. Клинически болезнь подразделяют на 3 категории (по реестру CDCP) по критериям манифестации индикаторных болезней и по числу CD4+ T-лим- фоцитов в периферической крови.
• Клинические категории. Им присвоены латинские литеры A (бессимптомная или с генерализованной лимфаденопатией), B (симптоматическая, но ещё не такая, как С) и C (СПИД). К литере клинической категории (в зависимости от концентрации CD4+ T-лимфоцитов в 1 мкл крови) добавляютарабские цифры 1 (>500), 2 (200-500) и 3 (<200). Всего различают 9 ранжированных постадийно клинических категории: A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3. Динамика содержания в крови CD4+ T-лимфоцитов показана на рис. 12.2.
Рис. 12.2. Динамика содержания CD4+ T-лимфоцитов в крови ВИЧ-инфицированных пациентов. По оси ординат - содержание T-лимфоцитов (количество в 1 мкл). Ранняя фаза - гриппоподобный синдром, 2-6 нед при заражении большой дозой вируса; клинически бессимптомный период (продолжается в среднем 10 лет); симптоматическая стадия развития болезни (продолжается 2-4 года); СПИД - терминальная стадия развития болезни (продолжается 0,5-1 год)
• Индикаторные болезни
♦ Категория А: бессимптомная; либо персистирующая дольше 3 мес генерализованная лимфаденопатия без видимых признаков других инфекций.
♦ Категория В: - бациллярный ангиоматоз; - кандидоз орофарингеальный; g кандидоз вульвовагинальный, персистирующий, торпидный к традиционной терапии; - цервикальная дисплазия или цервикальная карцинома; - лихорадка (38,5 °С) или/и диарея более 1 мес; - лейкоплакия полости рта; - герпес опоясывающий (более двух эпизодов в год); - тромбоцитопения; - листериоз; - пельвиоцеллюлит (часто сопутствуют тубоовариальные абсцессы).
♦ Категория С: - кандидозы бронхов, трахеи, лёгких; - кандидоз пищевода; - цервикальный рак, инвазивный; - кокцидиоидомикоз, диссеминированный или экстрапульмонарный; - криптококкоз, экстрапульмонарный; - криптоспоридиоз, хронический кишечный (более 1 мес); - цитомегаловирусные инфекции (за пределами печени, селезёнки, лимфатических узлов); - цитомегаловирусный ретинит с потерей зрения; - ВИЧ-энцефалопатия; - простой герпес: изъязвления долее 1 мес, с локализацией в бронхах, лёгких или пищеводе; - гистоплазмоз, диссеминированный или экстрапульмонарный; - изоспориоз, хронический кишечный (более 1 мес); - саркома Капоши; - лимфома типа Беркитта; - лимфома иммунобластная; - лимфома мозга первичная; - туберкулёз любой локализации (лёгочной или экстрапульмонарной); - инфицирование микобактериями любых других видов (диссеминированные или экстрапульмонарные); - пневмония Pneumocystis carinii; g пневмония рекуррентная (>2 эпизодов в год); - прогрессивная мультифокальная лейкоэнцефалопатия; - токсоплазмоз мозга - ВИЧ-wasting-синдром (синдром истощения).
• Проявления иммунодепрессии начинаются задолго до клинической манифестации индикаторных болезней. Механизмы иммунодепрессии следующие.
♦ CD4+ Т-лимфоциты.
- Прямое цитопатогенное (разрушительное) действие ВИЧ на
CD4+ T-лимфоциты (T-хелперы). - Конкурентная блокада корецептора CD4 растворимым белком
ВИЧ gp120 (рис. 12.3). - Образование синцития - один из механизмов гибели кле-
Рис. 12.3. Взаимодействие вируса иммунодефицита человека с клеткой.
Белок вирусной оболочки gp120 связывается с молекулой CD4 мембраны лимфоцита.
ток при ВИЧ-инфекции. Эффект проявляется после того, как одна клетка поражается вирусом и начинает производить вирусные белки, в т.ч. белок gp120, молекулы которого располагаются на поверхности клетки. Поскольку gp120 обладает высоким сродством к СD4, нормальные CD4+ T- лимфоциты связываются и сливаются с поражённым лимфоцитом. Синцитий не функционирует и погибает. При этом уничтожается заражённая клетка и вместе с ней - множество нормальных T-клеток.
- Растворимый gp120, связываясь с неинфицированными Т4-лимфоцитами, превращает их в мишень для ЦТЛ и АЗКЦТ.
- Суперантигены ВИЧ индуцируют поликлональную активацию и апоптоз T-лимфоцитов.
♦ Макрофаги: - угнетение хемотаксиса g ухудшение функций АПК (белок вируса Tat, трансактивирующий транскрипцию вирусных генов, значительно ингибирует транскрипцию и биосинтез молекул MHC-I, следовательно, и противовирусные иммунные реакции); - «ухудшение» фагоцитоза, опосредованного через Fc- рецептор; - «ухудшение» всех макрофагальных бактерицидных механизмов.
♦ CD8+ Т-лимфоциты: лимфоцитоз, но постепенное ухудшение функционирования ЦТЛ.
♦ NK: ухудшение функционирования.
♦ B-лимфоциты и Ig. Поликлональная активация самим ВИЧ, а также EBV и CMV. Соответственно гипериммуноглобулинемия (особенно за счёт изотипов IgG1, IgG3, IgA, IgE), но снижение антительных функций сыворотки и способности к индукции Аг-специфического гуморального ответа. Кроме этого, противовирусные АТ, связывая вирусы в комплекс, помогают им инфицировать все клетки, имеющие Fc-Рц (феномен усиления вирусной инфекции АТ).
♦ Клетки-предшественники. ВИЧ инфицирует как стволовые кроветворные клетки, так и тимоциты и предшественники миелопоэза, чем «подсекает на корню» кроветворение.
♦ Цитокины, стимулирующие развитие иммунного ответа, в ещё большей степени стимулируют репликацию ВИЧ: самым сильным стимулятором ВИЧ является TNFa.
Лабораторная диагностика
Специфическая лабораторная диагностика - определение в крови или биоптате лимфоидных тканей человека (или в любом биоматериале) следующих компонентов: - РНК и ДНК вируса (методом ПЦР в различных модификациях); - противовирусных АТ (методами иммунохроматографии или ИФА, в том числе иммуноблоттингом); - белков вируса (ловушечным ИФА); - высев живого реплицирующегося вируса в культуру клеток in vitro.
• Выбор метода. Какой из лабораторных методов для выявления наличия инфекции в организме пациента разумно применять в конкретных случаях - вопрос для специалиста, так как следует учесть, когда произошло заражение, известно ли это или приходится только предполагать, возможные генетические субтипы вируса в зависимости от источника заражения (африканские, североамериканские, азиатские) и их соответствие имеющимся в наличии диагностическим тест-системам. Например, свободные вирусные белки (p24, gp120) можно обнаружить в крови человека в первые сутки манифестации гриппоподобного синдрома острой ВИЧ-инфекции. И это единственная возможность специфической лабораторной диагностики, но только в данный момент времени. АТ в этот период в определимых количествах ещё нет. Через 1-2 сут перестанут определяться и свободные вирусные Аг, так как появляющиеся АТ свяжут их в комплексы.
• Оценка результатов. Если какой-либо анализ показал наличие инфекции, то результат необходимо подтвердить на независимом диагностикуме и более чем одним независимым методом. Ложноположительные результаты возможны, но вероятность ошибки уменьшается с увеличением числа применяемых методов анализа. Лишь по совокупности лабораторных данных возможно определённое заключение о наличии ВИЧ-инфекции. Но обратное утверждение
невозможно в принципе, т.е. сколько бы анализов ни было сделано конкретному человеку, утверждать, что в его организме отсутствует ВИЧ,нельзя. В реальной ситуациям вопрос решают, учитывая эмпирическую вероятность по накопленному эпидемиологическому опыту: с препаратами крови и органных трансплантатов вероятность заражения 100%; трансплацентарно от матери к плоду - 15-20%; при грудном вскармливании от матери к ребёнку - 30-40%; при сексуальных контактах: при нормальных слизистых оболочках на один сексуальный контакт вероятность заражения от мужчины к мужчине - 1%, от мужчины к женщине и наоборот - 0,1%; при воспалённых и повреждённых слизистых оболочках вероятность сексуальной трансмиссии существенно и неопределённо возрастает.
ЛЕЧЕНИЕ Химиотерапия
Разработки по медикаментозной терапии ВИЧ-инфекции используют огромные финансовые ресурсы. Ежегодно проходят лабораторное тестирование тысячи химиопрепаратов. В среднем один препарат в год доводят до стадии клинических испытаний.
При лечении ВИЧ-инфекции и СПИДа применяют нуклеозидные и ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, ингибиторы вирусной протеазы и ЛС, подавляющие пролиферацию клеток.
• Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы: - Абакавир; - Абакавир + Ламивудин + Зидовудин; - Диданозин; - Залцитабин; - Зидовудин; - Ламивудин; - Ламивудин + Зидовудин; - Ставудин; - Фосфазид.
• Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы: - Невирапин; - Эфавиренз; - Делавирдинp
• Ингибиторы вирусной протеазы: - Ампренавир; - Индинавир; - Нелфинавир; - Ритонавир; - Саквинавир.
• Препараты, подавляющие пролиферацию клеток: Оксикарбамид. Побочные эффекты химиотерапии. Химиопрепараты имеют весьма
существенные побочные эффекты.
♦ Ингибиторы вирусной протеазы имеют наиболее тяжёлые побочные эффекты: липодистрофия в виде существенного повышения содержания в крови холестерина и абдоминального ожирения, сахарный диабет.
♦ Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы - RT (Reverse Transcriptase). Типичные побочные эффекты - тошнота, рвота,
диарея, головные и абдоминальные боли, сыпь, аллергические реакции.
♦ Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы (RT).
Побочные эффекты те же, что у нуклеозидных ингибиторов; кроме того, велика гепатотоксичность (вплоть до клинического гепатита), вероятны нарушения со стороны ЦНС (головокружения, сонливость, гипнотический транс, галлюцинации, бессонница, сны наяву, ночные кошмары, эйфория или депрессия, мании).
• Высокоактивная антиретровирусная медикаментозная терапия.
В настоящее время с помощью определённой комбинированной противовирусной химиотерапии можно достичь быстрого эффекта снижения интенсивности репликации ВИЧ в организме и соответственно уменьшения вплоть до неопределимых анализами количеств вирусных нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) в крови на период времени до года. Такая химиотерапия получила название высокоактивной антиретровирусной медикаментозной терапии - HAART (Highly Active AntiRetroviral Therapy). HAART включает один или более ингибитор протеазы вируса плюс два или более ненуклеозидных ингибитора RT вируса. Используют и нуклеозидные ингибиторы RT. В случае положительной реакции пациента на HAART появляется надежда, что за год подберут новые препараты, к которым будут чувствительны квазивиды ВИЧ, ставшие резистентными к предыдущей комбинации.
♦ Тактика. Особо велико значение побочных эффектов при множественной химиотерапии - HAART. Врачу вместе с пациентом приходится пробовать и по результатам принимать трудное решение, что в большей степени мешает жить - прогредиентная прогрессия вирусной инфекции или осложнения, связанные с побочными эффектами противовирусных препаратов. Часто организм гораздо легче переносит не столь интенсивный химиотерапевтический удар по вирусу - моноили дитерапию противовирусными ЛС. Клиническое состояние в целом при такой противовирусной терапии всё же лучше, чем вовсе без лечения. Например, проявления вызванной ВИЧ деменции могут заметно снизиться при проведении монотерапии зидовудином, а назначение монотерапии противовирусным препаратом (зидовудин, азатиоприн) беременным ВИЧ-инфицированным женщинам с последующим родоразрешением кесаревым сечением снижает частоту заражения плода и новорождённого
до 8% по сравнению с 15-30% в случаях медикаментозного невмешательства. ♦ Монотерапия эффективна на период времени не больше 6- 18 мес. Вообще говоря, при применении любого другого ЛС (равно и комбинаций ЛС) пока не показано непоявление резистентных квазивидов ВИЧ. Но есть априорная надежда, что использование меняющихся комбинаций антиретровирусных препаратов будет иметь следствием такой мутагенез вируса, который в какой-то момент может привести к потере им патогенных свойств: вирус останется в организме, но не будет вызывать болезнь. Эту идею называют конвергентной терапией. Пока она чисто умозрительна, но вселяет надежду.
Лечение индикаторных болезней
• Пневмония, вызванная грибом Pneumocystis carinii (РРС). P. carinii присутствует у 95% населения в возрасте старше 5 лет. Пневмония, вызванная этим патогеном, развивается у 0,5% ВИЧ-инфицированных в течение 6 мес после того, как у них число Т4-лимфоцитов снизилось до 350-200 в 1 мкл крови. У тех, у кого этот показатель ниже 200 в 1 мкл крови, в течение 6 мес РРС развивается в 8% случаев. У ВИЧ-инфицированных РРС имеет тенденцию манифестировать первой из оппортунистических инфекций. Pneumocystis carinii не удаётся культивировать in vitro. Диагнозподтверждают микроскопическим обнаружением пневмоцисты в мокроте при окраске метенамином серебра. Поскольку клиническая картина этой пневмонии характеризуется сухим кашлем, «мокроту» получают после ингаляции 3% солевого раствора. Лечение. Манифестировавшую пневмонию лечат ко-тримоксазолом, при непереносимости применяют дапсон.
• Токсоплазмоз. Toxoplasma gondii - простейшее, облигатный внутриклеточный паразит. Болезнь манифестирует как фокальный энцефалит. Диагнозставят по клиническим данным, подтверждают посмертно. Прижизненную биопсию мозга в диагностических целях применяют крайне редко. Летальность не меньше 15%. Лечение: пириметамин, сульфадиазин, клиндамицин. Вторичная профилактика пожизненная.
• Цитомегаловирусная инфекция (CMV). У ВИЧ-инфицированных CMV поражает разные органы, болезнь манифестирует в виде цитомегаловирусного ретинита, CMV-поражения ЖКТ (эзофагит, гастрит, дуоденит, холангит, колит), CMV-энцефалита, радикуломи-
елопатии. Лечение: ацикловир, фоскарнет натрий, фамцикловир.
• Герпесвирусные инфекции (HSV). У ВИЧ-инфицированных часто встречаются герпетические инфекции. HSV-инфекция манифестирует перорально или генитально, иногда поражает пищевод или вызывает энцефалит. Лечение: ацикловир, фоскарнет натрий, фамцикловир.
• Туберкулёз занимает 2-е место в мире среди инфекций как причина смерти. Соответственно он является существенной проблемой и у ВИЧ-инфицированных. Диагноз подтверждают микроскопической идентификацией Mycobacterium tuberculosis при окраске по Цилю-Нильсену в мазках из поражённых процессом тканей или высевом возбудителя. Лечение: изониазид, рифампицин, пиразинамид, стрептомицин, этамбутол, тиоацетазон, а также комбинации названных ЛС. Для современных штаммов Mycobacterium tuberculosis характерна мультилекарственная устойчивость. Ведутся разработки новых препаратов и программ лечения.
• Другие микобактериальные инфекции, как правило, манифестируют у ВИЧ-инфицированных с числом Т4-лимфоцитов ниже 50 в 1 мкл. Патогенез инфекционного процесса не изучен. Микобактерии можно высеять из респираторного тракта и ЖКТ. Клинические симптомы: нарастающая лихорадка, ночные поты, потеря массы тела, панцитопения. Без лечения смерть наступает через 3-4 мес. Лечение: кларитромицин, азитромицин.
• Криптококкоз. Cryptococcus neoformans поражает около 10% ВИЧинфицированных с числом Т4-лимфоцитов ниже 200 в 1 мкл крови. Наиболее характерные места поражения - мозговые оболочки и лёгкие. Лабораторно подтвердить диагноз можно при негативном контрастировании (тушь) криптококков в спинномозговой жидкости. Лечение: флуконазол, амфотерицин В.
• Кандидоз. Орофарингеальные и вагинальные инфекции Candida albicans встречаются у ВИЧ-инфицированных ещё при небольшой выраженности синдрома иммунодефицита. Диагноз ставят по данным физикального обследования. Манифестация кандидоза является плохим прогнозом приближающейся стадии СПИД. Лечение: топические формы амфотерицина В, нистатина, кетоконазола, флуконазола. При тяжёлых или торпидных формах - амфотерицин В внутривенно.
• Гистоплазмоз. Заражение Histoplasma capsulatum у ВИЧ-инфицированных манифестирует в острой или подострой форме с симптомами лихорадки, пневмонии и ульцерации верхних дыхательных
путей, спленомегалии, цитопении. Диагноз ставят по данным обнаружения гистоплазмы в биопсийном материале, в мокроте или костном мозге или по данным высева гистоплазмы in vitro. Лечение: амфотерицин В, итраконазол.
• Криптоспоридиоз. Cryptosporidium parvum - простейшее. Эта протозойная инфекция поражает эпителий кишки. У ВИЧ-инфицированных обычно манифестирует уже в поздние сроки развития болезни. Симптомы: боли в животе, частая водянистая диарея, потеря массы тела. Лекарственная терапия не подобрана (симптоматическое лечение).
• Другие инфекции ЖКТ. Для ВИЧ-инфицированных характерны множественные суперинфекции и «букеты»: микроспоридиозы (Enterocytozoon bieneus и Encephalitozoon intestinalis), а также Salmonella, Shigella, Campylobacter jejuni, Giardia lamblia, Clostridium difficile.
• Бактериальные респираторные инфекции. Если бактериальные респираторные инфекции Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzaeвызывают у человека пневмонию 2 раза за год и более, то это должно насторожить врача в отношении наличия ВИЧинфекции.
• Саркома Капоши - полифокальные очаги пролиферации клеток эндотелиального происхождения, локализованные в коже, слизистых оболочках (орофарингеальной области, кишечника), лёгких, печени, лимфатических узлах. Возбудителем считают вирус герпеса типа 8. Саркома Капоши в последние годы встречается только у 15% ВИЧ-инфицированных, раньше было больше. Это объясняют тем, что вирус герпеса типа 8 распространяется преимущественно через гомосексуальные контакты, а доля гомосексуалистов среди всех ВИЧ-инфицированных в первые годы пандемии составляла до 90%, в настоящее время она меньше в связи с распространением эпидемии на основную популяцию населения. Рост клеток саркомы Капоши зависит от их стимуляции tat-белком вируса ВИЧ, а также цитокинами ИЛ-1, ИЛ-6 и TNFa, онкостатином и, возможно, другими факторами. Диагноз кожной формы саркомы Капоши ставят по данным физикального осмотра. Иногда её можно спутать с бациллярным ангиоматозом. Висцеральную форму саркомы Капоши диагностировать труднее. Лечение. Локализованные формы саркомы Капоши хорошо отвечают на радиотерапию и локальную химиотерапию. При генерализованных и висцеральных формах назначают системную химиотерапию
блеомицином, винкристином, винбластином, доксорубицином. Эффективен ИФНа в больших дозах (9-36 млн ед. в 1 сут), но только у пациентов с числом Т4-лимфоцитов больше 200 в 1 мкл крови.
• Неходжкинские лимфомы развиваются, как правило, у пациентов, получающих своевременную и надлежащую антиретровирусную химиотерапию и эффективную терапию оппортунистических инфекций. Такие пациенты «доживают» до лимфом. Практически все лимфомы у ВИЧ-инфицированных B-клеточного происхождения, иммунобластные. Часто это первичная лимфома мозга. В 100% случаев церебральной локализации в клетках лимфомы обнаруживают вирус Эпштейна-Барр, при периферической локализации (встречается реже церебральной) - в 50% случаев.Лечение: радио- и химиотерапия (циклофосфамид, винкристин, эпирубицин, преднизолон).
• Чешуйчатая карцинома. При ВИЧ-инфекции характерна чешуйчатая карцинома шейки матки или прямой кишки, ассоциированная с вирусами папилломы человека. У ВИЧ-инфицированных женщин и мужчин рекомендуют каждые 6 мес брать мазки из соответствующих мест для анализа на присутствие вирусов папилломы.
• СПИД-ассоциированная деменция (СПИД-АД). Симптомы СПИДАД имеют преимущественно субкортикальный характер. Их подразделяют на 3 группы: 1) когнитивные симптомы (снижение способности концентрировать внимание, ухудшение краткосрочной памяти, замедление мыслительных способностей); 2) моторные симптомы (нарушение координации, ухудшение почерка, нестабильность походки); 3) изменение поведения (социальная апатия и самоотстранение от общественной жизни). СПИД-АД может развиться уже через несколько недель после инфицирования или через несколько или много месяцев. На поздних стадиях болезни СПИД-АД прогрессирует до полной деменции с потерей ориентировки, мутизмом, парапарезами, недержанием мочи и кала. Диагноз ставят по физикальным данным. При патологоанатомическом исследовании регистрируют атрофию мозга, диффузное и субкортикальное повреждение белого вещества мозга, атрофию серого вещества, реже церебральные васкулиты.Лечение. СПИД-АД неплохо лечится зидовудином в максимально переносимых дозах. Признаки клинического улучшения обычно наступают через 2 мес от начала лечения. Улучшение наступает и в тех случаях, когда доминирующие изоляты ВИЧ у больного
резистентны к зидовудину. Зидовудин используют и для первичной профилактики СПИД-АД.
• Прогрессивная мультифокальная лейкоэнцефалопатия (прионная болезнь) встречается у 4% ВИЧ-инфицированных, преимущественно на поздних стадиях болезни. Лечение не подобрано.
• Периферическая нейропатия. ВИЧ-ассоциированная периферическая нейропатия - наиболее частая неврологическая патология у ВИЧ-инфицированных, встречается не менее чем у 50% из них. Проявляется в парестезиях и онемениях сначала стоп, затем кистей. Лечение: мазь капсаицина, вальпроевая кислота, клоназепам, малые дозы амитриптилина.
• Разные проявления со стороны нервной системы. Возможны мононевриты и воспалительные демиелинизирующие полинейропатии, нейропатии автономных нервных узлов с соответствующей висцеральной симптоматикой (аритмия сердца, гипотензия, диарея и т.д.), а также асептический менингит во время острого эпизода гриппоподобного синдрома первичной инфекции. Менингизм лечат малыми дозами амитриптилина, эпилептические припадки - антиконвульсантами (фенитоин, карбамазепин, клоназепам). У 20% ВИЧ-инфицированных при патологоанатомическом исследовании находят инфаркты в базальных ганглиях мозга.
Лекарственная профилактика
Лекарственная профилактика наиболее часто встречающихся заболеваний при ВИЧ-инфекции представлена в табл. 12.1.
