Учебная литературадля студентов медицинских вузов

Р.М.Хаитов,Г.А.Игнатьева, И.Г.Сидорович

ИММУНОЛОГИЯРекомендовано Департаментомнаучно-исследовательскихи образовательных медицинских учрежденийМинистерства здравоохраненияРоссийской Федерации в качестве учебникадля студентов медицинских вузов

Москва"Медицина"2000

УДК 616-092:612.017.1(075.8)ББК 52.5

Х19

Федеральная программа книгоиздания России

Р е ц е н з е н т ы :

В.Н.Ярыгин — профессор, академик РАМН, ректорРоссийского государственного медицинского универси-тета;

В.А.Черешнев — академик РАМН, председатель Уральс-кого отделения РАН.

Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г.Х19 Иммунология: Учебник. — М.: Медицина, 2000. —

432 с: ил. (Учеб. лит. Для студ. медвузов).ISBN 5-225-04543-Х

В учебнике рассмотрены практически все аспекты строенияи функционирования иммунной системы в норме и при пато-логии. Кроме фактической информации, приведены теоре-тические концепции, которые, по мнению и опыту авторов,а также рецензентов, будут способствовать формированиюправильных представлений о строении и функционированиииммунной системы, а также о возможностях и ограниченияхврачебного вмешательства в иммунную систему.

ББК 52.5

© Р.М.Хаитов, Г.А.Игнатьева,ISBN 5-225-04543-Х И.Г.Сидорович, 2000

Все права авторов защищены. Ни одна часть этого издания не может бытьзанесена в память компьютера либо воспроизведена любым способом безпредварительного письменного разрешения издателя.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.

Часть I

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Г л а в а 1. Определение биологического явления «иммунитет» 151.1. Введение в предмет 151.2. Определение понятия «иммунитет» 19

1.2.1. Резистентность к инфекциям и продук-там повреждения тканей. Физиологи-ческие защитные системы организма.Место иммунитета 23

1.2.2. Антигены 281.2.3. Определение иммунитета. «Формула» им-

мунного ответа 311.3. Исторические теории иммунитета 33

Г л а в а 2. Анатомия и цитология иммунной системы 342.1. Органы, ткани и клетки иммунной системы 342.2. Тимус 422.3. Лимфатические узлы 442.4. Селезенка 472.5. Печень 472.6. Неинкапсулированная лимфоидная ткань сли-

зистых оболочек. Иммунные подсистемы сли-зистых оболочек, кожи и других тканей 48

Г л а в а 3. Доиммунные биологические механизмы резистен-тности к инфекциям. Система комплемента. Белкиострой фазы. Фагоцитоз 503.1. Система комплемента 513.2. Белки острой фазы (С-реактивный протеин и

маннансвязывающий лектин) 603.3. Фагоцитоз 613.4. Эндогенные пептиды-антибиотики 67

Г л а в а 4. Антитела. В-лимфоциты 714.1. Антитела 724.2. Структура молекул иммуноглобулинов 744.3. Биохимические свойства иммуноглобулинов 764.4. Гены иммуноглобулинов 81

3

4.5. Изотипы, аллотипы и идиотипы иммуногло-булинов 90

4.6. Дифференцировка В-лимфоцитов 924.7. Рецептор В-лимфоцитов для антигена 954.8. Стадии лимфопоэза В-лимфоцитов 984.9. Конститутивные иммуноглобулины (нормаль-

ные антитела) 106

Г л а в а 5. Т-лимфоциты. Главный комплекс гистосовместимости 1085.1. Дифференцировка Т-лимфоцитов 1085.2. Строение рецептора Т-лимфоцитов для анти-

гена (TCR) 1095.3. Гены а- и β -цепей рецептора Т-лимфоцитов

для антигена 1125.4. Корецепторные молекулы Т-лимфоцитов —

CD4 и CD8 1155.5. Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе.

Позитивная и негативная селекция тимоци-тов 116

5.6. Главный комплекс гистосовместимости 1265.7. Механизмы образования комплексов пепти-

дов-антигенов с молекулами главного комп-лекса гистосовместимости 131

5.8. Суперантигены 1365.9. Генетический полиморфизм главного комплек-

са гистосовместимости 1375.10. Антигенпредставляющие молекулы «не

МНС» - CD1 1405.11. Т-лимфоциты с рецептором γ δ для антиге-

на (Ту δ) 1415.12. Субпопуляции нормальных киллеров 143

Г л а в а 6. Активация Т-лимфоцитов 1466.1. Что такое активация лимфоцита 1466.2. Апоптоз и торможение активации 151

6.2.1. Апоптоз 1516.2.2. Торможение активации 1566.2.3. Иммунорецепторы: активирующие ре-

цепторы и негативные корецепторы лим-фоцитов 157

Г л а в а 7. Иммунный ответ 1617.1. Определение иммунного ответа. Этапы иммун-

ного ответа 1617.2. Иммунологическая память 1647.3. Взаимодействия клеток в иммунном ответе... 169

7.3.1. Молекулы межклеточной адгезии 1707.3.2. Антигенпредставляющие клетки 1767.3.3. Цитокины 177

7.3.3.1. Хемокины 1837.3.3.2. Рецепторы для цигокинов 1867.3.3.3. Биологические свойства пар

цитокин—клетка-мишень 1897.3.4. Взаимодействие Т- и В-лимфоцитов 202

7.4. Тимуснезависимые антигены 2057.5. Дихотомия (иммунное отклонение) в диффе-

ренцировке CD4+ ThO-лимфоцитов в процессеиндукции иммунного ответа: развитие субпо-пуляций ТЫ и Th2 207

7.6. Супрессия иммунного ответа 2127.7. Иммунологическая толерантность 2167.8. Отторжение трансплантата 2197.9. Иммунная система и опухоли 224

Г л а в а 8. Эффекторные механизмы иммунитета 2278.1. Антителозависимые механизмы защиты от

патогена 2338.1.1. Fc-рецепторы 2348.1.2. Антителозависимая клеточная цитоток-

сичность 2368.1.3. Сосудистые и миоконстрикторные реак-

ции, опосредованные медиаторами туч-ных клеток и базофилов. Гиперчувстви-тельность немедленного типа 237

8.1.4. Реликтовые свойства антител 2428.2. Т-лимфоцитзависимые антителонезависимые

эффекторные механизмы иммунитета 2438.2.1. Цитотоксические Т-лимфоциты 2448.2.2. Другие механизмы лимфоцитарной цито-

токсичности 2468.2.3. Гиперчувствительность замедленного ти-

па 2468.2.4. Эффекторные механизмы работы нор-

мальных киллеров 250

Г л а в а 9. Взаимосвязи иммунной системы с нервной и эндо-кринной системами 256

Ч а с т ь II

ИММУННАЯ СИСТЕМА И ПАТОЛОГИЯ

Г л а в а 10. Классификация патологических процессов с участиемиммунной системы 261

Г л а в а 11. Первичные (врожденные) иммунодефициты 26711.1. Первичные иммунодефициты с дефектами

иммуноглобулинов 27311.2. Первичные иммунодефициты с дефектами

Т-лимфоцитов 27711.3. Заболевания с дефектами фагоцитов 28111.4. Дефекты растворимых белков сыворотки

крови (маннозосвязывающего протеина икомплемента) 283

Г л а в а 12. Вторичные иммунодефициты 28512.1. Этиологические факторы 287

12.2. Синдром хронической усталости 28812.3. Синдром приобретенного иммунодефици-

та (СПИД), вызванный ретровирусами имму-нодефицита человека (ВИЧ) 28912.3.1. Этиология 29112.3.2. Клиническая картина 29512.3.3. Лабораторная диагностика 30012.3.4. Лечение 301

Глава 13. Аутоиммунные болезни и болезни с синдромами им-мунного воспаления 30813.1. Этиология и патогенез 30813.2. Заболевания эндокринных желез 31613.3. Заболевания желудочно-кишечного тракта.... 31713.4. Заболевания крови 32013.5. Заболевания нервной системы с компонентом

иммунного воспаления 32213.6. Первичные системные васкулиты 325

Глава 14. Аллергические болезни 33214.1. Определение терминов 33214.2. Аллергены 33514.3. Замедленные реакции гиперчувствительности 33514.4. Эпидемиология аллергических болезней 33614.5. Бронхиальная астма 33914.6. Системная анафилаксия 34614.7. Пищевая аллергия 34914.8. Крапивница и ангиоэдема 35114.9. Аллергические и неаллергические реакции на

медикаменты 354

Г л а в а 15. Иммунокорригирующая терапия и вакцинация 36215.1. Принципы иммунокорригирующей терапии 36215.2. Иммунодепрессивная терапия 36315.3. Вакцинация 36515.4. Иммуностимулирующая терапия 367

П р и л о ж е н и еИзбранные методы исследования в иммунологии 368I. Клонирование 368

1.1. Клонирование животных: инбредныелинии мышей 368

1.2. Клонирование клеток 3691.3. Клонирование генов. Полимеразная цеп-

ная реакция (ПЦР) 3691.4. Трансгенные мыши 3721.5. Генетический нокаут (knock-out), или

направленный мутагенез 373II. Методы иммуноанализов 377

II.1. Прямые иммуноанализы 380И.2. Непрямые иммуноанализы 382

Таблица CD-маркеров 386Краткий словарь терминов 407Рекомендуемая литература 417Предметный указатель 420

СОКРАЩЕНИЯ, ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В ТЕКСТЕ

АЗКЦТ — антителозависимая клеточная цитотоксичностьВИД — вторичные иммунодефицитаГЗТ — гиперчувствительность замедленного типаГНТ — гиперчувствительность немедленного типаЖКТ — желудочно-кишечный трактЛПС — липополисахаридМСЛ — маннансвязывающий лектинПИД — первичные иммунодефицитыСКК — стволовая кроветворная клеткаСРП — С-реактивный протеинЦТЛ — цитотоксический Т-лимфоцитТКИН — тяжелая комбинированная иммунологическая недо-

статочностьBCR — B-cell receptor — рецептор В-лимфоцита для ан-

тигенаCSF — colony-stimulating factor — колониестимулирующий

факторCD — cell differentiation antigens или cluster definition —

антигены кластеров дифференцировки клетокCDR — complement-determining region — область молекулы

иммуноглобулина, непосредственно участвующая вформировании комплементарных связей (ионных,водородных, ван-дер-ваальсовых, гидрофобных) смолекулой антигена

CR — complement receptor — рецептор для компонен-тов комплемента

DAG — diacyl glycerol — диацил глицеролDC — dendritic cells — дендритные клеткиFcR — Fc-receptor — рецептор для Fc-фрагмента молеку-

лы иммуноглобулинаFR — framework region — каркасные области молекулы

иммуноглобулинаFDC — follicular dendritic cells — фолликулярные дендрит-

ные клеткиHLA — human leukocyte antigens — антигены лейкоцитов

человекаIEL — intra epitelial lymphocytes — внутриэпителиальные

лимфоцитыICAM-1, 2, 3 — inter cellular adhesion molecules — молекулы меж-

клеточной адгезии 1, 2 и 3 типов1FN — interferon(s) — интерферон(ы)Ig — immunoglobulin — иммуноглобулин

Iga — полипептид а, входящий в состав рецептораВ-лимфоцитов для антигена (BCR)

IgjS — полипептид β, входящий в состав рецептораВ-лимфоцитов для антигена (BCR)

TL — inter- leukin(s) — интерлейкин(ы)ITAM — immunoreceptor-tyrosin-based activation motif — пос-

ледовательности остатков аминокислот, включаю-щие тирозин, в молекулах иммунорецепторов, ин-дуцирующих процессы активации функций клетки

ITIM — immunoreceptor-tyrosin-based inhibition motif—пос-ледовательности остатков аминокислот, включаю-щие тирозин, в молекулах иммунорецепторов, ин-дуцирующих процессы ингибиции функций клетки

LFA-1,2,3 — leukocyte function-assotiated antigen(s) — антигенылейкоцитов, ассоциированные с функциями

МНС — major histocompatibility complex — главный комп-лекс (генов или белков) гистосовместимости

NK — normal killer — нормальные киллерыТАРА-1 — target of antiproliferative antibody — мишень для ан-

типролиферативных антителTCR — T-cell receptor — рецептор Т-лимфоцитов для ан-

тигенаTGF — transforming grows factor — трансформирующий

фактор ростаТЫ, 2, 3 — T-helper-1, 2, 3 — субпопуляции CD4+ Т-лим-

фоцитов (хелперов)TNF — tumor necrosis factor — фактор некроза опухолейRAG — recombination-activating genes — гены, активирую-

щие рекомбинацию ДНК. Гены RAG-1 и RAG-2кодируют гетеродимерные эндонуклеазы

RANTES — Regulated upon activation, normal T cell expressedand secreted — хемокин, который вырабаты-вается нормальными иммунными Т-лимфоцитамина 3—5-е сутки от начала активации лимфоцита.(Кроме Т-лимфоцитов, RANTES продуцируют ак-тивированные фибробласты и клетки эпителия по-кровных тканей.)

SCID — severe combined immunodeficiency — тяжелый ком-бинированный иммунодефицит

VCAM — vascular cell adhesion molecule(s) — молекула(ы)адгезии клеток к стенке сосуда

VDJ-реком- — перестройка ДНК генов ммуноглобулинов илибинация TCR вариабельной области (V — от variable), об-

ласти дополнительного разнообразия (D — отdiversity) и связующей области (J — от joining)

VJ-реком- — перестройка ДНК генов иммуноглобулинов илибинация генов TCR областей V и J

VLA — very late antigen — антиген, экспрессирующийся наклетке в поздние сроки от начала развития иммун-ного ответа

ZAP — ζ-assotiated protein — протеин (киназа), ассоции-рованный с ζ-цепью комплекса при TCR

ПРЕДИСЛОВИЕ

_В нашей стране более 20 лет, после замечательного учебника^Что иммунологии Р.В.Петрова7~сьправше7о" важную роль в~"организации преподавания иммунологии в СССР и России,

не издавались новые, отражающие актуальное состояниепредмета учебники по иммунологии для высшего медшданс-_кого образования^ Ццна из очевидных причин такого положё^"

* йШГ^ чрезвычайно быстрое накопление фактическойинформации. Поэтому профессионалов, занятых в областииммунологии, не покидало ощущение^что какой учебник ненапиши, он устареет прежде, чем он БудёТ"напечатан. Это"

~опасенйё~не напрасно, 1«Г~о1но~сь1гралб~серьёзную отри-цательную роль в деле развития медицины в нашей стране вцелом. Действительно, иммунология отличается от многихмедицинских дисциплин быстрым накоплением новых фактов.Например, кто бы и в каком бы веке не написал учебникпо анатомии человека, он опишет 17 мышц предплечья, 12черепно-мозговых нервов и т.д. Наш предмет не таков. Но каки в любой медицинской специальности, в иммунологии нетолько ставят эксперименты и рассуждают теоретически, нои действуют практически, назначая иммунотропную терапию.Пособия, издаваемые без солидного рецензирования, краткие^кур~сы повышения квалификации по клиническои^иммуноло-

~гии7~к~сожалению, подчас "приносят по существу не_столькотголЕзуГ ско~лько вред, потому что~~создают иллюзию, что все-присто, известно, уверенно отработано со щэе!ййнТГ7Пастера.

Но это не так. Естественные науки руководствуются неавторитетными именами, а соответствием знаний объектив-ной реальности. Луи Пастер (Louis Pasteur, Франция) — та-лантливейший исследователь, химик по образованию,привнес в микробиологию и иммунологию химическую идеюо специфичности взаимодействий, а также открылэкспериментальный феномен аттенуации. Однако суть егооткрытия — аттенуацию возбудителей инфекционных заболе-ваний (искусственное ослабление патогенности микробовлабораторными манипуляциями) — наше время не то, что-бы «закрыло», но уже очевидно обязывает признать_дд^_бораторным феноменом, на основании которого нель5яделатьисключительноТтОлбжйтельные клинические прогнозы в от-

ношении последствий вакщщация^так как аттенуированный**в~^або2атории_-вакциннь1Й штамм микроорганизма, будучипривитым in vivo, «имеет право забыть об аттенуации» и эво-люци5нировать~в «свою_додьзу».

"Наше время ставит новые вопросы, появились новые болез-ни и нужны новые решения. Например, в деле вакцино-профилактики прогресс связан с разработкой новой идеоло-гии и созданием вакцин нового поколения. Кроме того,пробелы (вплоть до отсутствия) в фундаментальном,серьезном и современном преподавании иммунологии в сис-теме высшего медицинского образования имеют следствиемтакие явления, как невозможность для подавляющего _боль-шинства клиницистов разумно использовать данные иммуно-

*\дбгичёского~"исследования и даже щюсто понять ихТ Еще- серьезнее то, что клиницисты разныхдатепиальностей нередколегко решаются на назначение,, незарегистрированных «им-

муностимулирующих» препаратов или назначение замести-тельной терапии препаратами из человеческой крови либобиотехнологического производства с использованием тканейживотных, исходя из, к сожалению, неоправданно упро-щенной точки зрения, «чем больше иммунитета, тем лучше».

Но и это еще не все. Как бы быстро ни появлялась в им-мунологии новая фактическая информация, а на самом делеименно в силу этого, иммунология в настоящее время оказа^лась на передовой вёей современной медицины, и прог-рессивное" развитие, ооновление, даже__пер_есмотр многихтрадиций всей практической медицины XX в. будут иметь (вмире"уже начал иметь; двигателем именно иммунологию.Происходит это потому, что глобальные медицинскиепроблемы сохранения здоровья всего населения Земли в на-стоящее время касаются новых болезней, «пришедших» к намтолько во второй половине XX в. Эти болезни как минимум —ретровирусные инфекции (пример — СПИД) и прионныеинфекции (пример — губчатый энцефалит). По своейприродной сути они оказались напрямую предметом иммуно-логии. Кроме того, «старые» инфекции одна_за другой „«ухо-дят» из-под контроля" антабиотиками. Аллергические болезни,которые характеризуются более неотложными ургентнымисостояниями, чем острый живот в хирургии, к концу XX в.охватили 20—40 % населения развитых стран, тогда как вначале века врачи наблюдали их менее чем у 1 % людей.Поэтому в какой частной медицинской специальности не.работай," иммунологические проблемы не обойти. Таким

•"образом^ жизнь заставляет~нё уТтрощеТГно"," а" крайне

ту, как иммунология."ДаТГныйГ учебник написан авторами, отдавшими иммуно-

логии всю свою профессиональную жизнь. Он основан на са-

10

мых современных фактических данных. Но это не самое глав-ное. Новые данные будут появляться и после выхода учебни-ка. Основное достоинство нашего учебника в том, что онпредлагает систему знаний и ряд принципов профессиональногомировоззрения, включая определения фундаментальных поня-тий, которые наверняка помогут читателю созидательно,творчески и критически воспринимать в дальнейшем любуюконкретную информацию по иммунологии.

На первый взгляд некоторых студентов может «испугать»молекулярный уровень материала. Этого ни в коем случае ненадо бояться. Раз уж все мы состоим из молекул, то лучшезнать о них. Иммунологию можно понять только намолекулярном уровне. Вторая часть учёШшс^~^~тшунная

-система и патология — содержит клинический материал, непротиворечащий, а, напротив, способствующий более глубо-кому и обоснованному пониманию «молекулярного уровня».

При работе над учебником авторы внимательно прочлилучшие современные западные учебники и руководства дляпрофессионалов по иммунологии, рецензированные ведущи-ми специалистами мирового уровня. Это гарантирует взвешен-ное и проверенное представление фактического материала ив нашем учебнике. Но наш учебник содержит (и немало)приоритетных концепций, которые, мы надеемся, позволятдумающему читателю сделать шаг вперед даже по сравнениюс высокоразвитой западной наукой. В 1999 г. вышло несколь-ко книг по иммунологии отечественных авторов, среди нихсамая значительная по объему представленного материала иф Ж О иммунологйи»_А.А.Ярилина (Москва, «Медицина», 1999).

Тем студентам, которые привыкли отдавать предпочтениесправочной, фрагментированной учебной литературе, возмож-но, потребуется сделать над собой некоторое усилие, так какданный учебник представляет из себя цельный текст. Но толь-ко такой текст является отражением «цельных» мыслей, учитдумать не «осколочно», а системно и созидательно. Припервом знакомстве желательно читать учебник с начала и безпропусков, тогда в дальнейшем проще будет возвращаться кконкретным разделам.

* * *

Перечислим имена лауреатов Нобелевской премии по фи-зиологии и медицине за иммунологические работы.Напомним, что Нобелевская премия учреждена с 1901 г. и заисключением нескольких первых премий, как правило, ее_не_присуждают раньше чем через_15—20 лет после первой_пу£ь..ликации автюрш^ТЭти Ϊ7—20 лет~Ътводят для проверки и-неретгроверкйГзаявляемого открытия.

11

Нобелевские премии по физиологии и медицине,присужденные за работы в области иммунологии

Эмиль Беринг [Emil A. von Behring (1854-1917),Германия] — премия 1902 г. за открытие антитоксинов, впос-ледствии антител.

Роберт Кох [Robert Koch (1843—1910), Германия] —премия 1905 г. за исследования туберкулеза.

Илья Ильич Мечников (1845—1916, Россия) — премия1908 г. за открытие защитной роли фагоцитоза и клеточнуютеорию иммунитета.

Пауль Эрлих [Paul Ehrlich (1854—1915), Германия] — пре-мия 1908 г. (совместно с И.И.Мечниковым) за гуморальнуютеорию иммунитета.

Шарль Рише [Charles Richet (1850-1935), Франция] —премия 1913 г. за работы по анафилаксии.

Жюль Борде [Jules Bordet (1870—1961), Бельгия] — премия1919 г. за экспериментальные работы по комплементзависи-мому бактериолизу, специфическому гемолизу, за разработкуметода фиксации комплемента для диагностики инфекцион-ных болезней.

Карл Ландштейнер [Karl Landsteiner (1868 — 1943),Австрия] — премия 1930 г. за открытие групп крови и фунда-ментальную книгу «The Specificity of Serologic Reactions».

Макс Тэйлер [Max Theiler (1899—1972), ЮАР, Англия,США] — премия 1951 г. за создание вакцины против желтойлихорадки.

Даниэль Бовэ [Daniel Bovet (1907), Швейцария] — премия1957 г. за открытие роли гистамина в патогенезе аллергическихреакций и разработку антигистаминных препаратов для лече-ния аллергических болезней. Кроме того, он разработалкурареподобные релаксанты, транквилизаторы и ряд анесте-тиков.

Фрэнк Бернет [F. Macfarlane Burnet (1899—1985), Австралия]и Питер Медавар [Peter В. Medawar (1915—1987), Велико-британия] — премия 1960 г. за исследования по искусствен-ной индукции иммунологической толерантности.

Родни Портер [Rodney R. Porter (1917—1985), Велико-британия] и Джеральд Эдельман [Gerald Μ. Edelman (1929),США] — премия 1972 г. за установление химическойструктуры антител.

12

Розалин Ялоу [Rosalyn Yalow (1921)] — премия 1977 г. заразработку радиоиммунологического анализа для определениянано- и пикограммовых количеств пептидных гормонов.

Бару Бенацерраф [Baruj Benacerraf (1920), США], Жан Дос-се [Jean Dausset (1916), Франция] и Джордж Д. Снелл [GeorgeD. Snell (1903), США] — премия 1980 г. за открытие генов иструктур поверхности клеток главного комплекса гистосовме -стимости.

Нильс Йерне [Niels К. Jerne (1912—1994), Велико-британия] — премия 1984 г. за разработку теории идиотипи-ческих сетей. Кроме того, он разработал всемирноприменяемый метод количественного подсчета антитело-образующих клеток. Именно Н.Йерне является первым, комупринадлежит самая фундаментальная и по сей день основнаяидея иммунологии — идея клональности лимфоцитов, следо-вательно, клональности любого иммунного ответа.

Георг Келлер [Georges F. КбЫег (1946—1995), Германия] иЦезарь Милынтейн [Cesar Milstein (1927), Великобритания] —премия 1984 г. за разработку революционного биотехнологи-ческого метода — получения гибридом и моноклональных ан-тител.

Сузуму Тонегава [Susumu Tonegawa (1939), Япония] —премия 1987 г. за работы по молекулярной биологии генов им-муноглобулинов, обеспечивающих огромное разнообразие ан-тигенсвязывающих участков молекул антител.

Питер Дохерти [Peter Doherty (1940), США] и РольфЦинкернагель [Rolf Zinkernagel (1944), Швейцария] — премия1996 г. за открытие двойного распознавания в иммунологии —природной функции молекул главного комплекса гистосовме-стимости.

Стенли Прусинер (Stenly Prusiner, США) — премия 1997 г.за открытие прионов — возбудителей инфекций нового типа,непохожих на ранее известные в медицине. К прионным ин-фекциям относят возбудителей губчатого энцефалита — бе-шенства коров, заразного и для человека (в том числе по пи-щевым путям), «всколыхнувшего» Европу в 1996—1997 гг.Первые публикации С.Прусинера на эту тему были сделаныв 1982 г.

Вспомним и наших соотечественников и современников,отдавших не одно десятилетие своей жизни иммунологии. ЭтоФ.Я.Чистович, Н.Ф.Гамалея, А.А.Богомолец, П.Ф.Здро-довский, В.И.Иоффе, А.Д.Адо, А.А.Смородинцев, Л.А.Зиль-бер, П.М.Косяков, М.М.Капичников, Р.В.Петров, Л.С.Сес-лавина, Г.И.Абелев, Б.Ф.Семенов, А.А.Воробьев, В.М.Мань-

13

ко, А.А.Михайлова, А.Н.Чередеев, В.А.Козлов, Б.Б.Мороз,Б.Б.Фукс, И.В.Константинова, А.А.Ярилин, Н.В.Медуницин,Л.П.Алексеев, И.С.Гущин, Б.В.Пинегин, Л.Н.Фонталин,Р.И.Атауллаханов, В.Г.Нестеренко, А.Я.Фриденштейн,Н.А.Краскина, А.Я.Кульберг, И.Л.Чертков, И.Н.Майский,ЕАЗотиков, Д.Р.Каулен, В.И.Говалло, А.С.Шевелев, А.Г.Ба-баева, Ю.М.Зарецкая и многие другие, а также их коллеги иученики.

Особую благодарность авторы выражают коллективу первойв нашей стране кафедры иммунологии, основанной более25 лет назад во 2-м Московском медицинском институте им.Н.И.Пирогова (ныне Российский Государственный медицин-ский университет) Р.В.Петровым. Одна из авторов, Г.А.Иг-натьева, является выпускницей и сотрудником даннойкафедры и знает, с каким энтузиазмом и вдохновением кол-лектив кафедры — заведующий, профессор Л.В.Ковальчук исотрудники Е.В.Соколова, Л.В.Ганковская, А.С.Павлюк,М.В.Хорева, Э.И.Рубакова, а также молодые сотрудникикафедры преподают наш трудный предмет студентам всех фа-культетов РГМУ на самом современном мировом уровне.

Мы очень надеемся, что в отечественной медицине имму-нология со временем будет занимать более достойное место,но, главное, будет способствовать более трезвому ижизнесберегающему прогрессу всей медицины нового тысяче-летия, сохранению телесного и генетического здоровья, а зна-чит, и здороьья в целом населения нашей страны и всегомира.

Часть I СТРУКТУРА И ФУНКЦИИИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Глава 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГОЯВЛЕНИЯ «ИММУНИТЕТ»

1.1. Введение в предмет

Иммунология — наука об иммунитете. В настоящее время естьофициальная медицинская специальность «аллергология ииммунология». Тем не менее в иммунологии как науке и ме-дицинской специальности до настоящего времени еще не ус-тоялись до однозначно понимаемых основные понятия и тер-мины, начиная с первого, называющего собственно предметданной науки — «иммунитет». Причина этого в недостаточ-ности наших знаний.

'"Главные события иммунитета происходят на молекуляр-ном и клеточном уровне, который начал становиться дос-тупным исследованиям, удовлетворяющим современные зап-росы науки в последние 25—30 лет. Самые эффективные гно-

"сёШоТгТнческие методы — генетический нокаут (knock-out) итрансгенные модели на животных — в воспроизводимом ишироко применяемом варианте стали применять в 90-х го-дах.