Таблица 12.1. Профилактика оппортунистических инфекций и СПИД-ассоциированной деменции
Продолжение табл. 12.1
Иммунотерапия
Под иммунотерапией понимают воздействия, направленные на лимфоциты, или введение в организм медиаторов иммунного ответа.
• При развившейся ВИЧ-инфекции иммунотерапия не показана. Дело в том, что именно гиперстимуляция иммунной системы самой этой вирусной инфекцией и приводит к повреждению иммунной системы задолго до того, как скажется прямое цитопатогенное действие вируса на инфицированные лимфоциты. Кроме того, многие факторы иммунитета способствуют усилению репликации вируса (TNFa, ИЛ-1, ИЛ-6 и др.).
• Вопрос о поддержке регенерации иммунной системы встаёт только в случаях, когда интенсивной антиретровирусной химиотерапией (HAART) удалось подавить репликацию ВИЧ до неопределяемых диагностическими методами количеств. Впрочем, у взрослых ВИЧ-инфицированных возможности регенерации иммунной системы после успешной HAART ограничены. Предложена схема стимуляции пролиферации лимфоцитов ИЛ-2 (внутривенные инфузии курсом в течение 5 дней каждые 8 нед), которая приводит к заметному повышению в периферической крови числа Т4-лим- фоцитов. Но при этом репертуар TCR остаётся таким, каким он был на момент начала противовирусной терапии, т.е. возможности развития иммунных ответов de novo остаются ограниченными.
• Есть предварительные данные, что иммунное отклонение в пользу Th1 повышает возможности иммунной системы ВИЧ-инфицированных (только после HAART) развивать иммунный ответ на неоантигены.
Аллергические реакции (как безвредные, так и опасные) - реакции гиперчувствительности иммунной системы, не имеющие защитного значения для организма и развивающиеся в ответ на внешние воздействия. Аг, вызывающие развитие аллергических реакций - аллергены. Острое и сильно выраженное проявление гиперчувствительности - анафилаксия. Аллергические реакции лежат в основе патогенеза аллергических болезней.
Аллергены
Хотя в некоторых контекстах термины «аллерген» и «Аг» употребляют как синонимы, следует иметь в виду, что не всякий Аг может вызвать аллергическую реакцию. Аллергены отличаются некоторыми физическими и химическими свойствами, а также особенностями поступления в организм. Ниже названы некоторые свойства аллергенов:
• Относительно невысокая молекулярная масса.
• Способность сорбироваться или агрегироваться в мелкие частицы и в таком виде проникать (диффундировать) в слизистые секреты и покровные ткани, без видимого травмирования покровных тканей.
• Высокая растворимость и способность легко элюировать в жидкие среды организма.
• Химическая стабильность in vivo (аллергены не метаболизируются, по крайней мере быстро).
• Среди белков аллергенами чаще всего становятся ферменты протеазы. Небелковые аллергены отличает способность вступать в химические соединения с собственными белками организма.
• Аллергены проявляют своё действие в крайне малых дозах. Например, патогенно значимая суммарная доза аллергенов амброзии может составлять всего 1 мкг за год.
• Классификация. Аллергены классифицируют по разным принципам. В практической работе удобно группировать их либо по
происхождению (аллергены пыльцы растений, яды насекомых, эпидермис или выделения животных, пищевые продукты, ЛС и т.п.), либо по «входным воротам» поступления в организм (ингаляционные, или аэроаллергены; контактные, пероральные), либо по встречаемости в тех или иных условиях (бытовые, профессиональные) и т.п. Ниже перечислены относящиеся к разным химическим группам вещества, на которые у людей чаще, чем на другие, развиваются аллергические реакции.
♦ Белки: - пищевые компоненты (яйца, молоко, орехи, ракообразные, моллюски, бобовые); - яды пчёл, ос; - компоненты вакцин (кори, гриппа, столбнячного анатоксина); - гормоны (инсулин, АКТГ, ТТГ); - сыворотки и препараты крови; - ферментные препараты (стрептокиназа); - латекс (хирургические перчатки, эндотрахеальные трубки, презервативы и др.); - белковые компоненты клещей домашней пыли, пыльцы трав и деревьев, выделений животных.
♦ Гаптены: - антибиотики (пенициллины, цефалоспорины); - миорелаксанты; - витамины (тиамин и др.); - цитостатики (цисплатин, циклофосфамид, цитарабин); - опиаты.
♦ Полисахариды: g декстраны; g декстран-железо.
• Номенклатура аллергенов. Подкомитет по номенклатуре аллергенов Международного союза иммунологических обществ [IUIS - International Union of Immunological Societies (Allergen Nomenclature Sub-Committee)] постоянно пополняет официальный список аллергенов и изоаллергенов (http://www.allergen.org). Ниже (табл. 13.1) приведено начало таблицы аллергенов и изоаллергенов (полностью таблица воспроизведена на CD-диске, приложенном к учебнику). Первые три буквы в имени аллергена обозначают род, следующая за ними буква - вид, арабские цифры указывают порядок открытия, последующие цифры - код изоаллергена. Так, Amb a 8.0101 кодирует изоаллерген 0101 восьмого из очищенных аллергенов, полученных из Ambrosia artemisifolia.
Таблица 13.1. Номенклатура аллергенов подкомитета по номенклатуре аллергенов Международного союза иммунологических обществ (IUIS)
Продолжение табл. 13.1.
Терминология
• Аллергия. Смысл, вкладываемый в настоящее время в термин
«аллергия», существенным образом отличается от того, который соответствовал этому термину в начале XX века. Фон Пирке (С. von Pirquet, 1906 г.) ввёл термин «аллергия» для обозначения состояния «изменённой реактивности» (к антигенной стимуляции) безотносительно к тому, проявляется ли эта «изменённая» реактивность иммунитетом или повышенной чувствительностью к Аг. Сейчас термин «аллергия» применяют в значении синонима реакций повышенной чувствительности вообще и даже в узком смысле - тех реакций, которые опосредуются IgE.
• Гиперчувствительность. Термин «(специфическая) гиперчувствительность» применяют для обозначения нежелательных клинических реакций на Аг (аллергены). Сложилась ситуация, при которой термины «аллергия» и «гиперчувствительность» взаимозаменяемо
применяют для описания нежелательной «преувеличенной» ответной реакции «системы иммунитета» на антигенные или аллергенные продукты. В этом легко заметить явное противоречие в дефинициях терминов «иммунитет» и «система иммунитета», так как функцией последней может быть формирование «иммунитета» («невосприимчивости», «устойчивости», «защиты»), а не повышение чувствительности к Аг. «Аллергический энцефаломиелит» никак нельзя определить как «иммунный энцефаломиелит». Равным образом, состояние гиперчувствительности к аутоантигенам куда более оправданно обозначать как аутоаллергическое, а не «аутоиммунное», коль скоро в данном случае речь не идёт о формировании иммунитета к собственным Аг (например, не аутоиммунный тиреоидит, а аутоаллергический тиреоидит).
• Аллергические болезни. Из упомянутого выше противоречия вытекает
невозможность использования вместо термина «аллергия» (в современном понимании) термина «аллергические болезни»: за термином «аллергия» остаётся обозначение биологического ответа организма с изменённой реактивностью на Аг, не реализованного («некомментированного» ответа) в то или иное клиническое состояние (в состояние иммунитета или гиперчувствительности). У конкретного индивида такой некомментированный ответ может привести либо к иммунитету, либо к гиперчувствительности (к аллергическому заболеванию). Таким образом, предлагают под аллергией (аллергическим ответом) понимать состояние, характеризующееся образованием АТ и специфически реагирующих лимфоцитов и обеспечивающее «вооруженность» организма либо для реакций иммунитета, либо для гиперчувствительности (аллергических болезней).
• Сенсибилизация. Организм, ткани и клетки, способные реагировать реакциями гиперчувствительности, принято называть сенсибилизированными, т.е. имеющими подготовленную чувствительность к данному агенту.
• Аллергическая реакция. Поскольку в основе аллергической реакции
лежит иммунологический механизм, то эта реакция является высокоспецифичной. Такой сенсибилизированный организм реагирует ответной реакцией исключительно лишь на те антигенные структуры (детерминанты), которые были использованы для иммунизации (сенсибилизации), или же на родственные структуры.
• Реакции гиперчувствительности. Все реакции гиперчувствительности можно разделить на три типа в зависимости от временного интервала между моментом контакта сенсибилизированного ор-
ганизма с Аг и возникновением внешних (клинических) проявлений аллергической реакции. Это реакции немедленные, поздние (отсроченные) изамедленные.
♦ Немедленные реакции возникают через несколько минут (или ранее) после контакта с Аг. К немедленным реакциям относятся гладкомышечные и сосудистые реакции, обусловленные выбросом в ограниченный участок тканей (при местном процессе) или в кровь (при системном процессе) биологически активных медиаторов тучных клеток и базофилов при их активации и дегрануляции. Факторы, приводящие к дегрануляции тучных клеток и базофилов. Приведём примеры реакций (и соответствующих нозологий) гиперчувствительности немедленного и замедленного типов (табл. 13.2).
Таблица 13.2. Примеры IgE-опосредованных аллергических болезней
♦ Поздние реакции (отсроченные реакции) развиваются через несколько часов.
♦ Замедленные реакции - через 2-3-е суток. Замедленные реакции гиперчувствительности проявляются иммунным воспалением: ГЗТ (Th1/макрофаги); ЦТЛ (CD8+); АЗКЦТ и др. (типы II, III и IV по Джеллу и Кумбсу, см. ниже).
Столь существенные временные различия внешних проявлений реакций гиперчувствительности должны быть обусловлены различными механизмами.
- Реакции немедленного и позднего типа могут быть воспроизведены различными видами АТ, присутствующими в сыворотке крови, и, соответственно, могут быть перенесены от одного (сенсибилизированного) организма другому (несенсибилизированному) сывороткой, содержащей такие АТ. - Реакции замедленного типа связаны с присутствием сенсибилизированных клеток и потому перенос их осуществим не сывороткой крови, а только клетками.
• Адоптивность. Пассивный перенос состояния иммунитета клетками
принято называть адоптивным (от англ. adopt - принимать, усыновлять) переносом иммунитета - адоптивная иммунизация, так как реципиент принимает клетки донора, вовлёченные в иммунный ответ в другом организме. Пассивная передача состояния гиперчувствительности посредством клеток - адоптивная сенсибилизация.
• Атопия, или истинная аллергия. В классической аллергологии истинной аллергией (или атопией) принято называть Аг-зависимую дегрануляцию тучных клеток и базофилов и её патофизиологические последствия. При истинной аллергии (IgE-oпoсредованной) происходит перекрестная сшивка FcεRI комплексами «IgE-Аг».
• Псевдоаллергия. Аг-независимую дегрануляцию с теми же патофизиологическими последствиями, что и при истинной аллергии (атопии), называют псевдоаллергией. При псевдоаллергиях (IgE-независимая реакция гиперчувствительности) происходит перекрестная сшивка FcεRI аутоантителами к этому Рц или перекрестная сшивка FcγRIII агрегированными IgG. Эти IgE- независимые реакции гиперчувствительности могут возникать под влиянием вещества P, продуктов деградации коллагена, хемокинов (ИЛ-8, MCP-1, MIP-1a, RANTES), цитокинов (ИЛ-3, GM-CSF), продуктов активированного комплемента - анафилатоксинов - C5a, C3a; ЛС (опиаты, ацетилсалициловая кислота, нестероидные противовоспалительные средства, цитостатики, радиоконтрастные вещества); физических факторов (физические нагрузки, переохлаждение, инсоляция).
Типы реакций гиперчувствительности
Наиболее широко используемой в настоящее время классификацией реакций гиперчувствительности является классификация
• Джелла и Кумбса, которая предусматривает четыре типа реакций гиперчувствительности. Позже был выделен пятый тип. В основе механизма типов I, II, III и V гиперчувствительности лежит взаимодействие Аг с АТ. Тип IV гиперчувствительности зависит от присутствия сенсибилизированных лимфоцитов, несущих на своей поверхности структуры, специфически распознающие Аг. Этот тип реакции относится к замедленной гиперчувствительности. Ниже приведена краткая характеристика разных типов реакций гиперчувствительности по упомянутой классификации (рис. 13.1). Тип I (анафилактический, IgE-зависимый) определяется образованием особого типа АТ, имеющих высокое сродство (аффинность) к определённым клеткам (тучным клеткам, базофилам и к некоторым другим типам клеток). Эти АТ называют гомоцитотропными (к ним относятся и реагины человека), поскольку у них выражена тропность к клеткам (тканям) того же вида животного, от которого они получены. Аг вступает во взаимосвязь с фиксированными на тучных клетках или базофилах гомоцитотропными АТ (см. рис. 8.1), что приводит к активации клеток и секреции из них разнообразных предсуществующих и вновь образуемых биологически активных веществ (медиаторов аллергии). Эти медиаторы, воздействуя на периферические ткани, вызывают повышение проницаемости сосудов, отёк ткани, сокращение гладкой мускулатуры, гиперсекрецию слизи из слизистых желёз, раздражение периферических
Рис. 13.1. Типы реакций гиперчувствительности. ГЦА - гомоцитотропные АТ (реагины); БАВ - биологически активные вещества; Мф - макрофаг; ЦТЛ - цитотоксический Т-лимфоцит.
чувствительных нервных Рц, что в целом приводит к клиническим проявлениям аллергии. Типичными примерами этого вида реакций является аллергическая бронхиальная астма, вызываемая экзоаллергенами, а также аллергические риниты, конъюнктивиты:, аллергическая крапивница, анафилактический шок и др.
• Тип II (цитотоксический, или цитолитический) - АТ-зависимая цитотоксическая гиперчувствительность. При этом виде реакции АТ взаимодействуют с естественными Аг клеточных поверхностей или же с Аг, вторично сорбированными на клеточной поверхности. Повреждение и лизис клеток возникает вследствие активации образующимся комплексом «Аг-АТ» системы комплемента. Примером такого типа цитотоксической реакции являются гемотрансфузионные реакции, возникающие вследствие несовместимости групп крови. В этом случае в качестве Аг, с которыми взаимодействуют АТ, выступают естественные клеточные структуры. Аг, являющиеся мишенью для АТ, могут быть представлены внеклеточными структурами. Такая ситуация возникает при нефротоксическом нефрите, когда АТ взаимодействуют с Аг базальной мембраны почечных клубочков. В других случаях (например, при лекарственной тромбоцитопенической пурпуре) АТ взаимодействует с Аг (ЛС или с продуктом его метаболизма), включённым в состав клеточной поверхности.
♦ К этому же типу гиперчувствительности могут быть отнесены реакции, при которых в результате взаимодействия Аг с АТ опсонизируется клеточная поверхность (Fc-фрагментом АТ, ориентированным наружу) или формируется иммунное прилипание (за счёт фиксации СЗ-компонента комплемента), что подготавливает фагоцитоз.
♦ Наконец, к типу II гиперчувствительности может быть отнесена и АЗКЦ - АТ-зависимая опосредованная клетками цитотоксичность. В этом случае лизис клеток наступает в результате действия на них клеток-киллеров (К-клетки, например), вступающих в реакцию за счёт молекулы АТ, которая Аг-связывающим участком соединена с поверхностью клетки-мишени, а Fc-фрагментом - с Рц клетки-киллера. Лизис осуществляется в этом случае без участия комплемента.
• Тип III гиперчувствительности - образование иммунных комплексов. При этом типе реакции растворимые Аг взаимодействуют с АТ (преципитирующие АТ) не на клеточных поверхностях, а в жидкостных системах, в результате чего образуются иммунные
комплексы, что ведёт к активации комплемента и к агрегации тромбоцитов со всеми последующими событиями, приводящими к повреждению тканей. Примером таких реакций является сывороточная болезнь и феномен Артюса.
• Тип IV - опосредованная клетками гиперчувствительность (замедленная, туберкулиновая). В основе этого типа гиперчувствительности лежит взаимодействие T-лимфоцитов, несущих на своей поверхности специфические Рц (сенсибилизированные Т-лимфоциты), с представленным на макрофаге Аг, что стимулирует Т-клетку и вызывает высвобождение из нее цитокинов, опосредующих внешние проявления замедленной гиперчувствительности. Классическим примером таких реакций является туберкулиновая реакция, контактная аллергия. В том случае, если действие лимфоцитов направлено против вирусов, инфицирующих клетки, или против трансплантационных Аг, стимулированные лимфоциты трансформируются в бластные клетки, обладающие свойствами клеток-киллеров по отношению к клеткам-мишеням, несущим данный Аг. К этим реакциям принадлежит аллергия, формирующаяся при некоторых инфекционных заболеваниях, реакция отторжения трансплантата, некоторые виды аутоиммунных поражений. Невозможность элиминации Аг приводит к скоплению в ткани макрофагов и к образованию характерных гранулем.
• Тип V гиперчувствительности - стимулирующий. В этих реакциях участвуют АТ, не обладающие комплемент-связывающей активностью. Если эти АТ направлены против тех или иных компонентов клеточной поверхности, участвующих в физиологической активации клетки, то можно ожидать, что АТ будут вызывать стимуляцию данного типа клеток со всеми вытекающими отсюда последствиями. Такие реакции наступают при воздействии на клетку АТ, направленных против Рц физиологических медиаторов. Примером могут быть АТ, взаимодействующие с антигенными структурами, расположенными вблизи или в самом Рц тиреотропного гормона (ТТГ). Воздействие таких АТ на тиреоидные клетки приводит к реакции, аналогичной действию самого ТТГ: к активации аденилатциклазы клеточной мембраны и затем - к стимуляции цАМФ тиреоидных клеток.
В клинических проявлениях аллергии и в механизме развития отдельных нозологических форм принимает участие, как правило, не один, а несколько типов гиперчувствительности. Например, в анафилактических реакциях (помимо основного, ведущего типа I)
может участвовать и тип II, а при лекарственной аллергии удаётся находить признаки 4 типов гиперчувствительности.
аллергический ринит
Аллергический ринит - воспаление слизистой оболочки носа, обусловленное IgE, специфичными к тем или иным ингаляционным аллергенам, и медиаторами тучных клеток. Чаще всего причинными бывают аллергены пыльцы трав и деревьев (сезонный ринит), но могут быть и аллергены домашней пыли, споры грибов и др. (риниты круглогодичного течения). Диагностика. Клинические симптомы: заложенность носа вследствие отёка слизистой, зуд, ринорея. Дифференцировать аллергический ринит от ринита инфекционной этиологии (например, риновирусного) помогают лабораторные анализы на содержание триптазы тучных клеток в носовом секрете и обнаружение аллерген-специфических IgE в сыворотке крови.Лечение. В случае точного выявления причинного(ых) аллергена(ов) эффективное и долгосрочное лечение состоит в курсах иммунизации причинным аллергеном - специфическая иммунотерапия (СИТ) в периоды ремиссии. Для купирования острых симптомов патогенетически обоснованная медикаментозная терапия заключается в назначении антигистаминных препаратов, сосудосуживающих капель в нос, препаратов кромоглициевой кислоты, топических (назальных) ГКС.
бронхиальная астма
Бронхиальная астма (БА) - хроническое заболевание дыхательных путей, основным патогенетическим механизмом которого являетсягиперреактивность бронхов, обусловленная воспалением, а основным клиническим проявлением - приступ удушья (преимущественно экспираторного характера) вследствие бронхоспазма, гиперсекреции и отёка слизистой оболочки бронхов. Приступы удушья, а также характерные для БА кашель, чувство «заложенности» в груди, эпизоды свистящих дистанционных хрипов возникают преимущественно в ночные или утренние часы и сопровождаются частично или полностью обратимой (спонтанно или вследствие лечения) бронхиальной обструкцией.
Эпидемиология. В мире БА страдают 5% взрослого населения. У детей заболеваемость варьирует в разных странах от 0 до 30%. В России БА - самое распространённое аллергическое заболевание. Заболеваемость варьирует от 2,6 до 20,3%.
Механизм развития хронического воспалительного процесса в дыхательных путях при атопической БА состоит в патологической продукции аллерген-специфических IgE (по неизвестным причинам), фиксации их в тканях слизистой оболочки дыхательных путей и индукции там иммунного воспаления с участием тучных клеток и эозинофилов, поддерживаемого так долго (или с такой периодичностью), как продолжается (или возобновляется) поступление в дыхательные пути специфического аллергена (рис.13.2).
Рис. 13.2. Иммунопатогенез атопической (аллергической) бронхиальной астмы. При аллергической астме первыми встречают аллерген (в виде аллергенной частицы или в составе иммунного комплекса с IgE) альвеолярные макрофаги и дендритные клетки; (a): макрофаги (M) активируются и продуцируют провоспалительные цитокины (в т.ч. фактор некроза опухоли - TNFa и ИЛ-1). Образование комплексов аллерген-IgE и последующее высвобождение из альвеолярных макрофагов, эозинофилов (Е) и базофилов/тучных клеток (не показаны) провдспалительныж медиаторов прямо или опосредованно (через ИЛ-1, TNFa,GM-CSF, кислородные радикалы, лейкотриены и др.) индуцирует «первую волну» (b) экспрессии хемокинов. (с) Активированные лимфоциты (L), эозинофилы и базофилы/тучные клетки, экспрессирующие рецепторы хемокинов, поступают из кровеносных сосудов и выделяют дополнительные порции провоспалительных медиаторов, что поддерживает выброс дополнительный: количеств хемокинов разного типа. (d) Альвеолярные макрофаги и дендритные клетки (DC) мигрируют в лимфатические узлы, где (e) они представляют Аг T-клеткам и индуцируют клональную экспансию Аг-специфических T-лимфоцитов. Эти клетки, на поверхности которых появляются рецепторы хемокинов (CCR3, а также, возможно, CCR4 и CCR8), (f) рециркулируют и (g) - двигаясь по градиенту хемокинов - оказываются в очаге воспаления, где снова встречаются со специфическим Аг, дифференцируются и (h) секретируют Th2-воспалительные цитокины (ИЛ-4 и ИЛ-13), что потенцирует выброс хемокинов фибробластами, гладкомышечными (ГМК) и эпителиальными клетками стенки бронха. Таким образом, последовательные циклы взаимодействий между провоспалительными цитокинами и хемоаттрактантами формируют порочный круг, что немаловажно для развития хронического течения бронхиальной астмы. По: Homey В., Zlotnik A. Chemokines in allergy. Current Opinion in Immunology 1999, 11: 626-634.