Иммунология — наука преимущественно эксперименталь-ная, но на самые трудные для понимания вопросы пути кпоиску ответов все больше помогает найти клиника. Как со-временная наука иммунология начала складываться в концеXIX — начале XX в. Она связана с именами (в примерномхронологическом порядке) Л.Пастера, Э.Беринга, И.И.Меч-никова, П.Эрлиха, Ш.Рише, Ж.Борде, К.Ландштейнера,Ф.Бернета, П.Медавара, Д.Эдельмана, Б.Бенацеррафа,Д.Снелла, Н.Йерне, С.Тонегавы, П.Дохерти, Р.Цинкернаге-ля и др. В соответствующих главах книги мы отметим конк-ретные открытия этих выдающихся ученых. За исключениемЛ.Пастера, названные имена— это имена лауреатов Нобелев-ской премии по физиологии и медицине. Мы не считаем, чтоне являются великими те работы, за которые не присуждаютпремий. Весьма вероятно, что как раз самые великие рабо-,ты — среди неотмеченных премиями или даже среди незаме-

15

ченных. Но есть основания полагать, что некоторые премии,например Нобелевскую, все же не присуждают за малозна-чимые труды хотя бы потому, что между датой присужденияпремии и временем первых публикаций в большинстве слу-чаев проходит около 20 лет. За эти годы и сами авторы, имногие исследователи в мире экспериментально подтвержда-ют воспроизводимость и достоверность наблюдаемых феноме-нов, легших в основу сделанного открытия или теоретичес-кого обобщения.

Каждому, кто сам работает в науке, известно, что в ос-нове выводов и обобщений, которые составляют формулыоткрытий, удостоенных Нобелевских премий, лежат клини-ческие наблюдения, трудоемкие экспериментальные рабо-ты и идеи гораздо большего числа исследователей и вра-чей (десятков, сотен или больше) с менее известнымиименами, а также, безусловно, работы древних ученых,которые нередко читают не до, а после современных на-блюдений и находят там старинные подтверждения своимновым открытиям.

Несмотря на перечисленные выше достижения, общей те-ории иммунитета в настоящее время нет, и в данном пред-мете (в отличие от многих медицинских специальностей, на-пример анатомии) мы пребываем в периоде интенсивногонакопления новой информации. Тем не, менее,практика нетерпелива и подчас смело вмешивается в организ-

-таБГРольных людей иммунокорригирующей терапией и_здор_о _вых людей вакцинацией, не дожидаясь появления общей те-

-ершпШмуни1£ха1Леории иммунитета тЖойТТсоторая бы йме-~ла не предположительно-описательный характер (свойствен-

ный теориям иммунитета начала и середины века), а пред-сказательный, прогностический, в законченном виде нет, номы уже очень близко подошли к ней. В наше время реальныйспрос есть только на такую теорию, которая бы умела наосновании знаний о предмете рассчитать последствия от им-мунотропной терапии «на конце иглы», через сутки, меся-цы, годы и пожизненно, причем не только для индивидуаль-ной особи, но и для популяции или биологического вида вцелом.

Есть и еще ряд конкретных, исторически обусловленныхпричин, которые побуждают нас постараться привлечь новоевнимание к иммунологии. Эти причины по крайней мере сле-дующие.

Первая. Особенностью времени, в которое мы живем, яв-ляются возникновение и эпидемическое распространение но-вых заразных болезней. Ретровирусные инфекции, к которымотносятся ВИЧ и СПИД, а также прионные инфекции (к ко-торым относится губчатый энцефалит) — примеры такихболезней.

16

В настоящее время их квалифицируют как неконтролируе-мые медициной (т.е. неизлечимые) и при этом дебилитирую-щие (прогредиентно ослабляющие жизнеспособность) и смер-тельные. Понимание механизмов патогенеза этих болезней,возможностей диагностики являются непосредственным пред-метом иммунологии.

Вторая. К концу XX в. отмечается заметное возрастаниезаболеваемости инфекционными болезнями, в том числе вразвитых странах. В_1997 ц_в мировом масштабе среди причинсмертности от инфекций на первом месте был туберкулез, навтором. — легочные инфекции, на третьем — СПИД. (в~~не-которых регионах_планеты СГТИД уже на первом месте средипричин""смертности людей в возрасте 20—45 лет), на четвер-том — малярия и т.д^Естественно, возникает желание понять,почему это происходит, и соответственно причинам, что сэтим делать? Не претендуя на исчерпывающий анализ (что иневозможно), выскажем лишь несколько положений. Не ис-ключено, 4TO_ iaccjoj5oe3_jTojrr H_TOTajibHoe, применение анти-бактериальных и иных противоинфекционных^ лекарств за5 'да'сЖйлёТй1Г"сгюсо^ствовалЬ «уходу» йз-подГдавления отбораорганизмов с"~осЖбленно"й "йммуннои_системой и, следова-,тель!^"накШ}геттикг"БТтопуляций" большей Д9_ли _иммуноде^

| В же время|микроовшшз.мы эволю-jjционируют настолько быстрее^ чем люди синтезируют про-

шшф^йЪШПШащы бГ /ф что микробиГв целом ъъшг-

рывают_это_соревнование. Для распространения инфекцион-ных болезней шГмогут не иметь значения и|небывалая ску- _ченность__населения в больших городах^ связаннькГс этимггроблёмы санитарного" состояния городских систем жизне-обеспёчен"йя7~кроме "того^"конёчно же, резко усилившиесятрансконтинентальные перемещения в связи с успехами

^транспортных технологии огромного~числа людей, перенося-щих с собой и инфекции^_Технологии массовой пищевой про-мышленности поставили почти всё население" Земли' в з а в й "симость от качества продуктов, которые оказались в коммер-ческой упаковке, включая инфекционную угрозу (например,говядина, зараженная возбудителем губчатого энцефалита,или_молочные пpoдyкта_ т_л£X^Ж£--зapiLЖЁДHЬDLJШBg-B_и т.д.),т.е. человек в настоящее время практически не имеет возмож-ности сам отвечать за свою пищевую безопасность.

Третья причина, по которой к иммунологии стоит при-влечь новое внимание, обусловлена ^весьма значительным чис-jлом_больных аллергиями. Аллергология — не синоним иммуупологий, но это «сестринская» специальность, и более того/'понять аллергологию немьтсдщц.^б^^опоры на знания, _дс/-/fft фундаментально """ /?•й^иммунологаеи^В развитых странак,

городах России, 1ίο~20ι % населения, а мес-тами и больше, страдают от аллергий. Нетрудно привести

17

ряд аргументов, показывающих, что причины столь широко-го распространения аллергий в значительной мере такжеантропогенны. Чтобы эти аргументы были понятны, мыприведем их в соответствующих специальных разделах учеб-ника.

Четвертая причина необходимости внимательного отноше-ния к иммунологии — упрощенное, отношение_^_вакцинации.практически не изменившееся с XVII в., когда во всей Ев-~ропе, включая Россию, начала распространяться практикаинокуляции оспы против оспы. С тех пор принято думать, чтоотмзакцинании одна только польза. Но это, ic сожалению, нево всех случаях так, особенно в наше время, когда появи-лись новые инфекции.

Пятая причина заключается в подчас неоправданно «лег^ком» обращении с препаратами иммуностймуЛирутоТцёгоПилйиммщо^дули^гацего^^йствия. Современная иммунология

1кГдает оснований думать, что «чем больше иммунитета, темлучше». Иммуностимуляторы — не чистая вода.

Шестая причина привлечь внимание к иммунологии состо-ит в следующем _Це_смотря на то что иммунология — наука

ЧУГРНРР MM Hf ЧНЯРМ НИ ОДНО^-го примера любой из (внлоть до самых узких клинических)медицинских специальностей, в которых бы не нашлосьта иммунологическим идеям в понимании патогенеза конк

^А

ретных нозологии иди/и хотя бьь.лммунологическим методамв диагностике. Такое положение вполне объяснимо~"природ-ной сутью иммунитета и базисными функциями иммуннойсистемы в организме: она одна из интегрирующих систем об-щеорганизменного назначения (наряду с нервной, кровёнос-iной и эндокринной системами) со своими особыми физио-!логическими задачами и способами их решения. _ _ =->

Первый научный периодический журнал по иммунологии«Journal ot Immunology» издается в CJULX~C 1914 г. и по сейдень. В настоящее время в более чем bU международных ре-цензируемых научных журналах печатают оригинальные рабо-ты по иммунологии — по нескольку сот в месяц в мировоммасштабе. Каждая из них сообщает какую-то новую фактичес-кую информацию, т.е. по сравнению с другими медицински-ми специальностями иммунология — быстроразвивающаясядисциплина. Наша книга не ставит и не решает задачу какможно более широкого обзора самых современных данных поиммунологии. Это, как нам кажется, вовсе не книжная зада-ча, а скорее задача компьютерных баз данных для тех, когоне устраивают библиотеки с научной периодикой. По наше-му мнению, систематизация знаний, несмотря на их быстроеразвитие, необходима хотя бы для того, чтобы оказать про-ясняющее и как следствие сдерживающее влияние в отноше-нии энергичного и массового внедрения иммунотропных ме-

18

тодов лечения во имя соблюдения первого врачебного ггоин-ципа «ненявре.тгй». Вот гтля того, чтобы «не навредить» или

ТделЯятГкакможно .меньшим рис^ ^ттррд^азуемых вредныхпоследствий, имеютттихся знаний уже хватает. Довести их добудущих врачей в систематизированном и понятном виде —главная задача этого учебника. В какой-то небольшой мере этакнига, как мы думаем, — вклад в приближение к общейтеории иммунитета.

1.2. Определение понятия «иммунитет»

Латинское слово im-munis в современном словаре имеет по-рядка 10 значений. В медицинском смысле этот термин упот-ребляли еще до нашей эры в значениях: неприкосновенный,чистый, незатронутый болезнью, невредимый, находящийся подхорошей защитой, устойчивый к заразной болезни. Защита отинфекций — главное природное предназначение иммунитетаи в нашем понимании. Но иммунитет не единственный био-логический механизм защиты организма от инфекций. Есть идругие. Определить именно иммунитет, значит выделить егосреди других защитных механизмов как особый, показать егострого уникальные признаки, найти и описать его место ивзаимосвязи с другими защитными системами организма. Кактермин im-munis употребляется в письменных работах врачаиз Афин V в. до н.э. Thucydides для характеристики людей,не заболевающих чумой в очаге эпидемии. Челов£ческая.лрак-тика иммунизации известна более 3000 лет. Относится она,правда, только к оспе. В столь давние времена такая врачеб-ная практика была известна в Китае и называлась по-китай-ски «тшангу». Постепенно через Индию, Египет и ЗападнуюАзию к началу XVIII в. практика прививок оспы под назва-нием инокуляции или вариоляции (от лат. variola — оспа)дошла до Европы. В Константинополе начали прививать оспу1! 1701 г. В Лондоне в 1746 г. был открыт специальный госпи-таль, в котором всем желающим жителям прививали оспу.Надо сказать, что эта практика отнюдь не была лишена и не-благоприятных последствий в ряде случаев уже тогда. С 1756 г.практика вариоляции имела место и в России.

Таким образом, и м м у н и т е т — некое защитное биоло-гическое свойство живых многоклеточных организмов, предох-раняющее эти организмы от инфекционных болезней (и нетолько от них).

Несмотря на то что как медицинский термин «im-munis»употребляли врачи до нашей эры, принципиально в том жесмысле, что и сейчас, в современной иммунологии как на-уке и медицинской специальности отнюдь нет ясного и об-щепринятого понимания, что же такое именно и м м у н и т е т .Не я кое ли защитное биологическое свойство — иммунитет?

19

Сразу скажем — нет. Какие еще есть защитные биологичес-кие свойства и чем и м м у н и т е т отличается от них и какс ними взаимосвязан? Нередко иммунитету приписывают то,что по сути иммунитетом не является, а относится к другимбиологическим свойствам защитного назначения. Иммунитет,как мы сейчас покажем, особое свойство. Есть определенныепризнаки, по которым иммунитет можно отличить от другихзащитных свойств того же организма, сосуществующих симмунитетом и находящихся с ним также в весьма опреде-ленных взаимоотношениях. От чего необходимо защищатьсямногоклеточному организму в целях сохранения своей жизникак целостности? Во-первых, от проникновения во внутрен-нюю среду травмирующих собственные клетки субстанций извнешней среды. Во-вторых, от внешних веществ, уже проник-ших во внутреннюю среду. В-третьих, от собственных повреж-денных клеток или выполнивших свою биологическую про-грамму клеток.

Существует несколько биологических механизмов защитымногоклеточных организмов от патогенов внешней среды. Измножества этих механизмов лишь один является иммунитетом.Поскольку организм — единое целое, разные защитные ме-ханизмы взаимосвязаны и дополняют друг друга, но это незначит, что они не отличимы один от другого. Мы неоднок-ратно привлекаем внимание к четкому выделению понятийпотому, что в подавляющем большинстве специальной лите-ратуры по иммунологии термин «иммунитет» применяют кразным, подчас любым проявлениям защиты организма отвнешних патогенов. И тогда возникает простой вопрос «бак-терицидное мыло или автоклав (также способы защиты орга-низма от инфекций) — это тоже иммунитет?». Это побужда-ет упорядочить наши понятия и определить иммунитет так,чтобы его можно было отличить от любого другого защитно-го механизма (поведенческих реакций, покровных тканей, со-судистых реакции, оактерицидных компоТТеттгов~жИдТШх~сёк-

0и1ковтяггр1?й"фаз^17^агоцитоза — все это существуети-уиртинизмов, у~которых нет~йммутяной~"системы, следова-

клёточньхх появились особые клетки — лимфоциты, с нимии особый новый механизм защиты — иммунитет.

Собственно иммунитетом мы будем называть только и ис-ключительно те защитные процессы, которые реализуются сучастием л и м ф о ц и т о в . Остальные защитные механизмысвязаны и с иммунитетом, и между собой в едином организ-ме, работают вместе. Но они различимы и каждый характе-ризуется особыми признаками, позволяющими отличать одинот другого.

Иммунитет — эволюционно самое новое и самое тонко-настраивающееся из подсознательных защитных свойств мно-

20

гоклеточных. Носителем нового свойства стали тоже новые,особые дифференцированные клетки — лимфоциты. Появив-шись последним, иммунитет опирается и вписывается, сопря-гается со всеми остальными защитными системами многокле-точных, работает не отдельно от них, а исключительно вме-сте с ними.

Считается, что лимфоцитарный иммунитет появился, начи-ная с челюстных рыб. Таким образом, лимфоцитарный имму-нитет существует всего у 1,4 % видов многоклеточных организ-мов, но именно у тех видов, особи которых оставляют отно-сительно малое количество потомков и поэтому для сохране-ния вида существенны выживание и здоровье каждой особи.

Поскольку наш курс иммунологии целенаправлен на ме-дицину, мы не будем отвлекаться на конкретные свойства им-мунной системы у животных разных видов: все, о чем мыбудем говорить, относится только к человеку и млекопитаю-щим. Из мл^копитаю.щих исключительным «иммунологичес-ким» видом являютсяг мьтттги — непревзойденные и незаме-

нимые экспериментальные животнБ1ё~в иммунологии. Удобство"м-ы-шей- как э^сггери^ентальньгх животных в иммунологииобъясняется 3 главными причинами. Первая — высокая сте-пень гомологии биологических свойств иммунной системы учеловека; и мыши. Вторая — короткий срок беременности умышей (21 сут) по сравнению с периодом трудоспособностиестествоиспытателя и число потомков у одной самки от 5 до7 позволили вывести множество инбредных линий мышей стеми или иными заданными свойствами. Третья — малые раз-меры и неприхотливость в еде обусловливают относительноневысокую стоимость их содержания, т.е. экономическую рен-табельность.

Итак, что же такое иммунитет как защитное свойство мно-гоклеточных организмов? От чего защищает иммунитет мно-гоклеточных? Что нового появилось у многоклеточных посравнению с одноклеточными, от чего многоклеточных надозащищать в целях выживания и сохранения собственной це-лостности единого организма? Многоклеточш?1надо защищать (очищать.) в первую ^

отжиёших^Ткшрежденных,ёток,' от" агрёссйвного" проник1

^ ткани (желу-ейдочно-кишечный тракт, слизистые оболочки дыхательной и

/выделительной систем, кожу) пищевых веществ и ингаляци-уонных и аппликаторных веществ из окружающей срелгы7~~>^к —Распознавание и элиминация из организма собственных, но

ненужных клеток (в первую очередь поврежденных инфекци-ей, травмированных), т.е. некое уникальное самораспознаваниеи явилось тем новым эволюционным приобретением много-

21

Рис. 1.1. Многоклеточный организм:защита внутренней среды от фак-торов внешней среды.Многоклеточному организму необхо-димо защищать свою внутреннююсреду от деструктивного проникно-вения следующих веществ и объектовиз внешней среды: 1 — инфекции; 2 —нерасщепленных пищевых веществ; 3 —ингаляторных и аппликаторных ве-ществ; 4 — лимфоциты, специализи-рованные клетки, «антимикробы»внутри организма с самым большимпопуляционным разнообразием по-верхностных «распознающих» рецеп-торов.

фун-кцией новой системы клетокмногоклеточных — иммуннойсистемьА Возник и прочно зак-репился ^^олюции некий оп-ределенный механизМ|Молеку-лярного распознавания!^ осно-ве этого механизма ^- уни-

кально устроенные гены и синтезированные по их программеуникальные белки. Работают зт«- уникальные гены только иисключительно в единственном типе дифференцированных кле-ток многоклеточных — в лимфоцитах^оолъо, того, поиск сход-ным образом устроенных и работающих генов (процесс сома-тической рекомбинации ДНК) в самых разных эукариотичес-ких клетках, начиная с грибов и простейших, пока не выя-вил ни одного аналога.

Таким образом, иммунитет защищает организм от 3 вне-шних типов объектов, так или иначе преодолевших барьерныеткани и внедрившихся на ту или иную глубину во внутрен-нюю среду и вступивших в прочные физико-химические свя-зи с клетками и/или веществами межклеточного матрикса(рис. 1.1):

А от инфекций;А от пищевых, ингаляционных и аппликаторных внешних

веществ, проникающих во внутреннюю среду.

Третья функция иммунитета — реакция на трансплантат —в отличие от 2 первых неестественная, неприродная, но«предложенная» иммунной системе антропогенными действи-'ями по трансплантациям, переливаниям крови и введениямкровепродуктов. В естественной природе нет процессов, прикоторых рожденные дефинитивные особи обмениваются меж-

22

ду собой органами, кровью (парентерально). Это существен-но, а не просто констатация ситуации. Отсутствие природныхпроцессов в эволюционном «анамнезе» обязывает иметь ввиду, что в эволюции многоклеточных в их иммунной систе-ме не мог идти отбор приспособительных защитных механиз-мов в отношении факторов, связанных с трансплантациейтканей других организмов во внутреннюю среду данной осо-би. Принципиальная неспособность иммунной системы мле-копитающих контролировать ретровирусные инфекции (а этокровяные инфекции) связана, весьма вероятно, в значитель-ной мере как раз с тем, что широкое распространение средилюдей этих инфекций пошло неприродньши путями, но ят-рогенно и фармакогенно (с переливаниями крови и введени-ем кровепрепаратов).

1.2.1. Резистентность к инфекциям и продуктамповреждения тканей. Физиологические защитные системыорганизма. Место иммунитета

^К^рттогичргтгпй основой освобождения многоклеточного_оща-_низма от продуктов-дБшЁЖдения сооственных клеток^Гот ин-фекцийстали биохимические механизмы_пищеварительной

-футщйТГ одноклеточных, т.е. ферментативные системы рас-щепления (протеазы, гидролазы), перекисного окисления,нитрования природных макромолекул до низкомолекулярныхпродуктов распада, которые клетка способна выбросить черезмембрану во внешнюю среду. ¥• многоклеточных во внутрен-ней среде появились специализированные для расщепитель- -но-лЬтяческихТтроцессов клетки (в~1йрвую~очёрёдъ фагоци-ты, затем и все остальные лейкоциты общевоспалительногоназначения), а также особые гуморальные ферментативныесистемы литического назначения в сыворотке крови и ткане-

' вых жидкостях (комплемент, лизЬцим и др.). Это доиммунныемеханизмы физиологической резистентности к инфекциям и про-дуктам повреждения собственных югеток^Питические биохими-ческие механизмы агрессивны по сути?Т1оэтому в норме онине могут быть в постоянно активном состоянии или даже вблизкой готовности к активизации, иначе будут лизировать«все подряд». №э*г для того чтобы распознать, в каком местев организме иШ^какой момент времени надо «включить» са-нирующие литические механизмы, природа и создала новыеклетки — лимфоциты с новой функцией — молекулярного рас-познавания. С лимфоцитами появился новый механизм биоло-гической защиты от поврежденных клеток и от инфекций —иммунитет. ί к^-г,

Одна из причинило которым в иммунологии как научнойдисциплине распространены разное толкование терминов и невсегда точное их употребление даже специалистами, лингви-

23

стическая. Основной поток научной информации в этой об-ласти знаний в XX в. идет на английском языке, который посравнению с латинским и русским языками меньше «заботит-ся» о взаимно однозначном соответствии термина и явленияприроды или объекта. Поэтому то что привычно устраиваетанглоязычное мышление, не всегда удовлетворяет русскоязыч-ной логике. Например, в английском языке используется тер-мин_«врожденный иммунитет» (innate or natural immunity).Под этим понимают то, что мы назвали доиммунными меха-низмами резистентности, а именно это вполне определенныйперечень клеток, молекул и физиологических механизмов(бактерицидные ферменты биологических жидкостей, фагоци-тоз, система комплемента и т.п.). Но не эта материя, одна-ко, лежит в основе практики античных китайцев, греков, ос-поинокуляторов, работ современных иммунологов. То, чтолежит в основе практики античных китайцев и остальных пе-речисленных выше исследователей, в современном английс-

х ком называют приобретенным иммунитетом (acquiredXiffummity).

Для удовлетворения потребностей русскоязычной логики,а также следуя понятиям древних, мы предлагаем называтьматерию, которая в английском названа innate immunity, неиммунитетом, а резистентностью с указанием конкретногоопределения "(прилагательногсГГ"—~ системы комплемента, ли-зоцима, фагоцитоза, эозинофильной цитотоксичности и т.д.А иммунитетом называть то биологическое свойство, которо-му соответствуют глагол — иммунизировать, существитель-ное — иммунизация, прилагательное — иммунный. За этимсвойством «стоит» особая система особых клеток, развивших-ся в эволюции позже тех клеток и их продуктов, которыеобеспечивают врожденную резистентность (к инфекциям иинвазиям).

Ψ~**3ΊΆ система и есть иммунная система. Анатомический си-! ноним иммунной системы — лимфоидная система. И эти Ъсо-I оые, эволюционно новые клетки с новым уникальным свой-

ством — молекулярного распознавания — лимфоциты и толькоони. Кстати, лимфоциты и их свойства также врожденные, т.е.генетически предопределенныеЛГо, что попадание патогена ворганизм индуцирует разт*§5йет1ие лимфоцитов и усиленный(вторичный) ответ при повторном попадании того же пато-гена, есть биологический механизм функционирования сис-темы лимфоцитарного иммунитета, а не свойство генетичес-кой врожденности/приобретенности.

Лимфоциты взаимодействуют со всеми клетками системыкрови, сосудов, по которым и через стенку которых лимфо-циты попадают в ткани. Лимфоциты способны вступать в кон-такты со всеми клетками организма. Лимфоциты через спе-циальные рецепторы воспринимают информацию от нервной

24

системы, эндокринной системы, об уровне глюкозы в крови

о это не значит, что иммyj нaя--ίдимфQЦи.тapJiaя)_cиc•le ,ма сливается до Hepa^jpn£M^cj[H_jrojreejij^ra^[3MOM ив спи-1хЩ~ иммунШТитов^н^о включать_ клетки эндотелия венул,6ибробласть1_р_ь1хлой "соёдинителышй ткани и т.д. У лимфойцитарного иммунитета есть вполне конкретные и ясные свой-ства, по которым он может быть идентифицирован как осо-бое биологическое свойство многоклеточных организмов. Лим-фоциты функционируют не сами по себе, где-то вне орга-низма, следовательно, их взаимосвязи с другими клетками,тканями и органами в целостном организме — единственновозможная реальность. Более того, лимфоцит, специальнодифференцированный для уникальной функции распознава-ния, все свои клеточные «силы» отдает именно этой функ-ции, а доведение дела защиты организма от того, что рас-познал лимфоцит, он «передает» другим клеткам [за исклю-чением только цитотоксических лимфоцитов — Τ и ΝΚ (нор-мальных киллеров)].

Эти конкретные взаимосвязи мы проследим в той мере, в.которой OHH^3^ecTHHjB_jiacjxiaiu,ee--Bpe*Dr ——-— ~.-~-

Чтобы понять место иммунитета, еще раз вспомним и рас-смотрим сп£со^^м£ханизмь1^уровни)_зам<м»гы от инфекций,имеющиеся у человека. "~*~

• Покровные ткани (кожа, слизистые оболочки).• Микробоцидные экзосекреты (соляная кислота желудка,

бактерицидные компоненты слюны, литические пище-варительные ферменты кишечника и т.п.).

• Сосудистые реакции с целью не пропустить во внутрен-нюю среду внешние факторы (быстрый локальный отекв очаге повреждения).

• Доиммунный (или первичный) фагоцитоз микробныхтел нейтрофилами и макрофагами. Этот способ клеточ-ной защиты происходит от пищеварительной функцииодноклеточных организмов. Одна и та же клетка —фагоцит будет пытаться поглотить с целью переварива-ния разные предложенные ей объекты.

• Белки острой фазы — С-реактивный протеин и маннан-связывающий лектин. Их синтезируют клетки печени(гепатоциты). Эти белки обладают способностью (ипредназначены для этого) связывать широко распрост-раненные бактерии и одноклеточные грибы, попавшиев кровь. На фагоцитах есть специальные рецепторы, свя-зывающие комплексы микроорганизмов с белками ост-рой фазы, т.е. белки острой фазы являются опсони-

• Лимфоцитарный иммунитет. _..—-"—•""-"

25

• Ментальная поведенческая защита (избегать контактов сзараженными, мыть руки, правильно стерилизовать ме-дицинские инструменты, одеваться по погоде и т.п.).

Предметом иммунологии как отдельной науки являются невсе перечисленные способы защиты организма от инфекций,а в первую очередь л и м ф о ц и т а р н ы й и м м у н и т е т итесно связанные с ним филогенетически, онтогенетически иморфологически фагоцитоз, белки острой фазы и сосудистыереакции, которые совместно осуществляют такую объединен-ную защитную реакцию, которую называют в о с п а л е н и е м .Каждый отдельный способ защиты от инфекций являетсяпредметом изучения других наук (психологии, психиатрии,социологии, педагогики, юриспруденции, дерматологии, га-строэнтерологии и т.д.). При этом, имея дело с конкретнымпациентом, врачу следует твердо помнить, что организм едини поэтому в каких-то ситуациях полезен, необходим, а под-час и единственно возможен только системный анализ.

Чтобы понять, чем лимфоцитарный иммунитет отличаетсяот других (доиммунных) биологических защитных механиз-мов, например от фагоцитоза (гидролитических ферментов,радикалов-окислителей и т.п.), необходимо понять, чем от-личается распознавание антигенов лимфоцитами от распозна-вания объектов воздействия фагоцитами (ферментами, ради-калами и т.п.). В подробностях это описано в главах 3—7 и др.Отличия лимфоцитов в их отношениях с антигенами от дру-гих клеток и молекул защитного назначения количественныеи уже вследствие этого имеют особое качество.|Любое биоло-гическое распознавание — это комплементарньш взаимодей-ствия двух молекул. Комплементарными называют нековалент-ные взаимодействия молекул, в котором участвуют 4 типаизвестных химических связей — ионные, водородные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные. Сила связи молекул характеризуетсяконстантой диссоциации. Сильные комплементарные взаимо-действия называют специф~йчньИЩ~ск&Ьые. — неспецифичнымщ

Все~~клетки многоклеточных организмов, кроме лимфоЩ^тов, претерпевают в онтогенезе консервативную дифференци-ровку от клетки-предшественницы (зиготы или стволовых кле-ток регенерирующих тканей) до зрелой функционирующейспециализированной клетки. При этом, например, разныемакрофаги в одном организме отличаются друг от друга воз-растом (стадией развития), степенью активации, макрофагиразной локализации имеют особенности тканевой морфоло-гии. Но если учесть эти различия и «привести их к общемузнаменателю», то все макрофаги потенциально способны рас-познавать одно и то же, так как на поверхности всех макро-фагов потенциально экспрессируется одно и то же множестворецепторов (см. главу 3).

26

И только лимфоциты дифференцируются так, что на раз-ных лимфоцитах (и их митотических потомках, совокупностькоторых называется клоном лимфоцитов) экспрессируютсяразные антигенраспознающие рецепторы. Общее число варианттов _шшгептраспозшюш^_ рецепторов лймфщитШ_тщнивагют по-разному2_2 ,_от_1018 до 109 на организм млекопитающе-

"То7~возможно мешзщёд'Сколько разных антигенов потенциаль-но может связат1Г~одан вариант рецептора лимфоцита дляантигена? Сколько вариантов рецепторов для антигена наодном лимфоците? В течение последних примерно 50 лет ис-ходили из постулата, что для каждого варианта рецепторалимфоцита потенциально существует один свой антиген. Этосоотношение идеализировали до «один к одному» с оговор-кой о перекрестной реактивности, в основе которой предпо-лагают гомологию структуры молекул разных антигенов. По-лагали также, что на единичном лимфоците имеется един-ственный вариант рецептора для антигена. Именно этим.

,\,д.б^явняли суть иммунологической специфичности.| Явление иммунологической специфичности не «отменяют»ί и сейчас. Но в последние годы появились новые методы ис-

следования вопроса о специфичности рецептора лимфоцитадля антигена, и в работах 1996—1999 тг. нескольких солидных*научных коллективов (лауреата Нобелевской премииP.C.Doherty, а также G.Belz, KJ.Flynn, D.Mason, S.V.Kaveriи др.) было показано, что специфичность лимфоцита по_ан-__TOTRHJTHS «ппин к пггному». Р е ц е п т о р живoИJT_гйБкииJй спо-

"собен устанавливать комплементарные контакты ионными,шдоро!цшми^ван-дер-ваальсовьши~ й~"гадрофобными связямисо множеством антетенс^ДПодсчитать.число"конкретных ан-тйген0В7-которБГе~можёт связать конкретный рецептор, в прин-ципе невозможно, как невозможно опытным путем перебратьвсе вещества на Земле и в Космосе. Поэтому оценки расчет-ные и колеблются от 103 до 107 разных антигенов на один ва-риант рецептора. Но в каждом конкретном случае исследова-тели и врачи имеют дело с конечным и небольшим числомразличных веществ, по отношению к которым оценивают ре-активность антигенраспознающих рецепторов лимфоцитов.Например, при получении моноклональных гибридомных ан-тител исследуют их связывание, кроме целевого антигена,еще всего лишь с несколькими посторонними молекулами иотбирают только такие антитела, которые связывают задан-ный антиген и не связывают несколько других. Поэтому в«локальных» работах с конкретным материалом можно исхо-дить из привычных представлений — «одному антигену одноантитело» (или Т-лимфоцит). Но при анализе более сложныхсистем адекватным является как раз современное представле-ние о специфичности антигенраспознающих рецепторов лим-фоцитов.

27

1.2.2. Антигены

Самое простое и по сути точное определение антигена — этоопределение его как некоего вещества, которое по своей хи-мической природе способно связать какие-либо антигенрас-познающие рецепторы лимфоцитов — Τ или В. Тем не менееоно недостаточно удовлетворяет прикладным интересам био-логов, иммунологов и врачей разных специальностей. Чтобылимфоциты имели возможность что-либо распознавать вовнутренней среде, человек сначала должен нечто ввести ворганизм или констатировать самопроизвольное попаданиеэтого нечто в организм. Процедура введения антигена в орга-низм называется иммунизацией:ь патологическом аспекте ал-

"ТГергологи иммунизацию называют сенсибилизацией. Ту фор-му вещества, которую вводят в организм с целью индукциииммунного ответа, ИЯ^ГПЯКУ >"ι"η>"η:'ί'"ηΜ л™ что бывает

S4aine, тоже антищщМ;. Таким образом, в прикладном смыслеантигенами называют вещества или те формы веществ, кото-рые при введении во внутреннюю среду организмд_способны ин-дуцирпващь ид (-рвя цммулиый-отврт в виде^выработки специ-фических антител и/или иммунных Т-лимфоцшповГШсПк ie же

-'самые формы, которые 'способны связывать, например, ре-цепторы Т-лимфоцитов для антигена. Как мы узнаем из даль-нейшего, другие клетки, антигенпредставляющие, предвари-тельно перерабатывают внутри себя иммуноген, превращаяего в «видимую» для Т-лимфоцита форму — комплекс пеп-тида с молекулами главного комплекса гистосовместимости(МНС — от англ. Major histocompabilyti complex). Иммуногло-булины (антитела) же в отличие от Т-лимфоцитов способныраспознавать, т.е. связывать, эпитопы на нативных, непере-работанных молекулах веществ.

Какие же формы внешних веществ способны индуцироватьиммунный ответ в организме млекопитающих, т.е. являютсяантигенами в прикладном смысле? Опыт показывает, что им-муногенны достаточно крупные молекулы с молекулярноймассой в несколько десятков тысяч дальтон, но в конкрет-ных случаях можно индуцировать иммунный ответ и на от-носительно небольшие молекулы с относительной молекуляр-ной массой порядка сотен. По химической природе иммуно-генны белки, полисахариды, фосфолипиды и их комбинации.Можно получить специфические антитела, связывающие ма-лые молекулы, например ароматических веществ, но для это-го перед введением в организм животного эти малые молеку-лы необходимо конъюгировать с какой-либо макромолекулой.Малую молекулу в данном случае называют (вслед за К.Лан-дштейнером) гаптеном, макромолекулу — носителем.

Главным свойством, определяющим, может или не можетто или иное вещество быть антигеном для данного организ-

28

ма, является способность этого вещества прочно связыватьсяс клетками или/и межклеточным матриксом (т.е. тканями)данного организма и при этом быть доступным для распоз-навания лимфоцитами.

В прикладных аспектах антигены (точнее, иммуногены)классифицируют в соответствии с теми свойствами, которыеважны для конкретного прикладного аспекта. Например, ал-лергологи классифицируют антигены (аллергены) на пище-вые, пыльцевые, эпидермальные, бытовые, инсектные и т.п.,т.е. в соответствии с источником происхождения и путями по-падания в организм человека. Врачи, занимающиеся профес-сиональными болезнями, выделяют иммуногенные вещества«на рабочем месте»: латекс, красители, ксенобиотики и т.д.Трансплантологи классифицируют тканевые антигены наалло-, ксено- или сингенные, ткане-, органоспецифичные.Микробиологи классифицируют антигены микроорганизмов всоответствии с таксономической классификацией последних навидо-, типо-, субтипо- и группоспецифичные и т.д. Онкологивыделяют опухольспецифичные антигены, раково-эмбриональ-ные антигены, маркерные антигены. Биологи, занимающиеся,морфогенезом, выделяют стадиоспецифические тканевые анти-гены, эмбриоспецифические антигены. И так в любой частнойспециальности вещества, способные индуцировать иммунныйответ, классифицируют по признакам, имеющим наибольшеезначение именно для данной специальности.

Индукция иммунного ответа — сложный физиологическийггрСцесс. На одну и ту же форму иммуногена в одном и томже организме можно индуцировать иммунный ответ разной"иниш-ивноети в зависитиосТй~~5т~ применения или неприме-"

"нения неких сопутствующих воздействий. Речь идет об адъю--вттах — веществах, способных усиливать иммунный ответ назаданный иммуноген. Как правило, адъювантными свойства-ми обладают вещества, способные индуцировать доиммунноевоспаление в тканях, а медиаторы доиммунного воспале-ния — цитокины макрофагов, фибробластов, кератиноцитов(TNF-α, IL-1, IL-12 и др.) способствуют развитию реакцийлимфоцитарного иммунитета, т.е. собственно иммунного от-вета. Классическими адъювантами являются адъювант Фрейн-да (смесь вазелиновых масел с инактивированными микобак-териями туберкулеза — это полный адъювант или без мико-бактерий — это неполный адъювант), гидроокись алюминия(алюминиевые квасцы), мурамил-ди- или трипептиды — син-тетические аналоги компонентов бактериальных стенок. Ши-рокое распространение в экспериментальной иммунологииимеют адъюванты ISCOM (immune stimulatatory complexes).Большое количество работ выполнено отечественными иссле-дователями в Институте иммунологии МЗ РФ по разработкеновых полимерных синтетических адъювантов или носителей

29

на основе поливинилпиридинов, полиоксидония и других со-единений полиэлектролитной/полиионной природы.

Как будет понятно из дальнейшего изложения (см. главы4, 5, 13 и др.), антигены вовсе не только чужеродные, но втой же, если не в большей мере антигенами для распознаю-щих лимфоцитов являются молекулы своего собственногоорганизма. Антигенраспознающий рецептор лимфоцита фор-мируется в процессе дифференцировки, которая называетсяиммунопоэзом. Иммунопоэз большинства лимфоцитов происхо-дит во внутренней среде организма, без доступа экзогенныхсубстанций, на территории лимфопоэтических органов (кост-ного мозга, тимуса, барьерных слизистых оболочек). Такимобразом, дифференцировка и отбор антигенраспознающих ре-цепторов, в том числе предназначенных для связывания по-тенциальных чужеродных антигенов, проходят при взаимодей-ствиях исключительно со своими, эндогенными антигенами.

Конкретные исследования показывают, что по природе ан-тигены, т.е. то, что распознает иммунная система, а именноантигенраспознаюшие рецепторы гшмфсшитгт — это молеку-

,Л№-наружНых мембран клеток и клеточные продукты, секре-

попротеинам. Кроме того, антигенами бывают чистые углево-ды, лшюиилисахариды, фосфорилированные производные"

—рааяичнБГХ~органических молекуШ ~ ~_____В_Зв-е--годы К.Ландштейнер сделал большое открытие: в

экспериментах на животных он получал высокоспецифичныеантитела к искусственно синтезированным, неприродным хи-мическим соединениям, которые он называл гаптенами. От-сюда следуют два важных вывода. Первый: объекты, которыемогут связать антигенраспознающие рецепторы лимфоцитов(суть антигены по определению), не подвержены воздействиюестественного эволюционного отбора, но являются случайными.Второй вывод следует из первого: можно получать антителатеоретически к чему угодно и использовать их как специфи-ческие реагенты, способные связывать это «что угодно». Пос-леднее широко и давно используют в практике иммуноана-лизов. Молекулярные механизмы формирования случайностиантигенраспознающих свойств лимфоцитов мы разберем в раз-делах о дифференцировке В- и Т-лимфоцитов. Опишем такжеи ограничения, которые наложила природа на эти случайнос-ти в виде по крайней мере молекул главного комплекса ги-стосовместимости.

Иммунитет не контролирует собственно генетический го-меостаз организма. Геном как таковой — не объект действиядля иммунитета. Иммунная система по своей природе распоз-нает то, что в классической генетике называют фенотипом,т.е. молекулы поверхности клеток и межклеточного матрикса.

30

1.2.3. Определение иммунитета. «Формула» иммунного ответа

Иммунитет — особое биологическое свойство много-клеточных организмов, в норме предназначенное для за-щиты от инфекций и иных внешних патогенов, способ-ных при попадании во внутреннюю среду вступать впрочные связи с клетками и/или межклеточным веще-ством. Носителями этого свойства служат специализиро-ванные клетки — лимфоциты. Уникальным и отличитель-ным свойством лимфоцитов как множества клеток явля-ется способность распознавать большое множество (~1018)разнообразных и эволюционно незапланированных моле-кулярных объектов (антигенов). Распознавание есть физи-ческое связывание. После распознавания лимфоцит ини-циирует и мобилизует как собственные, так и общевос-палительные механизмы^!ёстру_щии_11ов]эежденных паю-

jsmiM^jimmEj^Qml3££Q_jmcTym^Twx элиминация из—организма^аким образом, кратко: Иммунитет = распоз-

1встшГ+ деструкция поврежденных тканей.

Иммунитет — по предназначению защитное свойство и посути относительное (относительно факторов, от которых надозащищаться). Иммунитет как процесс и результат реализуетсятолько относительно внутренних свойств организма и свойствантигена(ов), на которые реагирует иммунная система.

Ниже, подробно разбирая, что же представляет из себяпоэтапно иммунный ответ, мы увидим, что до того, как бу-дет возможно распознавание антигена лимфоцитом, происхо-дят процессы, «подготавливающие» эту возможность лимфо-цитарного распознавания. И эти процессы — доиммунные вос-палительные реакции в тканях, в первую очередь покровных, есливнешний агент проникает в организм через покровные ткани. Этососудистые реакции, реакции клеток покровных тканей, ре-акции лейкоцитов_К£ови общевоспалительного назначения_гг_

| ф Г Ш ф ^

^ав-целостТГОГо~5рЩнЩма^~'«вплетена>> в него н е j c a K j i j i ^ронняя и опирается в своем^ункционйр^та^ш^^другие си-

^у1 отвеТкаьГ-процесс можно определить "и р ц у £ _

Такое понйш™£~ШмуВйтета помогает ясно разобраться всвязях иммунной системы с различными патологическимипроцессами в организме. В итоге любого правильного, нормаль-ного, иммунного ответа должна произойти деструкция, т.е.альтерация собственных клеток, поврежденных инфекцией,травмой или любыми другими факторами. Альтерация всегда

31

СХЕМА ИММУННОГО ОТВЕТА

Иммунный _ доиммунное воспаление + распознавание антигена лимфоцитом + деструкция антигена (иммунноеответ ~ воспаление) + выведение продуктов распада антигена

Иммунныйответ

доиммунноевоспаление впокровныхтканях (вы-деляютсяцитокины ихемокины,активирующиедендритныеклетки и эн-дотелий со-судов)

распознавание ан-тигена лимфоци-том в перифери-ческих лимфоид-ных органах (на-чало иммунногоответа — проли-ферация лимфо-цитов и диффе-ренцировка эф-фекторных меха-низмов лимфо-цитов)

деструкция антигена в тканях(иммунное воспаление, прикотором лимфоциты «нанима-ют») для деструкции себя и/или лейкоциты общевоспали-тельного назначения —нейтрофилы, моноциты, базо-филы, тучные клетки, эозино-филы или гуморальные лити-ческие системы типа компле-мента)

выведение про-дуктов распадаантигена обще-организменнымисистемами вы-деления

сопровождается сосудистыми реакциями, рассчитанными натампонаду или рассасывание очага, и активным действиемклеточных и внеклеточных ферментативных расщепительныхсистем, что и называют термином «воспаление», т.е.иммун-ный ответ в норме обязательно и начинается и заТЯнчивается

"восналештенгДотшмунное воспаление организуют эпителиаль-Тше и соединительнотканные клетки покровных тканей, а

именно кератиноциты, фагоциты (нейтрофилы и макрофаги)и тучные клетки, активируемые, например, белками комп-лемента (С5а), которые в свою очередь приобретают актив-ное состояние от контакта с широко распространенными вземной биосфере микробными компонентами. Иммунное вос-паление организуют лимфоциты, распознавшие свой антиген.На деструкцию лимфоциты «нанимают» лейкоциты — все су-ществующие их разновидности. Разные типы лимфоцитовимеют в качестве партнеров разные типы лейкоцитов, что мыподробно разберем дальше.

ПТНЛРИГТР.ТПЧТТГ» н е в е л и к о , ТО еГО

т J IAI I ΙΚφοΙ

ности анализаторов центральной^нервной системы и организм-^т--дув~ствует боли, отека, потепления^покраснения1и_нарз^_шения функции того или иного" органаТ^ЕслЕГже количествораспознаваемого и удаляемого_антигена относительно велико,то организмначинает чувствовать^ rubor, tumor^color^ dolor et

ШГТак же «с болью» проходит иммунный ответ наттюоое количество антигена, но при нарушенных пропорцияхили «неправильном» качестве компонентов иммунной систе-мы. Так происходит при аллергических и истинных аутоим-мунных заболеваниях. К патологии мы вернемся в соответству-ющей главе. Теперь же перейдем к морфологии и физиологии'иммунной системы.

1.3. Исторические теории иммунитета

Наблюдения и эксперименты естествоиспытателей концаXIX — начала XX вв. показывали, что сыворотка крови от жи-вотного, переболевшего конкретной инфекцией и выздоровев-шего, способна инактивировать инфекционность именно дан-ного конкретного возбудителя, но не другого патогена. Отсю-да следовало предположение, что в процессе борьбы организ-ма с определенной инфекцией в крови появляются специфи-ческие защитные антитела, которых нет в крови животного,не болевшего данной инфекцией. Эти наблюдения и их тол-кование, а также опыты К.Ландштейнера по получению спе-цифических антисывороток против искусственно синтезиро-ванных веществ явились предпосылкой для формулировки ги-потетической инструктивной теории иммунитета, или теориипрямой матрицы. Согласно этим представлениям, все имму-

2 - 544 33

ноглобулины в организме исходно одинаковы, но при кон-тактах с разными антигенами приобретают различия во вто-ричной структуре — «приспосабливаются» по форме к моле-куле антигена. Эти представления разделяли К.Ландштейнер,Л.Полинг, Ф.Гауровитц.

На основании того же фактического материала допускалииную гипотезу, предполагавшую, что в организме здоровогоживотного содержатся некие элементы специфических защит-ных веществ в отношении разных инфекций, но в минималь-ных количествах. Когда реальный патоген проникает в орга-низм, он стимулирует выработку защитных веществ в отно-шении себя уже в значимых количествах, которые могут бытьзарегистрированы и в экспериментах. Такая гипотеза получи-ла название селштивной_теоуии иммунитета. Вероятно, впер-вые она была!^фЪрмулирттана~^Эщщом^(PJEhrlich) в 1898 г.под названием теории боковых цепеТГ"Тлубоко осмысленноепредставление о естественном отборе факторов иммунитетаантигенами содержится в работах Н.Йерне (N.Jerne) 1953—1955 гг. В дальнейшем в развитие идей Н.Йерне Ф.М.Бернет_(F.-M.Burnet) в 60-х годах сформулировал 'клонально-селШщ-онную теорию иммунитета, что общепризнанно соответствует

^ЖЙ^шитш1ьшгсти~й"по~сегодняшний день, и мы еще будемвозвращаться к обсуждению соответствующего фактическогоматериала.

Защитные противоинфекционные свойства сыворотки кро-ви от выздоровевших животных были настолько очевидны,что соответствующий фактический материал послужил осно-вой для формулировки в конце XIX в. П.Эрлихом гуморалъ-ной теории иммунитета. В те же годы И.И.Мечников открыл

^защитную фунтрШфагоцитоза в «интересах» целостного орга-"'^изтаа-тг'Сформулировал клеточную теорпюиммунитета. Какмы уже знае~м7~6оа великих ученых получили в 1903 г. Нобе-левскую премию за теории иммунитета.

В настоящее время термины «гуморальный» и «клеточныйиммунитет» имеют уже иной по своей конкретности смысл,что мы будем разбирать в главах 7 и 8.

Глава 2. АНАТОМИЯ И ЦИТОЛОГИЯИММУННОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Органы, ткани и клетки иммунной системы

Анатомический синоним иммунной системы — лимфоидная си-стема. Однако понять устройство и функционирование иммун-ной системы можно, только проследив конкретные взаимо-

34

связи лимфоидной системы с другими системами организма,но крайней мере с_системой клеток крови и кровеносныхсосудов, я .также покровными тканями (слизистыми "оботтгш-,камиикожей). Эти системы^— ближайшие нартнерр, на ко-торые в своей работе опирается система лимфоцитарного им-мунитета. Более того, потогенетически собственно лимфоци-гы — компонент системы крови: лимфоциты происходят из^ кропи-ствшшвой кроветворной клетки.Как мы увидим дальше, нельзя избежать jmccMoxpeHHa им-_мунны'х подсистем baggejoHbix тканей — кожи__и_ слизистыхаболочек~тГ7Г^жеПпе^ни, что и понятно, учитывая такие

^ункд^НШмунитета, как_защйту от инфекщДлц>еаю-ШИ~нгГЙ е Г а яМЙщевькГи ИНГаляционньТР· тшеттгния

В,<всганизме взрослого здорового человека содержится око-ло <Го13|лимфоцитов, т.е. примерно каждая И^яклетка тела —лимфоцит. Как они расположены в организме? Анатомо-

трпШ'олдёПческий принцип устройства иммунной системы —органно-циркуляторный. Это значит, что есть ряд специализи-рованных органов с организованной внутренней структурой.При этом лимфоциты не «сидят» в лимфоидных органах по-стоянно (в отличие от, например, гепатоцитов в печени), аинтенсивно рециркулируют между лимфоидными органами ипелимфоидными тканями через лимфатические сосуды икровь: через один лимфатический узел в 1 ч проходит ~109

лимфоцитов. Из общего количества лимфоцитов организма вкаждый момент времени в крови находится только 0,2—2 %.Миграция лимфоцитов из крови в ткани и из тканей в кровьпроисходит сквозь стенку сосудов, и механизм этой мигра-ции включает в себя специфические взаимодействия опреде-ленных молекул на мембране лимфоцита с определеннымимолекулами на мембране клеток эндотелия стенки сосудов.(хакие молекулы называют адгезинами, селектинами, интег-ринами, пот1щ^р£дедтр_амй от англ. home — «дош^в^шс^""ле место, предназначенное данному" лимфоциту природой)^"Эти" взаимодействия происходят не" в каком придется местесосуда, а в определенных местах, например в лимфатическихузлах — это эндотелий посткапиллярных венул. Процесс миг-рации лимфоцитов, конечно же, не носит характер случай-ного передвижения, а строго регулируется рядом факторов,зависящих от местных тканевых и системных физиологичес-ких «задач» организма (это мы разберем в разделе об иммун-ном ответе).

Выделяют следующие органы и ткани иммунной системы(рис. 2.1).

1. Кроветворный костный мозг — центральный орган все-го кроветворения, место обитания пула стволовых кро-ветворных клеток.

2* 35

Рис. 2.1. Локализация иммунной (лимфоидной) системы в организмечеловека.1 — кроветворный костный мозг; 2 — тимус; 3 — неинкапсулированная лим-фоидная ткань слизистых оболочек; 4 — лимфатические узлы; 5 — сосудылимфодренажа покровных тканей (афферентные лимфатические сосуды); 6 —грудной лимфатический проток [впадает в системную циркуляцию (кровь)через верхнюю полую вену]; 7 — селезенка; 8 — печень; 9 — внутри-эпителиальные лимфоциты.

И н к а п с у л и р о в а н н ы е органы.

2. Тимус.3. Селезенка.4. Лимфатические узлы.

36

Η е и н к а п с у л и р о в а н н а я л и м ф о и д н а я т к а н ьс л и з и с т ы х о б о л о ч е к .

5. Лимфоидная ткань, ассоциированная с желудочно-ки-шечным трактом (GALT — gut-associated lymphoidtissues). Это миндалины, аденоиды, аппендикс, пейе-ровы бляшки. Особой субпопуляцией являются внутри-эпителиальные лимфоциты слизистой оболочки киш-ки (IEL — intra-epitelial lymphocytes).

6. Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами/бронхиолами (BALT — bronchial-associated lymphoidtissue). IEL слизистой оболочки дыхательной системы.

7. Лимфоидная ткань других слизистых оболочек(MALT — mucosal-associated lymphoid tissue).

8. Особые субпопуляции лимфоцитов в печени, которыев качестве лимфоидного барьера «обслуживают» кровьворотной вены, несущей все внешние, всосавшиеся вкишечнике вещества.

9. Лимфоидная подсистема кожи, включающая в себясубпопуляцию особых диссеминированных внутриэпи-телиальных лимфоцитов кожи (IEL) и регионарныелимфатические узлы и сосуды лимфодренажа.

10. Периферическая кровь — транспортно-коммуникацион-ный компонент иммунной системы.

Кроветворный костный мозг и тимус называют централь-ными органами иммунной системы потому, что на их терри-тории происходит дифференцировка лимфоцитов из стволо-вой кроветворной клетки, так называемый лимфопоэз^ Лим-фопоэз — это дифференцировка лимфоцитов от стволовойкроветворной клетки до зрелого неиммунного лимфоцита. Зре-лые неиммунные лимфоциты локализуются в периферическихлимфоидных органах и циркулируют между ними через кровь.На территории периферических лимфоидных органов зрелыенеиммунные лимфоциты вступают в контакты с антигенпред-ставляющими клетками. Если антигенраспознающий рецепторлимфоцита связывает комплементарный антиген на террито-рии периферических лимфоидных органов, где в норме со-здаются все необходимые условия (корецепторные взаимодей-ствия) для начала развития иммунного ответа, то лимфоцитвступает на путь додифференцировки в режиме иммунногоответа, т.е. начинает пролиферировать и продуцировать эффек-торные молекулы (цитокины, перфорин, цитолизины, гранзи-мы и др. в зависимости от субпопуляции лимфоцита). Диффе-ренцировку лимфоцитов на периферии после распознаванияантигена называют иммуногенезом. Зрелые неиммунные лим-фоциты по-английски называют naive ^наивные) i или virgine{девственные^- ^^—--^Jj

эязательным процессом в начале иммуногенеза лимфоци-

37

тов в периферических лимфоидных органах является пролифе-рация клонов лимфоцитов, распознавших антиген. В результатеиммуногенеза развиваются клоны иммунных или эффектор-ных лимфоцитов, которые в англоязычной литературе назы-вают armed (вооруженные) или effector (эффекторные) лим-фоциты. Иммунные лимфоциты распознают антиген и орга-низуют деструкцию в различных периферических тканях орга-низма, где этот антиген присутствует.

В костном мозге проходит дифференцировка всех лейко-цитов крови. По выходе из костного мозга в периферичес-кие ткани лейкоциты в норме уже никогда не будут проли-ферировать (в отличие от лимфоцитов). В ответ на адекват-ные сигналы 'извне они лишь будут активированы к выпол-

' нению своих предназначенных в процессе дифференцировкилфункций.

Строма костного мозга поддерживает пролиферацию имие-ф ф р ф О р р щ ^ ( _ J p j щ ) ,

^лоидного (лейкоциты) и мегакарйоцитарного ростков крове-"творенияГНа терригорииТёосТНото мозг-а-из-сджшовой крове-^хвор«огйГклетки образуется общая клетка — предшественник

всех лимфоцитов, из которой также на территории костногомозга проходят поэз 3 из 4 ее потомков: Д^^тимфоцитщ,',нормальные кидггрр т (^^)_и_дендритнь1е клеткй~(РСУГЧет-вертый потомок, коммитированныи~(запрограммированный)к дифференцировке в Т-лимфоциты, мигрирует для прохож-дения поэза из костного мозга BjrgMyCj и какая-то часть — вслизистые оболочки, в основном желудочно-кишечного тракта(ЖКГ). (^хёма^кроветворения и лимфопоэз^1тр^дЪтавленд втабл. 2.1.

Из табл. 2.1 видно, какие клетки входят в состав иммун-ной системы. Истинные иммуноциты — это все вариантылимфоцитов — Т, В, NK и DC. Непосредственные клетки —сотрудники лимфоцитов — все варианты лейкоцитов — ней-

/грофилы, моноциты/макрофаги, эозинофилы, базофилы, туч-1ные клетки. И даже эритроциты вносят свой вклад в деструк-|

'^тивное завершение иммунного ответа — транспортируют им-мунные комплексы антигена с антителом и с комплементом(на. э^итр^щитах_есть ^e_цerrrc^I_JIля_Jωмплeмeнтa) в печень

%г селезенку для фагоцитоза и разрушения. J H Z —Кроме названных клеток мезенхимального" происхождения,

в состав лимфоидных органов входят клетки стромы, это пре-имущественно эпителиальные клетки эктодермального и эн-тодермального происхождения, а также эндотелий сосудов, скоторым взаимодействуют все клетки — участники иммунно-го ответа как целого и сквозь который происходит экстрава-зация лимфоцитов и лейкоцитов при их миграциях.