• При попадании специфического аллергена в дыхательные пути у
больного уже через 5-10 мин (с пиком через 15-20 мин) развивается ответ ранней фазы - спазм крупных дыхательных путей, опосредованный медиаторами гранул тучных клеток (в первую очередь гистамином), выбрасываемыми немедленно после связывания аллергена с IgE на FcεPJ. Ответ ранней фазы разрешается через 1-2 ч.
• Через 3-9 ч (с пиком в среднем на 5-м часу) может развиться ответ
поздней фазы - закупорка множества мелких дыхательных путей, обусловленная действием метаболитов арахидоновой кислоты (лейкотриены, простагландины, ФАТ) и цитокинов (интерлейкины 4, 13, 8, 1, 5, 6 и 3; TNF; GM-CSF), для синтеза и секреции которых требуется несколько часов. Липидные медиаторы ответственны за длительную обструкцию дыхательных путей с элементами как бронхоспазма, так и закупорки слизью. Цитокины ответственны за хемотаксис, экстравазацию, активацию лимфоцитов (в первую очередь Тh2), эозинофилов и нейтрофилов (табл. 13.3).
Таблица 13.3. Вклад медиаторов тучных клеток в формирование патологических симптомов приступа бронхиальной астмы
Примечания. LT - лейкотриен, ФАТ - фактор активации тромбоцитов, Пг - простагландин, Гис - гистамин
Классификация
По клинико-патогенетическим критериям принято выделять атопическую, инфекционно-аллергическую формы и так называемую аспириновую астму. Возможно сочетание нескольких патогенетических механизмов. Ниже рассмотрена классификация БА по клинической картине (формы заболевания), тяжести течения и фазам заболевания.
• Формы заболевания
♦ Атопическая форма обусловлена сенсибилизацией к аллергенам домашней пыли (особенно пылевым клещам), библиотечной пыли, инсектным аллергенам (тараканы), также эпидермису домашних животных и птиц, плесневым грибам, пыльце растений, реже - к пищевым и лекарственным аллергенам.
♦ Инфекционно-аллергическая форма. Формирование инфекционно-аллергической формы БА обусловлено наличием сенсибилизации к инфекционным аллергенам (нейссерии, стафилококки и др.).
♦ Аспириновая форма. Происхождение аспиринового варианта БА
связывают с нарушением метаболизма арахидоновой кислоты и повышением выработки лейкотриенов. В этом случае у 4,2% больных с БА формируется так называемая аспириновая триада, включающая БА, полипоз носа (околоносовых пазух), непереносимость ацетилсалициловой кислоты и других нестероидных противовоспалительных средств.
• Тяжесть заболевания. Различают три степени тяжести течения БА.
♦ Лёгкое течение: симптомы от 1 раза в неделю до 1 раза в день, приступы могут нарушать сон, ночные симптомы чаще 2-х раз в месяц. Пиковая скорость выдоха или объём форсированного выдоха в течение первой секунды - 80% должных величин или более, суточные колебания 20-30%.
♦ Средняя тяжесть: ежедневные симптомы, нарушающие активность и сон, ночные приступы чаще 1 раза в неделю, потребность в ежедневном применении β2-адреноагонистов короткого действия, физическая активность и другие неспецифические факторы могут провоцировать приступы БА. Пиковая скорость выдоха или объем форсированного выдоха в течение первой секунды - 60-80% должных величин, суточные колебания более 30%.
♦ Тяжёлое течение (постоянные симптомы: приступы удушья, не всегда полностью купирующиеся, частые ночные приступы). Физическая нагрузка, эмоциональное напряжение, изменение температуры окружающей среды, химические агенты и другие раздражающие факторы провоцируют приступы удушья. Пиковая скорость выдоха или объём форсированного выдоха в течение первой секунды менее 60% должных величин, разброс показателей более 20-30%.
♦ Астматический статус (status asthmaticus) - тяжёлое и опасное для жизни состояние - затянувшийся приступ экспираторного
удушья, не купирующийся обычными противоастматическими ЛС в течение нескольких часов.
• Фазы течения бронхиальной астмы. Выделены следующие фазы течения БА: обострение, стихающее обострение и ремиссия.
Диагноз
Диагностика БА предполагает диагностику БА как нозологической единицы, специфическую диагностику с целью выявления этиологии и по возможности определения патогенетических механизмов.
• Анамнез
♦ жалобы: - приступы удушья (как правило, с затруднением выдоха) - кратковременные, быстро купирующиеся или затяжные, плохо поддающиеся лечению; - приступам удушья могут предшествовать предвестники: зуд в носоглотке, першение в горле, чиханье, заложенность носа или ринорея, зуд кожи и др.; - кашель продуктивный или малопродуктивный; приступообразный кашель расценивается как эквивалент приступа удушья (кашлевой вариант астмы) при наличии данных обследования, подтверждающих этот диагноз; - шумное, свистящее дыхание; - одышка; - сердцебиение; - снижение работоспособности.
♦ Аллергологический анамнез. - История появления первых симптомов заболевания (в каком возрасте, в какое время года; условия, в которых находился пациент в тот момент). - Сезонность заболевания. - Кратность и тяжесть симптомов заболевания. - Время суток, когда беспокоят симптомы заболевания. - Факторы, провоцирующие развитие симптомов: - контакт с аллергенами; - приём ЛС (антибактериальных, нестероидных противовоспалительных средств, β-адреноблокаторов и др.); - употребление некоторых пищевых продуктов; - воздействие неспецифических раздражителей - резких запахов, парфюмерии, лаков, краски, холодного воздуха, химических веществ, а также физической и психоэмоциональной нагрузки, ОРВИ и других воспалительных заболеваний респираторного тракта (бронхита, пневмонии и др.). - Наличие профессиональной вредности. - Жилищно-бытовые условия (наличие домашних животных, птиц и др.). - Наличие аллергических заболеваний у пациента и его родственников. - Анализ истории болезни пациента за предыдущий период. Обращаемость за медицинской помощью, госпитализации, перенесённые заболевания (пневмония, бронхит, полипоз носа и гайморовых пазух и др.).
• Физикальное обследование. Выраженность изменений, выявляемых при физикальном обследовании, зависит от степени тяжести БА и фазы заболевания.
♦ В период ремиссии и при отсутствии осложнений БА никаких отклонений от нормы не отмечается.
♦ При нескомпенсированном течении заболевания могут отмечаться следующие изменения состояния: - учащение частоты дыхания и частоты сердечных сокращений; - повышение артериального давления; - участие в акте дыхания вспомогательных мышц грудной клетки; - уменьшение подвижности нижнего края лёгких; - при перкуссии может отмечаться коробочный перкуторный звук; - при аускультации - жёсткое дыхание, разнотональные сухие свистящие хрипы, преимущественно на выдохе. Могут выслушиваться разнокалиберные влажные хрипы; - бронхиальный секрет носит слизистый или слизисто-гнойный характер, может быть обильным водянистым или вязким, вплоть до образования слепков.
♦ При астматическом статусе: - положение пациента - ортопноэ; - кашель с отделением скудного вязкого секрета; - потливость; - цианоз; - при аускультации - резкое ослабление дыхания преимущественно в нижних отделах лёгких, хрипы; в более тяжёлых случаях - полное отсутствие бронхиальной проводимости и хрипов («немое лёгкое»); - может регистрироваться резкое повышение артериального давления, частоты сердечных сокращений и парадоксальный пульс.
• Лабораторные и инструментальные исследования
♦ Клинический анализ крови (возможно наличие эозинофилии в период обострения).
♦ Общий анализ мокроты (возможно наличие эозинофилии, спиралей Куршманна, кристаллов Шарко-Лейдена).
♦ Бактериологическое исследование мокроты на флору и чувствительность к антибиотикам.
♦ Дополнительные лабораторные исследования: - определение белковых фракций в сыворотке крови; - определение уровня IgA, IgM, IgG в сыворотке крови; - анализ крови: кортизол, АКТГ - для больных, получающих ГКС системного действия.
♦ Обязательное аллергологическое обследование: кожные тесты с атопическими и инфекционными аллергенами.
♦ Дополнительное аллергологическое обследование: - провокационные ингаляционные тесты с аллергенами; - тесты на наличие
лекарственной непереносимости: тест торможения естественной эмиграции лейкоцитов, провокационный подъязычный тест; - определение уровня общего IgE в сыворотке крови (ИФА); - определение уровня специфических IgE в сыворотке крови (радиоаллергосорбентный тест); -аллергологические провокационные тесты проводятся только аллергологом в условиях специализированного стационара или кабинета!
♦ Обязательные инструментальные исследования: - рентгенография органов грудной клетки; - рентгенография придаточных пазух носа; - ЭКГ; - Функция внешнего дыхания.
♦ Дополнительные инструментальные исследования
- Диагностическая бронхоскопия.
- Бронхомоторные тесты: - Тест с бронхолитиками (β2-адреноагонистами - сальбутамолом, фенотеролом; холинолитиками - ипратропия бромидом) на обратимость бронхиальной обструкции. Сравнительная оценка форсированной жизненной ёмкости лёгких и пиковой скорости выдоха проводится до и через 5-20 мин после воздействия. Прирост этих показателей более чем на 29% свидетельствует о наличии положительного теста и обратимости бронхиальной обструкции; - Тест с бронхоконстрикторами (метахолином, гистамином). Регистрируется скорость нарастания бронхиальной обструкции, отражающая степень реактивности бронхов - Тест с дозированной физической нагрузкой. Проводится оценка состояния пациента (наличие бронхоспазма) через 2-3 мин после прекращения нагрузки.
• Дифференциальная диагностика
♦ Дифференциальную диагностику БА (вне зависимости от её фор-
мы) проводят со следующими заболеваниями: - хроническая обструктивная болезнь легких; - сердечная недостаточность; - респираторные вирусные инфекции; - бронхиолит; - аллергический бронхолёгочный аспергиллёз и другие лёгочные эозинофилии; - опухоли; - инородное тело; - рекуррентные эмболии мелких сосудов лёгких; - гипервентиляционный синдром; - экзогенный аллергический альвеолит.
♦ Дифференциальный диагноз различных форм БА
• Атопическая БА. - Дебют заболевания, как правило, до 20-30 лет.
- Связь симптомов заболевания с воздействием атопических аллергенов (домашней пыли, пыльцы и т.д.). Чёткий эффект элиминации - уменьшение выраженности симптомов при уменьшении
аллергенной нагрузки. - Положительные кожные и ингаляционные тесты с атопическими аллергенами. - Повышение уровня общего и специфических IgE. - Эозинофилия в периферической крови и мокроте. - Сопутствующие аллергические заболевания (аллергический ринит, конъюнктивит, атопический дерматит). - Аллергические заболевания в семейном анамнезе.
• Инфекционно-аллергическая БА. - Дебют заболевания в 30-40 лет. - Положительные кожные тесты с инфекционными аллергенами. - Положительные ингаляционные тесты с инфекционными аллергенами в 48% случаев. - Положительные результаты лабораторных исследований на наличие гиперчувствительности к инфекционным аллергенам. - Отягощённость аллергологического семейного анамнеза реже, чем при атопической БА. - Течение средней степени тяжести или тяжёлое. - Формирование эмфиземы и пневмосклероза чаще, чем при атонической БА. - Наличие эффекта элиминации не характерно. - Патология придаточных пазух носа: чаще, чем при атопической БА.
• Аспириновая БА. - Дебют заболевания после 30-40 лет. -Наличие
«аспириновой триады»: БА, непереносимость ацетилсалициловой кислоты и других нестероидных противовоспалительных средств, рецидивирующий полипоз носа (гайморовых пазух). В 6,5% случаев полипоз отсутствует, но при этой форме БА он встречается чаще, чем при других формах заболевания. - Развитие приступов удушья на фоне приёма ацетилсалициловой кислоты и других нестероидных противовоспалительных средств. - Может выявляться сенсибилизация к атопическим и инфекционным аллергенам. - Течение, как правило, средней тяжести или тяжёлое.
Лечение
• Программа лечения складывается из 4 основных направлений:
♦ элиминационные мероприятия - устранение или снижение воздействия аллергена, если его удалось выявить;
♦ медикаментозное лечение, направленное на улучшение функции внешнего дыхания (купирование острых приступов бронхоспазма и их профилактика), снижение неспецифической реактивности бронхов за счёт направленной интенсивной противовоспалительной терапии в отношении дыхательных путей;
♦ аллерген-специфическая иммунотерапия в периоды ремиссии;
♦ активная просветительская работа врачей с пациентом с целью выработки у него понимания необходимости строгого самокон-
троля за своим поведением (избегание контактов с аллергеном, а также с неспецифическими факторами раздражения бронхов (холодный воздух, табачный дым, острые запахи, запылённость и т.д.). Поскольку заболевание БА чревато смертельным приступом удушья, у каждого больного в сознании и на бумаге должен быть разработанный врачом план экстренных мер по спасению жизни (кризис-план), которые можно попытаться реализовать вне стационара (там, где случится приступ).
• Цели лечения: - купирование обострения; - подбор адекватной базисной терапии, применение которой приведёт к минимизации или полному исчезновению симптомов заболевания; - информирование и обучение пациентов, «самоконтроль» на основании пикфлоуметрии.
• Показания к госпитализации: - обострение БА; - проведение аллерген-специфической иммунотерапии (при невозможности исключения контакта с причинно-значимым аллергеном на период проведения иммунотерапии).
• Немедикаментозное лечение
♦ Исключить контакт с причинным аллергеном.
♦ Пациентам с «аспириновой» формой БА запрещается приём ацетилсалициловой кислоты и других нестероидных противовоспалительных средств.
♦ Запретить приём β-адреноблокаторов (вне зависимости от формы БА).
♦ Исключить (или максимально ограничить) влияние неспецифических раздражителей: курения, профессиональной вредности, поллютантов, резких запахов и др. При необходимости - лимитировать физическую и психоэмоциональную нагрузку.
♦ ЛФК. Физическая нагрузка должна быть адекватной и подобрана индивидуально для каждого пациента.
♦ Физиотерапевтические методы лечения.
♦ Массаж (после купирования обострения БА).
♦ Климатотерапия (санаторно-курортное лечение). Наилучшими климатическими условиями считается среднегорье (900-1000 м над уровнем моря) с мягким тёплым сухим климатом без резких смен погоды. Также показаны приморские курорты с низким уровнем влажности.
• Медикаментозное лечение БА включает терапию, направленную на купирование обострения заболевания, а также базисную (повседневную) терапию. При атопической форме БА применяется
также патогенетическое лечение - аллерген-специфическая иммунотерапия (АСИТ).
♦ Купирование приступов
- β2-Агонисты короткого действия (сальбутамол, фенотерол).
- β2-Агонисты длительного действия с быстрым началом действия (формотерол).
- Комбинированные ЛС, включающие холинолитики и β2-агонисты (ипратропия бромид и фенотерол).
- Метилксантины короткого действия (аминофиллин).
- Системные ГКС (преднизолон, дексаметазон).
♦ Купирование обострения
- Терапевтическая нагрузка зависит от объективных данных обследования пациента.
- Предпочтительнее использовать инфузионные формы ЛС. Основные преимущества: достижение быстрого эффекта, возможность корректировки дозы в соответствии с объективным состоянием пациента, исключение непосредственного негативного воздействия на ЖКТ.
- Доза и длительность инфузионного введения ЛС зависят от скорости объективной стабилизации состояния пациента. Отмена системных ЛС - постепенная, ежедневное снижение дозы на 25-30% предыдущей. Уменьшая дозировку и кратность инфузионных форм, их необходимо постепенно замещать ингаляционными (при отсутствии выраженной бронхиальной обструкции) и таблетированными ЛС.
- При тяжёлых состояниях (астматический статус) показана оксигенация. Необходимо также осуществлять ЭКГ-мониторинг, учитывая возможные осложнения со стороны ССС. При угрозе острой дыхательной недостаточности - интубация.
- Для купирования обострения БА применяются следующие
ЛС.
- ГКС - препараты системные (в инфузионной форме):
преднизолон, дексаметазон. - Ингаляционные формы β2-агонистов короткого действия
(фенотерол, сальбутамол). Не допускать передозировки
β2-агонистов длительного действия (салметерол, формо-
терол).
- Ингаляционные формы холинолитиков (ипратропия бромид, тиотропия бромид). - Таблетированные формы метилксантинов короткого и
длительного действия (аминофиллин, теофиллин). Не допускать передозировки метилксантинов!
- Секретолитики и стимуляторы моторной функции дыхательных путей (перорально или ингаляционно - ацетилцистеин, бромгексин, амброксол).
- Применение антигистаминных ЛС (Н1-блокаторов) в острый период нежелательно, так как они затрудняют дренаж бронхиального секрета.
- При наличии осложнений (пневмонии, бронхита, гайморита и др.) показано применение антибактериальных ЛС в сочетании с противогрибковой терапией. - Для облегчения ингаляций бронхолитических, отхаркивающих
и противовоспалительных ЛС предпочтительнее использовать
небулайзер.
• о В период лечения осуществляется наблюдение за газами крови, кислотно-щелочным равновесием, показателями функции внешнего дыхания и ЭКГ-мониторинг. Базисная терапия. Выбор ЛС базисной терапии осуществляют с учётом тяжести течения БА, переносимости противоаллергических средств и условий жизни пациента. ЛС, применяющиеся для базисной терапии БА различной степени тяжести, указаны ниже.
♦ Лёгкое течение заболевания. При интермиттирующем течении
базисная терапия не требуется. При персистирующем течении необходимо следующее: - ингаляционные ЛС кромоглициевой кислоты или недокромила; - комбинированные ЛС: β2-агонистъi короткого действия + кромоглициевая кислота; - антигистаминные ЛС со стабилизирующим воздействием на мембраны тучных клеток; - теофиллины пролонгированного действия; - курсы антагонистов лейкотриеновых рецепторов; - небольшие дозы топических ГКС - при нестабильном течении и высокой аллергенной нагрузке.
♦ БА средней тяжести: g ингаляционные препаратах ГКС 200-
1000 мг (в перерасчёте на будесонида дипропионат) в зависимости от интенсивности клинических проявлений; - β2-агонисты пролонгированного действия; возможно применение комбинированных ЛС: ГКС и β2-агонисты длительного действия; - антигистаминные ЛС, обладающие стабилизирующим действием на мембраны тучных клеток, или антагонисты лейкотриеновых рецепторов; - холинолитики (ипратропия бромид, тиотропия бромид) при противопоказаниях к применению β-адреномиме-
тиков и метилксантинов или при их непереносимости.
♦ Тяжёлое течение: - ингаляционные ГКС-препараты: свыше
• 1000 мкг будесонида дипропионата или эквивалент; - β2-агонисты длительного действия (ингаляционные или пероральные); - метилксантины длительного действия; - комбинированные ингаляционные ГКС + β2-агонисты длительного действия; - антилейкотриеновые ЛС; - системные формы ГКС - при недостаточной эффективности вышеуказанной терапии. Перечень ЛС, применяемых при базисной терапии
♦ Глюкокортикоиды
♦ Системные формы применяются только при тяжёлом течении БА в случае недостаточной эффективности терапии, включающей ингаляционные формы ГКС. Расчёт дозы проводится по принципу наименьшей дозы, контролирующей симптомы БА. - Преднизолон (таблетки по 0,005 г, суточная доза 0,02- 0,04 г). - Метилпреднизолон (таблетки по 0,004 г, суточная доза 0,012-0,08 г). - Дексаметазон (таблетки по 0,0005 г, суточная доза 0,002-0,006 г) для купирования острого состояния). - Триамцинолон (таблетки по 0,004 г, суточная доза 0,008-0,016 г). - Бетаметазон (раствор для инъекций в ампулах по 1 мл: бетаметазона динатрия фосфат 0,002 г + бетаметазона дипропионат 0,005 г; 1 инъекция в 2-4 нед в/м).
♦ Ингаляционные формы ГКС при лёгком течении БА применяются в небольших дозах в случаях нестабильного течения заболевания и при высокой аллергенной нагрузке. - Беклометазон ί Течение средней тяжести: 600-1200 мкг/сут (на 4 приёма) ί Тяжёлое течение: 800-2000 мкг/сут (на 2- 4 приёма).- Будесонид ί Течение средней тяжести: 600- 1200 мкг/сут (на 2 приёма) ί Тяжёлое течение: 800-1600 мкг/ сут (на 2-4 приёма). - Флутиказон ί Течение средней тяжести: 500-1000 мкг/сут (на 2 приёма) ί Тяжёлое течение: 500- 1000 мкг/сут (на 2 приёма).
♦ Метилксантины:- короткого действия: аминофиллин (таблетки по 0,15 г); - длительного действия: теофиллин (таблетки продолжительного высвобождения).
♦ β2-Агонисты короткого действия: - сальбутамол (дозированный аэрозоль, ингаляционная доза 100 мкг) по 2 дозы не более 6 раз в сутки; - фенотерол (дозированный аэрозоль, ингаляционная доза 100-200 мкг) по 2 дозы не более 6 раз в сутки.
♦ β2-Агонисты длительного действия: - салметерол (дозирован-
ный аэрозоль, ингаляционная доза 50 мкг) по 2 дозы 2 раза в сутки; - формотерол (дозированный аэрозоль, ингаляционная доза 12 мкг) по 1-2 дозы 1-2 раза в сутки или порошок для ингаляций (ингаляционная доза 4,5-9 мкг) по 2 дозы 2 раза в сутки.
♦ Холинолитики: - ипратропия бромид (дозированный аэрозоль, доза 18 мкг) в среднем по 2 дозы 3-4 раза в сутки, но не более 12 ингаляций в сутки. - Фенотерол + ипратропия бромид (ипратропия бромид, ингаляционная доза 25 мкг + фенотерол, ингаляционная доза 50 мкг) ί Течение средней тяжести: по 1-2 дозы 3 раза в сутки (до 8 доз в сутки) ί Тяжёлое течение: по 1-2 дозы 3 раза в сутки (до 8 доз в сутки). - Тиотропия бромид (порошковый ингалятор) 18 мкг 1 раз в сутки.
♦ Кромоглициевая кислота применяется при лёгкой и средней тяжести течении БА: - кромоглициевая кислота (дозированный аэрозоль). При наличии приступов бронхоспазма, возникающих при физической нагрузке, 2-10 мг 4 раза в сутки. - Недокромил (дозированный аэрозоль) по 2 дозы (4 мг) 2-4 раза в сутки. При наличии приступов бронхоспазма, возникающих при физической нагрузке, по 4 мг за 15-60 мин до нагрузки.
♦ Антигистаминные ЛС со стабилизирующим действием на мембраны тучных клеток применяются для лечения атопической БА при лёгкой и средней тяжести течения: кетотифен (таблетки по 1 мг) по 1 мг 2 раза в сутки (2 мг 1 раз в сутки).