Помимо клеток, «иммунологическая материя» представле-на растворимыми молекулами — гуморальными факторами. Это

38

Т а б л и ц а 2.1. Схема кроветворения из стволовой кроветворной клеп

Стволовая кроветворная клер о с т к и

Эритроид-ный

Миелоидный

Общая клетка-предшественник

фагоцитов-нейтро-филов и моноцитов

Общаяклетка-

предшест-венник

эозинофи-лов и оа-зофилов

Клетка-предшест-

венниктучныхклеток

Мегака-риоци-тарный

π

Βί

лТ(

Η

ei

г

Зрелые клетки в п е р и ф е р и ч еЭритро-

цитыНейтро-

филыМоно-циты

Эозино-филы.

Базофилы

Тромбо-циты

В-

Оседлые потомки в тканях ιНет Макро-

фагиНет В

4

НО

СХЕМА ЛИМФОПОЭЗА

Стволовая кроветворная клетка (костный мозг)

I

Коммитированная к лимфопоэзу клетка-предшественник(общая для всех лимфоцитов)

I I

1

DC крови,стромытимуса,

клетки Лан-герганса

Антиген-представляю-щие клетки

2

В-2

В-2(в костном

мозге)(в

CD4+

3

Т-лим-фоцить

Та/3тимусе)

CD8+ CD4-CD8-

Ύγδ(в слизис-той ЖКТ

преимуще-ственно)

цтл Th(?)

4Нормаль-ные кил-

леры

Функционально зрелые субпопуляции иммунных лимфоцитов и DC

Активирован-ные

антиген-представляю-шие клетки

ПродуцентыigMIgGIgAIgE

NKl.l4

ThOThlTh2

(Th3)

ЦТЛ Ран-ниепро-ду-

цен-ты

IL-4

ЦТЛ;[ThO,Thl,Th2,

(Th3)](?)

Клетки-эффек-

торыIgG-опос-редован-

нойАЗКЦТ

продукты В-лимфоцитов — антитела (они же иммуноглобу-лины) и растворимые медиаторы межклеточных взаимодей-ствий — цитокины. Цитокины — это та молекулярная «мате-рия», посредством которой лимфоцитарный иммунитет«встроен», интегрирован в организм в целом. Цитокины вы-рождены относительно тканевой дифференцировки клеток-продуцентов, т.е. одни и те же гены цитокинов могут эксп-рессироваться в клетках разной дифференцировки. Цитокины(от греческих корней cyto — клетка, kinos — движение) —молекулы, секретируемые клетками во внеклеточную среду сцелью воздействовать на другие клетки или на себя же, по-дать сигнал к запуску тех или иных процессов в клетках-ми-

^Д «язык» ^межклеточного.^ большинства цитокинов — локального^_бдиз-

гТсодействующего взаимодействия, еще один__«язык» наряду с

пейромедиаторами и эндокринными гормонами (последниедва^- AHrrataBgggj^rttTBuaji—. ~

Кроветворение — дифференцировка клеток крови, или ге-мопоэз, в раннем эмбриогенезе млекопитающих начинаетсян кровяных островках мезодермы, затем «перемещается» в пе-чень, селезенку и костный мозг эмбриона. После рождениягемопоэз поддерживается в течение всей жизни в костноммозге плоских костей — грудине, ребрах, крыльях подвздош-ной кости, костях черепа и в позвонках. Все клетки кровипроисходят из общей клетки-предшественницы — стволовойкроветворной клетки (СКК). Относительно параметров состо-яния пула СКК есть две гипотезы. .Строгие доказательстваι [равильности какой-либо одной из шцГоТсуил'куготт и полу-чить'их, o4ejrajnjro,_He_jTgocTo. Одна из гипотез подразумева-ет, что "популяция Стволовых клеток делится в течение всейжизни. Вторая гипотеза предполагает, что у взрослых организ-мов пул истинно стволовых клеток не пополняется за счетих пролиферации, а только расходуется в течение всей жиз-ни на гемодоэз. Пролиферируют уже коммитированные по-томки СКК на определенных этапах своей дифференцировки.Вели принять вторую гипотезу, то можно сделать один рабо-чий вывод: следует быть осторожным с терапевтическиминмешательствами, спошШгымй несоразмерно стимулироватьгемопоэз или отдельные его ростки (они, кстати, регулиру-ются независимо друг от друга, кроме точек ветвления на аль-тернативную дифференцировку, например, нейтрофилы и мо-ноциты, эозинофилы и базофилы), чтобы не израсходоватьдосрочно «золотой запас» СКК.,_

На территории костного мозга проходит полный «курс»>ритропоэза (заканчивается эритроцитами), миелопоэза (за-канчивается нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами, ба-зофилами), мегакариоцитопоэза (заканчивается тромбоцита-ми), дифференцировки дендритных клеток и, вероятно, NK,а также лимфопоэза В-2-лимфоцитов («классических», всмысле «давно известных»). Для дефинитивных потомков В-2-лимфоцитов — плазматических клеток костный мозг явля-ется и «периферическим» лимфоидным органом. Значительнаячасть В-2-лимфоцитов, пройдя «курс» иммуногенеза в пери-ферических лимфоидных органах (лимфатических узлах, пей-еровых бляшках, селезенке) и превратившись в плазмоциты,возвращается на территорию костного мозга и там плазмоцитвырабатывает свой ресурс по продукции больших количествантител в течение периода от нескольких дней до месяца.

Клетки — предшественники второй субпопуляции В-лимфо-цитов — В-1 еще в периоде эмбриогенеза отселяются из кос-тного мозга в брюшную и плевральную полости и там под-держивают дифференцировку этих «полостных» В-1-лимфоци-тов в течение всей жизни уже автономно от СКК костного

41

мозга. Если по какой-то причине предшественники В-1-лим-фоцитов повреждаются, то регенерация популяции В-1-лимфо-цитов не поддерживается за счет СКК костного мозга.

Другие ветви дифференцировки общей лимфоидной клет-ки — предшественницы, а именно предшественники Т-лим-фоцитов, для прохождения своего лимфопоэза выселяются изкостного мозга в другие органы и ткани (тимус и слизистуюоболочку ЖКТ). _..—

2.2. Тимус

Тимус (thymus) — специализированный лимфоидный орган,в котором проходит лимфопоэз большая часть Т-лимфоцитоворганизма (аббревиатура «Т» от слова «тимусзависимый»).Тимус расположен в переднем верхнем средостении, за гру-диной, над сердцем. Тимус состоит из двух больших долей,которые фрагментированы на множество долек, разделенныхфиброзными перегородками. Эти дольки и являются структур-ными единицами строения тимуса. В каждой дольке четкоразличимы две гистологические зоны: по периферии — кор-ковая, в центре — медуллярная. Строма тимуса эпителиаль-ная. Особенностью тимуса является то, что эпителий разныхего зон происходит из различных зародышевых листков. Эпи-телий корковой зоны эктодермального происхождения, в эм-бриогенезе закладывается из 3-го и 4-го бранхиальных выпя-чиваний эктодермы. Эпителий мозговой зоны энтодермально-го происхождения и закладывается из 3-го и 4-го глоточныхкармановэнтодермы. Есть в тимусе и такие необычные клет-ки, как(миоидные> Они происходят, вероятно, из нейральногогребешка. В норме их немного. Эти клетки содержат белки,характерные для мышечных клеток (актин, миозин и др.).У мышей морфогенез тимуса различимо проходит с 9-х по11-е сутки эмбрионального развития.

Эпителиальные клетки тимуса имеют особую морфологию.Эпителиальные клетки коры своими отростками «обнимаюти баюкают» лимфоциты тимуса (тимоциты), поэтому они на-званы_гише cells (клетки-сиделки, медсестры, нянечки).

Эпителиал^ш>1е~клетки тимуса продуцируют цитокины IL-1,3, 6, 77~nF (leukocyte inhibitory factor), GM-CSF. На^клеткахэпителия тимуса экспрессированы такие молекулы адгезии,как LFA-3 и ICAM-1, которые комплементарны молекуламадгезии на тимоцитах — соответственно CD2 и LFA-1. Этивзаимодействия и удерживают развивающиеся тимоциты натерритории тимуса на необходимое для дифференцировкивремя.

Клетки мезодермального или костномозгового происхожденияв тимусе представлены тимоцитами (это лимфоциты тимуса),а также дендритными клетками (DC) тимуса и макрофагами.

42

DC расположены преимущественно в зоне, переходной меж-ду корковой и медуллярной. Макрофаги присутствуют в кор-ковой зоне, пограничной и медуллярной.

Тимоциты дифференцируются из общей стволовой крове-творной клетки. На клетках — предшественниках тимоцитовеще вне тимуса у человека экспрессированы известные моле-кулы клеточных мембран CD7, CD2, CD34 и цитоплазма™ -ческая форма CD3. У мыши на претимоцитах обнаруженымаркеры Thy-1, HSA (heat-stable antigen), Pgp-1, H-2, Sca-1(Ly-6 A/E), немного CD4. Клетки-предшественники приходятв тимус через стенку больших венул в кортико-медуллярнойобласти и оттуда мигрируют в субкапсулярную зону.

У молодой мыши в возрасте 5—8 нед в тимусе содержится~2 · 108 тимоцитов. При этом ежедневно в результате митозоввновь образуется 5 · 107 тимоцитов. Но в периферические лим-фоидкые органы выходит около Ю6 зрелых неиммунныхТ-лимфоцитов, т.е. меньше 1 % от общего числа тимоцитов.Остальные 99 % тимоцитов погибают в тимусе по механизмуапоптоза и устраняются фагоцитозом макрофагами. Правда,гистологических признаков столь массированной гибели кле-ток именно на территории тимуса нет. Поэтому более веро-ятным представляется предположение, что запрограммирован-ные на гибель тимоциты еще живыми уходят из тимуса и jпопадают напрямую в органы, специализированные на ката-'болизме и выведении из организма, — в печень, селезенку,кишечник. Там эти клетки и разрушаются. Таковы закоТюмер"носПГдифференцировки Т-лимфоцитов. (Подробно мы разбе-рем ее в соответствующем разделе.)

В мозговой зоне долек имеются плотные образования изскрученных эпителиальных клеток — тельца Гассаля (тельцавил очковой железы — по новой классификации). Вероятно,это места компактного скопления дегенерирующих клеток.

Тимус интенсивно васкуляризирован. Стенки капилляров ивенул — ЗТО^ГР.МЯТПТИМИЧМУКИЙ бяркр.р ря входе В тимус И,возможно, на* выхЩё~из^егоГ Выход зрелых лимфоцитов изтимуса либо свободен (каждая долька, имеет чффер_ентныйлимфатический. _сосуд, выносящий лимфу в лимфатическиеузлы средостения, отщда-Д_хршн_ой лимфатический проток ичерез него в си£гешшо__циркуляцию). либо происходит пу-тем экстравнзации через стенку посткапиллярных венул с вы-соким эндотелием в кортико-медуллярной области и/или че-рез стенку капилляров в русле транскапсулярных артерий (рис.2.2).

От других лимфоидных органов тимус отличает особаяпостнатальная динамика его морфогенеза в зависимости отвозраста. К моменту рождения тимус полностью сформиро-ван. Он густо заселен лимфоцитами (тимоцитами) в течениевсего яетства и до момента полового созревания. После пу-

43

Рис. 2.2. Строение дольки тимуса (схема).1 — корковая зона; 2 — мозговое вещество; 3 — эпителиальные клетки коры(nurse cells) (эктодермального происхождения); 4 — эпителиальные клетки моз-гового вещества (энтодермального происхождения); 5 — дендритные клетки(костномозгового происхождения); 6 — макрофаги (костномозгового про-исхождения); 7 — тимоциты — лимфоциты тимуса (костномозговогопроисхождения).

бертатного периода тимус начинает уменьшаться в размерах,сморщиваться. Удивительно, но тимэктомия у взрослых неприводит к серьезным дефектам в иммунитете, как если быв детстве и подростковом возрасте был создан необходимыйи достаточный пул Т-лимфоцитов на всю оставшуюся жизнь.Казалось бы, анатомия тимуса и его возрастная инволюциядавно известны, но где хранится, как расходуется и как ре-генерирует множество Т-лимфоцитов на протяжении жизничеловека — это некоторая "загадка.

2.3. Лимфатические узлы

Лимфатические узлы — множественные, симметрично распо-ложенные по телу, инкапсулированные периферические лим-фоидные органы бобовидной формы, размером от 0,5 до1,5 см в длину (вне воспаления). Лимфатические узлы черезафферентные лимфатические сосуды (которых несколько наодин узел) дренируют тканевую жидкость из всех барьерныхтканей. Лимфатические узлы расположены регионарно и на-зываются в соответствии с частью тела, которую они «обслу-живают»: околоушные, заднешейные, подмышечные, подко-ленные, паховые, брыжеечные и т. д. Таким образом, лимфа-

44

Рис. 2.3. Строение лимфатичес-кого узла (схема).1 — афферентные лимфатическиесосуды; 2 — эфферентный лимфа-тический сосуд; 3 — артерия; 4 —вена; 5 — посткапиллярная венулав паракортикальной зоне; 6 — пер-вичный фолликул; 7 — герми-нативный центр; 8 — вторичныйфолликул (фолликулы первичные,герминативные центры и вто-ричные — это В-клеточная зона);9 — паракортикальная зона — Т-клеточная (здесь локализованыпосткапиллярные венулы с высо-ким эндотелием); 10 — мозговое ве-щество.

З узлы — это «таможня» для всех веществ (антигенов),^юггадающкх во внутреТгйнжгереду организма через покров-

"~ Афферентные лимфатические сосуды впадают в субкапсу-лярный синус лимфатического узла. Из анатомических воротузла параллельно с артерией и веной выходит единственныйэфферентный сосуд, несущий лимфу в грудной лимфатичес-кий проток, который впадает в нижнюю полую вену и та-ким образом лимфа вливается в системный кровоток.

Внутреннее строение лимфатического узла показано нарис. 2.3.

Лимфатический узел имеет корковую и медуллярную зоны.Корковая зона разделена трабекулами на радиальные сектора.В этой зоне располагаются лимфоидные фолликулы — В-лим-фоцитарная зона. Ствома_ фолликулов содержит уникальныефолликулярные дендритныёГклетки (Ь'ЪС), являющиеся темособым микроокруЖёНИём','ТЖ~котор5м происходят уникаль^"

В ф ^ й ^ Е у 2 2^ p j L

бор н а и б о д £ £ _ а ф ф и н н м х в а р и а н т о в антител («созревание а ф -финностиантител»). Лимфоидные фолликулы проходяТ~3-ета-дйй развития, которые называют по-разному. Первичный фол-ликул — мелкий фолликул, состоящий из неиммунных В-лим-фоцитов. После того как В-лимфоцит распознает антиген,получит все необходимые костимулирующие сигналы, онвступит в иммуногенез, строго необходимым этапом которо-го является пролиферация клона В-лимфоцитов. Фолликул,

45

содержащий интенсивно пролиферирующие В-лимфоциты,называют герминативным центром. Первичный фолликул пре-образуется в герминативный центр в течение примерно 1 недпосле активной иммунизации.

После завершения процесса иммуногенеза фолликул суще-ственно уменьшается в размере, в этот период его называютвторичным фолликулом.

В паракортикальной зоне лимфатического узла локализова-ны Т-лимфоциты и посткапиллярные венулы, через стенкукоторых происходит миграция лимфоцитов из крови в лим-фатический узел. Это Т-зависимая зона. В активном состояниипосткапиллярные венулы имеют особый по морфологии эн-дотелий — высокий. Поэтому эти венулы называют терми-ном — HEV — high endothelial venules.

В Т-зависимой зоне содержится много интердигитальныхдендритных клеток. Это совсем другие дендритные клетки,чем фолликулярные дендритные клетки.

Интердигитальные дендритные клетки — это клетки кост-номозгового происхождения, мигрировавшие в узел с ткане-вой жидкостью по афферентным лимфатическим сосудам изпокровных тканей (в коже эти клетки называют клеткамиЛангерганса, белыми отросчатыми эпидермоцитами — поновой классификации), они являются антигенпредставляющи-ми для Т-лимфоцитов.

Поперечный срез Продольный срез

Рис. 2.4. Строение периартериолярной лимфоидной муфты в селезенке(схема).1 — маргинальная зона белой пульпы; 2 — В-клеточная «корона» в маргинальнойзоне; 3 — фолликул; 4 — Т-клеточная «муфта»; 5 — артериола; 6 — маргинальныйсинус.

46

Под паракортикальной зоной расположены медуллярныетяжи, в которых много макрофагов, и если узел находитсяв состоянии активного иммунного ответа, в медуллярных тя-жах можно видеть плазматические клетки. Медуллярные тяживпадают в медуллярный синус, из которого выходит эфферен-тный лимфатический сосуд.

2.4. Селезенка

Селезенка — относительно большой непарный орган, с мас-сой в среднем 150 г у взрослого человека. Лимфоидную тканьселезенки называют белой пульпой. Селезенка — лимфоцитар-ная «таможня» для антигенов, попавших в системную цирку-ляцию в кровь. Лимфоциты селезенки локализованы вокругартериол в виде так называемых периартериолярных муфт.Поперечный и продольный срезы периартериолярной муфтыпоказаны на рис. 2.4.

Т-зависимая зона муфты непосредственно окружает арте-риолу. В-клеточные фолликулы расположены ближе к краюмуфты. Артериолы селезенки впадают в синусоиды (это ужекрасная пульпа). Синусоиды заканчиваются венулами, кото-рые собираются в селезеночную вену, несущую кровь в ν.portae (портальную вену печени).

2.5. Печень

Печень имеет свои особые функции в иммунитете. Именно впечени, в синусоидах у человека локализована большая частьdoSUHx" лимфоидных клеток — нормальных киллеров (NK)^Кроме того, в печени есть особые субпопуляции Т-лимфоци-тов, о которых мы скажем подробнее в соответствующих раз-делах. Есть обоснованное предположение, что лимфоцитыпечени "обеспечивают,

"ческойтолерантности к пищевым веществам й~иммунная си-*стема, таким ооразом, не тратит себя на ежедневные йммун- 'ные ответы на «котлетъГйз кёнгуру»Т^тяГконечно, в какой-то мере иммунные ответы на пероральные вещества есть, ноони более выражены при патологии в ЖКТ иди/и аллерги-ческой патологий, но не в норме. И, наконец, в печени на-ходится едва ли не половина массы всех, тканевых макрофа-гов организма. """ ~~ — —~~~ ' · —

В синусоидах печени, так же как и в синусоидах селезен-ки, макрофаги фагоцитируют и расщепляют иммунные ком-плексы (комплексы антигенов с антителами и белками ком-племента), которые приносят сюда на себе_ стареющие эрит-_РОЦИТЫ (СМ. ГЛаву 8 ) . - ; ' <.'- '=а- —

47

2.6. Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистыхоболочек. Иммунные подсистемы слизистых оболочек,кожи и других тканей

Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек —это глоточное лимфоидное кольцо Пирогова, пейеровы бляш-ки тонкой кишки, лимфоидные фолликулы аппендикса, лим-фоидная ткань слизистых оболочек бронхов и бронхиол, сли-зистых оболочек мочеполовой системы и всех остальных сли-зистых оболочек.

Для примера рассмотрим строение пеиеровой бляшки (рис. 2.5).Пейеровы бляшки (по новой номенклатуре — групповые

лимфатические фолликулы) располагаются в lamina propriaтонкой кишки. Каждая бляшка примыкает к эпителию киш-ки под так называемыми М-клетками («М» от membranous,эти клетки в отличие от эятёртщитвв-тагтгмеют ворсинок),являющимися «входными воротами» в пейерову бляшку. Ос-новная масса лимфоцитов бляшки — это В-клеточный фол-ликул с зародышевым центром посерёдиае^-Т-клеточные зоныокружают фолликул ближе к слою энтероцитов. В-лимфоци-ты составляют 50—70 %1Т-лимфоциты —^10—30 % всех кле-ток пейеров©й"~бляшкй". Основная функцИотшпшая нагрузкапейеровых бляшек — поддержание иммуногенеза В-лимфоци-

/тов и их дифференцировка в плазмоциты, продуцирующие^антитела — иммуноглобулины секреторных классов А и Е.Продукция IgA в слизистой оболочке кишки составляет бо-лее 70 % общей ежедневной продукции иммуноглобулинов в

организме: у взрослого че-ловека~5кшю~Т г IgA. каж-

f j H день7Тэолёе~90 % всегоι \ синтезируемого организмом| ! IgE "~ оказывается, тоже эк-ί i скретируется через слизис-

тую оболочку кишки.Организованная лимфо-

идная ткань слизистых обо-лочек, пусть даже и безкапсул, это не единствен-ное место пребывания лим-фоцитов в слизистых обо-лочках. Есть еще (и нема-ло) лимфоциты, диссеми-нированные по одному сре-ди эпителиальных клеток.Их назвали внутриэпители-альными лимфоцитами —IEL (mtra-epiteliai lymphocy-tes). Это Т-лимфоциты. На

Рис. 2.5. Строение пеиеровой бляш-ки в стенке кишки (схема).1 — энтероциты (эпителий кишки); 2 —М-клетки; 3 — Т-клеточная зона; 4 —В-клеточная зона; 5 — фолликул; 6 —серозная оболочка кишки.

48

их поверхности экспрессирована особая молекула, обеспечи-иающая адгезию этих лимфоцитов к энтероцитам — HML-1(human mucosal lymphocyte antigen-1). У мышей большинство,а у человека не менее 10—50 % IEL составляют Ty£/CD8(xa+

(см. ниже).В lamina propria присутствует много диссеминированных ак-

тивированных (иммуннШ)~СО4' Т-лймфщитавт'мигрировав-"ших сюда из мезентериальных лимфатических узлов для осу-ществления эффекторных реакций. Здесьмного и иммунных^лимфоцитов, и плазматических ^ 7 ~сюдаиз пейеровых бляшек и мезентериальных лимфатидрг·.-ких узлов для ог.утггр,г,тр(тхеди£_мягппвг>й прпдутгггии секретор-ных & ~ Г ~ ""—ТаТшмобразом, вполне оправдано понятие тканевой, мес-

тной иммунной подсистемы слизистых оболочек, так же как ипечени, и кожи, и лимфатического узла. В каждой ткани по-пуляции лимфоцитов имеют свои особенности. Более того,чтобы лимфоциту мигрировать в определенную ткань, ему не-обходимо экспрессировать на мембране определенный так на-чываемый homing-рецептор (home — дом, место «прописки»лимфоцита). Для IEL лимфоцитов слизистой оболочки кишки•jTo HML-1, для IEL лимфоцитов кожи это CLA-1 (cutaneouslymphocyte antigen-1 — антиген-1 лимфоцитов кожи). Чтобызрелому неиммунному Т-лимфоциту, вышедшему из тимуса,попасть на территорию Т-зависимой зоны лимфатическогоузла, ему необходимо экспрессировать на своей поверхностиособую молекулу — L-селектин. Это важно понимать и в те-оретическом аспекте, и в прикладном. В рутинных клинико-иммунологических анализах в качестве биологического мате-риала используют периферическую кровь из вены. Так вот,если патологический процесс затронул тканевые лимфоцитыи их клетки-партнеры (эндотелий, макрофаги, другие лейко-циты), то лимфоциты,^ циркулирующие в крови, лишь в ми-нимальной мере могут"нести на себе (или не несТЕГсовсем)

-признаки тканевой патологии, и неадекватность такого~анаг~ли-за на практике-^Шсто дискредитирует в целом то, что на-зывают анализом иммунного статуса.

Миграция лимфоцитов между лимфоидными органами и не-лимфоидными тканями, несмотря на свою высокую интен-сивность, ни в коем случае не напоминает «броуновское дви-жение» — она строго и тонко регулируется экспрессией оп-ределенных молекул адгезии и их лигандов. В результате в каж-дой ткани, в каждом органе имеется свой особый субпопуля-ционный состав лимфоцитов и их клеток — партнеров по им-мунному ответу.

49

Глава 3. ДОИММУННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕМЕХАНИЗМЫ РЕЗИСТЕНТНОСТИК ИНФЕКЦИЯМ.СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА.БЕЛКИ ОСТРОЙ ФАЗЫ.ФАГОЦИТОЗ

Любой живой организм превращает компоненты внешнейсреды в «себя», в «свою индивидуальную материю» путембиохимического «пищеварения». Своими литическими фермен-тами (протеазами, гидролазами), а также биохимическимиокислителями (перекисными и оксидазотными радикалами)особь расщепляет чужое, органическое вещество до мелкихметаболитов и использует их в реакциях синтеза своего орга-нического вещества, а лишнее выводит назад во внешнююсреду. Так же протеазы, гидролазы и окислительные радика-лы расщепляют и проникающие в организм инфекционныемикроорганизмы. Только для трофических функций существу-ет система пищеварения, а для расщепления и окисления ин-фекционных микроорганизмов у многоклеточных предназна-чены особые дифференцированные клетки — это фагоцитыи определенные растворимые белки сыворотки крови: систе-ма комплемента, С-реактивный протеин (СРП), маннансвя-

^•зывающий лектин (МСЛ). СРП и МСЛ благодаряСсвойм бйсР"химичёсктткгхвпйствам способны связывать некоторые бакте-рии и^дшщэавлять» их на «съедение» фагоцитам. Такое явле-ние, когда связывание микроорганизма обеспечивает в комп-лексе с неким растворимым белком возможность поглощенияэтого микроорганизма клеткой-фагоцитом, называют опсони-зацией (от лат. opsonin — усиливающий). Растворимые белки,способные одной своей областью связать микроб, а второйобластью — специальный рецептор (к себе) на клетке-фаго-

__цдаец_-дазывают опсонинами. " ~—~,У млекоТтитающих в сыворотке крови известно несколько

различных по биохимической природе опсонинов: это СРП,МСЛ, компонент комплемента СЗ и самые многочисленныев отношении разнообразия связываемых микроорганизмов —иммуноглобулины — антитела — продукты биосинтеза В-лим-фоцитов.

СРП и МСЛ синтезируются клетками печени, вероятно,гепатоцитами. Ниже мы опишем их подробнее. Белки компле-мента синтезируются также гепатоцитами и часть — макро-фагами.

50

3.1. Система комплемента

Комплемент был открыт в начале века Charles Bordet вскорепосле открытия антител как феномен, т.е. «что-то», что при-сутствует в нормальной сыворотке крови, может быть инак-тивировано прогреванием сыворотки при 56 °С, обладаетсвойствами опсонизировать бактерии для фагоцитоза и содей-ствовать лизису бактерий в присутствии антибактериальныхантител, т.е. это «что-то» дополняет антитела в процессахлизиса и фагоцитоза бактерий (to complement — дополнить).

В дальнейшем выяснили, что комплемент — это целаясистема сывороточных белков и нескольких белков клеточныхмембран. Определение состава и свойств белков комплементаявляется примером блестящих разработок классической био-химии середины XX в.

Девять первых открытых белков системы комплемента обо-значают буквой «С» (по первой букве слова «complement») сцифрой: С1, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7, С8, С9. В процессереализации своей биологической активности первые пять бел-ков комплемента расщепляются в определенной последова-тельности на активные действующие продукты «запланирован-ного» расщепления. Эти продукты обозначают «С» с номероми малой латинской буквой, например Clq, C5a, C2b. Букву«Ь» присваивают большему по размеру фрагменту, букву «а» —малому фрагменту. Часть из них является ферментами проте-азами, часть выполняет другие функции: связывание с мик-роорганизмами и мембранами клеток, связывание с комплек-сами антитело — антиген, активация тучных клеток и, сле-довательно, сосудистых реакций воспаления, перфорациямембран бактериальных клеток. Остальные компоненты обо-значают каждый своей аббревиатурой (табл. 3.1).

Всего вместе с ингибиторами и регуляторами в табл. 3.1перечислено 30 компонентов системы комплемента.

Таблица 3.1. Компоненты комплемента, их функции и обозначения

Функции

Связывание с комплексом антиген —антителоСвязывание с мембраной бактерий иопсонизация к фагоцитозуПротеазы, активирующие другие ком-поненты системы путем расщепления

Медиаторы воспаления (дегрануляциятучных клеток, сосудистые реакции)

Обозначения

Clq

C4bСЗЬClrClsC2bBbD

C5aC3aC4a

51

Продолжение таблицы

Функции

Комплекс протеинов атаки на мембра-ну (перфорация мембраны клеток-ми-шеней)

Рецепторы для белков комплемента наклетках организма

Комплементрегулирующие белки (инги-биторы активации, блокаторы актив-ности)

Обозначения

С5ЬС6С7С8С9

CR1CR2CR3CR4

ClqRClinhC4bpCRlMCPDAF

ΗIΡ

CD59

• В и D — белки системы комплемента, обнаруженные позжекомпонентов под аббревиатурой «С», и получившие «имя» пососедним с «С» буквам латинского алфавита. Номера при букве«С» присваивали по мере обнаружения конкретных белков, и ихпорядок (1, 2, 3 и т.д.) не соответствует физиологической оче-редности вступления в действие в процессе активации всей си-стемы.

• CR — complement receptor — это названия рецепторов (кото-рых как минимум 5), связывающих определенные белки ком-племента на мембране собственных клеток организма (фаго-цитов, В-лимфоцитов, небольшой части Т-лимфоцитов и вменьшей степени других клеток).

• Clinh — С1-inhibitor — ингибитор компонента С1.• МСР — мембранный белок, связывающий СЗЬ, что делает СЗЬ

доступным для деградации протеазой — фактором I.• DAF — decay accelerating factor — белок мембраны клеток

млекопитающих, ускоряющий деградацию (инактивацию)компонента С2Ь.

• Η — фактор Η — сывороточная протеаза, деградирующая СЗЬ.• I — фактор I — протеаза, деградирующая компоненты СЗЬ и

С4Ь.• Ρ — фактор Ρ (или пропердин) — стабилизатор активного

комплекса СЗЬ/ВЬ.CD59 — белок мембраны клеток млекопитающих, препятству-ющий вызванному комплементом лизису собственных клеток.

1одробная характеристика белков комплемента приведенав табл. 3.2.

52

В норме, когда внутренняя среда организма «стерильна» инет патологического распада собственных тканей, системакомплемента находится в «спящем состоянии», т.е. уровеньспонтанной активности без «спроса» на нее невысок. «Спрос»па работу системы комплемента возникает при появлении вовнутренней среде определенных раздражителей, а именномикробных продуктов. Известно 3 пути активации системыкомплемента, называемых классическим^-МльтётатТптым н-лектжовым.

""Альтернативный путь активации инициируется непосред-ственно клетками микроорганизмов.

Компоненты комплемента, которые, будучи в активнойформе, являются протеазами и работают как с субстратами с

Таблица

Компонент

3.2. Система комплемента

Мол.масса,XI000

Концент-рация

в сыво-ротке

крови,мкг/мл

Число поли-пептидныхцепей доактивации

Фермента-тивная ак-

тивностьпосле акти-

вации(субстрат)

Локализациягена в

хромосоме

Компоненты классического пути

ClqClrClsС4С2СЗ

Factor DFactor В

460166166200102185

80505060020

13 001

Щ6А+6В+6С)2(гомодимер)2(гомодимер)

3 ( 0 )1

2(α+β)

( )+(С4, С2)

+(СЗ)

Компоненты альтернативного пути

2492

1210

+(FB)+(СЗ)

1р34-1р3612р1312р13

6р21.36р21.3

19

Неизвестно6р21.3

Терминальные компоненты комплекса атаки на мембрану

С5С6С7С8

С9

191120ПО151

71

706050

553

60

2(α+β)11

(α+β+y)

НетНетНетНет

Нет

9q32-9q345h5h

1р34(а и β),

9q(y)5р13

Растворимые факторы контроля комплемента в плазме

С1-ингиби-тор

ПО 200 1 Нет llpll—Ilql3

53

Продолжение таблицы

Компонент

С4-СВЯЗЫ-

вающийпротеин

Фактор Η

Фактор I

Инактива-тор ана-филаток-синов

Пропердин

S-протеинSP-40

Мол.масса,Х1000

557

150

88

310

106—112

8380

Концент-рация

в сыво-ротке

крови,мкг/мл

250

480

352

35

20

500

Число поли-пептидныхцепей до

активации

8(7α+1β)

1

(α+β)

6(2of+2j3+2y)

2; 3 или 4(одинаковых)

11

Фермента-тивная ак-

тивностьпосле акти-

вации(субстрат)

Нет

Нет

+(С4Ь, СЗЬ)

+(СЗа,С4а, С5а)

Нет

НетНет

Локализациягена в

хромосоме

iq

lq

4q24-26

Неизвестно

Xpll.23

17qll8р21

другими компонентами комплемента, называют конвертазамис обозначением объекта конверсии (т.е. превращения). Напри-мер, СЗ-конвертазы — это протеазы, способные расщеплятьбелок СЗ на функционально активные компоненты СЗЬ иСЗа.

Опишем альтернативный путь активации комплемента мик-робными клетками.

В сыворотке крови всегда имеется небольшой, но значи-мый уровень спонтанного расщепления СЗ белка с образова-нием СЗЬ и СЗа. Из всех белков системы комплемента в сы-воротке крови больше всего именно СЗ: его концентрация внорме составляет 1,2 мг/мл. Компонент СЗЬ способен кова-лентно связываться с поверхностными молекулами не всех, нонекоторых микроорганизмов. Для СЗЪмвст^рецептовь1_на_^й-гоцитах, и СЗЬ,^тактл^мОщ^ш^Жалжгся. самым «энергич-

тсонйном в "системе комплемента.1"Г~Пшерхностью микробных клеток

СЗЬ активирует другие компоненты системы следующим об-разом. СЗЬ связывает фактор В (который, кстати, структурно

54

и функционально гомологичен белку С2). Будучи связанным,фактор В становится субстратом для сывороточной сериновойпротеазы — фактора D. Она расщепляет белок В на фрагментыВа и Bb. Bb является активной протеазой. Он остается связан-ным с СЗЬ на поверхности микроба, образуя активный комп-лекс СЗЬ/Bb, который по функциональной активности естьСЗ-конвертаза — самая значимая при альтернативном путиактивации системы комплемента. Комплекс~СЗЬ/ЬЬ являетсяструктурттБГлГТГ~функдиональным гомологом~главной СЗ-кон- (

вертазы классического пути — C4b/C2b. Гены гомологичныхбелков С2 и фактора В локализованы рядом в области МНС-Ш.В сыворотке крови млекопитающих есть белок, стабилизирую-щий комплекс СЗЬ/Bb — это пропердин, или фактор Р.

В результате нарабатывается много СЗЬ: одна единица СЗ-конвертазы «высаживает» на поверхность микробной клеткиоколо 1000 молекул СЗЬ, который выполняет противомикроб-ную работу. Кроме названной выше опсонизации для фаго-цитоза, комплекс СЗЬ2/ВЬ является активной С5-конвертазой,т.е.^расщепляет С5 до фрагментов С5а и С5Ь. Малые фрагмен-

-тьГ С5а*" (самый сильный) ρ СЗа^служат медиаторами воспа-лительной реакции, т.е. создает условия для экстравазации изСосудов в очаг жидкости и клеток крови. Эти компонентыназътают_анафилатоксинами комплемента. Для них существу-ют специальные рецепторы, по крайней мере на тучных клет-ках (выбрасывающих в качестве реакции содержимое своихгранул) и на гладких мышцах (реагирующих сокращением).С5а действует также прямо на нейтрофилы и моноциты (т.е.фагоциты), повышая их адгезию к стенке кровеносного сосу-да, их экстравазацию и фагоцитарную активность. Кроме того,С5а вызывает повышение экспрессии на фагоцитах рецепто-

TTCRIС С5Ь начинается реакция белков комплемента С6, С7, С8

и С9, завершающаяся формированием неспадающихся пор втмембране микробных клеток (перфорацией мембраны) и какследствие лизисом микробных клеток. Результат этих реакцийна молекулярном_у_ровне называют комплексом атаки на мем-брану —ПШ^С^тетЬТгап^^аИасК^с^трДе^с^Одна молекула C5bN

связывает одну молекулу Сб. Образовавшийся комплекс С5Ь/С6 присоединяет одну молекулу С7. У молекулы С7 есть гид-рофобный домен, через который весь комплекс С5Ь/С6/С7встраивается в фосфолипидный бислой мембраны микробнойклетки. К этому комплексу своими гидрофобными доменамипристраиваются белки С8 и С9. С8 представляет собой комп-лекс двух белков: С8/5 присоединяется к С5Ь, а С8ау встра-ивается в фосфолипидный бислой. Будучи встроенным, С8аукатализирует полимеризацию 10—16 молекул С9. Данный по-лимер и формирует неспадающуюся пору в мембране диамет-ром около 10 нм.

55

В реальной защите от инфекций этот, казалось бы, мощ-ный деструктивный_ме.узничм имеют более чем ограниченныевозможности. При генетических дефектах в компонентах С5—С9 единственный фенотипический дефект~вТфотивомикроб-ной^ащите у человека — повышенная восприимчивость к и н -S i S ~ N i e " spp~ йё ^

л С ^ ^ г ^путьа^тивяцня^комплемента инициируется

комплексами антиген — антитело. На молекулах IgM, IgG3 ив меньшей мере IgGl есть специальные реакционно-способ-ные места, которые после формирования комплекса анти-ген — антитело способны связывать компонент С1 комплемен-та, а именно субкомпонент Clq. Молекула С1 состоит из8 субъединиц, 6 из которых одинаковые: Clq (имеющий гло-булярную головку и коллагеноподобный хвост), по одной Clrи Cls. Реакция связывания Clq с иммуноглобулинами не про-исходит в растворе, но требует концентрации на твердойфазе — на поверхности микробных клеток. Каждая головкаClq вступает в связь с одним Fc-участком молекулы имму-ноглобулина. Активация молекулы С1 требует связывания бо-лее двух головок Clq. Ферментом протеазой является Clr. Бу-дучи активированной, Clr отщепляет Cls, которая являетсяактивной сериновой протеазой. Протеаза Cls расщепляет ком-поненты системы — сначала С4, С2. С4Ь способен ковалент-но связываться с поверхностью микробных клеток (важно,что не собственных эукариотических клеток) и там присое-динять к себе С2. Здесь С2 расщепляется той же протеазойCls. Большие фрагменты С4Ь и С2Ь объединяются и стано-вятся главной СЗ-конвертазой классического пути — комплек-сом C4b/C2b. В этом комплексе протеазной активностью об-ладает С2Ь. СЗ-конвертаза нарабатывает большие количестваСЗЬ. Дальнейшие процессы по механизму совпадают с про-цессами альтернативного пути активации системы комплемен-та. Кстати, классиче£кийиальтернативньш пути ^активации

й ^ ^ ^ ^ Ъ Ш ф К Щ р у я (усиливая)друТ"дру~га, а н ё

Тассмошрим рецепторы~длж компонентов комплемента наклетках (CR — complement receptors) организма и их функ-циональные роли. Известно 5 типов CR (табл. 3.3).

CR1, экспрессированный на фагоцитах (макрофагах, ней-трофилах), связывает СЗЬ. Однако только одно это связыва-ние не стимулирует фагоцитоз, но оказывает пермиссивноедействие при наличии других стимулов к фагоцитозу — свя-зывание комплексов антиген — антитело через Fcy-рецепторили стимуляции у-интерфероном (продуктом иммунных Т-лимфоцитов). CR1 есть на эритроцитах. После многих инфек-ций в крови накапливается немало растворимых иммунныхкомплексов. Их пребывание в циркуляции неблагоприятно для

-56

Т а б л и ц а 2

' Рецептор(мол. масса

Х1000,хромосома)

CR1(CD35)

(250, 222,190, 160;

Iq32)

CR2(CD21)

(145; Iq32)

CR3(CDllb/cdl8)

(165/95;16p/21q)

CR4(CDllc/CDie)

C l q R

C5a-рецептор

(50)

.3. Клеточные рецепторы для компонентов комплемента

Связывае-мый компо-нент комп-

лемента

СЗЬ, С4Ь,iC3b

C3d, C3dg,C3bi,EBV

C3bi

C3bi

Clq(коллагено-подобная

часть)

C5a

На каких клеткахэкспрессирован

Моноциты, макро-фаги, полиморф-но-нуклеарныелейкоциты. В-лим-фоциты, фоллику-лярные дендрит-ные клетки.ЭритроцитыВ-лимфоциты.Фолликулярныедендритные клетки(FDC)

Моноциты, макро-фаги, полиморф-но-нуклеарныелейкоциты.Фолликулярныедендритные клетки(FDC)Моноциты, макро-фаги, полиморф-но-нуклеарныелейкоцитыВ-лимфоциты.Макрофаги, моно-циты.Тромбоциты.ЭндотелийМакрофаги.Тучные клетки

Функциональныепоследствиясвязывания

Опсонизированныифагоцитоз. Актива-ция В-лимфоцитов.Транспорт иммун-ных комплексов наэритроцитах.Способствуют раз-рушению СЗЬ, С4ЬКомпонент коре-цепторного комп-лекса для антигенана В-лимфоцитах.Рецептор для EBVОпсонизированныифагоцитоз.Нефагоцитируемоесвязывание комп-лексов антиген —антитело на FDC

Опсонизированныифагоцитоз

Связывание иммун-ных комплексов

Активация макро-фагов.Дегрануляция иактивация тучныхклеток

сстенок сосудов. Активные компоненты комплемента С4Ь и СЗЬковалентно связывают растворимые иммунные комплексы ичерез CR1 привязывают их к эритроцитам, которые уносят ихс собой к макрофагам селезенки и печени, обеспечивая темсамым клиренс крови от иммунных комплексов. При этоммакрофаг «снимает» иммунйШг комплекс с эритроцита, неповреждая сам эритроцит. Если этот механизм клиренса кровиот иммунных комплексов оказывается недостаточным, то «не-убранные» комплексы выпадают в осадок. Этот процесс осо-бенно заметен в базальных мембранах сосудов клубочков по-

57

чек (CR1 есть и на подоцитах клубочков почек) «оде_р_н вызы-вает патологический синдщм-гломерулонефрита, -" С5а-рецёптор состоит из 7 доменов, пенетрирующих мем-

брану клетки. Такая структура рецептора характерна для ли-гандов из группы так называемых G-протеинов (белков, спо-собных связывать гуаниновые нуклеотиды).

CR2, CR3 и CR4 связывают C3bi — инактивированнуюформу СЗЬ, которая остается связанной с поверхностью мик-робной клетки и служит, таким образом, в качестве опсони-на. Более того, в отличие от связывания активной формы СЗЬс CR1 само по себе связывание СЗЫ с CR3 достаточно длястимуляции фагоцитоза^ •' '" Ъще~т)дт1ГГг1родуктГдеградации СЗЬ—C3dg связывается толь-

ко с CR2. Рецептор CR2 является существенным корецепто-ром j-лимфтщита. CR2 синзьшает"СЗЫ й7или ^Jdg, и это"'

"связывание~увеличивает в 100—10 000 раз восприимчивость В-, лимфоцита к своему антигену. К сожалению, эту же мемб-ранную молекулу — CR2 — выбрал в качестве своего рецеп-

)тора вирус Эпштейна ^^БаррТТШУ1Г~1^~1юзоудТЗТИль инФек-^цйонного мононуклеозаГ .) У людеипе-генетическими дефектами в СЗ или молекулах,обеспечивающих выпадение СЗЬ на поверхности микробныхклеток, клинически имеется уязвимость ко многим внеклеточ-ным бактериальным инфекциям. ~ —~~ " '

~" ^Собственные" клетки организма защищены от деструктив-ных воздействий активного комплемента благодаря так назы-ваемым регуляторным протеинам системы комплемента. Частьэтих протеинов — мембранные белки (табл. 3.4), часть — сы-вороточные. Один из сывороточных регуляторов — С1-инги-битор (Clinh). Он связывает активный ферментный комплексClr/Cls, отрывает его от Clq, который остается связаннымс Fc-фрагментом антитела на поверхности микробной клетки.Тем самым Clinh ограничивает время, в течение которого Clsкатализирует активационное расщепление С4 и С2. Крометого, Clinh ограничивает спонтанную активацию С1 в плаз-ме крови. При генетическом дефекте Clinh у человека имеет-ся заболевание, называемое наследственнымангионевротинес^~кШ ошйК0ЯГ~11атогенёТ^аболевания состоит в хронически по-

-вышеннои спонтанной активации системы комплемента. Из-быточное накопление в том числе фрагментов С2а приводитк повышенному образованию пептида-деривата С2а—С2-ки-нина. Этот кинин, а также избыточно образующийся бради-кинин (тот же ингибитор Clinh регулирует и другие протеа-зы плазмы) вызывают отеки. Заболевание полностью излечи-вается заместительной терапией препаратом.. Clinh.

C2b инактивируется двумя белками: сывороточным С4-свя-зывающим протеином — С4ВР (C4-binding protein) и мемб-ранным белком DAF (decay-accelerating factor — фактор, ус-

58

Т а б л и ц а 3.4. Мембранные молекулы — регуляторы активности ком-понентов комплемента

Название

Мембранный кофак-торный протеин-МСР (CD46)Фактор, ускоряю-щий распад (decayacceleration factor) —DAF (CD55)Протектин (Ср59)

PI 50/95

Рецептор дляC3a/C4aРецептор для С5а

Рецептор для СЗе

Относитель-ная мол.

масса Х1000,хромосома

4 5 - 7 0 , Iq32

70, Iq32

20, 11р13

150(α)95(β)

?

50

?

Специфич-ность

к фрагмен-там

СЗЬ, СЗа

С4Ь2а,СЗЬВЬ

C5b—C8

iC3b

СЗа, С4а

С5а,C5a-des-arg

СЗе

На каких клеткахэкспрессирован

Тромбоциты, моно-циты, В- и Т-лим-фоцитыТромбоциты, эри-троциты, лейкоциты

Эритроциты, клеткипочкиМакрофаги, моно-циты, нейтрофилыТучные клетки, гра-нулоцитыТучные клетки,гранулоциты, моно-циты, макрофаги,тромбоцитыНейтрофилы, моно-циты

коряющий деградацию). Оба эти ингибитора конкурируют сС2Ь за связывание с С4Ь. В комплексе с С4ВР С4Ь становит-ся высокочувствительным к деградации с участием сыворо-точной протеазы (фактора I), расщепляющей С4Ь на С4с иC4d. Подобным образом два других регуляторных белка — сы-вороточный фактор Η и мембранный CR1 «поступают» с СЗЬ:они вытесняют собой С2Ь из комплекса с СЗЬ, делая темсамым СЗЬ доступным для деградации фактором I. Фактор Ηимеет также химическое сродство для связывания с сиаловы-ми киеддтями кптрры у много напитающих, нокоторых н е б ы ^ а е х ^ ^ р

" Еще один регуляторный мембранный белок МСР(membrane-associated cofactor of proteolysis) связывает СЗЬ иделает его доступным для деградации фактором I.

У всех регуляторных белков системы комшгемента, связы-вающих С4Ь и СЗЬ, в первичной последовательности амино-кислот присутствуют общие (консенсусные) короткие повто-ры, характерные именно для комплементконтролирующихбелков.

Активность белков комплекса атаки на мембрану такжесдерживается мембранными белками собственных клетокCD59 и DAF. Оба они связаны с мембраной клетки через

59

фосфатидил-инозитол-гликолипид. Есть наследственное забо-левание человека с дефектом именно в формировании такойфосфатидил-инозитол-гликолипидной связи — пароксизмальнаяночная гемоглобинурия. У таких больных эпизодически возни-кают приступы внутрисосудистого лизиса собственных эрит-роцитов активированным комплементом и соответственнопроисходит экскреция гемоглобина почками.

Лектиновый путь активации комплемента описан в следу-ющем разделе.

3.2. Белки острой фазы (С-реактивный протеини маннансвязывающий лектин)

С-реактивный протеин (СРП) относится к семейству пентрак-синов. Пентраксинами называют белки, сформированные из 5одинаковых субъединиц. СРП имеет химическое сродство кфосфорилхолину. Последний входит в состав клеточных сте-нок ряда бактерий и одноклеточных грибов, поэтому СРПспособен связывать соответствующие микробные клетки. Фос-форилхолин, входящий в состав фосфолипидов мембран кле-ток млекопитающих, находится в такой форме, с которойСРП не связывается. Связавши бактерии, СРП осуществляетдва действия: пе£в^е_г=_^шсан«з^ир-уех__бактерии для фагоци-тоза, BTopoe_j—^активирует каскад комплемеЕши. та"к~ках~свя-зывает надлежащим образом компонент Clq — первый ини-циирующий компонент классического пути активации комп-лемента. Таким образом, не будучи иммуноглобулином и нив коей мере не проявляя специфических антигенраспознаю-щих свойств, по разрушающим микробную клетку эффектор-ным механизмам СРП действует по типу антител. Однако этоподобие весьма ограничено. СРП связывает молекулу Clq дажеза иное место, чем иммуноглобулины·: СРП — за коллагено-подобную часть молекулы, иммуноглобулины — за глобуляр-ные структуры молекулы Clq. Но каскад комплемента запус-кается тот же самый.

Маннансвязывающий, или маннозосвязывающий, лектин(МСЛ) — кальцийзависимый сахарсвязывающий протеин(лектинами по определению называют именно белки, способ-ные с высокой аффинностью связывать углеводы). МСЛ от-носят к семейству каллектинов. Этот белок связывает остаткиманнозы, которые экспонированы на поверхности многихмикробных клеток, но экранированы, если присутствуют, вповерхностных углеводах клеток млекопитающих. МСЛ опсо-низирует микробные клетки для фагоцитоза моноцитами,которые в отличие от более зрелых макрофагов еще не эксп-рессируют собственный рецептор для маннозы. Как ни стран-но, не имея гомологии в аминокислотной последовательнос-ти, по вторичной структуре МСЛ похож на Clq. Похож он

60

на Clq и по функции, а именно, связав микробную клетку,МСЛ приобретает способность активировать протеазы, про-изводящие активационное расщепление С4 и С2, что иници-ирует каскад комплемента. Это и называют лектиновым путемактивации системы комплемента.

Кроме МСЛ, к семейству коллектинов принадлежат такжесурфактантные протеины легких — SP-A и SP-D (surfactantproteins A, D). Эти протеины, вероятно, имеют существенноезначение в опсонизации такого легочного патогена, какPneumocystis carinii.

В крови здорового организма СРП и МСЛ мало. Опреде-лимые количества этих белков появляются в крови при тяже-лых системных воспалительных процессах, поэтому их назы-вают белками острой фазы. Эти белки синтезируются в пече-

н и в аварийном режиме по сигналу, подаваемому цитокина-[ми — TNF, IL-1, IL-6. Значительные количества белков ост-рой фазы появляются в крови в течение первых 2 дней раз-вития острого процесса, когда специфических антител ещенет, последние смогут появиться лишь спустя 5—7 дней. Bj3Toxранний период СРП и МСЛ связывают широкий спектр'бак-терий и «пытаются» опсонизировать их для фагоцитоза и/илилизировать с помощью комплемента.

Лектиновый путь активации комплемента начинается со свя-зывания с углеводами поверхностных структур микробныхклеток, а именно с остатками маннозы, такого нормальногобелка сыворотки крови, как МСЛ. У млекопитающих имеетсяспециальная МСЛ-ассоциированная сериновая протеаза, ко-торая аналогично Cls классического пути катализирует акти-вационное расщепление С4. Дальнейшие реакции лектиново-го пути активации полностью тождественны классическомупути активации.

3.3. Фагоцитоз

И.И.Мечников, занимаясь сравнительной эмбриологией игистологией млекопитающих, в 1882 г. открыл особые клеткисреди белых клеток крови (лейкоцитов), которые, как аме-бы, поглощали микроорганизмы и переваривали их внутрисебя. Подобные процессы описывали другие исследователи идо И.И.Мечникова. Но новая мысль И.И.Мечникова состояласобственно в осознании защитного значения этого процессадля всего организма, а не пищеварительного для данной еди-ничной клетки. Коллеги — современники И.И.Мечниковаоценили эту его мысль ни много ни мало как гиппократовс-кую. И.И.Мечников назвал эти клетки пожирающими клет-ками. Гроббен и Гейдер подсказали ему греческие корни, со-ставившие прижившийся термин — фагоциты. До И.И.Меч-никова врачи считали лейкоциты крови болезнетворными

клетками, поскольку наблюдали их в избытке в очагах гной-ного воспаления.

Любая живая клетка (в том числе и организма млекопита-ющих) поглощает вещества из внешней среды через специ-альные каналы для метаболитов в мембране, эндоцитозом от-дельных молекул. Но фагоцитоз — это особый процесспоглощения клеткой крупных макромолекулярных комплексов иликорпускулярных структур. Фагоцитами у млекопитающих явля-ются всего два типа дифференцированных клеток — нейтро-филы и моноциты/макрофаги. Фагоцит обхватывает своеймембраной корпускулярный объект (бактериальные или соб-ственные поврежденные клетки), заключает его в мембран-ную везикулу, которая оказывается внутри фагоцита. Такие ве-зикулы называют фагосомами. Цель фагоцитоза — полное био-химическое расщепление до мелких метаболитов содержимогофагосомы. Для этого у фагоцита есть специальные ферменты.

Нейтрофилы и моноциты созревают в костном мозге изстволовой кроветворной клетки и имеют общую промежуточ-ную клетку-предшественницу. Нейтрофилы циркулируют впериферической крови и составляют большую часть лейкоци-тов крови — 60—70 %, или 2,5—7,5хЮ9 клеток в 1 л крови.В норме нейтрофилы не выходят из сосудов в периферичес-кие ткани, но они первыми «бросаются» (т.е. подвергаютсяэкстравазации) в очаг воспаления. Моноциты, напротив, яв-ляются «транспортной формой», в крови их 5—10 % от об-щего числа лейкоцитов. Их предназначение — стать и бытьоседлыми макрофагами в периферических тканях. Макрофагилокализуются в рыхлой соединительной ткани, подстилающейвсе покровные ткани, а также в паренхиме органов и по ходукровеносных сосудов. Макрофаги печени называют купферов-скими клетками (звездчатые ретикулоэндотелиоциты — поновой классификации), макрофаги мозга — микроглией, мак-рофаги легких — альвеолярными и интерстициальными. В пе-чени суммарная масса макрофагов составляет, возможно,более 50 % массы всего органа.

Как фагоциты «узнают», что им следует фагоцитировать?На доиммунном этапе защитных реакций распознающие воз-можности фагоцитов ограничены. И только иммунный меха-низм в виде синтеза антител «'приводит» к макрофагу доступ-ное антителам разнообразие распознаваемых антигенов.

Известно 5 структур — рецепторов на клеточной мембранемакрофагов, связывающих то, что макрофаг потенциальноспособен поглотить по механизму фагоцитоза (рис. 3.1).

• Рецепторы для комплемента — CR3 (интегрин CD lib/CD 18) и CR4 (интегрин CD11C/CD18). Эти интегринымембраны макрофагов, кроме компонентов комплемен-та, имеют химическое сродство и, следовательно, свя-

62

TNFR llдля маннозы

nF°yR Рецептор^ n r ^ γ ' / ДЛЯ манмп:

О

CD14

ИнтегринCD11O/CD18

Интегрин ,, -, - „ . .CD11WCD18 / / 5 ^ 7 > ( s c a v e n 9 e r

V / U receptor"!receptor")

Рецептор для IFN^y

Рис. 3.1. Рецепторы клеточной мембраны макрофага.На мембране макрофага есть рецепторы по крайней мере 5 типов: для прямогосвязывания определенных продуктов микробного происхождения (рецептордля маннозы и рецептор CD 14 для комплекса ЛПС с ЛПС-связывающим бел-ком сыворотки); для связывания компонентов фосфолипидных мембранповрежденных и умирающих клеток [рецептор для «мусора» («scavenger»receptor)]; рецепторы для определенных цитокинов (для IFN-y, TNF), обеспе-чивающих возможность активации макрофагов при взаимодействии с факторамилимфоцитарного иммунитета и в особых физиологических и патологическихсостояниях; рецепторы для Fc-фрагментов иммуноглобулинов класса G, обес-печивающие возможность фагоцитоза макрофагами иммунных комплексов;интегрины (CDllb/CD18, CDllc/CD18), обеспечивающие интеграциюмакрофагов в ткани организма и взаимосвязи с сосудистой стенкой.