♦ Антагонисты лейкотриеновых рецепторов применяются преимущественно при персистирующей «аспириновой» астме. - Зафирлукаст (таблетки по 20 мг) 20 мг 2 раза в сутки. - Монтелукаст (таблетки по 10 мг) 10 мг 1-2-4 раза в сутки.
• Патогенетическая терапия. Больным с атопической формой БА показано проведение аллерген-специфической иммунотерапии (АСИТ) причинно-значимыми аллергенами.
• Обучение пациента подразумевает проведение беседы: о природе заболевания, мерах профилактики обострения БА, методах лечения в период обострения и ремиссии, необходимости своевременного и правильного применения противоастматических средств (в том числе ингаляционных ЛС), обучение «самоконтролю» по показаниям пикфлоуметрии.
Прогноз
• При наличии БА любой степени тяжести прогрессирование нару-
шений функций бронхолёгочной системы происходит быстрее, чем у здоровых.
• При лёгком течении заболевания и адекватной терапии прогноз достаточно благоприятный. При отсутствии своевременной терапии заболевание может перейти в более тяжёлую форму.
• При тяжёлой и средней степенях тяжести БА прогноз зависит от адекватности лечения и наличия осложнений. Сопутствующая патология может ухудшить прогноз заболевания.
• Причины летальных исходов - тяжёлые осложнения и несвоевременность оказания медицинской помощи при обострении БА.
атопический дерматит
Атопический дерматит - хроническое воспалительное заболевание кожи, в патогенезе участвуют IgE. Причинными аллергенами чаще всего бывают клещи домашней пыли - Dermatophagoides pteronyssinus и D. farinae, микроскопический гриб Pytirosporum orbicularae и P. ovale, пищевые аллергены яйца, молока, орехов, рыбы, ракообразных, моллюсков и др. В западных странах атопический дерматит встречается достаточно часто - у 10% населения, преимущественно у детей до наступления пубертата. Клиническая картина. Воспалительный процесс часто локализуется на сгибательных поверхностях конечностей, но может охватывать и существенно большие области кожи. Отличительным симптомом заболевания является зуд в поражённых участках кожи, нередко весьма сильный. Атопический дерматит может сочетаться с крапивницей и ангионевротическими отёками, а также респираторными аллергическими заболеваниями. Лабораторные данные. Примерно у 80% пациентов с атопическим дерматитом значительно повышен уровень общего IgE (до десятков тысяч ME в 1 мл), у 20% он в пределах нормы. Атопический дерматит с высоким содержанием общего IgE в крови иногда называют тяжёлым атопическим синдромом. При гистологическом исследовании биоптатов кожи обнаруживают повышенное содержание в дерме инфильтрирующих её лимфоцитов. Лечение атопического дерматита состоит в назначении антигистаминных препаратов, ГКС наружного применения; ЛС, ингибирующих выброс медиаторов из тучных клеток (кетотифен и др.), гипоаллергенной диеты. В случае инфицирования расчёсов кожи показаны противомикробные препараты наружного применения. Нередко возникает необходимость в седативных ЛС, особенно на ночь (постоянный зуд мешает спать).
системная анафилаксия
Системная анафилаксия развивается в результате массивного высвобождения медиаторов из гранул тучных клеток и базофилов под действием комплексов «Аг-IgE». Чаще других аллергенов системную анафилаксию вызывают яды жалящих насекомых (пчёл и ос), пищевые аллергены и ЛС. Анафилаксия развивается через несколько минут после воздействия причинного аллергена и может привести к смерти через несколько минут. Но процесс может затянуться и на несколько часов и даже дней. Патологоанатомические изменения: - отёк верхних дыхательных путей (включая гортань), что может привести к острому удушью; - бронхоконстрикция, усиленная секреция слизи в нижних дыхательных путях, подслизистый отёк, застой крови, эозинофильная инфильтрация; - отёк лёгких, иногда геморрагии и ателектазы; - системная дилатация периферических сосудов, повышение проницаемости сосудов, отёки в тканях и уменьшение объёма крови внутри сосудов (соответственно резкое падение АД), «побледнение» сердечной мышцы (ухудшение кровоснабжения миокарда), ишемия почек и других внутренних органов; - застойные явления в печени, селёзенке, стенке кишечника; - отёк кожи; - спазмы гладкой мускулатуры мочевыводящих путей и кишечника.
Клиническая картина
• Сыпь, часто в виде крапивницы; симптомы ринита и конъюнктивита; ангионевротический отёк, особенно в области лица и шеи, верхних дыхательных путей и конечностей; симптомы бронхиальной астмы; рвота, диарея и колики в животе; непроизвольное мочеиспускание, гипотензия. Могут наблюдаться также цианоз, нарушения сердечного ритма и потеря сознания.
• Дыхательные нарушения превалируют в 70% случаев системной анафилаксии, проявления со стороны сердечно-сосудистой системы - в 25% случаев.
• При анафилактической реакции на пищевые аллергены симптомы могут развиваться во времени двухфазно: после первичной манифестации наступает относительно бессимптомный период, а за ним вновь симптоматический и, как правило, более тяжёлый и продолжительный (поздняя фаза);в некоторых случаях больных поддерживают на искусственной вентиляции лёгких и на вазопрессорных препаратах в течение нескольких дней и даже недель.
• IgE-независимые процессы, проявляющиеся теми же симптомами,
принято называть анафилактоидными. Клинически анафилаксия и анафилактоидные реакции не отличимы, но терапевтическая тактика одинакова только в острый период и различна в межприступные периоды.
Лечение
• В остром периоде системная анафилаксия требует экстренных, часто реанимационных мер.
♦ Если ведущим симптомом является бронхоспазм, то в первую очередь применяют аэрозольные формы бронходилататоров (β2-адреноагонистов).
♦ Если симптоматика тем не менее продолжает нарастать и присоединяются сосудистые явления, то применяют кислородную маску и эпинефрин (адреналин) внутримышечно [по 0,3-0,5 мл раствора 1:1000 (у детей по 0,01-0,015 мл/кг) с интервалами 5-10 мин под контролем ответа организма].
♦ Внутривенное введение эпинефрина показано в случае тяжёлого шока или респираторной асфиксии (кроме того, внутривенное введение эпинефрина может вызвать аритмию). Препарат вводят в разведении 1:10 тыс. со скоростью не больше 1 мл/мин. В тяжёлых случаях эпинефрин вливают с большим объёмом кровезаменителей (предпочтительны коллоидные растворы) в течение нескольких часов в дозе 5-15 мкг/мин.
♦ Для профилактики поздней фазы вводят ГКС.
• В межприступном периоде (при удачной диагностике, выявившей этиологический фактор) главное - строго избегать контактов с аллергеном, холодом и другими провоцирующими воздействиями.
• В случае анафилаксии на укусы перепончатокрылых насекомых эффективна специфическая иммунотерапия (СИТ) в течение 3-5 лет (иммунизация специфическим Аг в течение 4-6 нед 1 раз в 1 год).
пищевая аллергия
Пищевая аллергия встречается у 4-6% детей в возрасте до 3 лет, у 1-2% детей более старшего возраста и менее чем у 1% взрослых.
Склонность детей младшего возраста к пищевой аллергии объясняется тем, что у детей выше проницаемость кишечного барьера для нерасщеплённых пищевых веществ. Как правило, к подростковому возрасту человек «вырастает» из аллергии (укрепляется пищеварительный барьер и клинические симптомы аллергии исчезают).
Если аллергия проявляется у ребёнка после 3 лет, то вероятность спонтанного выздоровления ниже.
Наиболее распространённые пищевые аллергены - гликопротеины с молекулярной массой 18-36 тыс. Они устойчивы к термической обработке и кислой среде. Для 80-90% детей с пищевой аллергией причинные аллергены содержатся в небольшом числе продуктов - это яйца, молоко, арахис, соя, пшеница. Для большинства взрослых аллергенны арахис, ракообразные, рыба.
Клинические проявления пищевой аллергии у детей: чаще всего экзема и желудочно-кишечные расстройства. При высоком уровне аллерген-специфических IgE при попадании аллергена per os вероятны острые проявления: отёк губ, языка и горла; чувство жжения, затем рвота, спазмы в животе, боль и диарея. По мере всасывания аллергена и распространения его по организму могут развиться генерализованная крапивница, бронхоспазм, в тяжёлых случаях - системная анафилаксия.
• Пищевую аллергию необходимо отличать от непереносимости тех или иных продуктов (в основе которой лежит дефицит пищеварительных ферментов или кофакторов пищеварения), а также от проявлений токсичности тех или иных компонентов пищи.
• Непереносимость пищевых продуктов проявляется головной болью, недомоганием, вялостью, миалгией. Нередко отмечают симптомы, неотличимые от аллергии: крапивница и (реже) ангионевротический отёк.
• Для исключения аллергической природы заболевания большое значение имеют отрицательные данные лабораторных анализов на IgE к пищевым аллергенам.
• Для диагностики именно аллергии на пищу необходимо:
♦ чётко выявить воспроизводимость патологических симптомов в «слепых» провокационных тестах на инкапсулированные пищевые Аг;
♦ методами лабораторной диагностики показать наличие иммунных механизмов патогенеза.
Лечение. Элиминационная диета, причём исключают не только продукты, в которых выявлены специфические аллергены, но и довольно много продуктов, содержащих факторы неспецифической дегрануляции тучных клеток: природные салицилаты, консерванты (двуокись серы, метабисульфит), пищевые добавки (тартразин, красители и др.). В случае астматических проявлений пищевой аллергии применяют противоастматическое лечение, в случае общей
анафилаксии - интенсивную терапию, в случаях, когда ведущим проявлением служит крапивница, - соответствующее лечение.
• При первой попытке применения элиминационной диеты исключают все коммерческие продукты длительного хранения (консервированные, сушёные) и составляют меню из свежеприготовленных продуктов (говядина, баранина, свинина, домашняя птица без кожи, крольчатина, свежая рыба, яйца, любая крупа, кроме кукурузы; свежее масло без антиоксидантов, бананы, груши, петрушка, чеснок и т.п.).
• Если через 3-4 нед диагностически значимый результат не получен, то ещё на 2-3 нед назначают более «узкую» диету. Например, разрешены баранина, телятина, домашняя птица без кожи, яйца, подсолнечное масло без тепловой обработки и антиоксидантов, картофель, белый рис, саго, пшеничные хлопья, груша без кожуры, белый сахар, из приправ - соль, петрушка, лимонная кислота. Исключены все виды солёного и обработанного мяса (колбасы, ветчина и т.п.), сыры, все виды маргаринов и масел с антиоксидантами, все фрукты (кроме очищенной груши), другие крупы, мёд, заменители сахара, уксус, специи, натуральный лимонный сок.
• Если и в данном случае диагностически значимый результат не получен, пробуют элиминационные диеты с исключением какихлибо частных продуктов, если об этом есть данные в анамнезе больного.
• Если причинный(е) продукт(ы) не выявлен(ы), то, вероятно, у больного не пищевая аллергия.
КРАПИВНИЦА И АНГИОНЕВРОТИЧЕСКИЙ ОТЁК
Крапивница и ангионевротический отёк обусловлены расширением сосудов микроциркуляции и повышением их проницаемости для жидких компонентов сыворотки крови под действием на них гистамина, гепарина и нейтральных протеаз, секретированных из тучных клеток. Эти заболевания в той или иной форме поражают не менее 15-25% всех людей.
Крапивница
Крапивница - чётко очерченный процесс в коже в виде зудящих папул или волдырей размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров на фоне эритемы, быстро развивающийся
после воздействия причинного аллергена. Вероятно, фактором, предрасполагающим к крапивнице, является дефицит биохимических механизмов распада гистамина в межклеточной соединительной ткани (клиренса гистамина).
Различают следующие патогенетические разновидности крапивницы: - истинно аллергическая (IgE-опосредованная, менее 30% случаев); - аутоиммунная; - вторичная преходящая при инфекциях (например, вызванных вирусами гепатита В и Эпштейна-Барр); - возникающая в ответ на физические воздействия внешней среды:, такие как инсоляция (солнечная крапивница), погружение в воду (аквагенная), охлаждение тела (холодовая), перегрев тела (тепловая), тактильные воздействия, особенно вибрации, физические нагрузки с повышенным потоотделением; - вызванная гистаминолибераторами - неспецифически высвобождающими гистамин веществами (цитрусовые, другие кислые фрукты и ягоды, шоколад).
Острая крапивница
• Острая крапивница составляет около 30% всех случаев крапивницы и, как правило, имеет аллергическую природу, т.е. вызывает специфический(е) аллерген(ы). Различают крапивницу на пищевые аллергены (чаще других аллергены яиц, молока, орехов, ракообразных), контактные аллергены (латекс, растительные и животные продукты), ЛС (пенициллины, сульфаниламиды).
• Некоторые ЛС способны напрямую (без участия IgE) вызвать дегрануляцию тучных клеток и, соответственно, лекарственную, но не аллергическуюкрапивницу: ацетилсалициловая кислота, нестероидные противовоспалительные средства (напроксен, индометацин и др.), радиоконтрастные препараты, местные анестетики.
• Острая крапивница спонтанно разрешается в течение нескольких часов.
Хроническая крапивница
Более 70% всех случаев крапивницы являются хроническими или рекуррентными. Чаще всего это - псевдоаллергические реакции, вызванные аутоантителами к FcεRI. При отсутствии специальных методов лабораторного выявления таких аутоантител свидетельством их присутствия в крови больного может быть появление волдырей и покраснения кожи при внутрикожном введении небольших количеств собственной сыворотки больного.
• При гистологическом исследовании биоптатов кожи больных хронической крапивницей в периваскулярной соединительной ткани выявляют в 10 раз больше тучных клеток и в 4 раза больше
T-лимфоцитов, чем в норме. При острой крапивнице клеточного периваскулярного инфильтрата нет.
• У 20-30% больных с хронической крапивницей имеется васкулит.
В таких случаях кожные симптомы могут держаться более 24 ч, обычно 3-7 сут. Зуд может быть, но умеренный, превалирует чувство потепления или жжения в очагах. После исчезновения проявлений крапивницы как таковой на её месте остаются «синяки» или окрашенные пятна. У 70% таких пациентов имеются также симптомы артралгии и артрита, а также возможны боли в животе, тошнота, общая слабость или даже лихорадка. СОЭ обычно повышена, в сыворотке появляется C-реактивный белок. Лечение
Лечение острой крапивницы сводится к элиминации причинных факторов (аллергенов, физических провоцирующих воздействий, гистаминолибераторов и т.д.) и применению антигистаминных препаратов (подбирать их надо индивидуально). Более серьёзного терапевтического вмешательства требуют случаи хронической или рекуррентной крапивницы.
• При подозрении на пищевое происхождение крапивницы хороших и стойких результатов иногда удаётся достичь, проводя лечение воспалительных процессов ЖКТ (если они есть), что способствует уменьшению всасывания недорасщеплённых пищевых веществ во внутреннюю среду. С той же целью назначают курс препаратов пищеварительных ферментов и препаратов кишечных бактерийсимбионтов (бифидобактерии, Escherichia coli и т.п.).
• В случаях тяжёлого и среднетяжёлого течения крапивницы в течение 5-7 дней или больше может потребоваться парентеральное лечение в стационаре.
♦ Начинают с парентерального введения антигистаминных препаратов - внутримышечно или внутривенно капельно (например, 0,1% раствор клемастина 2 мл внутримышечно или 2,5% раствор хлоропирамина в изотоническом растворе NaCl внутривенно) в течение 2-7 дней в зависимости от результата.
♦ При неэффективности назначают ГКС парентерально (дексаметазон 4-12 мг внутримышечно или внутривенно, преднизолон 30-90 мг внутримышечно или внутривенно в течение 2-3 дней).
♦ В тяжёлых случаях добавляют процедуры дезинтоксикационной терапии (плазмозамещающие средства, например «Повидон + Натрия хлорид + Калия хлорид + Кальция хлорид + Магния
хлорид + Натрия гидрокарбонат» 200-400 мл внутривенно капельно в течение 3-4 дней).
• По завершении курса парентерального лечения назначают пероральные антигистаминные препараты (фексофенадин, цетиризин, лоратадин, кетотифен и др. по выбору) длительностью до 1 мес.
• Кетотифен проявляет также стабилизирующее действие на тучные клетки, и его назначают более длительным курсом - возможно до 6 мес. Также в трудных случаях к блокаторам H1 добавляют блокаторы Н2 (ранитидин, циметидин, фамотидин).
• Если описанная выше лечебная стратегия оказалась неэффективной, то остаётся только попытка тотальной иммунодепрессивной терапии - ГКС пролонгированного действия (например, бетаметазон внутримышечно), а в очень тяжёлых случаях - цитостатики (циклоспорин, метотрексат).
Ангионевротический отёк
Ангионевротический отёк - отёк подкожных и подслизистых тканей, преимущественно в области головы, шеи, ладоней рук, подошв стоп и половых органов. В 45% случаев ангионевротический отёк сочетается с крапивницей, так как они имеют общий патогенез. Этиологическим факторомнаследственного ангионевротического отёка без крапивницы может быть генетический дефект компонента системы комплемента - C1inh. Нормальные концентрации C1inh в сыворотке составляют 18-22 мг/л. C1inh является ингибитором сериновых протеаз, причём не только компонентов комплемента C1r и Cls (для них он единственный ингибитор), но также кининовой системы и фибринолиза (факторов ХПа, XIIf). При дефиците C1inh повышены активность системы комплемента в целом, а также продукция вазоактивного брадикинина. Именно брадикинин и ответствен за незудящий (т.е. без участия гистамина) ангионевротический отёк.
Лечение
• Для профилактики и поддерживающей терапии назначают антиандрогены, которые, как оказалось, усиливают транскрипцию и трансляцию C1inh (даназол 400-600 мг/сут).
• При острой атаке необходима заместительная терапия свежезамороженной плазмой или концентратом C1 C1inh. Инъекция такого концентрата показана и перед стоматологическими манипуляциями, операциями в области рта и гортани или перед интубацией трахеи.
• Редко, но встречаются случаи ангионевротического отёка, в основе которого лежит не дефект гена Clinh, а появление в организме АТ, инактивирующих Clinh. В этой ситуации показана иммуносупрессирующая терапия.
АЛЛЕРГИЧЕСКИЕ И НЕАЛЛЕРГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА
Практически все ЛС вызывают побочные эффекты, зачастую серьёзные, многие - просто токсичны. Тем не менее IgE-опосре- дованные (т.е. истинно аллергические) реакции на ЛС встречаются менее чем в 10% всех случаев неблагоприятных реакций на медикаменты.
• Иммуноопосредованные реакции встречаются в отношении следующих ЛС: пенициллинов, сульфонамидов, тиазидов, цефалоспоринов, противотуберкулёзных средств, миорелаксантов, противосудорожных средств, тиопентала натрия, хинидина. Эти ЛС способны связываться с белками сыворотки или поверхности клеток и выступать в роли гаптенов. В качестве полных Аг иммунная система способна распознавать гормоны и ферменты (инсулин, АКТГ). Антибиотики из группы β-лактамов вызывают 40-50% всех случаев неблагоприятных реакций, ацетилсалициловая кислота и другие нестероидные противовоспалительные средства (ингибиторы циклооксигеназы) - 17-27%, психотропные препараты - 10-12%.
• IgE-опосредованные анафилактические реакции развиваются чаще всего в ответ на антибиотики из группы β-лактамов, блокаторы нервно-мышечной передачи, а также, что ожидаемо, на продукты крови.
• Анафилактоидные реакции в результате прямого воздействия ЛС на тучные клетки или базофилы развиваются на ацетилсалициловую кислоту, другие нестероидные противовоспалительные средства, радиоконтрастные препараты. Кроме того, некоторые препараты крови (например, Ig) при введении в кровь больного способны активировать систему комплемента, а образующиеся при этом анафилатоксины C5a и C3a могут вызвать дегрануляцию тучных клеток.
• Вирусные инфекции. Важным кофактором для развития тяжёлых реакций на ЛС является наличие вирусной инфекции. Например, если обычно в ответ на ампициллин макулопапулёзная сыпь развивается
примерно у 5% пациентов, то у пациентов с инфекцией вирусом Эпштейна-Барр - в 70-100% случаев. При введении пенициллина иммунологические реакции разного рода возникают примерно в 8% случаев, но у инфицированных вирусом Эпштейна-Барр в 100% случаев появляется как минимум макулопапулёзная сыпь.
• Аллергию с механизмом развития реакции гиперчувствительности типа I подозревают при наличии следующих признаков: - в анамнезе есть сведения о приёме данного (или перекрестно реагирующих) препарата в прошлом; - острая атака возникает при попадании в организм минимальных доз; - симптомы развиваются вскоре после приёма ЛС (в пределах 30-45 мин) и по проявлениям похожи на аллергию немедленного типа любой этиологии (на пищевые Аг, укусы насекомых).
• Тип III повреждающих реакций - образование иммунных комплексов - развивается через 1-3 нед от начала приёма ЛС. Проявляется симптомами лихорадки, общей слабости, крапивницы, артралгии. Реакции такого рода бывают на ксеногенные сыворотки, антибиотики из группы β-лактамов, сульфонамиды, стрептомицин, пропилтиоурацил, фенитоин, аминосалициловую кислоту.
Органоспецифические проявления реакций на лекарственные средства
Кожа. Наиболее частые кожные проявления реакции организма на ЛС типа β-лактамов, сульфонамидов, антиконвульсантов выглядят как макулопапулёзная сыпь, эритематоз или кореподобная сыпь. Бывают и более травматичные проявления: многоформная эритема (erythema multiforme), эксфолиативный дерматит, везикулярная (в том числе крупноволдырная) сыпь; фотосенсибилизация. Зуд и крапивница с ангионевротическим отёком нередко развиваются не по иммунологическим механизмам, а в результате прямой дегрануляции тучных клеток под действием ЛС (ацетилсалициловая кислота, другие нестероидные противовоспалительные средства).
• Синдром Стивенса-Джонсона. Редко патологический процесс в коже прогрессирует в сторону генерализации, в него вовлекаются слизистые оболочки - развивается фебрильный слизисто-кожный синдром - синдром Стивенса-Джонсона. Кроме значительно выраженной erythema multiforme на коже и слизистых оболочках, развиваются лихорадка и явления общей интоксикации.