зывают ряд бактериальных продуктов: липополисахари-ды, липофосфогликан Leishmania, гемагглютинин изфиламентов Bordetella, поверхностные структуры дрож-жевых клеток родов Candida и Histoplasma.На тканевых макрофагах (не на моноцитах крови) естьрецептор, связывающий маннозу. Такого рецептора нетна других фагоцитах — нейтрофилах.Молекула CD14 на макрофагах — рецептор для комп-лексов бактериальных липополисахаридов (ЛПС) с ли-пополисахаридсвязывающим протеином сыворотки.Рецептор для производных лигандов сиаловых кислот(углеводов, характерных для клеток млекопитающих).Его называют «scavenger receptor» — рецептор для«уборки мусора» (погибающих и деградирующих соб-ственных клеток).Рецептор для «хвостов» (Fc-фрагментов) иммуноглобу-линов класса G — FcyRI — Fcy-рецептор 1-го типа.

63

Это как раз место сопряжения лимфоцитарного разно-образного по антигенам иммунитета с эволюционно бо-лее древним механизмом защиты — фагоцитозом. В CD-номенклатуре эту поверхностную молекулу макрофаговназывают __СР64. _ и поскольку она экспрессированатолько на моноцитах/макрофагах, она является мемб-ранным маркером клеток этой линии дифференциров-ки. Субклассы IgG по силе связи с FcyRI располага-ются в следующем порядке: IgG3 > IgGl > IgG4 >>IgG2.

Второй механизм сопряжения лимфоцитарного иммуните-та с фагоцитами состоит в том, что на мембране фагоцитовесть молекулы — рецепторы для активных цитокинов, выра-батываемых иммунными лимфоцитами. Через них фагоцит вос-принимает сигнал от лимфоцита, и в результате происходятсущественные сдвиги во внутренней «энергетике» фагоцита.Через рецепторы к у-интерферону и к фактору некроза опу-холей (TNF) после связывания с лигандом макрофаг претер-певает сильную активацию всей своей внутренней «биохими-ческой машины». Через рецептор для 1Ь-Ш_макрофаг, напро-

. Петь на макрофагах"~(но не~на""~нейтро-и мембранный молекулы для контактов с комплемен-

тарными мембранными молекулами лимфоцитов, т.е. для не-посредственных межклеточных взаимодействий (это CD40, В7,MHC-I/II*).

Назовем еще два маркера моноцитов/макрофагов: этоCD115 — рецептор для фактора роста моноцитов M-CSF (мо-ноцит-колониестимулирующий фактор) и CD163 (функцио-нальное предназначение этой молекулы неизвестно).

На нейтрофилах идентифицированы эксклюзивные марке-ры наружной мембраны — CD66a и CD66d. Функциональные«нагрузки» этих молекул пока неизвестны. По биохимичес-ким свойствам они попадают в семейство так называемыхСЕА (cancer-embrionic antigens) — раково-эмбриональных бел-ков.

Что происходит после того, как фагоцит поглотил объектизвне в виде заключенного в мембрану пузырька — фагосо-мы? Происходят по крайней мере три процесса: расщеплениепоглощенного материала внутри фагоцита, продукция и сек-реция в межклеточное пространство литических ферментов иокислительных радикалов, продукция и секреция цитокинов.

Первый из них — расщепление того, что фагоцитированодо мелких продуктов метаболизма, которые клетка и вслед заней организм способны вывести через природные системы

* Молекулы МНС I или II класса (далее MHC-I и МНС-И и др.,подробнее см. в главе 7).

64

выделения (почки и ЖКТ). Этот процесс идет по одинако-вым биохимическим механизмам и в нейтрофилах, и в мак-рофагах. Для этого у фагоцитов есть специальный «аппарат»литических ферментов (кислых протеаз и гидролаз), заклю-ченных в особые замкнутые органеллы — лизосомы; рН влизосомах около 4. Мембрана фагосомы сливается с мембра-ной лизосомы, предоставляя лизосомным ферментам доступк фагоцитированному веществу.

В гранулах нейтрофилов содержатся литические ферменты,которые активированный нейтрофил в очаге выбрасывает вмежклеточное вещество. Это коллагеназа, катепсин G, жела-тиназа, эластаза, фосфолипаза А2.

Кроме этого, у фагоцитов есть специальные системы фер-ментов, генерирующие образование реакционно-способныхсвободных радикалов кислорода (супероксидного аниона О2,синглетного кислорода О), а также перекиси водорода. Фер-мент NO-синтаза генерирует образование радикала оксидаазота (N0')· Эти радикалы осуществляют деструктивные реак-ции применительно к фагоцитированному объекту. Но, кро-ме того, фагоцит секретирует их в окружающую межклеточ-ную среду, где они оказывают травмирующее действие, в томчисле и на собственные ткани.

Макрофаги и нейтрофилы, активированые микробнымипродуктами, начинают продуцировать цитокины и другие био-логически активные медиаторы. Макрофаги продуцируют IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, TNF-α, а также простагландины, лей-котриен В4 (LTB4), фактор, активирующий тромбоциты(PAF — platelet-activating factor). Нейтрофилы продуцируютTNF-α и IL-12, а также хемокин IL-8. Кроме того, нейтро-филы вырабатывают LTB4 и PAF.

Названные медиаторы из фагоцитов создают в очаге вне-дрения внешних субстанций доиммунное воспаление в барь-ерной ткани, которое обеспечивает активацию кровеносныхсосудов, дендритных клеток и лимфоцитов, «подготавливаю-щую» возможность развития лимфоцитарного иммунного от-вета.

Только в макрофагах (в нейтрофилах — нет) происходят«плановое» образование внутри клеток комплексов из продук-тов расщепления фагоцитированного вещества с собственны-ми молекулами МНС-П и экспрессия этого комплекса на по-верхность клетки с «целью» представления антигенов для рас-познавания Т-лимфоцитами. Таким образом, макрофаги, крометого, осуществляют функции антигенпредставляющих клеток.

Без лимфоцитарного иммунитета, т.е. без лимфоцитов и ихпродуктов — цитокинов и антител, защитные санирующиевозможности фагоцитоза ограничены. Во-первых, узок спектрконсервативных бактериальных продуктов, для которых на фа-гоцитах есть связывающие рецепторы. Во-вторых, фагоциты

3 - 544 65

только расходуются в конкретной защитной реакции, они непролиферируют и им не дано «запоминать» патогена, т.е.никакой усиленный «иммунитет» в отношении повторногопроникновения того же патогена в организм на уровне фаго-цитов не создается. Это уникальное свойство приобрели вэволюции только лимфоциты. В-третьих, реальные микроор-ганизмы земной биосферы эволюционировали (и продолжа-ют эволюционировать) таким образом, что многие из них «небоятся» фагоцитов, а многие способны жить и размножатьсяименно в макрофагах. Это микобактерии, сальмонеллы, лей-шмании, листерии, трипаносомы, легионеллы, криптококки,гистоплазмы, иерсинии, простейшие, риккетсии, вирусы, втом числе вирус иммунодефицита человека. Поэтому позво-ночным для выживания «понадобилась» более сильная систе-ма защиты от инфекций, чем фагоцитоз. Самая сильная и са-мая эволюционно новая система защиты — система лимфоци-тарного иммунитета.

— Однако в ряде ситуаций нельзя недооценивать, например,патофизиологические последствия доиммунной активациинейтрофилов непосредственно микробными продуктами. Так,при инфекции Toxoplasma gondii летальный некроз печени в

г первые 24—48 ч обусловлен «цитокиновым взрывом» именноиз нейтрофилов. На нейтрофилах, как и на макрофагах, экс-прессирован рецептор CD 14, который связывает комплексыЛ ПС с ЛПС-связывающим протеином сыворотки (LBP), атакже комплексы ЛПС с другими микробными продуктами(например, с эндотоксинами).

^__Нейтрофилы — самые многочисленные^_из белых клеток вциркулирующей кровйтОни перв^юГмифир^1оТ11з~со"судов в

—очаг—поражения^ в ткань [за счет быстрой экспрессии нужныхмолекул адгезии — VCAM-1 (лиганд на эндотелии VLA-4) иCDllb/CD18 (лиганд на эндотелии ICAM-1)]. Например, все-го за 1 ч после введения в перитонеальную полость мышисублетальной дозы Toxoplasma gondii число нейтрофилов в пе-ритонеальной полости возрастает с 2 до 25 % от общего чис-ла лейкоцитов. В очаге они быстро активируются и секрети-руют радикалы кислорода и литические ферменты. Связыва-ние лиганда с рецептором CD 14 на нейтрофилах активируетдовольно интенсивную выработку нейтрофилами TNF-α и

Гедавно были получены моноклональные антителаRBC6.8C5 к молекуле GΓ-1, экспрессированной на нейтрофи-лах и эозинофилах мыши. Эти антитела при введении in vivoобладают свойством эффективно элиминировать гранулоциты,что позволяет использовать их в модельных экспериментах,предназначенных ответить на вопрос, что будет происходитьв организме в той или иной ситуации в отсутствие нейтро-филов. Так вот, есть такая модель на мышах. Если мышам

66

ввести D-галактозамин, то он индуцирует экспрессию наклетках печени рецепторов для TNF-α (почему-то таковосвойство этого галактозамина). Если таким образом пред обра-ботанным мышам затем ввести надлежащую дозу лизатаToxoplasma gondii, то через 24—48 ч мыши погибнут и вскры-тие покажет массивную гибель ткани печени. Эта_гибель_пр_о^исходит по механизму TNF-(X-индуцированного апошаза.

"Если мышам перед введением лизата Toxoplasma gondii ввес-T W

t др т и н Р 1йтр офит"»ньте антитртгя, то печень останется цела имыши будут живы. Это свидетельствует о том, что нейтрофа=-лы ЯВЛЯЮТСЯИСТОЧНИКОМ-ЖВЗСЬГВНОГО выброса» TNF-jx_B от-вет на попаданшГворганизм больших количеств антигеновToxoplasma gondii. Вообще же нейтрофилы прямо реагируют на

~лрврукгБг~следуюишх возбудителей инфекционных заболева-ний: Toxoplasma gondii, Plasmodium spp., Leishmania spp.,Trypanosoma cruzi, Pneumocystis carinii, Cryptosporidium parvum,Mycobacterium tuberculosis, Listeria monocytogenes, Candidaalbicans.

3.4. Эндогенные пептиды-антибиотики

Это одно из самых новых направлений исследований — изу-чения особых веществ — пептидов, состоящих из 13—80 ами-нокислот, которые синтезируются с неких генов эукариоти-ческих клеток и обладают активностью антибиотиков, т.е.способны убивать бактерии. В базе данных о пептидах-антиби-отиках на начало 1999 г. содержалось около 400 наименова-ний. Функциональные пептиды образуются <^ упроцессинга более крупных молекул белков-предшественни-ков. Пептиды-антибиотики обнаружены в клетках растений,насекомых, лягушек, а также млекопитающих животных (кро-ликов, свиней, коров) и человека. По структуре пептиды-ан-тибиотики пока разделяют на 3 группы:

• I группа — линейные пептиды α-спиральной структуры,не содержащие цистеина. К ним относят цекропины(cecropins) высших насекомых, оболочечников и свиней,магаинин (magainin) и темпорины (temporins) лягушек;

• II группа — пептиды, содержащие несколько цистеи-нов, между которыми установлены 1—4 дисульфидныесвязи. К ним относят пептид из кожного секрета лягуш-ки, тахиплезины (tachyplesins) краба, протегрины(protegrins) свиньи, а также дефензины__(с1еГепвтк^ мле-копитающих (включая человека), содержащие 3 дисуль-фидные связи. сх-Дефензины синтезируюхд-содержат^в-

ки покровных тканей — эпителийдьтхательных путей ..й!

67

• III группа — пептиды, в составе которых содержитсянеобычно много какой-либо одной или двух аминокис-лот, чаще всего пролина или аргинина либо триптофа-на и глицина. Примером пептидов этой группы являют-ся апидецины (apidaecins) пчелы медоносной. Сюда жеотносятся 39-членный пептид (PR-39) нейтрофиловсвиньи и его более крупные аналоги из нейтрофиловкоровы.

Генетические дефекты пептидов-антибиотиков или необхо-димых для их функционирования кофакторов (например, ион-ных каналов, так как активность пептидов-антибиотиков «вы-сокочувствительна» к ионной силе), возможно, коррелируютс развитием прогредиентно-текущей хронической патологиис инфекционными факторами в этиологии. Например, естьоснования предполагать (хотя еще необходимы воспроизводи-мые доказательства), что развитие пузырчатого фиброза (cysticfibrosis) обусловлено дефектом β-дефензина в эпителии ды-хательных путей.

Сводная характеристика факторов доиммунной резистент-ности к инфекциям приведена в табл. 3.5.

Т а б л и ц а 3.5. Факторы доиммунной резистентности к инфекциям(innate immunity)

Молекулы,вовлеченные

в реакциирезистентности

I. Лектины:Маннозосвя-зывающийлектин (МСЛ)

SP-A, SP-D(сурфактант-ные протеинылегких)

Рецепторы дляманнозы намакрофагах

Конститутив-ный (К)

илииндуцибель-

ный (И)биосинтез

К, И

К, И

к

Физиологи-ческоеместо

действия

Плазма

Дыхатель-ная по-верхностьлегких

Макрофаги

Мишень(лиганд)

Карбогид-раты мик-роорганиз-мов

То же

» »

Функции

Опсонизация;активацияфагоцитов;активациякомплемента(лектиновыйпуть)Опсонизация;активацияфагоцитов;активациякомплемента(лектиновыйпуть)Фагоцитоз,активациямакрофагов

68

Продолжение таблицы

Молекулы,вовлеченные

в реакциирезистентное™

Рецептор для/3-глюканов

II. LPS-реак-тивные белки:LPS-связываю-щий протеин

ИнтегринМас-1

Рецептор для«мусора»(«scavengerreceptors»)

III. Активаторыкомплемента:

сзь

Коллектины(collectins):MBL, SP-A,SP-B

IV. Цитокины:

Интерфероныα и β

Конститутив-ный (К)

илииндуцибель-

ный (И)биосинтез

?

К, И

К

К

К, И

К, И

И

Физиологи-ческоеместо

действия

Моноциты,макрофаги

Плазма

Моноциты

Макрофаги

Плазма

Плазма,поверхностьлегких

Инфициро-ванные ви-русамиклетки, мо-ноциты/макрофаги

Мишень(лиганд)

То же

LPSмикроорга-низмов

LPSмикроорга-низмовLPS идругиелипидымикроорга-низмов

Поверх-ность мик-роорганиз-мовКарбогид-раты мик-роорганиз-мов

Любыеклетки,имеющиерецепторыдля интер-феронов

Функции

Фагоцитоз

Присоединяетмикроорганиз-мы к CD14 намакрофагах,активируетфагоцитоз ивыработку ци-токинов мак-рофагами

Фагоцитоз,активациямоноцитовТо же

Альтернатив-ная активациякомплемента

Активациякомплементапо лектиново-му пути

Активируютнормальныекиллеры; ан-типролифера-тивное и ан-тивирусноедействие налюбые клетки

69

Продолжение таблицы

Молекулы,вовлеченные

в реакциирезистентное™

Фактор некро-за опухолей(TNFa)

IL-1

IL-6

Хемокины(>30)

V. Липидныемедиаторы:Простаглан-дины

Лейкотриены(LTB4)

Фактор, акти-вирующийтромбоциты —PAF (platelet-activating factor)70

Конститутив-ный (К)

илииндуцибель-

ный (И)биосинтез

И

И

И

и

и

и

и

Физиологи-ческоеместо

действия

Моноциты/макрофаги

Моноциты/макрофагии другиеклетки

Моноциты

Моноциты,эндотелий,фиброблас-ты, тром-боциты

Тучныеклетки,моноциты,эндотелий,фибро-бластыТучныеклетки,моноциты

Моноциты,эндотелий

Мишень(лиганд)

Макрофаги,эндотелий,печень, ги-поталамус

Моноциты,эндотелий,печень, ги-поталамус

Печень

Лейкоциты

Гипотала-мус, эндо-телий

Нейтро-филы,моноциты

Тромбо-циты,лейкоциты

Функции

Локальноевоспаление,активация фа-гоцитов, ин-дукция синте-за цитокинов(IL-1, IL-6,хемокинов),реакция ост-рой фазы, ли-хорадкаЛокальноевоспаление,индукция ци-токинов (IL-6,хемокинов),реакция ост-рой фазы,лихорадкаРеакция ост-рой фазы

Хемотаксис иактивациялейкоцитов

Лихорадка,возрастаниепроницаемос-ти сосудов

Хемотаксислейкоцитов,дегрануляциянейтрофиловАктивациятромбоцитови лейкоцитов,локальноевоспаление

Продолжение таблицы

Молекулы,вовлеченные

в реакциирезистентности

VI. Реактантыострой фазы:Пентраксины(СРП); МСЛ;СЗ; LPS-свя-зывающийпротеин

Конститутив-ный (К)

илииндуцибель-

ный (И)биосинтез

И

Физиологи-ческоеместо

действия

Плазма

Мишень(лиганд)

Поверх-ность мик-роорганиз-мов

Функции

Опсонизация,активациякомплемента,активациялейкоцитов

Глава 4. АНТИТЕЛА. В-ЛИМФОЦИТЫ

Антитела стали первой «иммунологической материей», кото-рую открыли для себя современные люди. Точнее говоря, былоткрыт феном&н—едецифического противодействия ядам состороны^ сывороткищхши животных. Впервью~6ёлок иммуно~тло^улйновой природы" был выделен из тела человека ВепсеJones jMj?45_j\4jKojrajmT^^КстатйТ" последний из изве^т™х~^з^тйгюв~~йммуноглобули-нов — иммуноглобулин Ε — был выделен 100 лет спустя не-зависимо шведскими и японскими учеными: в 1960 г.Kishizaka и T.Ishizaka и в 1965 г. S.G.OJohansson и H.Bennich.

Впервые термин «антитоксическая сыворотка» ввели ЭмильБеринг (Emil von Behring) и Шибасабуро Китасато (SbibasaburoKitasato) IT 1890 г. для обозначения открытого ими феноменанейтрализации токсических свойств дифтерийного токсина сы-вороткой крови животных, переболевших дифтерией и выздо-ровевших. Справедливости ради напомним, что факт наличияпротивомикробньгх свойств у крови млекопитающих был опи-сан первыми «микроскопистами», наблюдавшими стерильностьпрепаратов из крови здоровых животных и людей. Персидскийврач Рази (IX в.) предлагал после_^ку^а!сгарпионавводить_£ыворщку^ослов, укушенньЕГтеми же скорпионами."Первое на^Жюдение^гоТо7П[гто~^ыюротка~живот1нжгта1о^о^на убивать бак-терии, опубликовано G.Nuttall в 1888 г. Дальше один за однимоткрывали механизмы санашш__внушпешей среды организма отпостоянно пь1гающихся проникнуть туда микробов.

В 1891 г. термин «антитоксин» использовали итальянскиеисследователи Д.Тиццони и Д.Каттани применительно к не-

71

ким факторам, которые появляются в сыворотки крови жи-вотного после введения ему несмертельных доз токсина воз-будителя столбняка. Эти факторы способны нейтрализоватьтоксическое действие токсина. Кроме феномена нейтрализациитоксических свойств, эти исследователи эмпирическим путемнашли способ «дотронуться» до антитоксинов руками: онисумели осадить антитоксин из цельной сыворотки сульфатоммагния. На основании этого биохимического свойства в пер-вой же работе антитоксины правильно были отнесены к бел-кам и, более того, к белкам-глобулинам. И в наши дни са-мая первая и доступная методика по выделению иммуногло-булинов — осаждение солями серной кислоты (сульфатомаммония, сульфатом натрия).

В том же 1891 г. в статье П.Эрлихапоявился термин «ан-титело». Первооткрыватели точно по"няли сутБ-тгабяюдаемогоявле"ния7~организм при контакте с вредными внешними ве-ществами способен вырабатывать особые собственные веще-ства, предназначенные для избирательного (специфического)связывания попавшего в организм внешнего вещества. Вот эти-то собственные «спасительные» вещества и называют анти-телами. Семантически этот термин на первый взгляд не оченькорректен, ибо антитела в большинстве ситуаций предназна-чены для защиты собственного тела, а не для антительногодействия. Но в понимании П.Эрлиха «тела» — это не соб-ственное тело, а те внешние субстанции, которые попадаютв организм и с 1899 г. с работ Л.Детре (сотрудника И.И.Меч-никова) и до сих пор называют антигенами. Термин «анти-ген» логически также небезупречен, поскольку далеко не все,что распознает иммунная система, направлено против (анти)собственного генома, более того, часть — и не малая — яв-ляется продуктами собственного генома.

Поэтому антиген следует понимать, как любое вещество,которое потенциально может быть распознано иммунной сис-темой организма.

4.1. Антитела

Антитела — это особые растворимые белки с определенной био-химической структурой (иммуноглобулины), которые присут-ствуют в сыворотке крови и других биологических жидкостяхи которые организм вырабатывает для связывания разнообраз-ных антигенов.

Чрезвычайно важное и фундаментальное свойство парыантиген—антитело открыл К.Ландштейнер в 30-е годы.Правда, ни он сам и никто другой долгие годы^нё^оценива~ли фундаментальность наблюдения К.Ландштейнера, пока недостигла надлежащего уровня развития молекулярная гене-тика иммуноглобулинов. Экспериментальное наблюдение

72

К.Ландштейнера состояло в том, что млекопитающие спо-собны вырабатывать антитела с одинаковым успехом как наприродные антигены, так и на искусственно синтезирован-ные химические соединения, не похожие по химическойструктуре на природные биомолекулы. Прикладной вывод изэтих работ К.Ландштейнера был сделан незамедлительно: повсему миру в лабораториях стали получать иммунные сыво-ротки против интересующих веществ как специфические реа-генты для определения заданных веществ. Фундаментальныйже вывод состоит в том, что репертуар антигенсвязывающихсвойств антител организма формируется на основе некихслучайных процессов, а не запрограммирован эволюционным«знанием» (не закреплен отбором) со стороны организма —что является для него антигеном, на который надо выра-батывать антитела, а что нет. В дальнейшем мы увидим,что эволюционные генетические ограничения в отношениитого, что может, а что не может быть антигеном для дан-ного организма, существуют и весьма серьезные, но соот-ветствующие гены экспрессируются в основном не в лимфо-цитах, т.е. за пределами собственно иммунной системы кактаковой.

Антитела были предметом подробного изучения классичес-j<oJ_блсжимдаь-^О—70-х-шдов. Фундаментальными признаныработы R.Porter (1920—1985) по исследованию биохимичес-ких свойств и вторичной структуры молекул антител. Все безисключения антитела принадлежат к одному типу белковыхмолекул, имеющих глобулярную вторичную структуру^_поэто-

_му-и назваттттот^гая^шд^^Г^ш^^ояго^Шй^Й^ДТервая ра-бота по электрофорезу глобулинов" сыворотки опубликованаA.Tiselius в 1937 г. Все антитела — иммуноглобулины. Строгоговоря, утверждать обратное некорректно. Нельзя сказать, чтовсе иммуноггтпбугшны — ядтитеггя^ Мы говорим~об антитетх-только относительно антигена, т.е. если знаем антиген. Если

-мъПТе~знаем~антиген, комплементарный некоему иммуногло-булину, который оказался у нас «в руках», то мы имеем толь-ко иммуноглобулин. Международная аббревиатура иммуногло-булинов Ig. Заглавная латинская буква рядом с Ig обозначаетодин из 5 существующих у млекопитающих классов иммуно-глобулинов — М, G, А, Е, D, последующая арабская цифраобозначает субкласс. Субклассы есть только у иммуноглобули-нов классов G (Gl, G2, G3, G4) и А (А1, А2). Классы иподклассы, вместе взятые, называют изотипами иммуноглобу-линов. Таким образом, изотипов 9. Пять классов иммуногло-булинов* имеются тол£ко у млекопитающих, но зато у всехвидов млекопитающих гомологичны все эти 5 классов. Это го-ворит о том, что 5 классов иммуноглобулинов сложились вэволюции до видообразования млекопитающих. То что онистоль консервативно сохранились в период дивергентной эво-

73

люции, свидетельствует об оптимальности их биологическихсвойств и необходимости для выживания в условиях земнойприроды.

4.2. Структура молекул иммуноглобулинов

~ R.Porter подверг препарат IgG кролика протеолизуф

д р р р gпод действием фермента папаина и в результате получил раз-деляемые ионообменной хроматографией три фрагмента. Дваиз них были одинаковыми и сохраняли способность связы-вать антиген, поэтому автор обозначил их Fab (fragment,antigen binding). Третий фрагмент отличался от первых двух иимел свойство легко кристаллизоваться, он был обозначенкак Fc (fragment, crystallizable). Впоследствии стало известно,что Fc-фрагменты иммуноглобулинов в пределах одного изоти-па у данного организма строго идентичны независимо от спе-цифичности антитела по антигену. За эту инвариантность ихстали называть константными — fragment, constant — Fc (аб-бревиатура совпала).

В 1961 г. Edelman и Poulik и независимо от них Fleischmanи соавт. сумели диссоциировать не протеолитически цельныемолекулы антител на отдельные белковые цепи. Выяснили,что цепи ассоциированы между собой дисульфидными связя-ми. В 1962 г. R.Porter предложил схему строения молекулиммуноглобулинов, которая оказалась совершенно верной:4 полипептидные цепи — пара одинаковых тяжелых плюспара одинаковых легких. Тяжелые цепи обозначают буквой«Н» от High — тяжелый, легкие — буквой «L» от Light —легкий. Принципиальная схема строения молекулы иммуно-глобулина приведена на рис. 4.1.

Η-цепь IgG состоит примерно из 450 остатков аминокис-лот и имеет относительную молекулярную массу около50 000, а легкая цепь — из 212 остатков аминокислот и име-ет молекулярную массу около 25 000. Общая относительнаямолекулярная масса молекулы IgG составляет 150 000.

Антигенсвязывающие домены обеих цепей имеют сильноварьирующий аминокислотный состав (поэтому и способнысвязывать разные антигены). Поэтому эти участки (или облас-ти) молекулы — как Н-, так и L-цепи называют вариабель-ными и обозначают буквой «V» (variable region). Внутри вариа-бельных участков выделяют и гипервариабельные. V-областьзанимает один домен в Η-цепи и один домен в L-цепи. Все^что «ниже» вариабельных участков, имеет строго инвариантныйдля каждого изотипа иммуноглобулинов аминокислотный со-став и называется С-областью (от constant region). Соответству-ющие домены в полипептидных цепях называют С-доменами.В тяжелой цепи 3 или 4 С-домена, их обозначают C^ 1, СН2,СН3, СН4. В легкой цепи один С-домен, обозначаемый CL.

74

IIРис. 4.1. Принципиальная схема строения молекул иммуноглобулинов.1 — антигенсвязывающие центры молекулы иммуноглобулина; 2 — легкие цепи(L); 3 — тяжелые цепи (Н); 4 — шарнирная область; 5 — Fab-фрагмент; 6 —(РаЬ)2-фрагмент; 7 — Fc-фрагмент.

Fc-фрагменты молекул иммуноглобулинов (разные у раз-личных изотипов, но тождественные в пределах изотипа)обеспечивают разное взаимодействие комплексов антиген—ан-титело по санирующим деструктивным механизмам, способ-ным расщепить и вывести антиген из организма — с систе-мой комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами,тучными клетками. Каждый класс иммуноглобулинов специа-лизирован по вступлению во взаимодействие (найму) с опре-деленными «исполнителями» деструкции антигена (лейкоцита-ми или системой комплемента).