• Синдром Лайелла. В наиболее тяжёлых случаях, которые названы синдромом Лайелла, патологический процесс охватывает кожный
покров тотально, слизистые оболочки глаз, гениталий, развивается эпидермальный некролиз, эпидермис отслаивается. При синдроме Лайелла летальность составляет 35%. Чаще указанные проявления вызывают сульфонамиды, ко-тримоксазол, барбитураты, фенитоин, ацетилсалициловая кислота и другие нестероидные противовоспалительные средства. Иммунопатогенез заболевания мало изучен. Как правило, описанные клинические симптомы развиваются через 1-3 нед от начала приёма ЛС. В биопсийном материале из очагов поражения кожи находят в повышенном количестве T-лимфоциты. Предприняты исследования по клонированию лимфоцитов из кожи больных с синдромом Лайелла. Выделены сотни (более 400) клонов. Их анализ показал, что большая часть этих лимфоцитов - CD4+ перфорин-гранзимовые киллеры (CD4+-ЦТЛ), есть и CD8+-ЦТЛ и в небольшом проценте присутствуют другие субпопуляции иммунных лимфоцитов.
♦ Дифференцировать синдром Лайелла приходится с буллёзной
формой пемфигоида, герпетиформным дерматитом, генерализованным герпесом кожи и слизистых оболочек, генерализованными васкулитами, пустулёзной формой псориаза.
♦ Лечение проводят в режиме реанимации. Защитить обнажённую дерму от инфекции удаётся в условиях стерильных палаток (типа противоожоговых) и с помощью интенсивной противомикробной медикаментозной терапии. Вводят большие объёмы кровезаменителей, ГКС. Чрезвычайно важно местное противовоспалительное и эпителизирующее лечение кожи и слизистых оболочек.
Лёгкие. Наиболее известна реакция на нитрофурантоин, выражающаяся сначала в виде интерстициальных инфильтратов, которые затем могут прогрессировать в лёгочный фиброз. Сходные осложнения связаны с приёмом блеомицина, фенитоина, метотрексата.
Печень. Осложнения со стороны печени характерны при приёме эстрогенов, хлорпромазина, фенитоина, галотана, сульфонамидов, парацетамола.
Кровь. Гемолитическая анемия встречается в связи с приёмом пенициллинов, хинина, хинидина и нитрофурантоина. Тромбоцитопения возможна при приёме хинина и хинидина. Механизм известен: препараты или их дериваты сорбируются на поверхности клеток, в ответ на них (как на гаптены) организм вырабатывает АТ, которые связываются с Аг на поверхности клеток, активируют комплемент и фагоцитоз, что в свою очередь разрушает клетки.
Принципы лечения
• Немедикаментозное лечение: гипоаллергенная диета, парентеральное питание у тяжёлых больных.
• Медикаментозное лечение: элиминация ЛС, мероприятия для уменьшения всасывания ЛС (прекратить парентеральное введение ЛС; промыть желудок, если ЛС вводили внутрь; назначить очистительную клизму, энтеросорбенты). Если реакция наступила при в/в введении ЛС, немедленно прекращают его введение, а венепункцию используют для последующего купирования аллергической реакции (введение по показаниям ГКС, кардиотоников, бронхолитиков и др.).
алгоритм диагностики и лечения аллергических болезней
• Дифференциальная диагностика аллергического патогенеза заболе-
вания - анамнез, поиск аллергена(ов) методами лабораторной диагностики (определение IgE in vitro) и провокационными тестами in vivo:
♦ кожные пробы - при подкожном введении малых доз аллергена происходит локальная дегрануляция тучных клеток и развивается локальная реакция - волдыри, покраснение;
♦ пероральные пробы с капсулированными пищевыми аллергенами - если аллерген всасывается в кровь, то типично развитие крапивницы; местно в ЖКТ реакция в виде сокращения гладких мышц приводит к рвоте и диарее;
♦ ингаляционные провокационные тесты - развиваются явления аллергического ринита (верхние дыхательные пути), астматический бронхоспазм, усиление секреции слизи и раздражение эпителия (нижние дыхательные пути).
• Элиминация аллергена. Если выявлен(ы) аллерген(ы) экзогенного происхождения, то элиминация аллергена может стать радикальным методом лечения, если патологический процесс ещё не вышел в самоподдерживающиеся порочные круги или не наступили необратимые органические изменения.
• Специфическая иммунотерапия (СИТ). При том же условии выявления этиологического(их) аллергена(ов), но невозможности элиминировать его(их) из среды обитания рекомендуется такой эмпирический метод, как СИТ. Она показана при IgE-опосредо- ванных аллергиях и состоит в осторожной курсовой иммунизации
больного в течение 3-5 лет или больше малыми дозами «причинного» аллергена вне периодов обострения. У многих больных при этом предположительно происходит либо иммунное отклонение в соотношении субпопуляций CD4+ T-лимфоцитов в сторону ТЫ, либо супрессия продукции IgE на уровне воздействия на ингибирующие Рц B-лимфоцита. Точные механизмы лечебного эффекта СИТ неизвестны.
• Медикаментозная терапия показана во всех случаях атаки аллергического заболевания и не имеет альтернативы при невозможности элиминировать аллерген(ы) и неэффективности СИТ или наличии противопоказаний. Медикаментозная терапия описана ранее, в разделах о конкретных нозологических единицах. Наиболее широко применяют антигистаминные препараты; препараты, ингибирующие выброс медиаторов из тучных клеток и других лейкоцитов, антилейкотриеновые и ГКС. Выбор препаратов, доз и схем лечения зависят от нозологической формы, стадии и степени тяжести клинических проявлений заболевания.
• Другие назначения зависят от конкретной нозологической формы
болезни, локализации ведущего и сопутствующих патологических процессов (при бронхиальной астме - бронходилататоры, при атопическом дерматите - средства, способствующие заживлению кожи, при пищевых аллергиях - препараты пищеварительных ферментов и т.д.).
Истинные аутоиммунные болезни - это такие болезни, в патогенезе которых лимфоциты, запускающие механизмы деструкции, распознают именнонативные молекулы мембран собственных клеток или межклеточного вещества и инициируют иммунное воспаление.
• Часто и ошибочно к аутоиммунным относят все патологические процессы, при которых имеется повреждение тканей иммунными механизмами. Это не совсем верно, так как иммунного ответа против чужого патогенного Аг без повреждения собственных тканей вообще не бывает: если патоген проник во внутреннюю среду - он так или иначе вступил в тесную связь с клетками и межклеточным веществом: разрушая патоген, иммунная система разрушает и окружающие собственные ткани, а уж насколько это больно и заметно, зависит от дозы Аг.
• Если вирус заразил клетку, то ЦТЛ или NK, распознавшие вирусные Аг, разрушат всю клетку. Если микробные продукты сорбируются на межклеточном матриксе или стенке сосудов или на эритроцитах, то противомикробные АТ с комплементом вызовут процессы деструкции матрикса, воспаление сосудистых стенок (васкулиты), гемолиз. Но это будут не аутоиммунные процессы, поскольку и ЦТЛ, и АТ направлены против микробных Аг, а разрушение тканей наступает лишь потому, что микробные продукты оказались тесно связанными с этими тканями.
• Ещё один внешний источник повышенной альтерации собственных тканей иммунными механизмами - химические (иногда природные) вещества (ЛС, пищевые добавки, факторы химических производственных процессов и другие вредности подобного рода), которые, проникая во внутреннюю среду организма, в прямом смысле денатурируют молекулы организма, превращая их в раздражающие иммунную систему Аг-мишени. И в этих случаях альтерацию собственных тканей иммунными механизмами тоже
неправильно называть аутоиммунным процессом, поскольку иммунная система борется с внешними повреждениями на поверхности собственных тканей. Патогенетическим в данном случае будет лечение, направленное в первую очередь на элиминацию внешних повреждающих факторов, а не на супрессию собственной иммунной системы, чтобы она «не мешала» присутствию чужеродных факторов на клетках организма. Хотя бывают клинические ситуации, когда процесс иммунного воспаления заходит так далеко, что по жизненным показаниям его приходится подавлять в первую очередь.
ЭТИОЛОГИя И ПАТОГЕНЕЗ
• Аутореактивные клоны лимфоцитов. В норме у каждого здорового организма в периферических лимфоидных тканях есть и T-, и B-лимфоциты с Аг-распознающими Рц для «своего», т.е. манифестация аутоиммунных болезней не является результатом возникновения аномальных аутореактивных клонов лимфоцитов: они есть всегда как нормальное явление. Поэтому манифестация аутоиммунного деструктивного процессаинициируется патогенным внешним фактором. Кстати, конкордантность однояйцовых близнецов по аутоиммунным болезням не превышает их конкордантности по заболеваемости инфекционными болезнями.
• Костимуляторные взаимодействия. Одного факта связывания Рц с Аг недостаточно для запуска иммунного ответа, необходимы ещёсвоевременные костимуляторные взаимодействия: как минимум «CD40-CD40L» и «B7-CD28» (и для T-, и для В-лимфоцитов). Если связывание с лигандами антигенраспознающего Рц и костимуляторных молекул разобщено во времени [сначала одно, потом (или никогда) другое], то произойдёт не активация лимфоцита к иммунному ответу, а анергия или апоптоз. Это доказано.
• Предшествующий патологический процесс. Таким образом, молекулы собственных клеток и межклеточного вещества - нормальный объект для распознавания по крайней мере T-лимфоцитами, но не для развития иммунного воспаления до тех пор, пока собственные молекулы каким-то образом не попадут во внутриклеточную «машину» профессиональных АПК, активированных к экспрессии костимуляторных молекул. В норме они туда не попадают. Это происходит в результате какого-то предшествующего патологического процесса (всё тех же инфекций или травм), приводящего к
• альтерации тканей и доиммунному воспалению. Иммунный T-лимфоцит, уже прошедший додифференцировку (иммуногенез), отличается от неиммунного T-лимфоцита в двух отношениях: 1) для активации эффекторной функции иммунному лимфоциту достаточно сигнала с TCR и индуцибельных костимуляторных взаимодействий; 2) молекулы адгезии иммунного лимфоцита позволяют ему мигрировать в любые периферические ткани, тогда как неиммунный лимфоцит рециркулирует строго между «своими» зонами в периферических лимфоидных органах и не заходит в иные периферические ткани. Поэтому полагают, что инфекции способны инициировать аутоиммунные процессы по следующим механизмам.
♦ Антигенная мимикрия патогенов (эволюционно достигаемое уподобление микробных продуктов тканевым компонентам макроорганизма) индуцирует иммунный ответ с перекрестной реактивностью со своими Аг. В дальнейшем аутоиммунный процесс не выходит в режим полноценной иммуносупрессии, поскольку свой Аг не может быть элиминирован и продолжает «раздражать» иммунные лимфоциты. В этом отношении особенно «преуспевают» вирусы: размножаясь внутри клеток организма, они время от времени включают в состав своего генома какието из генов этого организма. Это уже не мимикрия, а прямая генетическая «кража» и затем использование «краденого».
♦ Микробные суперантигены вызывают поликлональную активацию. Какие-то из клонов лимфоцитов с реактивностью к своим Аг могут войти в режим эффекторного иммунного ответа.
♦ Деструкция тканей патогеном (цитопатогенное действие вирусов, бактерий и др.) приводит к попаданию тканевых Аг в активированные (тем же патогеном) дендритные клетки, которые транспортируют все Аг в периферические лимфоидные органы, где есть особые условия для индукции продуктивного иммунного ответа.
♦ Провоспалительные цитокины. Индуцированное патогеном локальное доиммунное воспаление сопровождается выработкой провоспалительных цитокинов, которые способны индуцировать экспрессию на клетках тканей (не профессиональных АПК) молекул MHC-II со своими пептидами, что потенциально со- здаёт условия для инициации иммунного ответа на свои Аг.
♦ Два TCR на одном лимфоците. Примерно 30% периферических T-лимфоцитов несут по крайней мере два разных по специ-
фичности TCR (в связи с «плановой» неоднократной перестройкой V-гена α-цепи при уже перестроенной β-цепи). Есть вероятность, что один из TCR может иметь специфичность к патогену, а второй - к аутоантигену. Активация иммуногенеза патогеном приведёт к созданию клона иммунных лимфоцитов, которые будут работать в качестве эффекторов против обоих Аг - чужого и своего. Аутоиммунное воспаление (начавшись так или иначе, но в связи с инфекцией) не может нормальным образом остановиться, потому что аутоантиген не исчезает, пока вся ткань, его экспрессирующая, не будет разрушена и выброшена из организма.
• Ассоциация аутоиммунных болезней с определёнными Аг MHC
(табл. 14.1) может быть понята именно с учётом «инфекционного» компонента патогенеза, так как именно MHC представляют Аг (в том числе и микробные) для распознавания T-лимфоцитам: как представят, такой иммунный ответ и будет.
Таблица 14.1. Ассоциации аутоиммунных болезней с MHC и полом
• Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ). Вспомним, каковы эффекторные механизмы нормального иммунного ответа. ♦ Антительный ответ. АТ, комплемент, фагоцитоз, АЗКЦТ, сосудистые и гладкомышечные реакции, опосредованные медиаторами тучных клеток и базофилов. Антительный ответ контролируют и программируют преимущественно либо CD4+ Тh2, либо цитокины из Тh1 и CD8+-ЦТЛ.
♦ ГЗТ: клетки-исполнители - активированные макрофаги, клетки-инициаторы и регуляторы - CD4+ Th1.
♦ Деструкция клеток-мишеней CD8+ или CD4+-ЦТЛ.
Те, кто хорошо знают патологию, но меньше - современную иммунологию, всегда рассматривают ГЗТ как патологический (а то и патологический аллергический) процесс. Между тем ГЗТ - нормальный механизм эффекторного этапа иммунного ответа. И воспринимается ГЗТ (как и любой другой эффекторный иммунный процесс) как патология только в случаях, когда доза Аг велика или баланс субпопуляций лимфоцитов ненормален, или нарушены процессы нормальной супрессии иммунного ответа, устанавливаются «порочные круги» и т.п. Запуск деструктивного этапа иммунного ответа, направленного на аутоантигены, - пример тяжёлой патологии, спровоцированной каким-то внешним фактором.
• Причинные антигены. При многих болезнях с явным компонентом иммунного воспаления причинные Аг не известны и задействованы разные эффекторные механизмы иммунного воспаления. Клиницисты такие болезни всё равно часто называют аутоиммунными, хотя этиологический Аг(ы) неизвестен(ы) и, вероятно, большинство болезней - не истинные аутоиммунные.
• Апоптоз. При некоторых заболеваниях этиология иммунного воспаления связана не с конкретными Аг, а например, с нарушениями в нормальных механизмах апоптоза лимфоцитов. При этом органная или тканевая локализация зависит от локализации причинного фактора, действующего на лимфоциты. Например, при ревматоидных артритах иммунное воспаление суставов вызвано тем, что зрелые иммунные T-лимфоциты: в синовиальных полостях своевременно не погибают путём апоптоза, а продолжают продуцировать провоспалительные цитокины, потому что сами получают патологический сигнал на выживание от изменённых (возможно, инфекцией) фибробластов стромы синовиальных хрящей. В синовиальных T-лимфоцитах аномально повышена экспрессия антиапоптозных белков Bcl-2 и Bcl-xL.
• Нозологические единицы. В табл. 14.2. приведены примеры аутоиммунных болезней, а в следующих разделах - краткое описание тех болезней, в течении которых имеет значение не просто иммунное воспаление, а иммунопатогенез ведущих симптомокомплексов. При этом более чем вероятно, что изначально этиологическим фактором в развитии этих болезней явилась та или иная, распознанная или нераспознанная (и скорее всего вирусная) инфекция,
которую иммунная система не сумела санировать, и со временем установились «порочные круги», приводящие к альтерации собственных тканей иммунными механизмами. Мы заведомо не сможем перечислить все подобные болезни, так как их сотни по всем частным медицинским специальностям. В то же время нозологических единиц аутоиммунных болезней выделено не так уж много. Интересно, что у разных пациентов аутоантигены-мишени (в тех случаях, когда они известны) одни и те же в пределах нозологии, а не уникальны для каждого человека.
Таблица 14.2. Примеры аутоиммунных болезней человека
Продолжение табл. 14.2.
заболевания эндокринных желёз
Для всех заболеваний, называемых аутоиммунными, характерно длительное, хроническое, прогредиентное течение с периодами ремиссий и обострений, как для хронических инфекционных болезней.
Аутоиммунный гипертиреоидизм
Аутоиммунный гипертиреоидизм (болезнь Грейвса) встречается у 0,5% населения (у женщин в 7 раз чаще) и является наиболее частой причиной гипертиреоидизма. Более чем в 90% случаев удаётся обнаружить АТ к Рц для ТТГ. Эти АТ вместо гормона стимулируют функциональную активность клеток щитовидной железы, что и приводит к развитию симптомокомплекса гипертиреоидизма. Конкордантность по этому заболеванию у гомозиготных близнецов 50%, у дизиготных - 5%. Риск заболевания в 4 раза больше среднего у людей, имеющих аллель HLA-DR3. Лечение. В иммунодепрессантах необходимости нет, кроме тяжёлых случаев экзофтальма (тогда применяют высокие дозы ГКС, циклофосфамид, циклоспорин А). Обыгчно достаточно антитиреоидных блокаторов: тиамазола, пропилтиоурацила. Когда лекарственная терапия перестает поддерживать компенсированное состояние, осуществляют хирургическое удаление части щитовидной железы.
Аутоиммунный зоб
В начальный период болезни Хасимото у 75% пациентов функциональный статус щитовидной железы в пределах нормы, у 20% - гипотиреоидизм, у 5% - гипертиреоидизм. Первые признаки заболевания обнаруживают, как правило, в подростковом возрасте, но клинически значимое состояние развивается в большинстве (90%) случаев после 45 лет. По мере прогрессирования болезни у 50% пациентов развивается гипотиреоидизм. Более чем у 95% больных выявляют АТ к тиреоидной пероксидазе (микросомный Аг), иногда к тиреоглобулину. Лечение. Заместительная терапия тиреоидными гормонами (тироксин и трийодтиронин) под контролем уровня этих гормонов в сыворотке крови.
Сахарный диабет 1-го типа
Инсулинзависимый сахарный диабет (сахарный диабет 1-го типа) развивается в результате селективного разрушения β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы (α- и δ-клетки целы) CD8+ ЦТЛ и CD4+ Th1-опосредованным иммунным воспалением. Этиология болезни предположительна. Конкордантность однояйцовых близнецов не более 40%; следовательно, имеют значение факторы окружающей среды. Прослеживаются клинические ассоциации с рядом вирусных инфекций (краснуха, вирус Коксаки В4, реовирусы 1- го и 3-го типов и др.), а также с интоксикацией такими химическими соединениями, как N-3-пиридил-метил-N-п-нитрофенилмочевина, стрептозотоцин (2-дезоксиметил-нитромочевина-гликопиранозид), мезоксалилмочевина. Поскольку существуют модели на мышах (NOD - Non-Obese Diabetic) и крысах (ВВ - Bio-Breeding diabetesprone), то собственно эффекторный механизм иммунной деструкции β-клеток лимфоцитами CD8+-ЦТЛ и Th1-эффекторами ГЗТ изучен лучше, чем при многих других болезнях. Но незнание инициирующего иммунный ответ Аг(ов) и этиологических кофакторов не позволяет осуществлять ни раннюю доклиническую диагностику, ни профилактику.
Клиническая картина. Болезнь манифестирует симптомами полиурии, полидипсии и быстрого похудания (дни, недели). Но процесс разрушения β-клеток протекает в течение нескольких лет до этого (о чем свидетельствуют результаты патологоанатомических исследований) и при жизни не диагностируется в связи с компенсированностью клинической картины. В преклинической стадии диагностическое значение имеет определение в сыворотке крови АТ к клеточным Аг β-клеток, антиинсулиновых АТ, АТ к глутамат-
декарбоксилазе и АТ к тирозинфосфатазе IA-2, а также тесты на толерантность к глюкозе (внутривенный и пероральный). Лечение. Заместительная терапия инсулином.
Недостаточность надпочечников
Болезнь Аддисона встречается с частотой 6 на 100 тыс. населения, у женщин в 2 раза чаще. Поражается кора, но не мозговое вещество надпочечников. У 80% больных обнаруживают АТ к 17а-гидроксилазе. Лечение. Заместительная терапия гормонами коры надпочечников.
Болезнь Кушинга
Болезнь Кушинга - микронодулярная адренокортикальная гиперплазия. Вызвана АТ к Рц для АКТГ, которые стимулируют надпочечники вместо АКТГ. Как правило, у 50% больных выявляют множественные эндокринопатии и АТ к другим тканевым Аг: у 20% - патология щитовидной железы, у 15% - сахарный диабет, у 8% - патология яичников, у 4% - гипопаратиреоидизм. Лечение симптоматическое.
заболевания желудочно-кишечного тракта
Гастрит и пернициозная анемия
Гастрит и пернициозная анемия встречаются с частотой 0,1% в западных странах. Характеризуются атрофией слизистой оболочки желудка с потерей париетальных и главных клеток. У 90% больных обнаруживают АТ к мембранному белку париетальных клеток (Н+/ К+-зависимой АТФазе) и у 70% - к фактору Касла для витамина B12. Слизистая оболочка инфильтрирована лимфоцитами (CD4+, CD8+, В). Лечение симптоматическое.
Целиакия
Целиакия - хроническое воспалительное заболевание тонкой кишки с атрофией ворсинок, гиперплазией крипт, лимфоцитарным инфильтратом эпителия и собственного слоя слизистой оболочки, мальабсорбцией.
• Заболевание развивается при поступлении в организм с пищей глютена - компонента пшеницы. В 50% случаев выявляется в раннем детском возрасте, в 50% - у взрослых. Распространено
с частотой 1:300 в Ирландии, 1:2000 в Великобритании, 1:6000 в Швеции, крайне редко встречается в странах Азии и Африки. Болезнь ассоциирована с HLA-DQ2: этот аллель экспрессирован более чем у 95% больных целиакией, у остальных 5% экспрессированы HLA-DR4 или HLA-DQ8. Но целиакия развивается далеко не у всех людей, имеющих аллель HLA-DQ2, а лишь у малого процента из них.
• Кроме пшеницы, перекрёстную токсичность проявляют рожь, ячмень и овёс (Аг являются спирторастворимые проламины эндосперма этих злаковых - глиадин, секалин, хордеин, авенин).