Следующий фундаментальный этап в исследовании анти-тел — работы Г.Келера (Georges Kohler, 1946—1995) и Ц.Миль-штейна (Cesar Milstein), которые в 1974—1975__гг1_г1рименили

клеток к_ашителорб^зук>"1 т:ехнодоги1о_ получения моно-

бклональныхантител. Им присуждена Нобелевская Премия "в~-1-984"г. Это одна из двух Нобелевских премий по медицине,присужденная за методическую работу. Всемирно признанобеспрецедентное прикладное значение этой работы. Но велики ее фундаментальный смысл. Она стала идеальным экспери-ментальным доказательством всеобщности клональности био-синтеза иммуноглобулинов в В-лимфоцитах, что точно соот-ветствует клонально-селекционной теории (гипотезе) устрой-ства лимфоцйтарного имжунйтета воооще, выдвинутои7Ф.Бег>^HeTOM"XFfaflK~RfecfaTlatte--B-ttr«eti Ι#99—Γ9857,1 "также лауреатом

75

Нобелевской премии 1960 г. Ф.Бернет опубликовал свою ги-потезу в 1957 г. и сам рассматривал ее как развитие теорииН.Йерне (NJerne) о моноспецифичности антителообразую-щих клеток.

Антитела синтезируют только и исключительно В-лимфо-циты. Ниже, разбирая молекулярную генетику дифференци-ровки В-лимфоцитов и биосинтеза иммуноглобулинов, мыувидим механизм процесса, в результате которого каждыйединичный В-лимфоцит оказывается способен к синтезу един-ственного варианта антитела по признаку структуры антиген-связывающего центра молекулы. В динамике по мере диффе-ренцировки В-лимфоцита, уже распознавшего свой антигени вступившего в межклеточные взаимодействия, необходимыедля развития иммунного ответа, происходит переключение син-теза изотипа иммуноглобулина при сохранении неизменнойструктуры антигенсвязывающего центра.

Все вместе, т.е. совокупность В-лимфоцитов организма, спо-собно синтезировать разнообразие антител — около 1016—109

случайных по специфичности к антигенам вариантов.Каждому единичному В-лимфоциту и его митотически

возникшим дочерним клеткам (это клон лимфоцитов по оп-ределению) «на роду написано» обслужить, если потребует-ся, некоторое множество антигенов. H

4.3. Биохимические свойства иммуноглобулинов

Известно два типа легких цепей Ig — к (каппа) и Λ (лямб-да). Соотношение количеств к и λ — видоспецифичный истрого стабильный генетический признак: у человека оно рав-но 2:1, у мыши — 20:1, у кошки — 1:20. Отклонение от это-го соотношения у отдельных особей имеет диагностическоезначение, так как является скорее всего признаком опухоле-вого процесса — В-лейкоза. Функциональных различий меж-ду иммуноглобулинами с легкими к -цепями или с легкимиλ-цепями до сих пор никто не выявил.

Классы иммуноглобулинов различаются между собой потяжелым цепям. Тяжелые цепи обозначают греческими буква-ми соответственно латинской аббревиатуре класса: для IgM —μ, для IgG — у, для IgA — а, для IgE — е, для IgD — δ(рис. 4.2).

Легкие цепи примыкают к N-концу тяжелых цепей. С-ко-нец тяжелых цепей формирует Fc-фрагмент молекулы имму-ноглобулина.

Вторично регулярная структура полипептидных цепей пред-ставлена, как мы уже упоминали, доменами. Домен составля-ют ПО остатков аминокислот. Каждая L-цепь состоит из двух

76

lgM-пентамер lgA-димер

Ν ,,*• Ν , 2

* 2 -J ί " Ο

/ Ο ν ,/ J 4.

Рис. 4.2. Строение иммуноглобулинов 5 разных классов (схема).1 — углеводные компоненты молекул иммуноглобулинов; 2 — J-цепь (отjoint) — полипептидная цепь, связывающая IgM в пентамер, a IgA в димер. IgAпри секреции сквозь слизистые оболочки формирует димерный комплекс; IgMв крови формирует пентамерный комплекс.

доменов — VL и CL. Η-цепи молекул IgG, IgD и IgA состояткаждая из 4 доменов VH и С„1, СН2, СН3. Η-цепи молекул IgMи IgE имеют по «лишнему» 5-му домену. По первичной струк-туре С-домены похожи. Это указывает на то, что кодирую-щие их структурные гены когда-то произошли путем дупли-каций из общего предкового гена. По данным электронноймикроскопии и рентгеноструктурного анализа кристалловиммуноглобулинов, цепи сплетены в «косичку». Угол междудвумя симметричными антигенсвязывающими центрами моле-кулы подвижен в диапазоне от 0 до 100° и больше. Антиген-связывающие участки молекулы способны к ротационномудвижению. Все это вместе облегчает возможность связыванияантигенов обоими активными центрами одновременно. Это су-щественно: опыт показывает, что в природе устроено так, что«достойный» иммунный ответ развивается лишь в тех случа-ях, когда (и если) антиген «сшивает» несколько антигенрас-познающих рецепторов на поверхности лимфоцита.

IgM и IgA формируют полимерные структуры: IgM из 5«рогаток» формирует пентамер, находящийся в растворе вкрови; IgA из двух «рогаток» формирует димер, но не в кро-ви, а в составе экзосекретов на слизистых оболочках. Для по-лимеризации IgM и IgA включают в свой состав дополнитель-ную полипептидную цепочку с молекулярной массой 15 000,называемую J-цепью (joint-связь). Эта J-цепь связывает терми-нальные цистеины на С-концах соответственно тяжелых μ- и<х -цепей IgM и IgA.

Секреция IgA через слизистые оболочки наружу происхо-дит в процессе так называемого трансцитоза через клетки

77

эпителия слизистых оболочек. Изотип IgA синтезируется глав-ным образом В-лимфоцитами неинкапсулированной лимфо-идной ткани слизистых оболочек ЖКТ, дыхательных путей,мочеполовых путей, слезных, слюнных и молочных желез.Димер IgA диффундирует сквозь базальную мембрану слизис-тых оболочек. На базолатеральной поверхности эпителиальныхклеток слизистых оболочек экспрессированы особые рецепто-ры для молекул иммуноглобулинов, так называемые поли-Ig-рецепторы. Эти рецепторы сорбируют димеры IgA, после чегопроисходят эндоцитоз комплексов поли-^-рецептор — димерIgA, трансцитоз внутри эпителиальной клетки в виде особойвезикулы и экскреция этого комплекса наружу в состав сли-зи. При экскреции от поли-^-рецептора отщепляется неболь-шой фрагмент. Большая его часть остается в связи с димеромIgA, ее называют секреторным компонентом.

Папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина выше ди-сульфидных связей между тяжелыми цепями, поэтому в ре-зультате получаются два Fab-фрагмента и двухцепочный Fc-фрагмент. Пепсин расщепляет молекулу иммуноглобулинаниже дисульфидных связей между тяжелыми цепями и в ре-зультате получается (РаЬ)2-фрагмент (двухвалентный по свя-зыванию антигена) и одноцепочные Fc-фрагменты.

Во всех доменах молекул иммуноглобулинов есть одина-ковые (общие) последовательности остатков аминокислот. Снаибольшей стабильностью в этих консервативных (или, каких еще называют, гомологичных) последовательностях присут-ствует триптофан. Наличие таких консервативных общих пос-ледовательностей рассматривают как молекулярное свиде-тельство генетической общности: гены, кодирующие отдель-ные домены, произошли из общего предкового гена (путемдупликации, мультипликации и затем дивергентной эволю-ции). Гомологичные названным последовательности амино-кислот присутствуют, помимо иммуноглобулинов, и в мо-лекулах других белков. Эти другие белки экспрессируются вклетках иммунной и по крайней мере нервной систем. Та-кой общности в структуре соответствует и общность функ-ционального предназначения — участие в процессах моле-кулярного распознавания и взаимодействия клеток. Белки,содержащие последовательности аминокислот, идентифици-рованные исходно в иммуноглобулинах, объединяют в односуперсемейство — суперсемейство иммуноглобулинов IgSF(immunoglobuHne superfamily). Кроме самих иммуноглобули-нов, к этому суперсемейству относят рецептор Т-лимфоци-тов для антигена (TCR — T-cell receptor), не все, но ряд ре-цепторов клеток для цитокинов (для IL-1 тип I и II, IL-6,M-CSF, c-kit), мембранные молекулы межклеточной адгезии(ICAM-2, ICAM-3, VCAM-1), рецепторы клеток для Fc-«хвостов» иммуноглобулинов классов А и G (Fc«R, FcyRI,

78

FcyRII), мембранную молекулу CD80 (второе названиеВ7) — лиганд для CD28, мембранные молекулы CD4, CD8,CD3 и др.

Дальше мы увидим, как фундаментально и дружно задей-ствованы в иммунном ответе все эти молекулярно-генетичес-кие родственники.

Вариабельные последовательности аминокислот (т.е. разныеу иммуноглобулинов, являющихся продуктами различных В-лимфоцитов) не случайно распределены по V-области, а чет-ко локализованы в определенных участках, называемых гипер-вариабельными областями — их выделяют от 3 до 4: HV1,HV2, HV3, HV4 (HV — от hypervariable). У обозначений «HV»есть синоним — CDR (complementary determining regions):CDR1, CDR2, CDR3 и CDR4. Именно эти последовательно-сти аминокислот вступают в физическое комплементарноесвязывание с антигеном. Связывание с антигеном осуществ-ляется следующими типами химических взаимодействий (сил,связей) между молекулой антитела (так же как и рецептораТ-клеток для антигена) и молекулой антигена: ионными,ван-дер-ваальсовыми, водородными и гидрофобными. Опти-мальная реализация этих связей возможна только при физи-ологических значениях рН, ионной силы, концентрации со-лей. Если в лабораторной работе in vitro стоит задача диссо-циировать комплекс антиген — антитело, то подбирают не-обходимые и достаточные изменения рН, ионной силы иливводят в систему детергенты.

Иммуноглобулины могут связывать лиганды (антигены)разной химической природы: пептиды, карбогидраты, саха-ра, полифосфаты, стероидные молекулы. Существенным иуникальным свойством антител, отличающим их даже от ре-цептора Т-клеток для антигена, является их способность всту-пать в связывание с цельными, нашивными молекулами анти-генов, непосредственно в том виде, в каком антиген проникво внутреннюю среду организма. Для этого не требуетсяникакая предварительная метаболическая обработка анти-генов. Следовательно, не требуется и время на предобнемедленно.

фактор безотлагательной защи-

"сщрЯйонов, пчел и др.). АнтйгеТг~м«рут-тсВязь1вать легкие итяжелые цепи молекул иммуноглобулинов по отдельности,могут и вместе. У цельной молекулы мономерного иммуно-глобулина два цельных и потенциально равнодееспособныхсимметрично расположенных активных центра для связыванияантигенов. Сродство между антигенами и антителами количе-ственно и качественно характеризуют такими понятиями, какаффинность и авидность.

Силу химической связи одного антигенного эпитопа с одним

79

из активных центров молекулы иммуноглобулина называют аф-финностью связи антитела с антигеном.

Аффинность количественно принято оценивать по констан-те диссоциации одного антигенного эпитопа с одним актив-ным центром в моль"1. Так как в цельных молекулах антителклассов IgG и IgE в норме по два активных центра, а в мо-лекулах IgA — 4, IgM — 10, скорость диссоциации цельноймолекулы иммуноглобулина от цельной молекулы антигенаменьше, чем скорость диссоциации одного из активных цент-ров.

Силу связи цельной молекулы антитела со всеми, которые ейудалось связать антигенными эпитопами, называют авидностьюсвязи антитела с антигеном.

Авидность количественно также измеряют как константудиссоциации соответственно цельной молекулы антитела совсеми связанными эпитопами.

Эпитоп — это небольшой участок цельной молекулы ан-тигена, который непосредственно вступает в ионные, водо-родные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные связи с активнымцентром антитела. Если антиген пептид, то размер эпитопасоставляет от 5 до 7 аминокислотных остатков. Площадь свя-зи активного центра с эпитопом равна 70—90 нм2. Синонимантигенного эпитопа — антигенная детерминанта. Эпитопможет представлять собой участок последовательно связанныхаминокислотных остатков.

Такой эпитоп называют линейнъш (continuous). Но эпитопможет быть сформирован во вторичной структуре макромо-лекулы антигена не из последовательно связанных аминокис-лот. Такие эпитопы называют конформационными (или по-англ.discontinuous epitopes). Современные химики успешно имити-руют линейные эпитопы белковых антигенов, синтезируя пеп-тиды любой заданной длины. Воссоздание информационныхэпитопов в синтетических пептидах — гораздо более труднаязадача.

Промежутки между CDR обозначают FR (frameworkregions), т.е. каркасные области. Их также 4: FR1, FR2, FR3 иFR4. Последовательности аминокислотных остатков в них весь-ма консервативны. Исследования самых последних лет пока-зывают, что этим консервативным последовательностям, кро-ме чисто «скелетной» функции, случается выполнять и дру-гие функции, отличные и от связывания с антигеном. Связы-вание с антигеном — функция CDR. Забегая вперед, скажем,что в FR-участках V-области молекул иммуноглобулинов мо-гут локализоваться такие активности, как ферментативная(протеазная и нуклеазная), связывание ионов металлов, свя-зывание с суперантигенами. Ниже мы остановимся на этомподробнее.

80

4.4. Гены иммуноглобулинов

Индивидуальный организм здорового человека в течение жиз-ни создает несколько миллионов вариантов антител по спо-собности связывать разные антигены (потенциально 1016 ан-тигенов). Никакой геном физически не несет столько отдель-ных структурных генов. Наследуемое от родителей количествогенетического материала (ДНК), предназначенного для про-граммирования биосинтеза антител, не так уж и велико —всего 120 структурных генов. Это наследуемое множество ге-нов называют зародышевыми генами иммуноглобулинов, илизародышевой конфигурацией (germline configuration).

Разнообразие генетических кодов для миллионов вариан-тов вариабельных участков молекул иммуноглобулинов фор-мируется в течение всей жизни в процессе дифференцировкиR-лимфоцитов: в каждом отдельном В-лимфоците осуществ-ляется своя уникальная рекомбинация ДНК из зародышевых ге-нов, и трансляция РНК, и последующий синтез белка ужеидут с персонального для каждого В-лимфоцита генетическогокода V-области.

Феномен рекомбинации ДНК β соматических клетках, покрайней мере насколько известно современной науке, строгоуникален исключительно для лимфоцитов. Подобного никтоне наблюдал не только при дифференцировке каких-либодругих клеток млекопитающих, но даже и каких-либо клетокиных эукариот. Соматическая рекомбинация ДНК «ниспосла-на» только генам антигенраспознающих молекул лимфоци-тов — иммуноглобулинов в В-лимфоцитах и рецептора Т-кле-ток для антигена в Т-лимфоцитах.

Этот уникальный процесс генерации разнообразия анти-генраспознающих молекул внутри организма понадобился длятого, чтобы многоклеточные сумели выжить под инфекцион-ным давлением разнообразных земных микроорганизмов. Мле-копитающие эволюционируют так медленно, что человекутрудно это даже представить. Микроорганизмы, наоборот,эволюционируют в считанные дни — недели. Так вот, лимфо-циты — специальное уникальное творение природы внутриорганизма многоклеточных с неслучайной, но запрограмми-рованной изменчивостью только в генах антигенсвязывающихмолекул (Ig, TCR) в количественном отношении хоть в ка-кой-то мере сопоставимы с разнообразием микробов. Разно-образие это столь велико (например, относительно общегочисла клеток в организме млекопитающего), что механизмгенерации разнообразия соответствующих структурных геновмог быть (и стал) в основе запрограммированно случайным.Свойство случайности при рекомбинации соответствующейДНК объясняет тот широко известный факт, что иммуннаясистема «в лице» лимфоцитов распознает разные вещества, а

81

не только инфекционные микроорганизмы. В естественныхприродных условиях инфекционные микроорганизмы в боль-шей мере, чем другие внешние объекты, способны проры-ваться сквозь барьерные ткани многоклеточных. Если покров-ные ткани «подтекают», т.е. в силу каких-либо патологичес-ких причин, например, барьеры ЖКТ или слизистые оболоч-ки дыхательной системы пропускают лишнее из пищи иливдыхаемого вещества, то лимфоциты распознают и реагиру-ют на пищевые и ингаляционные антигены. Но вот к чемуприрода не готовила иммунную систему, так это к быстромувнедрению непосредственно во внутреннюю среду, минуябарьерные ткани, чужеродных веществ. Это чисто антропоген-ные деяния по парентеральным введениям, вливаниям чужойкрови, трансплантациям органов. Мы разберем в дальнейшем,что, например, трансплантат чужого органа организм реци-пиента отторгает, как это не покажется странным, но поошибке, которую совершают примерно 1—10 % ТЧлимфоци-""тов7 они ириниматрт~антигенытов7 они ириниматртантигены главн^оТШмпле!хаТйстосотг

/меетимости на ЧУЖИХ клетд«ж~тртасТшштата за свои. Бели бы"всё~100 W7 а не 90 % Т-лимфоцитов никогда не ошибались,то чужая почка, печень, кожа, кровь и т.п. оставались бы

s «невидимыми» для иммунной системы.^"~ Примерно 20 лет назад еще методами классической био-

химии, а именно аналитическим электрофорезом фрагменти-рованной ДНК, обнаружили, что генетический материал длякодирования белков-иммуноглобулинов структурирован («ра-зорван») на сегменты, расположенные друг относительнодруга на уловимом расстоянии. Во всех клетках тела, включаястволовую кроветворную, кроме начавших дифференцировкуВ-лимфоцитов, гены иммуноглобулинов навсегда остаются в«разорванном» состоянии, которое называют зародышевойконфигурацией. И только в В-лимфоцитах на самом раннемэтапе их специальной дифференцировки начинается сложныйгенетический процесс объединения сегментов ДНК, предназна-ченных для кодирования разных частей молекулы иммуногло-булина — V- и С-фрагментов, причем по отдельности длякаждой из 3 типов полипептидных цепей — двух типов лег-ких (к и λ) и тяжелой. Это и есть феномен рекомбинации ДНКв соматической клетке. Этот феномен открыли S.Tonegava иего коллеги (1975—1976) при электрофорезе ДНК, выявив-шем разницу во фрагментах рестрикции ДНК из антитело-продуцирующих В-лимфоцитов и из любых других не проду-цирующих антитела клеток данного организма (зародышеваяконфигурация).

Структура генов иммуноглобулинов подробно изучена (рис.4.3 и 4.4). Отдельные сегменты молекулярно клонированы, оп-ределено их число. Кодирующая ДНК для вариабельной час-ти каждой из цепей иммуноглобулина собирается из сегмен-

82

~1 мИНИди ЩL J

Перестройка ДНК VJ-сегментов;

Транскрипция:

ЗародышеваяконфигурацияДНК геновL—цепи

ПерестроеннаяДНК

Первичный-ААА РНК-транскрипт

Сплайсинг первичного транскрипта РНК:

ААА мРНК

Трансляция белка L-цели-

L-Цепь иммуноглобулинов

Рис. 4.3. Структура генов легкой (L) цепи иммуноглобулинов (схема).

У человекаD H 1 - 2 7 J Μ 1 - 6

L , V H 1

L 5 1 V H 5 1

C a , C , 2 c . , 4 C , C a ;

У мыши

ГЗ Cγ! Cr2b Cr2a Ce Oa

Рис. 4.4. Структура генов тяжелой (Н) цепи иммуноглобулинов (схема).

83

С IgM -> на lgG3

С IgM -> на IgA

Рис. 4.5. Рекомбинация ДНК при переключении синтеза классов имму-ноглобулинов в В-лимфоците.

тов, извлекаемых из трех отдельных кластеров: собственно V(вариабельный) (код для 95—101 аминокислоты), а также D(diversity — разнообразие) у тяжелых цепей и J (joining ~связующий) (код для нескольких аминокислот — до 13). Пе-реключение синтеза изотипов иммуноглобулинов показано нарис. 4.5. Гены для к-цепи локализованы в хромосоме 2, геныдля λ-цепи — в хромосоме 22, гены для тяжелых цепей всехизотипов — в хромосоме 14 (табл. 4.1).

Молекулярные генетики группируют сегменты V-генов внесколько семейств. В одно семейство включают гены, в ко-торых более 80 % последовательности нуклеотидов гомологич-ны. Выделяют 7 семейств V,,, 7 семейств V/(, 8 семейств VA.

84

Т а б л и ц а 4.1. Число сегментов генов вариабельных областей имму-ноглобулинов человека*

Кластерсегментов

VDJ

Легкие цепи

к

40Нет

5

λ«30Нет

4

Тяжелая цепь

=50=30

6

* Поскольку метод молекулярного клонирования трудоемок и его вы-полняют всякий раз для конкретного индивидуального генома, разумно до-пустить, что у отдельных индивидуумов конкретное число сегментов можетварьировать, но в узких пределах; также разным может быть число псевдо-генов.

Считают, что члены одного семейства произошли от одногодревнего гена путем дупликаций.

Рекомбинацию ДНК иммуноглобулинов катализируют спе-циальные ферменты — рекомбжазы. Эти же ферменты ката-лизируют рекомбинацию ДНК генов TCR в Т-лимфоцитах,т.е. рекомбиназы — уникальные ферменты лимфоцитов. Но вВ-лимфоцитах эти ферменты не «трогают» гены TCR, а в Т-лимфоцитах не «трогают» гены иммуноглобулинов. Следова-тельно, до начала процесса перестройки ДНК в клетке ужесуществуют генрегуляторные протеины — свои у Т-лимфоци-гпов и свои у В-лимфоцитов. Гены, кодирующие эти белки,называют мастер-генами. Они в большей степени воображае-мые, чем изученные, но являются реальным объектом иссле-дования фундаментальной науки. Субстратом для рекомбиназслужат определенные последовательности нуклеотидов в ДНКгенов-мишеней (кстати, одинаковые у Т- и В-лимфоцитов).Эти последовательности фланкируют (т.е. расположены с ка-кого-либо края) каждый отдельный сегмент генов-мишенейи их называют сигнальными для рекомбинации (rss — recom-bination signal sequence). Rss расположены с З'-конца V-сегмен-тов, с 5'-конца J-сегментов и с обеих сторон D-сегментов.Последовательность нуклеотидов в rss расшифрована: консер-вативный гептамер CACAGTG, затем вариабельный спейсериз 12 или 23 нуклеотидов и консервативный нонамерACAAAAACC/GGTTTTTGT.

Самый первый акт расщепления цепи ДНК осуществляютдва других специальных фермента лимфоцитов — гетеродимер-ные эндонуклеазы, кодируемые генами, называемыми RAG-1 иRAG-2 (recombination-activating genes). Последовательность нук-леотидов в гене RAG-1 подобна таковой в гене дрожжейHRP-1 и в генах топоизомераз бактерий, катализирующихразрывы и сшивки ДНК, что свидетельствует о «глубинном»единстве всего живого. Но среди клеток млекопитающих RAG-1

85

и RAG-2 экспрессируются только в лимфоцитах. Репарациюразрывов ДНК катализируют по крайней мере 3 ядерныхфермента: один называют аутоантигеном Ки, второй — ДНК-зависимой протеинкиназой, третий еще недостаточно охарак-теризован.

У мышей с генетическим нокаутом по любому из геновферментов, участвующих в перестройке ДНК антигенрецеп-торных молекул (Ig, TCR), лимфоциты не развиваются со-всем и имеется клинический синдром тяжелой комбинирован-ной иммунной недостаточности — scid (severe combinedimmunodeficiency).

В результате данной реакции рекомбинации в непрерывнуюпоследовательность ДНК соединяются по одному сегменту изV-, D- и J-областей — этот процесс называют VDJ-рекомби-нацией. Вся остальная ДНК V-, D- и J-областей вырезается ивыбрасывается из генома в виде кольцевых ДНК. Поэтомуприобретение В-лимфоцитом в начале своей дифференциров-ки специфичности по потенциальному антигену происходитраз и навсегда и строго необратимо на уровне ДНК.

В каждом единичном В-лимфоците случается своя уникаль-ная комбинация VDJ для тяжелой цепи и VJ — для каждойиз легких цепей. Таким образом и подсчитали возможное чис-ло вариантов антител по антигенной специфичности, исходяиз правил случайной комбинаторики. Для /с-цепи из 40 V-сегментов и 5 J-сегментов может получиться 40x5 = 200 ва-риантов V-области к-цепи; для λ-цепи — 30x4 = 120 вари-антов; всего для легких цепей 320 вариантов; для тяжелойцепи 50V х 30D х 6J = 9000 вариантов антигенсвязывающихобластей тяжелых полипептидных цепей. В цельной молекулеиммуноглобулинов разные легкие и тяжелые цепи объединя-ются в тетрамер также случайным образом (по крайней меретеоретически). Число случайных сочетаний из 320 и 9000 —около ЗХ106.

Но это не все, что обеспечивает разнообразие антигенсвя-зывающих областей антител. Есть еще два молекулярных про-цесса: запланированная неточность связи сегментов V-D-J изапланированный гипермутагенез именно в V-генах иммуногло-булинов. Последнее свойство — гипермутагенез — отличаетгены иммуноглобулинов даже от генов TCR: у TCR есть икомбинаторика сегментов, и неточность связи V-D-J, но невыявлен гипермутагенез.

Под неточностью связи V-D-J понимают тот факт, что приформировании этих связей происходит добавление лишнихнекодируемых наследуемым генетическим кодом нуклеотидов.Их два «сорта»: Р-нуклеотиды и N-нуклеотиды. НуклеотидыΡ (от palindromic sequences) возникают на концах сегментовпри вырезании одноцепочечных петлей ДНК и «достройкихвостов» ферментами репарации ДНК. Нуклеотиды N (от non-86

template-encoded) пристраиваются к одноцепочечной ДНКпосле вырезания петли специальным ферментом лимфоци-тов — терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой (TdT).Этот фермент достраивает от 1 до 20 дополнительных нукле-отидов, а ферменты репарации подстраивают комплементар-ные пары и лигируют (ковалентно продольно состыковыва-ют) двухцепочечную «пристройку» ДНК с двухцепочечнымиР-нуклеотидами. TdT экспрессируется недолго и на раннихстадиях дифференцировки В-лимфоцитов. Поэтому N-нуклео-тиды характерны для тяжелых цепей, поскольку гены тяже-лых цепей перестраиваются в первую очередь. Гены легкихцепей перестраиваются во вторую очередь и в них N-нуклео-тидов уже не находят.

«Платой» за эти попытки увеличить разнообразие антиген-связывающих областей антител, таким образом, является то,что в V3 случаев добавление некодируемых нуклеотидов сдви-гает рамку считывания в матричной (м) РНК так, что транс-ляция белка становится невозможной. Это называют непродук-тивной рекомбинацией генов иммуноглобулинов. Зато с учетомприсоединения N- и Р-нуклеотидов число пар V-генов оттяжелой и легкой цепей достигает около 3500 и число вари-антов антигенсвязывающих областей цельных молекул имму-ноглобулинов, получающихся только в результате комбинато-рики сегментов при перестройке ДНК, оказывается порядка1013. Если учесть врожденные варианты V-, D- и J-сегментов,то мыслимое разнообразие и составляет около 1016, но реаль-но меньше, так как в организме нет такого количества лим-фоцитов.

Гипермутагенез, процесс возникновения точечных мутаций,происходит не под случайным воздействием космических ча-стиц. Он запланирован и имеет место не во время лимфопо-эза В-лимфоцитов в костном мозге, а во время иммуногене-за (т.е. после реально состоявшегося распознавания антигенаи начавшегося иммунного ответа) и локализован в лимфоид-ных фолликулах периферических лимфоидных органов и тка-ней (лимфатических узлах, селезенке, NLT). (Мы вернемся кего рассмотрению в соответствующем разделе.) Отметим толь-ко, что именно гипермутагенез генов V-области иммуногло-булинов и отбор В-лимфоцитов по силе связи Ig-рецепторас антигеном являются механизмом возрастания аффинностиантител по мере прогрессивного развития так называемоговторичного иммунного ответа. Интенсивность гипермутаций вV-Ig в В-лимфоцитах оценивают как замену одного нуклео-тида из 1000 на один митоз: каждый второй В-лимфоцитклона в зародышевом центре приобретает точечную мутациюв V-Ig. Для всей остальной ДНК явление точечной мутацииреализуется с частотой на 9 порядков ниже, т.е. одна заменануклеотида на 1012 пар нуклеотидов на митоз.