• В слизистой оболочке тонкой кишки повышено содержание внутриэпителиальных лимфоцитов - CD7+, Tγδ, CD44+ Th1, a также плазмоцитов, продуцирующих преимущественно IgG и IgM (в норме в слизистой оболочке ЖКТ преобладает продукция IgA), эозинофилов и тучных клеток. Иммунопатогенез тем не менее неизвестен. Не исключён фактор инфекции каким-то энтеровирусом. Гистологическая картина слизистой оболочки даёт основания признать наличие ГЗТ [сначала гипертрофия, затем атрофия ворсин; гиперплазия крипт; увеличенное число внутриэпителиальных лимфоцитов; признаки активации T-лимфоцитов и макрофагов (DR+, ИЛ-2R+, повышенная продукция ИФНу, дегрануляция тучных клеток в слизистой оболочке). В l. propria много T-лимфоцитов, реагирующих на глиадин, представленный в комплексе с HLA-DQ2.
Клиническая картина. У детей отставание в росте, диарея, обильный стул, увеличение живота, анорексия, общая слабость. В подростковом возрасте возможно спонтанное улучшение. У взрослых диарея, потеря массы тела, анемия, герпетиформный дерматит, у 50% - гипоспленизм.
Диагноз ставят по данным лабораторного обследования: определяют в сыворотке крови АТ к глиадину, выполняют гистологический анализ биоптата слизистой оболочки тонкой кишки. Анализ на антиглиадиновые IgG более чувствителен (95%), - более специфичен (нормальные показатели зависят от возраста и наличия в диете продуктов, содержащих глиадин). В связи с повышенной проницаемостью воспалённой слизистой оболочки в сыворотке крови могут быть АТ к другим пищевым Аг - β-лактоглобулину, казеину, овальбумину). Роль этих АТ в патогенезе, однако, непонятна.
Лечение. Пожизненное исключение из диеты всех продуктов, содержащих глиадин и перекрестно реагирующие проламины. В тяжёлых
случаях назначают ГКС и другие иммунодепрессанты до улучшения клинического состояния и нормализации гистологической картины биоптата тонкой кишки. Некупированная целиакия часто осложняется ассоциированной с энтеропатией T-клеточной лимфомой (из CD7+ внутриэпителиальных T-лимфоцитов).
Воспалительные заболевания кишечника
Этим «сборным» термином обозначают идиопатический язвенный колит и нечётко отличающуюся от него болезнь Крона. Встречаются с частотой 10-15 случаев на 100 тыс. населения. Как правило, манифестируют в возрасте 20-40 лет. Этиология неизвестна, но подозревают вирусную инфекцию, особенно в случае болезни Крона. Гистологическая картина: трансмуральное воспаление с лимфоидными агрегатами и гранулемами из синцития и эпителиоподобных клеток, характерна гипертрофия нервов и подслизистого нервного сплетения. Инфильтрат состоит из нейтрофилов, макрофагов, плазмоцитов и лимфоцитов.
При болезни Крона симптомы зависят от конкретной локализации и размеров воспаления: лихорадка, боли в животе, диарея, потеря массы тела. Возможны симптомы обструкции, фистулы, абсцессы.
В крови больных определяют АТ к пищевым Аг и кишечным бактериям-комменсалам, но это рассматривают как эпифеномен (результат патологически повышенной проницаемости воспалённого кишечника). Определяют также АТ, связывающиеся с поверхностными структурами эпителиальных клеток толстой кишки. Достоверно показано, что эти АТ перекрёстно реагируют с микробными продуктами Escherichia coli. Однако, поскольку болезнь Крона и язвенный колит редко сочетаются с другими аутоиммунными расстройствами, более вероятны инфекционная этиология и индуцированное инфекцией хроническое иммунное воспаление.
Лечение. Сульфасалазин, месалазин; в тяжёлых случаях ГКС. В 80% случаев болезни Крона возникает необходимость в хирургическом вмешательстве.
Гепатиты
• Вирусные гепатиты. Хотя этиология их известна как определённо вирусная, в патогенезе существен компонент иммунного воспаления. Описаны 7 вирусов гепатита, точнее 6 идентифицированных и 1 неопределённый: А, В, С, D, Е, G, не -ABCDEG. Вирус гепатита A (HAV) - РНК-содержащий пикорнавирус, реп-
• лицирующийся в клетках кишечника и печени. Заражение - пероральное, возможно парентеральное. Инкубационный период составляет 15-45 дней. Болеют чаще дети или молодые люди. Молекулярный и клеточный патогенез гепатита неизвестен. Клиническая картина гепатита у большинства больных не слишком тяжёлая. Экстрапечёночной симптоматики мало или нет. Диагноз ставят по идентификации вируса в посевах из фекалий и/или по нарастающим титрам противовирусных АТ (IgM) в крови. Выздоровление в большинстве случаев полное. Хронизация гепатита и цирроз - крайне редкие исходы. Вирус гепатита В
Вирус гепатита В (HBV) - ДНК-содержащий гепатотропный вирус - самый распространённый этиологический агент заболеваний печени. Всего инфицированы не менее 500 млн человек, отмечают 50 млн новых случаев заражения в год. Заражение происходит через кровь или слизистые оболочки, включая таковые при стоматологических процедурах и подобных медицинских манипуляциях. Вирус могут переносить постельные клопы. Вирус проникает в плод трансплацентарно и с высокой вероятностью. Подавляющее большинство бессимптомных или субклинических вирусоносителей получили вирус во внутриутробном или раннем постнатальном периоде.
Именно у почти бессимптомных вирусоносителей чаще, чем у остро переболевших людей, в исходе болезни может развиться гепатокарцинома (первичный рак печени). В Англии, например, 0,3% населения - вирусоносители HBV, в странах тропической Африки, Китае и странах Юго-Восточной Азии - 8-35%. Инкубационный период составляет 50-180 дней. Течение заболевания у большинства больных тяжёлое. Выход в хронический гепатит типичен, причём возможны как хроническое вирусоносительство, так и активный хронический гепатит.
Лабораторные маркёры инфекции HBV, которые могут быть обнаружены в крови инфицированных людей: HbsAg - поверхностный Аг (белок) вируса, HbcAg - сердцевинный Аг (белок нуклеоида), HbeAg - внутринуклеоидный Аг вируса. Аг HbsAg можно обнаружить в крови за 2 нед или более до манифестации клинических симптомов и/или повышения содержания в крови печёночных ферментов. Обычно лабораторная диагностикагепатита В состоит в определении в острый период в крови HbsAg. Этот Аг обнаруживают в крови до периода конвалесценции (т.е. до 4-5 мес после заражения, в течение примерно 2 мес после манифестации клини-
ческих симптомов). Если HbsAg персистирует в крови более 6 мес, то пациента следует рассматривать как вирусоносителя. Если при этом у данного человека можно выявить ещё и HbeAg, то существует значимый (20%) риск заразности для других людей. Если HbeAg не определим, то риск заразности данного носителя в контактах рассматривают как не слишком большой (5%).
Кроме того, диагностическое значение имеет лабораторное определение нарастающих во времени титров АТ к HbcAg. Если АТ к данному Аг - IgM, то это является признаком недавней свежей инфекции, если АТ принадлежат преимущественно к классу IgG, то это признак уже инфекции «со стажем» (месяцы или годы). Например, по законодательству Великобритании медицинский персонал с позитивными результатами анализа на HbsAg/HbeAg не допускают к контактному обслуживанию пациентов.
Вирус гепатита В не цитопатогенен, т.е. он не убивает инфицированные им клетки. Гибель инфицированных гепатоцитов и, следовательно, патологическое воспаление печени и клинические симптомы гепатита вызывают ЦТЛ, иммунные к вирусным Аг. Сверхострое (фульминантное) клиническое течение вирусного гепатита бывает при интенсивном развитии (быстром и сильном количественно) иммунного ответа на вирус. Напротив, у иммунодефицитных людей вирусный гепатит течёт субклинически, но с развитием персистирующего варианта инфекции, т.е. без санации.
Выделяют три варианта хронического вирусоносительства: хронический активный гепатит, хроническая персистенция вируса с субклиническим гепатитом, вирусоносительство при относительно нормальной гистологии печени (по данным прижизненной биопсии).
Вирусоносительство существует почти у всех (более 90%) детей, рождённых инфицированными HBV (HbeAg-позитивными) матерями и у 10% переболевших взрослых. Большинство из названных групп при биопсии печени дают картину хронического активного гепатита.
У носителей, которые только HbsAg-позитивны и не имеют в анамнезе явной клиники гепатита, в биоптатах печени выявляют либо нормальную гистологическую картину, либо сглаженные симптомы хронического гепатита. Такие носители заразились или внутриутробно, или в раннем постнатальном периоде, что явилось предпосылкой для формирования у них иммунологической толерантности к вирусу (отсутствию иммунного ответа).
Внепечёночные симптомы при вирусном гепатите обусловлены «выпадением в осадок» иммунных комплексов АТ с вирусными Аг в почках (особенно при избытке Аг) с развитием гломерулонефрита. Иммунные комплексы при избытке АТ крупнее, вызывают системные васкулиты разной степени поражения и могут выглядеть как узелковый полиартериит (polyarteritis nodosa) или криоглобулинемия.
Гепатома (первичная гепатоцеллюлярная карцинома) - часто встречающаяся опухоль у населения тех регионов, где высока частота инфицирования HBV. Риск развития данной опухоли у вирусоносителей в 300 раз выше, чем у невирусоносителей. У 30-95% пациентов с гепатомой достоверно повышен в крови уровень α-фетопротеина (АФП), поэтому АФП является полезным диагностическим маркёром для анализа состояния печени в отношении развития гепатомы.
• Лечение гепатитов В. Примерно в 50% случаев эффективны продолжительные курсы инъекций ИФНа (3 мес и дольше). Наступает продолжительная ремиссия и со временем у многих больных исчезают лабораторные маркёры наличия вируса в организме. В случае исхода в цирроз может быть принято решение о трансплантации печени. Но опыт показывает, что практически в 100% случаев трансплантат быстро инфицируется вирусами гепатита. Существуют рекомбинантные вакцины - HbsAg в дрожжевом векторе. Эффективность защиты не более 80%, продолжительность действия - не более 2 лет. Вирус гепатита С
В 70-х годах XX в. значительное число случаев посттрансфузионных гепатитов в лабораторной диагностике документировали как «ни А, ни В». Позже идентифицировали новый вирус и обозначили его «С» (HCV). Это РНК-содержащий вирус весьма вариабельный. К настоящему времени идентифицировано 6 генетических типов и множество подтипов данного вируса. Для этого вируса пока не подобраны условия культивирования in vitro, но его геном тем не менее клонирован.
Основная заражённая популяция - больные наркоманией (более 70% таких больных в Англии инфицированы HCV). При сексуальных и трансплацентарных контактах риск заражения HCV оценивают в 5%.
Клинический инкубационный период составляет 15-150 дней. Острая первичная инфекция в большинстве случаев мягкотекущая
или бессимптомная. Желтуха проявляется только у 10% больных. Фульминантное течение регистрируют крайне редко. Естественная история развития этой инфекции мало изучена. Вероятно, у 80% инфицированных развивается хронический гепатит С, который через 20-30 лет имеет исход в цирроз печени, ещё через 10 лет - в гепатокарциному.
Лабораторная диагностика состоит в определении противовирусных АТ (против HCV) и применении в дополнение ПЦР на вирусный геном. Вирусные Аг в крови выявить не удаётся.
Лечение (не считая симптоматического). Курс ИФНа в течение 6 мес у 50% инфицированных нормализует активность печёночных ферментов (аминотрансфераз) и улучшает гистологическую картину при биопсии печени. В 50% случаев «улучшения», однако, наступает релапс. В целом лишь 15-20% пациентов хорошо поддаются лечению ИФНа по состоянию на 6-12-й месяц после прекращения курса такого лечения. Ориентировочные факторы, предрасполагающие к хорошим эффектам от интерферонотерапии: возраст до 40 лет; срок инфицирования менее 10 лет; масса тела не выше 70 кг; отсутствие явлений цирроза; низкий уровень виремии (т.е. небольшое количество вируса в организме); генотипы HCV 2 или 3. В комбинации с ИФНа некоторый положительный результат может дать рибавирин, но не в режиме монотерапии.
• Вирус гепатита дельта (HDV) - неполноценный РНК-содержащий вирус, который способен к репликации только совместно с вирусом гепатита В. Такая коинфекция неблагоприятна для организма больного. Парное инфицирование обусловливает более тяжёлое течение острого гепатита, чем при «чистой» инфекции HBV, и более высокую смертность. В исходе - чаще хронический активный гепатит и цирроз печени.
• Вирус гепатита E - энтеральный РНК-содержащий вирус. Распро- странён в Азии (особенно в Китае и Индии, на Среднем Востоке), Африке и в Центральной Америке. У большинства заболевших наступает самоизлечение, но у беременных женщин, особенно заражённых в III триместре, высока (25% и более) летальность. Плод, однако, чаще не инфицирован. Хронические формы не выявлены.
• Вирус гепатита G - парентерально передающийся агент, который сам по себе клинической картины не вызывает. Его обнаруживают у 2% «здоровых» доноров крови и у 20% пациентов, получающих по тем или иным показаниям препараты из крови человека.
• Вирус не-ABCDEG. В 10% случаев острых гепатитов в лабораторных исследованиях не выявляют ни один из известных вирусов. Как правило, у этих пациентов сильная желтуха, высокие уровни печёночных ферментов в крови, но наступает полное выздоровление. Пути трансмиссии не известны.
Аутоиммунные заболевания печени
В настоящее время как аутоиммунные заболевания печени рассматривают три нозологические единицы: аутоиммунный гепатит, первичный склерозирующий холангит, первичный билиарный цирроз. Как и при других аутоиммунных заболеваниях, исходный этиологический агент ни в одном случае доподлинно неизвестен, подозревают инфекционную этиологию, инициировавшую многие месяцы или годы назад аутоиммунное деструктивное воспаление.
Гистологическим признаком, на основании которого можно рассматривать процесс как аутоиммунный, являются лимфоцитарные инфильтраты в очагах поражения печени. Причём при всех трёх указанных нозологиях в лимфоцитарных инфильтратах больной печени (в отличие от здоровой) соотношение Т4-лимфоцитов к Т8-лимфоцитам возрастает в сторону преобладания Т4 (в здоровой печени преобладают Т8-клетки).
Аутоиммунный гепатит
Если по клиническому состоянию напрашивается диагноз хронического гепатита, а лабораторными анализами не определяется ни один из известных маркёров вирусных гепатитов, то эта ситуация часто побуждает выставлять диагноз аутоиммунного гепатита.
• Диагноз хронического гепатита ставят по признаку продолжительности воспалительного процесса в печени более 6 мес. По гистологической картине при биопсии печени выделяют две категории хронического гепатита: хронический персистирующий гепатит (незначительные признаки воспаления) и хронический активный гепатит (выраженные признаки воспаления).
• При хроническом персистирующем гепатите признаки воспалительного процесса есть только в портальных зонах. Это можно наблюдать в исходе вирусных гепатитов В и С, при алкогольном повреждении печени, гиперреактивности организма на лекарства, хронических воспалительных заболеваниях кишечника. Необходимости в применении ГКС нет. Прогноз благоприятен. Прогрессия в цирроз редка.
• При хроническом активном гепатите при гистологическом исследовании биопсийного материала инфильтраты мононуклеарами
обнаруживают как в портальных зонах, так и в паренхиме. Виден некроз отдельных перипортальных гепатоцитов. По мере прогрессирования процесса очаги некроза распространяются от портального тракта в сторону центральной вены - это и есть патоморфология развития цирроза печени.
У многих пациентов с аутоиммунным гепатитом обнаруживают АТ и клоны T-лимфоцитов, реагирующие с внутриклеточными Аг микросом, а именно с Аг цитохрома Р450. Выявлен даже характерный сегмент ДНК V-области β-цепи TCR, экспрессированный в аутореактивных клонах, - νβ3/Jβ1.2. Иммунные T-лимфоциты из очагов воспаления в печени при заболевании продуцируют преимущественно ИЛ-4.
Аутоиммунный гепатит ассоциирован с аллелем HLA-DR4, болеют гораздо чаще женщины, чем мужчины, возраст манифестации - молодой и средний. Не менее чем в 60% случаев у тех же пациентов имеются другие аутоиммунные заболевания: инсулинзависимый диабет, тиреоидит, гломерулонефрит.
Лечение аутоиммунного гепатита. В острый период, как правило, быстрое и заметное улучшение клинического состояния удаётся достичь назначением ГКС (преднизолон 30 мг в день). На диагностической сравнительной биопсии печени можно видеть, что на фоне терапии ГКС существенно уменьшаются и гистологические признаки воспаления, но картина цирроза постоянна. При достижении клинической ремиссии дозу гормонов снижают насколько это возможно. Минимизировать дозу, иногда даже отменить препараты позволяет назначение в дополнение к ГКС иммунодепрессантов (азатиоприна).
Диагностическая биопсия печени показана для взвешенного прогноза у каждого пациента. В случае отсутствия гистологических признаков цирроза и при правильной терапии 10-летнее выживание вероятно более чем у 95% пациентов. При наличии признаков цирроза на биопсии вероятность 10-летнего выживания составляет около 60%. В случае витального цирроза показана трансплантация печени: 5-летнее выживание имеет эмпирическую вероятность около 80%.
Первичный склерозирующий холангит
Этиология первичного склерозирующего холангита, как и при других аутоиммунных процессах, неизвестна. Патологическая морфология: облитерирующий фиброз желчных протоков с интенсивной лимфоцитарной инфильтрацией очагов и деструкцией эпителия
желчных протоков. Среди лимфоцитов печени возрастает доля CD4+ T-клеток и Tγδ (до 10% при 3% в здоровой печени).
Примерно у 80% пациентов первичный склерозирующий холангит ассоциирован с воспалительными заболеваниями кишечника, которые также относят к аутоиммунной патологии. Первичный склерозирующий холангит развивается примерно у 5% пациентов с язвенным колитом (особенно с панколитом). Прогрессирование процесса приводит к билиарному циррозу. Специального лечения не подобрано. При декомпенсации цирроза назначают трансплантацию печени.
Первичный билиарный цирроз
Патоморфологический процесс при первичном билиарном циррозе - гранулёматозное воспаление портальных зон и прогрессивная деструкция мелких и средних желчных протоков. Лимфоцитарный инфильтрат состоит преимущественно из CD4+ T-лимфоцитов и лишь по периферии гранулем присутствуют CD8+ T-лимфоциты. При биохимическом анализе биопсийного материала в ткани печени обнаруживают заметное возрастание содержания меди. Этот факт используют для подтверждения диагноза заболевания на поздних стадиях.
При первичном билиарном циррозе известен нормальный компонент собственных тканей, ставший объектом атаки иммунных лимфоцитов, - это белок митохондрий, а именно Е2-компонент митохондриальной пируватдегидрогеназы, в норме локализованный на внутренней стороне мембраны митохондрий. Известен даже эпитоп для аутоиммунной атаки - домен E2L2, содержащий липоевую кислоту. Есть данные, что T-лимфоциты человека с Рц для данного домена (последовательность АК в эпитопе AVDKA) перекрестно распознают липоилсодержащий эпитоп пируватдегидрогеназного комплекса Escherichia coli с последовательностью АК EGDKA, т.е. не исключено, что в этиологии аутоиммунного первичного билиарного цирроза существенна (если не решающая) молекулярная мимикрия микробных продуктов и нормальных тканей человека. В патогенезе же, очевидно, значим ещё такой компонент, как аберрантная экспрессия молекул MHC-II на эпителиальных клетках желчных протоков (в норме этого нет).
От 20 до 50% пациентов с первичным билиарным циррозом оказываются под наблюдением ещё в клинически бессимптомный период. Их выявляют случайно по данным лабораторных анализов (повышены количество билирубина у 75%, активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови у 97% и содержание IgM у 80%;
присутствуют антимитохондриальные АТ у 90% больных). При правильно начатом лечении среднее время выживания таких пациентов около 10 лет. Если больной попал под наблюдение в стадии манифестировавших клинических симптомов (желтуха, зуд кожи, слабость, висцеральные геморрагии, боли в животе, гепатомегалия, спленомегалия, отёки, асцит, усиление пигментации кожи), то прогноз выживания около 5-7 лет.
Лечение. Помимо симптоматического лечения, применяют иммунодепрессанты. При декомпенсированном циррозе - только трансплантация печени с прогнозом на выживание 80% больных в течение 5 лет.
заболевания крови
Аутоиммунная гемолитическая анемия
Различают по крайней мере две формы: тепловую и холодовую.
• При тепловой гемолитической анемии (протекающей при нормальной температуре внутренней среды: организма 36,8-37 °C) эритроциты человека аномально покрыты АТ преимущественно класса IgG и компонентами комплемента C3 и C4. В таком виде эритроциты подвергаются повышенной экстраваскулярной деструкции макрофагами печени и селезёнки. Этиология неизвестна. Бывают идиопатические случаи, встречаются так называемые вторичные варианты, т.е. ассоциированные с другими заболеваниями, в первую очередь лимфопролиферативными, а также с коллагеновыми болезнями, инфекциями, синдромами иммунодефицитов. Лечение. В первую очередь лечат основную болезнь. При тяжёлой анемии показаны гемотрансфузии; иногда улучшение состояния достигают применением ГКС, иммуносупрессивных препаратов, спленэктомии.
• Холодовую гемолитическую анемию вызывают АТ класса IgM, обычно направленные против таких Аг эритроцитов, как 001, i, Pr. Эта анемия бывает также идиопатической или вторичной. Вторичная ассоциирована с заболеваниями, вызываемыми Mycoplasma pneumoniae, и при инфекционном мононуклеозе, как правило, в подростковом и молодом возрасте; саморазрешается при выздоровлении от основной болезни. У пожилых пациентов холодовая гемолитическая анемия чаще всего является осложнением лимфопролиферативных процессов и имеет хроническое длительное течение. Антиэритроцитарные АТ присоединяются к эритроцитам
только в периферических сосудах, где температура крови ниже 32 °C, затем в глубоких сосудах комплекс «эритроцит-АТ» фиксирует комплемент и развивается внутрисосудистый гемолиз. Гемолиз происходит эпизодами в связи с переохлаждением и ознобами, может сопровождаться (или нет) желтухой и гемоглобинурией. Лечение. Избегание переохлаждений - это главное. ГКС и спленэктомия улучшения не приносят. Остановимся ещё на 3 видах разрушения эритроцитов, опосредованного иммунными факторами, но не являющихся аутоиммунными процессами, это гемолиз, связанный с введением в организм ЛС; гемолитическая болезнь новорождённых и гемотрансфузионные осложнения.
Лекарственный гемолиз
Отдельные ЛС у некоторых людей могут сорбироваться на поверхности эритроцитов или образовывать комплексы с белками крови, в том числе и Ig. В обеих ситуациях эритроциты оказываются под угрозой опосредованного комплементом лизиса и/или повышенного фагоцитоза макрофагами печени и селезёнки. В клинической практике явления такого рода замечены при применении пенициллинов, метилдопа, гидрохлоротиазида. Учитывая количество фармакохимических препаратов, следует иметь в виду возможность подобных осложнений в связи с другими ЛС. Прогноз зависит от величины гемолиза. Лечение сводится к коррекции осложнений, из которых наиболее опасна почечная недостаточность.
Гемолитическая болезнь новорождённых
Гемолитическая болезнь новорождённых - экстраваскулярное разрушение эритроцитов плода антиэритроцитарными АТ матери, проникшими через плаценту (IgG). Чаще всего такая ситуация возникает при несовместимости по АВ0 и группе крови 0 у матери. Степень выраженности патологического процесса у новорождённого сильно варьирует, поскольку Аг АВ0 к моменту рождения ещё недостаточно экспрессированы на эритроцитах, а АТ к Аг А и В принадлежат преимущественно к подклассу IgG2, плохо фиксирующему комплемент и слабо опсонизирующему к фагоцитозу. Вопрос об обменном переливании крови или плазмы решают в зависимости от степени анемии, наличия желтухи и общего состояния новорождённого.
Как правило, гораздо сильнее проявляется так называемый резусконфликт в случае Rh-отрицательной матери и Rh-положительного
плода. Аг Rh(D) хорошо экспрессированы на эритроцитах ещё в пренатальном периоде, а АТ к Rh(D) принадлежат к подклассам IgG1 и IgG3, которые хорошо активируют комплемент и опсонизируют к фагоцитозу. При сильно выраженном процессе плод может погибнуть ещё в матке с явлениями водянки. При рождении живого ребёнка часто необходимо обменное переливание крови или плазмы в зависимости от выраженности анемии. Иногда это делают ещё in utero. Если у Rh(D)-отрицательной матери при предыдущих беременностях были травмы, геморрагии плаценты, эктопическая беременность, акушерские процедуры, при которых клетки плода могли бы попасть в организм матери, то для профилактики резуc-конфликта при текущей беременности женщине вводят анти-Rh(D)-сыворотку [что через FcγRIIB на B-лимфоцитах ингибирует продукцию АТ B-лимфоцитами именно клона aнти-Rh(D)].
Гемолиз при трансфузионных осложнениях
Международным обществом переливания крови в 2004 г. признаны следующие группы: крови: ABO [в русскоязычной литературе - AB0 (цифра «0»)], Cartwright, Chido/Rodgers, Colton, Cost, Cromer, Diego, Dombrock, Duffy, Er, Gerbich, GIL, GLOB (Globoside), Hh, Ii, Indian, JMH (John Milton Hagen), Kell, Kidd, Knops, Kx, Landsteiner-Wiener, Lewis, Lutheran, MNS, OK, P, Raph, Rh, Scianna, Wright, Xg, Yt с присвоением им номеров в соответствии с порядком открытия систем (группа АВ0 - 001, Rh - 004). В практике переливания крови (гемотрансфузия) и её компонентов обязательна проверка на совместимость по Аг систем AB0 (4 группы) и Rh (2 группы). Остальные системы могут учитываться в особых случаях тестирования на совместимость и при определении возможности развития гемолитической болезни новорождённого.
Агглютиногены. Эритроцитарные Аг системы AB0 - A, B и 0 - относятся к классу гликофоринов. Их полисахаридные цепи содержат Аг-детерминанты - агглютиногены А и В. Формирование агглютиногенов А и В происходит под влиянием гликозилтрансфераз, кодируемых аллелями гена АВ0. Этот ген кодирует три полипептида (А, В, 0), два из них (гликозилтрансферазы А и В) модифицируют полисахаридные цепи гликофоринов, полипептид 0 функционально не активен. Так, гликозилтрансфераза А катализирует присоединение N-ацетилгалактозамина, что означает экспрессию Аг Α, а гликозилтрансфераза В - присоединение галактозы и экспрессию Аг B. В результате поверхность эритроцитов разных лиц может содержать
либо агглютиноген А, либо агглютиноген В, либо оба агглютиногена (А и В), либо не содержать ни агглютиногена А, ни агглютиногена В. В соответствии с типом экспрессии на поверхности эритроцитов агглютиногенов А и В в системе AB0 выделено 4 группы крови, обозначаемых римскими цифрами I, II, III и IV. Эритроциты группы крови I не содержат ни агглютиногена А, ни агглютиногена В, её сокращённое наименование - 0(I). Эритроциты группы крови IV содержат оба агглютиногена - AB(IV), группы II - A(II), группы III - B(III). Первые три группы крови обнаружил в 1900 г. Карл Ландштейнер, а четвёртую группу немного позже Декастрелло и Штурли.
Агглютинины. В плазме крови к агглютиногенам А и В могут содержаться АТ (соответственно α- и β-агглютинины). Плазма крови группы 0(I) содержит α- и β-агглютинины; группы A(II) - β-агглютинины, B(III) - α-агглютинины, плазма крови группы AB(IV) агглютининов не содержит.
Таблица 14-3. Содержание в крови разных групп (система AB0) агглютиногенов (Аг) и агглютининов (АТ)
Таким образом, в крови конкретного человека АТ к эритроцитарным Аг системы AB0 одновременно не присутствуют (табл. 14-3), но при переливании крови от донора с одной группой к реципиенту с другой группой может возникнуть ситуация, когда в крови реципиента одновременно будут находиться и Аг и АТ именно к этому Аг, т.е. возникнет ситуация несовместимости. Кроме того, такая несовместимость может возникнуть и по другим системам групп крови. Именно поэтому стало правилом, что переливать можно только одногруппную кровь. Если точнее, то переливают не цельную кровь, а компоненты, так как «показаний к переливанию цельной консервированной донорской крови нет, за исключением случаев острых массивных кровопотерь, когда отсутствуют кровезаменители или свежезамороженная плазма, эритроцитарная масса или их взвесь» (из приказа МЗ РФ). И именно поэтому теоретическое
представление об «универсальном доноре» с кровью группы 0(I) на практике оставлено. Rh-система
Rh-система открыта в 1939 г. (Левин и Стетсон) и 1940 г. (Ландштейнер и Винер) при изучении образования у грызунов АТ к эритроцитам макак-резусов.
Антигены. 6 аллелей 3-х генов системы Rh кодируют Аг: c, C, d, D, e, E. С учётом крайне редко встречающихся Аг системы Rh возможны 47 фенотипов этой системы.
Антитела системы Rh относятся к классу IgG (не обнаружены АТ только к Аг d).
Наследование. Индивидуальные комбинации Аг (фенотипы) определяются гаплотипами системы Rh (c/C, d/D, e/E) каждого родителя.
Rh-положительные и Rh-отрицательные лица. Если генотип конкретного человека кодирует хотя бы один из Аг C, D и E, то такие лица резус-положительны (на практике резус-положительными считают лиц, имеющих на поверхности эритроцитов Аг D - сильный иммуноген). Таким образом, АТ образуются не только против «сильного» Аг D, но могут образоваться и против «слабых» Аг - c, C, e и E. Резус-отрицательны только лица фенотипа cde/cde (rr).
Резус-конфликт (несовместимость) возникает при переливании Rh-положительной крови донора Rh-отрицательному реципиенту либо у плода при повторной беременности Rh-отрицательной матери Rh-положительным плодом (первая беременность и/или роды Rh-положительным плодом). В этом случае развивается гемолитическая болезнь новорождённого.
При гемотрансфузиях активируются процессы внутрисосудистого комплементзависимого гемолиза, внесосудистого разрушения эритроцитов, а также анафилатоксины из системы комплемента - C5a и C3a, система коагуляции крови и кининовая система. Клинически значимые симптомы могут появиться от вливания всего 30 мл чужой крови. Основные клинические симптомы гемотрансфузионных осложнений: озноб, лихорадка, чувство жжения в месте инфузии, боли в грудной клетке и спине, диспноэ, нервное возбуждение, чувство психического дискомфорта (ощущение обречённости); затем гипотензия, олигурия, гемоглобинурия, анурия, шок, кровоточивость.
Лечение. Интенсивная противошоковая терапия и лечение синдрома диссеминированного внутрисосудистого свёртывания.
Идиопатическая аутоиммунная тромбоцитопеническая пурпура
Заболевание развивается у взрослых. У 10% больных наступает спонтанное излечение. АТ направлены против интегринов тромбоцитов GpIIb/IIIa. С этим заболеванием люди живут долго, если не появляются усугубляющие его обстоятельства. Симптомы: петехии, склонность к синякам, рекуррентные носовые кровотечения, меноррагии у женщин. Болезнь необходимо дифференцировать с постинфекционной тромбоцитопенией (подобной той, которая бывает у детей после вирусных инфекций), вторичной тромбоцитопенией ВИЧ-инфицированных, больных хроническими лимфопролиферативными заболеваниями, болезнью Ходжкина, СКВ, ревматоидным артритом, с тромбоцитопенией, индуцированной ЛС (хинином, хинидином, солями золота, ацетилсалициловой кислотой, гепарином). Лечение. ГКС, в тяжёлых случаях спленэктомия.
Аналогичные аутоиммунные и не «ауто», но иммуноопосредованные патологические процессы известны в отношении всех других клеток крови.
заболевания нервной системы с компонентом иммунного воспаления
Перечислим заболевания нервной системы, в патогенезе которых прослеживаются процессы иммунного воспаления. В периферической нервной системе это полинейропатии (синдром Гийена-Бар- ре; хроническая демиелинизирующая полирадикулонейропатия; мультифокальная моторная нейропатия; плексопатии; парапротеинемическая нейропатия). Нервно-мышечные нарушения: тяжёлая псевдопаралитическая миастения (myasthenia gravis), миастенический синдром Лэмберта-Итона. Нарушения спинного мозга: тропический спастический парапарез. В ЦНС это рассеянный склероз, острый диссеминированный геморрагический энцефаломиелит, подострый склерозирующий панэнцефалит, паранеопластический синдром (дегенерация мозжечка, энцефаломиелит). Кратко опишем только рассеянный склероз и myasthenia gravis.
Рассеянный склероз
Заболевание описано в 1868 г. врачом Шарко. Иммунное воспаление в патогенезе заболевания заподозрено в работах патофизиологов 50-х годов XX в. Заболевание в западных странах встречается
с частотой 1:1000 населения (т.е. весьма распространено). При этом заболевании происходит диссеминированная демиелинизация аксонов мозга преимущественно в перивентрикулярных областях и в мозолистом теле. Бляшки демиелинизации бывают размером от менее чем 1 мм до нескольких сантиметров. Олигодендроциты разрушаются, астроциты избыточно пролиферируют, в области бляшек развивается ацеллюлярный фиброз. В периваскулярных областях - лимфоцитарная инфильтрация.
Моделью этого заболевания считают экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит у мышей и крыс. Аутоантиген - ОБМ - основный белок миелина. Иммунопатогенез состоит в повреждении миелина по механизму ГЗТ, т.е. опосредован ТЫ. Мыши, трансгенные по TCR для ОБМ, у которых все T-лимфоциты в организме специфичны к ОБМ, здоровы. Но если таких мышей искусственно иммунизировать ОБМ с полным адъювантом Фрейнда (содержащим микробные продукты), у них быстро разовьётся клиническая картина энцефаломиелита. Спровоцировать клиническую манифестацию можно иначе - инфицировать мышей нейротропным изолятом вируса гепатита мышей, без иммунизации ОБМ. Тем не менее этиологические факторы рассеянного склероза у человека не идентифицированы.
Клиническая картина. Характерны (в соответствии с локализацией бляшек демиелинизации) симптомы неврита зрительного нерва, офтальмоплегия (нистагм при отведении и невозможность полного приведения глазного яблока), диплопия при попытке пристального взгляда, головокружения, гемистезии, гемипарезы, нарушения координации, спинальные синдромы у 30% больных. При прогрессировании - спутанное сознание, депрессия, деменция. Симптомы неврита зрительного нерва практически патогномоничны для рассеянного склероза: у 75% женщин, обратившихся впервые с жалобами на симптомы неврита зрительного нерва, в дальнейшем оказывается рассеянный склероз.
Диагноз ставят только по клинической картине. Адекватных лабораторных методов дифференциальной диагностики нет.
Лечение. Адекватного лечения нет. У некоторых пациентов отмечают временный эффект от больших доз метилпреднизолона (1 г внутривенно в течение 3). Иммунодепрессанты (азатиоприн, циклоспорин, циклофосфамид), как правило, неэффективны. Клинические испытания ИФНγ показали, что он усугубляет течение болезни (что и следовало ожидать). Клинические испытания
ИФНβ (рекомбинантного, негликозилированного), возможно, более обнадёживающи, но ещё не подтверждены. В последнее время для лечения рассеянного склероза предложен селективный иммуномодулятор Натализумаб (рекомбинатные моноклональные АТ против интегринов). Эти АТ блокируют адгезию T-лимфоцитов к эндотелию и тем самым уменьшают выраженность иммунного воспаления.
Прогноз. Через 15 лет от момента манифестации 10% пациентов не могут обходиться без инвалидного кресла, 50% вынуждены пользоваться палкой или посторонней помощью при ходьбе.
Тяжёлая псевдопаралитическая миастения
Заболевание впервые описали сэр Томас Уиллис в 1672 г., Вильгельм Эрб (1879) и Фридрих Йолли (1895). Тимэктомия в лечебных целях впервые была сделана в 1911 г. Заболевание встречается в Европе с частотой 2-4 на 100 тыс. населения, чаще у женщин. Пик манифестации - в возрасте 20-30 лет.
Этиология неясна.
Патогенез обусловлен блокирующими АТ к никотиновым Рц для ацетилхолина, обеспечивающего в нервно-мышечном синапсе передачу возбуждения с двигательных нервов на поперечнополосатые мышцы. У большинства пациентов с myasthenia gravis есть аномалии в тимусе: в 70% случаев они могут быть выявлены только микроскопически - лимфоидная фолликулярная гиперплазия. В 10% случаев макроскопически обнаруживают доброкачественную тимому. При этом опухолевые клетки тимуса имеют морфологические и биохимические признаки подобия клеткам поперечнополосатых мышц. Степень повреждения постсинаптических Рц к ацетилхолину колеблется от 30 до 50%. Соответственно различается и степень выраженности клинических симптомов: от средней степени птоза до тяжёлой мышечной дебильности и дыхательной недостаточности при вовлечении в процесс мышц, участвующих в респираторных движениях. При генерализованной миастении АТ к ацетилхолиновому Рц обнаруживают у 75% пациентов с myasthenia gravis, при только окулярной форме - у 50-60%. У больных с тимомами обнаруживают АТ не только к Рц для ацетилхолина, но также АТ к актину, а-актинину, миозину, Рц для рианодина (кальциевый канал в саркоплазматическом ретикулуме поперечнополосатых мышц). Обнаружение АТ к Рц для рианодина коррелирует с наиболее тяжёлыми клиническими формами myasthenia gravis.
Миастеническая диагностическая проба - у больных с myasthenia gravis после подкожного введения неостигмина метилсульфата (0,5-
1,0 мл 0,05% р-ра) через 20-30 мин мышечная слабость временно уменьшается, затем поражённые мышцы вновь слабеют.
Лечение: ингибиторы ацетилхолинэстеразы, тимэктомия, ГКС, иммунодепрессанты. При применении ингибиторов ацетилхолинэстеразы (неостигмина метилсульфат, пиридостигмина бромид) требуется подбор доз в стационаре, поскольку побочные эффекты излишней стимуляции мускариновых Рц представляют проблему и нуждаются в тщательной коррекции (тошнота, спазмы в животе, диарея, излишнее слюно- и потоотделение). ГКС, а также иммунодепрессанты (азатиоприн, циклоспорин, циклофосфамид) у некоторых пациентов дают улучшение.
Прогноз. Ещё 30 лет назад от myasthenia gravis умирал каждый 4-й больной. Риск летального исхода максимален в течение первого года после постановки диагноза. Если человек переживает этот срок без признаков быстрой прогрессии, то прогноз благоприятен. Если в первые 2 года после манифестации произведена тимэктомия, то у некоторых пациентов достигается перманентная ремиссия. Если в течение 7 лет заболевание при любом способе лечения не выходит в «режим» быстрой прогрессии, то риск тяжёлого релапса невелик.
ПЕРВИЧНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ВАСКУЛИТЫ
Первичными системными васкулитами называют заболевания, при которых развиваются (по неизвестным причинам) воспаление и некроз стенок сосудов, а патологические процессы в окружающих тканях вторичны по отношению к поражению сосудов. В связи с неясностью этиологии васкулиты до настоящего времени классифицируют по морфологическим признакам, а именно по калибру поражаемых сосудов и наличию или отсутствию гранулём вокруг поражённых участков сосудов (табл. 14.4).
Таблица 14.4. Классификация нозологических форм первичных системных васкулитов
Если этиология ни одного из этих васкулитов неизвестна и можно лишь предполагать инфекционное начало, то механизмы патогенеза, по крайней мере гранулёматоза Вегенера (в остальных случаях можно предполагать по аналогии), в какой-то мере изучены. У 85% больных гранулёматозом Вегенера обнаруживают АТ к сериновой протеиназе-3 нейтрофилов (Pr3). Эти АТ обозначают как ANCA (Anti-Neutrophil Cytoplasm Antigens). Фермент локализован в гранулах нейтрофилов, но при активации клеток экспрессируется на мембране. ANCA, связываясь с нейтрофилами, индуцируют выброс из клеток агрессивных метаболитов (активных радикалов кислорода и пероксида водорода, ферментов), которые разрушают стенки сосудов. Провоспалительный цитокин TNFα индуцирует экспрессию Pr3 на клетках эндотелия, и они становятся прямой мишенью иммунной атаки и, следовательно, деструкции. Кроме ANCA, у больных васкулитом обнаруживают АТ к другим ферментам нейтрофилов - миелопероксидазе, эластазе, лизоциму, лактоферрину, катепсину G.
Отдельные васкулиты имеют общие признаки: цикличность чередования обострений и ремиссий, сезонность обострений (в холодное время года) и общность так называемых конституциональных неспецифических симптомов (общая слабость, лихорадка, потеря массы тела, ночные поты, повышение СОЭ и содержания в сыворотке C-реактивного белка - СРБ).
Лечение. При системных васкулитах оно одинаково, независимо от нозологии. Поскольку неизвестна конкретная этиология отдельных форм, применяют индуктивную терапию на высоте атаки - иммунодепрессанты (циклофосфамид или по подбору на эффективность) и высокие дозы ГКС; поддерживающую терапию - ГКС плюс симптоматические средства в зависимости от локализации процесса и присоединившихся патологий. В периоды ремиссий - отдых от ЛС. Поскольку при всех васкулитах рано или поздно повреждаются почки, в тяжёлых случаях единственным методом спасения жизни становится трансплантация донорской почки.
Гранулёматоз Вегенера
Заболевание встречается в любом возрасте, одинаково распределено по полу.
Клиническая картина. Некротизирующий васкулит мелких сосудов развивается в первую очередь в верхних и нижних дыхательных путях, поражает почки и в разной степени у разных пациентов мо-
жет затронуть другие органы. У некоторых пациентов заболевание развивается бессимптомно в течение многих месяцев и даже лет, симптомы нарастают постепенно. У некоторых больных наблюдают молниеносное развитие симптоматики (за несколько недель) с жизнеугрожающим поражением органов.
Верхние дыхательные пути: выделения из носа с примесью крови, боли в околоносовых пазухах, изъязвление слизистой оболочки носа, перфорация перегородки и деформация седла носа. Возможно развитие хронического гнойного среднего отита в связи с блокадой слуховой (евстахиевой) трубы, боли по ветвям VIII нерва. Возможны осиплость голоса и стридор, стеноз трахеи. В синусах могут образовываться фистулы с бактериальными суперинфекциями.
Нижние дыхательные пути: гранулёмы в паренхиме лёгких вызывают симптомы непродуктивного кашля, диспноэ, плеврита, кровохарканья. Возможны окклюзии бронхов и сегментарные коллапсы лёгких. Васкулит в почках начинает проявляться как клинически бессимптомная протеинурия и гематурия. Скорость развития поражения почек непредсказуема. При биопсии почечной ткани наблюдают картину гранулёматозного тубулоинтерстициального нефрита. Около 50% больных гранулёматозом Вегенера имеют поражение глаз (вплоть до потери зрения): конъюнктивит, увеит, склерит, ишемия зрительного нерва.
Поражения других органов (миалгии, артралгии, инфаркты ногтевых валиков, пурпура на коже, мононевриты, менингеальный синдром, инсульты мозга, поражение коронарных артерий, перикардиты, аритмии и т.д.), как правило, развиваются позже и по-разному у разных пациентов.
Диагноз ставят по клиническим симптомам и данным биопсии. Лабораторным подтверждением является обнаружение АТ ANCA. Из неспецифических лабораторных данных характерны нейтрофильный лейкоцитоз, нормохромная нормоцитная анемия, тромбоцитоз, повышение СОЭ и СРБ, у 80% больных увеличено содержание Ig в сыворотке крови, у 50% определяется ревматоидный фактор.
Микроскопический полиангиит
Микроскопический полиангиит (васкулит гиперчувствительности) - воспаление мелких сосудов, которое может затронуть любой орган или несколько органов, но чаще поражаются почки, кишечник и кожа. У многих пациентов обнаруживают АТ к компонентам нейтрофилов, особенно к миелопероксидазе.
Клиническая картина. Глубокая общая слабость, лихорадка, потеря массы тела, ночные поты. Если затронуты почки, наблюдают протеинурию, гематурию и быстро прогрессирующий нефрит. Лёгкие: кашель с кровохарканьем, диспноэ, симптомы плеврита. Бывают профузные кровотечения. Накоже пурпурная сыпь, геморрагии в местах мелких травм (типа занозы). ЖКТ: боли в животе, диареи, гастроинтестинальные геморрагии.
Диагноз ставят по клиническим признакам и данным биопсии почки. Лабораторные данные, характерные для всех васкулитов: нормохромная нормоцитная анемия, нейтрофилёз, повышение СОЭ и СРБ, тромбоцитемия, гиперглобулинемия.
Узелковый полиартериит
Узелковый полиартериит (polyarteritis nodosa) - васкулит артерий среднего калибра. Встречается в любом возрасте, у мужчин в 2 раза чаще. Характерно частое образование аневризм в поражённых участках сосудов. Клиническая манифестация зависит от локализации и размеров поражённых сосудов: инфаркты органов (кишечника, почек, мозга, сердца), типична гипертензия средней или высокой тяжести. У некоторых пациентов polyarteritis nodosa сочетается с наличием микроскопического полиангиита. АТ ANCA обнаруживают редко (только если есть ещё микроскопический полиангиит). Часто выявляют вирус гепатита В. Поражение почек у многих является непосредственной причиной смерти. У некоторых пациентов polyarteritis nodosa поражает преимущественно один внутренний орган и манифестирует под видом острого холецистита, панкреатита или аппендицита, иногда некроза печени.
Клиническая картина. На коже polyarteritis nodosa проявляется в виде пурпуры и крапивницы, а в более тяжёлых случаях в виде подкожных геморрагий, вплоть до гангрены. Пальпируемые узелки по ходу поверхностных артерий являются диагностическим признаком этого заболевания.
Диагноз ставят по клиническим симптомам, подтверждают биопсией и ангиографией. Специфических лабораторных тестов нет. Неспецифические лабораторные данные - те же, что при всех васкулитах: нормохромная нормоцитная анемия, нейтрофилия, повышение СОЭ и уровня СРБ.
Синдром Чёрджа-Стросс
Этот васкулит поражает преимущественно лёгкие и характеризу-
ется эозинофилией (<20х109/л). Проявляется в виде бронхиальной астмы и признаков системного васкулита. Астма чаще имеет тяжёлую форму. Со стороны ЖКТ: симптомы абдоминальных болей, при биопсии - эозинофильный инфильтрат, широко распространённый по разным отделам ЖКТ.
Диагноз ставят по клиническим признакам, подтверждают биопсией. Характерны эозинофилия в крови и эозинофильный инфильтрат при биопсии. Дифференцировать с гиперэозинофильным синдромом (эозинофильная эндомиокардиальная болезнь, или болезнь Лёф- флера) позволяют лабораторные данные: при гиперэозинофильном синдроме число эозинофилов в крови превышает 20х109/л, при микроскопическом исследовании эозинофилы имеют аномальную морфологию (потеря гранул, вакуолизация цитоплазмы).
Пурпура Шёнляйна-Геноха
Это детский некротизирующий васкулит, поражающий кожу, ЖКТ и почки. Заболевают в возрасте от 2 до 10 лет, редко - взрослые (тогда средний возраст манифестации 43 года). При этом заболевании есть какая-то патология IgA, потому что в поражённых капиллярах кожи, мезангии клубочков почек и иных местах откладываются депозиты IgA. Часто уровень IgA повышен и в сыворотке крови.
Клиническая картина. Клиническая триада симптомов у детей: сыпь на коже, абдоминальные и почечные симптомы в сочетании с лихорадкой и артралгиями (что указывает на системный васкулит). Сыпь на коже может начинаться как крапивница, но со временем приобретает типичный для васкулитов вид слегка бугристой пурпурной сыпи на разгибательных поверхностях конечностей и на ягодицах. Боли в животе могут быть весьма сильными, обычно после приёма пищи, возможна мелена. Боли могут выглядеть как «острый живот». Почки поражаются у 40% пациентов, у большинства наступает спонтанное излечение и лишь у 10% нефрит прогрессирует.
Диагноз ставят по клиническим признакам и результатам биопсии, при которой можно обнаружить (методами иммуноцитохимии) депозиты IgA, C3 и фибриногена, преимущественно в посткапиллярных венулах. Специфических лабораторных тестов нет. В сыворотке крови могут определяться повышенные количества свободного IgA, IgA в составе иммунных комплексов, а также ревматоидного фактора класса IgA (АТ к IgG). Дифференциальный диагноз поставить трудно: приходится дифференцировать с другими формами васкулитов.
Гигантоклеточный артериит
Гигантоклеточный артериит - генерализованный артериит крупных артерий. Чаще первым становится очевидным поражение экстракраниальных ветвей сонной артерии. Процесс редко «спускается» ниже шеи. Таких больных учтено около 16 млн, возраст большинства - более 50 лет. Женщины болеют в 3-4 раза чаще. Патогистологически выявляются сегментарные поражения стенки сосуда с инфильтратом преимущественно из CD4+ T-лимфоцитов и гигантскими клетками-синцитием; гладкомышечные клетки частично подвергаются некрозу, часть их пролиферирует, что может прогрессировать вплоть до окклюзии сосуда.
Клиническая картина. Головная боль, боль в плечах, болезненность участков головы (скальпа), тошнота, лихорадка, потеря массы тела. Возможна болезненность в челюстях при жевании и разговоре. У 30% больных в патологический процесс вовлечена артерия сетчатки, что без лечения чревато необратимой потерей зрения.
Диагноз ставят по клиническим данным, подтверждают биопсией сонной артерии. СОЭ обычно повышена до 100 мм/ч. Как всегда, увеличен уровень СРБ и есть нормохромная анемия - около 11-12 г/л.
Лечение. Атаку лечат сначала большими дозами ГКС (40-60 мг/сут), через 4-6 нед дозу плавно снижают до 5-10 мг/сут. ГКС обычно принимают около 2 лет, после чего возможна ремиссия в течение нескольких лет. Только в случае неэффективности ГКС назначают азатиоприн или циклофосфамид или подбирают иммунодепрессанты ех juvantibus.
Артериит Такаясу
Артериит Такаясу встречается у молодых людей в 15-20-летнем возрасте, у женщин на порядок чаще, преобладает в странах Азии (особенно в Японии).
Клиническая картина. Выделяют 3 клинические стадии. Первая - преходящая, саморазрешается за несколько недель. Симптомы гриппоподобны: лихорадка, слабость, тошнота, головная боль, ночные поты, потеря массы тела, миалгии, артралгии. Вторая атака имеет признаки васкулита крупных артерий (подключичных, сонных, почечных, нисходящей дуги аорты, мезентериальных, лё- гочных и подвздошных артерий), но также саморазрешается, после чего наступает бессимптомный период на 5-10 лет. Третья атака у большинства больных заканчивается вазоокклюзией.
Диагноз ставят по клиническим данным, подтверждают на третьей стадии ангиографией.
Лечение. Сначала применяют ГКС, при их неэффективности - иммунодепрессанты.
Болезнь Кавасаки
Болезнь Кавасаки чаще встречается у детей с частотой 60-200 случаев на 100 тыс. населения. Весьма вероятна инфекционная природа заболевания
Клиническая картина. Развивается как острое фебрильное мультисистемное заболевание: в первые 10 дней высокая температура тела и шейная лимфаденопатия. Через 2-4 нед присоединяются симптомы системного васкулита и миокардита (похоже на polyarteritis nodosa). С 4-й по 6-ю неделю симптомы васкулита стихают, но появляются симптомы фиброза. В течение нескольких лет происходят процессы образования аневризм, рубцов и организации тромбов. Примерно у 25% пациентов развиваются аневризмы коронарных артерий. Летальный исход возможен на любой стадии заболевания.
Лечение: эффективны препараты донорских Ig. Механизм их действия точно неизвестен.
Болезнь Бехчета
Болезнь Бехчета - мультисистемный васкулит, для которого характерны рекуррентные язвенные процессы в полости рта и в половых органах, также возможны кожный васкулит, воспаление синовиальных оболочек, увеит, менингоэнцефалит. Заболевание ассоциировано с HLA-B51. Диагноз можно поставить только по клиническим признакам. Специфических лабораторных тестов нет. Лечение нестандартное: колхицин (0,6 мг 2-3 раза в день), дапсон и нестероидные противовоспалительные средства. На ГКС и иммунодепрессанты ответ не всегда есть, при необходимости иммунодепрессанты подбирают.
Существует несколько направлений воздействия на иммунную систему: терапия заместительная, терапия иммунодепрессивная, терапия иммуностимулирующая, иммунизация (вакцинация и специфическая иммунотерапия) и, наконец, системная адаптация организма к условиям внешней среды в виде тренировки нервнососудистых реакций (процедуры закаливания), качественное и полноценное питание, поддержание или реконструкция в случаях нарушения естественных биоценозов между телом человека, его эпителиальными барьерами и микробами-симбионтами, психологическая адаптация и т.п.
ЗАМЕСТИТЕЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ
• Заместительная терапия заключается во введении в организм тех веществ, которых ему не хватает, например, донорских препаратов Ig, цитокинов, клеток, гормонов, компонентов донорской крови, плазмы, генов и т.д.). Вопрос о назначении заместительной терапии встаёт в двух клинических ситуациях: при генетических дефектах и после потери значительных количеств какой-либо ткани. Генетические дефекты. Вследствие повреждений генома (чаще
генные мутации) в организме нет функционально полноценных
генов, клеток или белка(ов).
♦ Трансплантация. Если отсутствуют какие-то клетки (например, лимфоциты при ТКИН), заместительная терапия заключается в трансплантации донорских клеток (костного мозга, лимфоцитов).
♦ Постоянные инъекции. Если нет отдельных молекул, то заместительная терапия сводится к пожизненным регулярным инъекциям растворов недостающих субстанций.
- При дефиците единственного типа молекул (связывающий
маннозу лектин, ингибитор компонента комплемента C1) возможно применение препаратов рекомбинантных макромолекул.
- При дефиците множества разнообразных молекул (например, Ig при агаммаглобулинемиях) для заместительной терапии пригодны только препараты Ig из крови других людей.
- Вероятность инфицирования значительно меньше при использовании рекомбинантных препаратов, но и они не абсолютно безопасны.
• Функциональная и/или анатомическая утрата значительных количеств ткани происходит, когда исходно полноценный организм подвергся какой-либо травме (кровопотери, ожоги, ионизирующее облучение, химическое отравление, цитопатогенные инфекции и т.п.), в результате чего утрачено значительное количество какой-либо ткани. В таких случаях проводят возмещение утраченного от доноров. При однократном замещении риск инфицирования существенно меньше, чем при пожизненном регулярном введении заместителя. Именно в таких клинических ситуациях необходимо особенно тщательно продумывать лечебную стратегию - нельзя ли попытаться спасти жизнь всё-таки без введения человеку препаратов из чужой крови или иных тканей людей и животных.
В клиниках, занимающихся иммунодефицитными патологиями, чаще всего используют заместительную терапию препаратами Ig (из крови людей-доноров) или ИФН (рекомбинантных). При применении рекомбинантных интерферонов следует отдавать предпочтение препаратам, в составе которых нет альбуминов из человеческой крови, которые было принято (некоторые производители и до сих пор это делают) использовать для стабилизации биологической активности самого ИФН.
По причинам не только деонтологическим, но и юридическим, при принятии решения об использовании заместительной терапии врачи вынуждены и обязаны строго руководствоваться, по крайней мере, тремя принципами.
• Заместительную терапию назначают только по жизненным показаниям - когда альтернативы нет и без такой терапии больной умрёт.
• Применение заместительной терапии должно быть обосновано данными квалифицированной и адекватной лабораторной диагностики, показывающей, чего именно нет или мало в организ-
ме пациента, тщательно документировано в истории болезни (с указанием производителя и номера партии введённого препарата) и зарегистрировано в базе данных лечебного учреждения (на случай, если потребуется эпидемиологическое или судебное расследование).
• Поскольку многие вводимые в организм субстраты - ксенобиотики
[ткани, отдельные фракции тканей других людей (доноров) или животных, продукты генно-инженерной или клеточной биотех- нологии], пациенту необходимо сообщить о том, что существует непросчитываемый риск его заражения ретровирусными, прионными или иными инфекциями в результате данного лечения. Никакой лабораторный анализ или их множество в принципе не может доказать отсутствие инфекционной опасности биогенных препаратов. Можно доказать наличие инфекции, но не её отсутствие.
ИММУНОДЕПРЕССИВНАЯ ТЕРАПИЯ
Иммунодепрессивная терапия в современной медицине необходима реципиентам аллогенных трансплантатов, в тяжёлых случаях аутоиммунных заболеваний и хронического иммунного воспаления. В клинической практике иммуносупрессию осуществляют только с помощью химиопрепаратов.
Глюкокортикоиды
ГКС являются регуляторами экспрессии более 1% генов, индукторами апоптоза активированных лимфоцитов; кроме того, они активно влияют на клетки эндотелия кровеносных сосудов. ГКС в тучных клетках индуцируют синтез липокортинов - ингибиторов метаболизма арахидоновой кислоты - источника активных провоспалительных липидных медиаторов (лейкотриенов и простагландинов). В целом ГКС обладают комплексным противовоспалительным действием на организм. Их широко применяют для лечения аутоиммунных и аллергических заболеваний. В трансплантологии их использование ограничено, так как значимую супрессию отторжения могут обеспечить только весьма большие дозы ГКС, при которых проявляются побочные эффекты.
Антиметаболиты
• Азатиоприн сам по себе неактивен, но в печени больного превращается в активное соединение - 6-меркаптопурин. Последний
ингибирует биосинтез de novo пуриновых азотистых оснований, что приводит к остановке биосинтезов ДНК и РНК. Азатиоприн тормозит функционирование T-лимфоцитов и гранулоцитов, мало влияет на B-лимфоциты. Его используют главным образом в трансплантологии. Основные побочные эффекты - нейтропения, тромбоцитопения, анемия.
• Метотрексат блокирует превращение фолиевой кислоты в тетрафолат, необходимый для синтеза тимидиловой кислоты. Поэтому метотрексат подавляет биосинтез только ДНК (не РНК) и, следовательно, пролиферацию клеток (в том числе лимфоцитов).
Цитотоксические препараты
К ним относятся алкилирующие агенты, блокирующие синтез ДНК в премитотической фазе клеточного цикла.
• Циклофосфамид превращается в активное вещество только в печени. Его используют в тяжёлых случаях васкулитов (СКВ, гранулё- матоз Вегенера и др.) и при трансплантациях костного мозга.
• Хлорамбуцил отличается активным воздействием на B-лимфоциты,
его применяют преимущественно при лечении злокачественных лимфом.
Иммунодепрессанты грибов и микроорганизмов
• Циклоспорин A - гидрофобный циклический пептид из 11 АК, выделен из почвенного гриба Tolypocladium inflatum/ Cordyceps subsessilis. В клетках млекопитающих обнаружен Рц для циклоспорина А - белок семейства иммунофилинов (молекулярная масса 17 кД) - циклофилин. Циклофилин присутствует во многих клетках организма, но эффект наномолярных концентраций циклоспорина А наиболее выражен именно в T-лимфоцитах, где комплекс циклоспорин-циклофилин вступает во взаимодействие с кальмодулином, который в свою очередь связывает кальциневрин. Эти взаимодействия внутри T-лимфоцита приводят к нарушению конформации (фолдинга) факторов транскрипции; в результате в T-лимфоците становятся невозможными биосинтезы многих цитокинов (ИЛ-2, -3, -4, -5, ИФНγ и др.). В итоге в первую очередь не происходит пролиферация лимфоцитов и подавляется иммунное воспаление.
♦ Циклоспорин используют как обязательный препарат для иммуносупрессии при трансплантациях органов. Его применяют и при агрессивных, стероидрезистентных формах аутоиммунных
болезней (псориаз, увеит, апластическая анемия, ревматоидный артрит), однако сразу после отмены препарата возникают рецидивы.
♦ На фоне циклоспорина А усиленно проявляется онкогенный потенциал вирусов (Эпштейна-Барр, саркомы Капоши и др.). Неходжкинские лимфомы развиваются у 1-10% пациентов, получающих продолжительные курсы циклоспорина А. Всё чаще стала манифестировать саркома Капоши у реципиентов органных трансплантатов.
• Такролимусp (FK 506) - макролид, выделенный из нитчатых бактерий Streptomyces tsukabaensis. Макролиды - соединения, молекула которых имеет множество циклов лактона, к ним присоединено то или иное количество дезоксисахаров.
♦ Такролимус, как и циклоспорин А, вмешивается во внутриклеточные пути проведения сигнала, в которых участвует кальциневрин, блокируя пролиферацию лимфоцитов и продукцию многих цитокинов. Внутриклеточный акцептор для такролимуса, FKBP (FK-Binding Proteins), также относят к иммунофилинам.
♦ Такролимус в 10-100 раз сильнее, чем циклоспорин А, подавляет биосинтез ИЛ-2, -3, -4, -5, ИФНу и др. Побочные эффекты: те же, что у циклоспорина.
• Рапамицинp (сиролимус) - другой иммунодепрессант из группы макролидов - выделен из бактерий Streptomyces hygroscopicus. Внутриклеточным акцептором для рапамицина являются молекулы из семейства FKBP (т.е. те же, что и для такролимуса), но комплекс рапамицин-иммунофилин не влияет на активность кальциневрина, а блокирует проведение сигнала внутрь клетки с Рц для ИЛ-2 и с Рц для ИЛ-4 и -6, связываясь с протеинкиназой, названной «в его честь» mTOR (mammalian Target Of Rapamycin). Выяснили, что эта киназа фосфорилирует по крайней мере два белка - другую киназу р70S6 и молекулу PHAS-1, известную как репрессор трансляции белков. То, что у циклоспорина А и такролимуса, с одной стороны, и у рапамицина - с другой, - разные внутриклеточные механизмы действия, позволяет использовать их комбинации в клинике с существенным снижением дозы каждого препарата.
• Микофенолата мофетил блокирует синтез пуринов (следовательно, синтез ДНК), а также ингибирует гликозилирование молекул адгезии (следовательно, взаимодействие клеток, в том числе в
иммунном ответе) и пролиферацию гладкомышечных клеток.
• 15-Дезоксиспергуалинp подавляет пролиферацию В-лимфоцитов и синтез Ig.
• Бреквинар натрияp- ингибитор дигидрооротат дегидрогеназы - подавляет синтез пиримидинов, следовательно, и ДНК.
• Пимекролимус применяют как противовоспалительное средство при нейродермите.
ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩАЯ ТЕРАПИЯ
В справочниках по ЛС описано множество препаратов (синтетических и природного происхождения) Аг-неспецифического иммуностимулирующего назначения. Материалы по их составу и механизмам действия приведены в специальной периодической литературе и монографиях. Отечественными учёными в клиническую практику внедрён ряд иммунотропных ЛС стимулирующего назначения.
• Полиоксидоний (N-оксидированное производное полиэтиленпиперазина, авторы этого синтетического полимера: Р.В. Петров, Р.М. Хаитов, А.В. Некрасов). Механизм действия - стимуляция активности макрофагов, а также T- и В-лимфоцитов.
• Миелопид (авторы: Р.В. Петров, А.А. Михайлова и др.) - комплекс пептидов из кроветворного костного мозга свиней. В настоящее время проводятся успешные работы по химическому синтезу аналогичных пептидов. Механизм действия «широкомасштабный» - препарат влияет практически на все компоненты иммунной системы.
• Ликопид (авторы: Ю.А. Овчинников, В.Т. Иванов, Т.М. Андронова и др.) - производное мурамилпептидов. Первоначально препарат выделили из клеточной стенки бактерии Lactobacillus bulgaricus, затем его воспроизвели химическим синтезом. В механизме действия на первый план выступает активация макрофагов.
ВАКЦИНАЦИЯ
Вакцинация - целенаправленное введение в организм человека заданного Аг в неагрессивной форме и в неагрессивных, но иммуногенных дозах с целью индукции защитного иммунного ответа и формирования иммунологической памяти для профилактики реального инфекционного заболевания в будущем. Ниже рассмотрены некоторые моменты, требующие внимания врача.
• Иммуногенность вакцинного препарата зависит от ряда параметров как собственно препарата, так и способа его введения в организм.
♦ Молекулярная масса: чем она больше, тем интенсивнее иммунный ответ; иммуногенность пептидов с молекулярной массой менее 2,5 кД крайне мала.
♦ Доза: для каждого Аг надо подбирать конкретные оптимальные дозы. Очень низкие и очень высокие дозы менее иммуногенны, чем средние. Что такое «очень» в весовых единицах, зависит от конкретного препарата.
♦ Путь введения в организм: наиболее интенсивен иммунный ответ при подкожном введении препарата, менее - при внутрибрюшинном, ещё менее - при внутривенном и пероральном.
♦ Агрегатное состояние препарата: более иммуногенны корпускулярные и денатурированные формы, чем растворимые и нативные.
♦ Адъюванты: медленное высвобождение иммуногена из композиции с адъювантом способствует более сильному иммунному ответу, чем быстрое рассасывание иммуногена из очага. Адъюванты, содержащие бактериальные вещества, как правило, существенно более эффективны, чем адъюванты, не имеющие отношения к бактериальным продуктам.
• Роль первичных рецепторов распознавания чужого. Сама возможность развития иммунного ответа конкретной особи на какой-либо Аг зависит ещё и от наследуемого репертуара первичных Рц распознавания чужого (PRR и TOLL) и якорных последовательностей молекул MHC. Учёт этих факторов и правдивый индивидуальный прогноз результатов вакцинации в настоящее время невозможен.
• Живые вакцины. Другая проблема скрыта в применении живых
аттенуированных (т.е. ослабленных - in vitro или на животных) вакцин. Дело в том, что аттенуированный в лабораториях, но живой микроорганизм, будучи «выпущен» в человеческую популяцию, продолжает эволюционировать в сторону возрастания патогенности (известны даже факты генетических рекомбинаций с другими микроорганизмами). Поэтому как бы ни хорош был защитный эффект живых вакцин, применяя их, никто не может реально прогнозировать персональный и популяционный риск неблагоприятных последствий для конкретного человека, даже если большинству других людей такая вакцинация не приносит ощутимого вреда.
• Отсутствующие вакцины. Традиционными методами изготовления вакцинных препаратов пока не удалось получить протективных вакцин против многих инфекционных заболеваний (в частности, большинства венерических, паразитарных, многих вирусных). Кроме того, многие применяемые вакцинные препараты - помимо целевого(ых) Аг(ов) - содержат значительное количество (до 90%) примесей.
• Требования к вакцинам. Делом разработчиков вакцин должны стать разумное решение проблем и создание вакцинирующих препаратов, удовлетворяющих необходимым критериям:
♦ вакцина не должна быть источником побочной биологической опасности;
♦ вакцина не должна индуцировать патогенные иммунные процессы (типа усиливающих инфекцию АТ и др.);
♦ вакцина должна эффективно индуцировать протективный иммунитет;
♦ если целью вакцинации, напротив, является подавление какого-либо нежелательного иммунного процесса в организме, то вакцинный препарат должен индуцировать Аг-специфическую иммунологическую толерантность (т.е. ареактивность или делецию клона лимфоцитов);
♦ врач-иммунолог должен иметь возможность контролировать создание заданного иммунитета у человека с помощью лабораторных методов.
Специфическая иммунотерапия (СИТ) при аллергических заболеваниях (иммунизация специфическим аллергеном с целью изменения соотношения факторов лимфоцитарного иммунитета, индуцирующих патофизиологические реакции аллергических процессов) рассмотрена в главе 14.