87

Процессы перестройки генов иммуноглобулинов в В-лим-фоците отрегулированы так, что из двух родительских хромо-сом в конечном счете в одном В-лимфоците будет использо-ван только единственный вариант как легкой, так и тяжелойцепи. Это явление называют амелъным исключением. А в орга-низме в целом разнообразие удвоено — половина от «мамы»,половина от «папы».

Описанные генетические механизмы генерации разнообра-зия антигенсвязывающих областей антител имеются у чело-века и мышей. У животных других видов есть иные молеку-лярные механизмы. Например, у птиц, а также у некоторыхмлекопитающих (кроликов, овец) нет разнообразия зароды-шевых сегментов в V-области. Поэтому первично перестроен-ные гены иммуноглобулинов одинаковы у всех незрелых В-лимфоцитов. Такие В-лимфоциты у птиц мигрируют из кост-ного мозга в специализированный орган — сумку Фабрициу-са, где они интенсивно пролиферируют. В процессе митозовв уже перестроенных генах V-области создается разнообразиепо механизму, называемому конверсией генов: фрагменты ДНКиз перестроенной V-области одной из гомологичных хромо-сом обмениваются на фрагменты из неперестроенной и ра-нее не использованной V-области второй из гомологичныххромосом. У овец, например, наибольший вклад в разнооб-разие антигенсвязывающих областей антител вносят сомати-ческие мутации, и процесс их накопления локализован впейеровых бляшках подвздошной кишки.

Структурные гены константных частей полипептидных це-пей иммуноглобулинов расположены в тех же хромосомах,что и V-, D- и J-гены, «ниже по течению», т.е. к З'-концуот J-сегментов. Для легких к- и λ-цепей существует по одно-му С-гену - Ск и CΑ. «Стыковка» нуклеотидного кода для V-и С-частей легких цепей происходит на уровне не ДНК, аРНК — по механизму сплайсинга первичного транскриптаРНК.

Для каждого изотипа иммуноглобулинов есть свой отдель-ный С-ген. У человека такие гены расположены в следующемпорядке, считая от J-сегмента к З'-концу: Cμ, Сз, СУз, Су\, еСе(псевдоген е-цепи), C«i, СУ2, СУ4, С£, С«2; у мыши: Cμ, Сб,СуЗ, Cyl, Су2Ь, Су2а, Се, C α .

Завершившие лимфопоэз, В-лимфоциты любого клона поантигенной специфичности (специфичности V-области имму-ноглобулина) экспрессируют иммуноглобулины только клас-сов Μ и D. При этом мРНК транскрибируется в виде непре-рывного транскрипта с перестроенных генов VDJ и Cμ—С 5.При этом ДНК остальных С-генов других изотипов цела и не-вредима. В результате альтернативного сплайсинга первичноготранскрипта РНК образуются мРНК отдельно для тяжелыхцепей IgM и IgD, которые и транслируются в белок. Этим

процессом заканчивается полноценный лимфопоэз В-лимфо-цитов.

Переключение же на синтез иммуноглобулинов других изо-типов (G, Е, А) происходит уже в процессе развития им-мунного ответа, т.е. после распознавания антигена и под воз-действием определенных (в значительной мере известных насегодня) цитокинов Т-лимфоцитов и молекул клеточноймембраны Т-лимфоцитов (CD40L). Существенно, что такоепереключение вдет опять по механизму рекомбинации ДНК: вДНК к ранее и единожды перестроенной комбинации VDJприсоединяется какой-либо один из С-генов тяжелой цепи(либо Cyl, либо Су2, либо СуЗ, либо Су4, либо Се, либоCα 1, либо С«2).

ДНК неиспользованных С-генов слева от использованногоС-гена на этом этапе развития В-лимфоцита элиминируетсяв виде кольцевых структур. С этого момента судьба В-лимфо-цита определена как по единственной антигенной специфич-ности, так и изотипу тяжелой цепи. Если из окружений про-должают поступать регулирующие переключение изотиповсигналы, то возможен еще акт переключения на изотип, С-генкоторого «правее» в ДНК от уже экспрессированных С-генов.Если с инструкциями «покончено», В-лимфоцит вступает втерминальный этап своего развития: он становится плазмати-ческой клеткой — продуцентом больших количеств монокло-нального секретируемого иммуноглобулина.

При переключении изотипа тяжелой цепи ДНК разрыва-ется по так называемым областям переключения (switchregion — SR), расположенных в интронах перед каждым С-ге-ном (за исключением С<5). SR перед Cμ состоит из 150 по-второв последовательности f(GAGCT)3_7 (GGGGGT)]. SR пе-ред другими С-генами отличаются в деталях, но во всех изних содержатся повторы GAGCT и GGGGGT. При переклю-чении изотипов с ДНК работают физически другие фермен-ты, чем при рекомбинации VDJ (см. рис. 4.5).

Молекулы иммуноглобулина одной и той же специфичнос-ти по антигену присутствуют в организме в двух физическихсостояниях — в растворе и на мембране клеток и в 3 фор_мщс~

в растворимой форме в крови и других биологическихжидкостях (секретируемый клеткой иммуноглобулин);на мембране В-лимфоцита в составе рецептора В-лим-фоцитов для антигена — BCR (B-cell receptor) (транс-мембранная форма иммуноглобулина). Трансмембранныеформы всех классов иммуноглобулинов, включая IgM иIgA, мономеры;в связи с клетками, но не в трансмембранном вариан-те, а связанным за Fc-конец Fc-рецептором клетки.В свободном виде только иммуноглобулины класса Ε

89

Α ί τ способны быть связанными с FceRI на тучных клетках,/ Ц базофилах, дендритных клетках и некоторых других ти-

/ пах клеток. Для остальных изотипов иммуноглобулинов1 характерна фиксация на FcR на клетках только после/ связывания антитела с антигеном, т.е. фиксируется не

/ свободное антитело, а комплекс антиген — антитело/ через Fc-конец молекулы иммуноглобулина (на макро-

фагах, нейтрофилах, эозинофилах).

Возвращаясь к трансмембранной и секретируемой формамиммуноглобулинов, отметим, что они различаются по своемуС-концу тяжелых цепей: в трансмембранной форме у тяже-лых цепей молекулы есть лишние 25 остатков гидрофобныхаминокислот, которые «заякоревают» молекулу в фосфолипид-ном бислое мембраны. Трансмембранная и секретируемые«версии» тяжелых цепей кодируются разными экзонами соот-ветствующих С-генов. В данном случае экзонами называютструктурные гены каждого из отдельных доменов полипептид-ной цепи. Последний экзон каждого С-гена содержит после-довательности нуклеотидов для кодирования трансмембранно-го участка молекулы. Первичный транскрипт РНК дифферен-цирующего В-лимфоцита содержит все экзоны С-гена. Транс-ляция белка с полноразмерной мРНК обеспечивает биосин-тез тяжелых цепей для трансмембранной формы. Но после-дний экзон может быть легко удален из первичного транс-крипта РНК, и тогда будет транслироваться секретируемаяформа иммуноглобулина. В зрелых плазмоцитах трансмембран-ная форма уже совсем не синтезируется, а только продуци-руется секретируемая форма.

4.5. Изотипы, аллотипы и идиотипы иммуноглобулинов

В классической серологии для характеристики иммуноглобули-нов используют не только понятие изотипа, но и такие поня-тия, как аллотипы и идиотипы конкретных молекул иммуно-глобулинов. Эти понятия обусловлены различиями между мо-лекулами иммуноглобулинов, которые можно выявить по ре-акции данных белков с антителами к ним. Для этого лабора-торных животных иммунизируют так или иначе выделеннымипрепаратами иммуноглобулинов и получают антисыворотки.

Во-первых, существует легко выявляемая с помощью ан-тисывороток общность иммуноглобулинов одного изотипа увсех особей данного вида животных (видовая антиклассовая/субклассовая или антиизотипическая специфичность), т.е. изо-типами иммуноглобулинов называют варианты классов и под-классов (вместе взятые) иммуноглобулинов по тяжелым цепям.У человека есть 9 изотипов: М, Gl, G2, G3, G4, ΑΙ, Α2,Е, D. Но отдельные особи одного вида продуцируют несколько

90

отличающиеся варианты иммуноглобулинов в пределах одноимен-ного изотипа — это аллельные варианты, или аллотипы, имму-ноглобулинов. Факт существования аллотипов свидетельствует онекотором генетическом полиморфизме внутри вида по ло-кусам С-генов как легких, так и тяжелых цепей.

\ Антисыворотки против уникальных вариабельных участков1 молекул иммуноглобулинов называют антиидиотипическими, аСоответствующие эпитопы в молекуле антител — идиотопомантитела — (idious — уникальный, не такой, как другие).Таким образом, идиотип антитела — это вариант уникальногоштигенсвязывающего участка молекулы иммуноглобулина.

Перечислим свойства человеческих иммуноглобулинов раз-ых классов (табл. 4.2).

Т а о л и ц а 4.2. Свойства человеческих ι

Свойство

Молекулярнаямасса, х 1000Концентрация всыворотке крови,мг/млВремя полураспадав крови, сутАктивация комп-лемента по клас-сическому путиСвязывание сFc-рецепторомфагоцитовСвязывание сFceRI тучных кле-ток и базофиловСпособностьнейтрализоватьинфекционностьвирусов ибактерийЭкзосекрециячерез эпителийслизистыхоболочекПроникновениечерез плаценту

IgGl lgG2

п146

9

21

++

+++

—

++

—

+++

146

3

20

+

—

—

++

—

+++

IgG3IgG4

иммуноглобулинов

IgM

Тяжелая

уз

165

1

7

+++

++

—

++

__

+++

У4

146

0,5

21

—

—

—

++

_

+++

μ970

1,5

10

++++

—

—

+

+

—

IgAl lgA2 IgD IgE

цепь

αϊ

160

3

6

—

—

—

++

+++

—

α 2

160

0,5

6

—

—

—

+ +

+ + +

—

δ

184

0,03

3

—

—

—

—

—

—

e

188

0,00003-0,00005

2

—

+

+++

—

++

—

Примечание. Количественная выраженность того или иного свойства вданном случае представлена в условных знаках: «—» — отсутствие; «+» —немного; «++» — больше, чем «+»; «+++» — больше, чем «++».

91

Низкие концентрации, например, IgA в крови не означа-ют, что организм продуцирует IgA меньше, чем IgG. Скореенаоборот: суточная продукция IgA возможно максимальнасреди прочих изотипов и составляет около 3 г, но его физи-ологическое место не в крови, он секретируется из внутрен-ней среды во внешнюю — в слизистые экзосекреты и такимобразом является фактором специфической иммунной защи-ты внутренней среды, вынесенным во внешнюю за пределыпокровных тканей. Кстати, в работах последних лет появилисьданные, свидетельствующие о том, что и иммуноглобулиныдругого изотипа — IgE более чем на 90 % секретируются вслизистый экзосекрет ЖКТ. (Подробнее о функциональныхсвойствах антител разных классов рассказано в главе 8.)

4.6. Дифференцировка В-лимфоцитов

Дифференцировка В-лимфоцитов из общей лимфоидной клет-ки-предшественницы — потомка стволовой кроветворнойклетки состоит из следующих этапов и процессов:

• развитие молекулярно-генетического аппарата, обеспе-чивающего биосинтез иммуноглобулинов — это пере-стройка генов иммуноглобулинов (обеспечивающая раз-нообразие антигенсвязывающих областей иммуноглобу-линов) и настройка этих генов на продуктивную интег-рацию в клеточный метаболизм;

• экспрессия генов молекул, обеспечивающих проведениесигнала с иммуноглобулинового рецептора для антиге-на внутрь клетки;

• экспрессия генов мембранных молекул, необходимых дляучастия В-лимфоцита во взаимодействиях с другими клет-ками, в первую очередь с Т-лимфоцитами и фоллику-лярными дендритными клетками. Это молекулы CD40,МНС-И, CD45, рецепторы для цитокинов-факторов роста(IL-7 во время лимфрпоэза, IL-2 во время иммуногенеза);

• для эффективного функционирования В-лимфоцитов "су-щественна экспрессия на мембране корецепторов CD 19,CD20 и CD21. Не случайно именно эти мембранныемолекулы используются как маркеры для определениясодержания В-лимфоцитов лабораторными методамиидентификации клеток.

Прежде чем описать последовательность событий диффе-ренцировки В-лимфоцитов, скажем о существовании двухизвестных на настоящее время субпопуляций В-лимфоцитов —В-1 и В-2. В_-2;ЛИмфрциты — это те лимфоциты, про кото-рые знали раньше. В-1-лимфоциты стали известны относи-тельно недавно и «проявили» они себя при детальных анали-зах определенных клинических случаев лейкозов. В-1-лимфо-

92

циты несут мембранный маркер, которого нет на В-2-лим-фоцитах, — это молекула_СЩ. Та же молекула экспрессиру-ется и на некоторой части ТЧлимфоцитов.

В-1-лимфоциты поддерживают свою физиологическую ре-генерацию в течение всей жизни из отдельной клетки-пред-шественницы, пул кото£ОЙ jM^pocjmix переполняется за счетобщей стволовой кровётворнои""клетки костного' мозгаГ Этаотдельйая клетка-предшественница отселяется из кроветвор-ной ткани на свою анатомическую территорию — в брющ-ную и плевральную полости — еще в эмбриональном перио-де. Йтак7 место" обитания В-1-лимфоцитов — прибарьерныеполости. В-1-лимфоциты значительно отличаются от В-2-лим-фоцитов по антигенраспознавательньш способностям проду-цируемых антител. Антитела, синтезированные В-1-лимфоци-тами, не имеют значительного разнообразия вариабельныхучастков молекул иммуноглобулинов, но, напротив, ограни-чены в репертуаре распознаваемых антигенов, и эти антиге-ны — наиболее распространенные соединения клеточных сте-нок бактерий. Все В-1-лимфоциты представляют собой как быодин не слишком специализированный, но определенно ори-ентированный (антибдкхержадьный) клон. Антитела^ продуци-руемые В-1-лимфоцитами, почти исключительно IgM;'. пере-ключение классов иммуноглобулинов "в "В-1-лимфоцитах не«предусмотрено»!1 Таким образом, В-1-лимфоциты — «отряд»противобактериальных «пограничников» в прибарьерных по-лостях, предназначенных для быстрой реакции на «просачи-вающиеся» через барьеры инфекционные микроорганизмы изчисла широко распространенных. В сыворотке крови здоровогочеловека большая часть иммуноглобулинов — продукт синте-за как раз В-1-лимфоцитами, т.е. это относительно полиспе-цифичные иммуноглобулины антибактериального назначения.

В-2-лимфоциты — это лимфоциты, характеризующиесяшироким разнообразием антигенраспознающих участков мо-лекул продуцируемых ими иммуноглобулинов. Они проходятсвой лимфопоэз в раннем эмбриогенезе на территории пече-ни, затем исключительно на территории костного мозга, асвой иммуногенез — строго в фолликулах периферических Jлимфоидных органов. В лимфопоэзе В-2-лимфоцитов выделяют/6 этапов: [общая лимфоидная клетка-предшественник] -*ранняя npo-JB-клетка -+ поздняя про-В-клетка -* большаяпре-В-клетка ->• малая пре-В-клетка —>· незрелая В-клетка -*зрелая неиммунная В-клетка (выходит из костного мозга впериферическую лимфоидную ткань).

Клетки стромы костного мозга обеспечивают оседлостьразвивающихся В-лимфоцитов за счет взаимодействия опре-деленных молекул межклеточной адгезии и факторы роста длянеобходимого числа циклов пролиферации. Как и во всех слу-чаях клеточной дифференцировки, самые ранние механизмы

93

комитации к данному пути, а не к другому, неизвестны. Норяд маркеров движения по пути В-лимфопоэза известны.

На ранней лимфоидной клетке-предшественнице экспрес-сируются несколько молекул адгезии, обеспечивающих осед-лость в течение необходимого периода времени в костноммозге, среди них VLA-4 (very late antigen-4 — очень позднийантиген 4), лигандом которого на клетках стромы являетсяVCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1 — молекула адге-зии 1 к стенке сосуда). На ранней про-В-клетке, кроме мо-лекул адгезии, экспрессируется рецептор, называемый c-kit,для первого фактора роста — мембранной молекулы клетокстромы SCF (stem-cell factor) — стволовоклеточного фактора.Это взаимодействие обеспечивает надлежащее число митозовеще не поделенных на клоны по рецепторам для антигеновпредшественников В-лимфоцитов.

На следующей стадии — поздней про-В-клетке — экспрес-сируется рецептор для IL-7, воспринимающий секретируемыйтеми же клетками стромы цитокин IL-7. Выявлен и еще одинцитокин, продуцируемый клетками стромы костного мозга,нокаут гена которого полностью отменяет развитие В-лимфо-цитов — это PBSF/SDF-1. Данные взаимодействия поддержи-вают пролиферацию про-В- и больших пре-В-клеток, в ко-торых уже произошла перестройка генов тяжелой цепи, ноеще не было перестройки генов легкой цепи. Таким образомнакапливаются «полуклоны» В-лимфоцитов с уже известнойспецифичностью по тяжелой цепи, но еще неизвестной — полегкой. Это тоже механизм приумножения разнообразия ан-тигенсвязывающего репертуара цельных молекул иммуногло-булинов: с одной и той же тяжелой цепью будут сочетатьсяв пары разные варианты легких цепей.

Главные события дифференцировки В-лимфоцитов — пе-рестройка генов иммуноглобулинов — начинаются на стадииранней про-В-клетки с перестройки D-J в генах тяжелыхцепей, причем на обеих гомологичных хромосомах. В позднейпро-В-клетке происходит рекомбинация ДНК V-DJ сначалана одной из гомологичных хромосом. Если она окажется не-продуктивной, то та же попытка делается на второй гомоло-гичной хромосоме. В случае продуктивной перестройки напервой хромосоме вторая использована не будет.

На следующей стадии в пре-В-клетке происходит пере-стройка V-J легких цепей, причем сначала одной из цепей —к или λ, на одной из гомологичных хромосом. Если не полу-чится продуктивная перестройка с первой попытки в случаелегких цепей, предпринимаются следующие.

Клетки, в которых не получилось ни одной продуктивнойперестройки в генах тяжелых и легких цепей, погибают по ме-ханизму апоптоза — явления, весьма распространенного длялимфоцитов.

94

4.7. Рецептор В-лимфоцитов для антигена

Экспрессия на поверхности клетки продуктов перестроенныхгенов иммуноглобулинов, кроме того, что является главным«опорным» параметром конечной цели всей дифференциров-ки В-лимфоцитов, в динамике служит еще и решающимиориентирами процесса развития этих клеток.

Собственно связывание антигена — функция вариабельныхдоменов димера из тяжелой и легкой цепей иммуноглобули-на во всех физических состояниях молекулы этого белка, ночтобы быть рецептором для антигена на клетке «чистой» мо-лекулы иммуноглобулина мало. Кроме того, что мембраннаяформа иммуноглобулина имеет дополнительный гидрофобныйтрансмембранный участок полипептида в тяжелых цепях, вформировании BCR участвуют еще два обязательных полипеп-тида, называемые (неудачно) Igtx (СР79л)а1яв(СР79Ъ)(рис. 4.6). Дело в том, что собственный цитоТВгазШтическийучасток трансмембранной формы тяжелых цепей состоит изостатков всего 3 аминокислот. Этого мало, чтобы иметь эф-фективные связи с внутриклеточной метаболической «маши-ной». Рецептор же по определению не только воспринимаетсигнал (физически связывает лиганд), но и проводит еговнутрь клетки. Так вот компоненты BCR Igcx и IgjS своимицитоплазматическими участками молекулы связаны с внутри-клеточными тирозинкиназами, что и обеспечивает проведе-ние сигнала от связывания антигена внутрь клетки, чтобы тамогла изменить свой метаболизм в соответствии с внешнимизапросами. В цитоплазматических участках Iga и Ig/? присут-ствуют характерные последовательности остатков аминокис-

V \ A - /% \ 19 7777\:>л л</\

Рис. 4.6. Строение рецептораВ-лимфоцита для антигена(схема).

95

лот, называемые иммунорецепторными тирозинсодержащимиактивирующими последовательностями (ГТАМ — immunorecep-tor tyrosine-based activation motifs). Такие же последовательно-сти присутствуют в проводящих сигнал компонентах рецеп-тора Т-клеток для антигена. Таким образом известно, чтопервой биохимической реакцией активации внутриклеточныхпроцессов после связывания рецептором антигена являетсяфосфорилирование остатков тирозина в ITAM.

Iga и Ig/3 имеют по одному внеклеточному домену, кото-рым они прочно нековалентно связаны с тяжелыми цепямииммуноглобулинового компонента BCR. Экспрессия Iga и Ig|3начинается на стадии про-В-клетки и поддерживается в тече-ние всего онтогенеза В-лимфоцита до самой терминальнойстадии — плазмоцита, на котором экспрессия BCR прогрес-сивно уменьшается до полного исчезновения.

Для того чтобы произошла эффективная активация В-клет-ки через BCR, необходима перекрестная сшивка антигеномнескольких BCR. Для этого молекула антигена должна иметьповторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Дальнейшиесобытия активации В-лимфоцита показаны на рис. 4.7.

Выявлены 4 тирозинкиназы, ассоциированные с BCR: Fyn,Btk, Lyn и Syk. Сначала первые 3 обеспечивают фосфорили-рование двух остатков тирозина в ITAM Iga и Ig/?. К фосфо-рилированным тирозинам; присоединяется и тем активирует-ся к действию Syk, продолжающая активационный каскад.Тирозинкиназы активируются в результате фосфорилированияв одном месте и ингибируются в результате тоже фосфори-лирования, но в другом месте молекулы: так устроено, что-бы процесс активации клетки не принимал характера «враз-нос».

Для активации необходимо дефосфорилирование ингиби-ционных участков молекул тирозинкиназ. Такое дефосфори-лирование катализирует мембранная тирозинспецифичнаяфосфатаза CD45. Эта молекула имеет несколько изоформ,экспрессирована на всех белых клетках крови, поэтому у нееесть второе название — общий антиген лейкоцитов.

Внутри клетки действует еще одна фосфатаза — SHP, ко=торая дефосфорилирует активационные тирозины, чем огра-ничивает процесс активации лимфоцита. Мыши, у которыхэтот фермент отсутствует по причине мутации, реагируют насущественно меньшие дозы антигенов, чем нормальныемыши, у них необыкновенно повышен уровень пролиферациилимфоцитов, и эти мыши умирают через несколько недельпосле рождения с клиническими признаками разлитой ауто-иммунной патологии.

Тирозинкиназа Syk активирует фосфолипазу С-у (PLC-y)и Ras. Ras в свою очередь активирует Raf— серин/треонинкиназу, которая фосфорилирует внутриклеточные белки по

96

Тирозинкиназа Syk

Тирозинкиназа Sykсвязываетсяс фосфорилированнымицитоплазматическимиучастками молекул Iga и Iи при этом становитсяактивной

ТирозинкиназыBlk, Fyn, Lyn

Связывание BCR с антиге-ном вызывает активациюассоциированных с рецеп-тором тирозинкиназАктивированные киназыфосфорилируют по остаткутирозина цитоплазматичес-кие участки молекул BCR

Активированные киназыфосфорилируют и тем

"активируют фосфолипазуС^у и Ras.

Тирозинфосфатаза CD45отщепляет ингибирующиефосфаты от ассоциирован-ных с BCR киназ, чемспособствует их активации

Фосфолипаза C-γ расщепляет фосфатидил-инозитолди -фосфат (Р1Р2) с образованием диацилглицерола (DAG) иинозитолтрифосфата (1Р3)

DAG активируетпротеинкиназу С(серин-треонинкиназа).

Фосфорилирование белковклетки по остаткам серинаи треонина

1Р3 способствуетповышению концентрацииСа2 + внутри клетки

Активация Са2+—зависимыхферментов

Ras активирует серин-треонинкиназу Raf

Активная Raf фосфорили -рует белки клетки по остат-кам серина или треонина

Активация белков, взаимодействующих с ДНК. В результате происходит транскрипцияс определенных генов

Рис. 4.7. Активация В-лимфоцита: внутриклеточная передача «сигнала».

остаткам серина или треонина, что вносит свой вклад в ак-тивацию ДНК-связывающих белков и тем самым способноинициировать транскрипцию с генов.

Фосфолипаза С-у катализирует расщепление фосфатидил-инозитола бифосфата на диацилглицерол (DAG) и инозитолтрифосфат (1Р3). DAG активирует протеинкиназу С — серии/треонин киназу, которая начинает фосфорилировать белки поостаткам серина или треонина, что, как и при работе Raf,заканчивается активацией транскрипции с генов. Инозитол

4-544 97

трифосфат стимулирует повышение в клетке концентрациисвободных ионов Са. В результате активируются кальцийзави-симые ферменты, что также действует в направлении акти-вации транскрипции с генов.

На клеточном уровне активация представляет собой соче-тание двух феноменов — пролиферации и/или биосинтеза спе-цифических белков.

О том, что проведение сигнала внутрь клетки — не толь-ко конечная цель, но и необходимо для самого процесса диф-ференцировки, свидетельствует тот факт, что генетическийдефект в тирозинкиназе Btk (Bruton's tyrosine kinase) имеетследствием иммунодефицитную патологию с полным отсут-ствием у человека В-лимфоцитов — Х-сцепленную агамма-глобулинемию Брутона (Bruton's X-linked agammaglobuline-mia — XLA).

4.8. Стадии лимфопоэза В-лимфоцитов

Введение в зародышевые клетки перестроенного трансгенатяжелой цепи полностью подавляет перестройку одноименныхсобственных генов клетки. Но если трансген не содержит кодадля трансмембранного участка тяжелой цепи, то трансген немешает перестройке собственного одноименного гена. Следо-вательно, для того чтобы в конечном счете дифференциро-ванный В-лимфоцит имел строго один вариант тяжелой цепии один вариант легкой, еще в процессе дифференцировкинеобходима экспрессия тяжелой цепи на мембране. Так онои есть. Как только в клетке произошла трансляция полипеп-тида тяжелой цепи, он экспрессируется на мембране в со-ставе так называемого пре-В-рецептора. Чтобы это могло слу-читься, в про-В-клетке синтезируются два специальных по-липептида, которые нековалентно соединяются друг с другоми это соединение называют суррогатной легкой цепью. Один изэтих полипептидов — λ5, второй — VpreB. Таким образом,пре-В-клеточный рецептор состоит из λ 5 + VpreB + μ-цепь ++ Ig« + \%β. Его экспрессия транзиторна, но абсолютно не-обходима для правильной дифференцировки В-лимфоцитов.После экспрессии пре-В-рецептора временно инактивируют-ся белки RAG, и клетки вступают в процесс интенсивнойпролиферации, которая прекращается с исчезновением этогорецептора. После завершения этой волны пролиферации вновьэкспрессируются RAG1 и RAG2 и начинается перестройкагенов легкой цепи. Как только это произойдет, на развиваю-щемся В-лимфоците будет экспрессироваться дефинитивныйBCR состава: L-цепь + μ -цепь + Ig« + Ig/J. Эту стадию раз-вития называют незрелым В-лимфоцитом.

Маркером завершения В-лимфопоэза — образования зре-лого неиммунного В-лимфоцита, готового к выходу из кост-

98

ΙΙΟΓΟ мозга в периферическую лимфоидную ткань, — являет-ся коэкспрессия на мембране двух типов BCR — с IgM и IgD(задействуется альтернативный сплайсинг РНК-транскрипта сμ δ-гена тяжелой цепи).

Прежде чем произойдет экспрессия на мембране IgD, нопосле того как произошла экспрессия BcR с полноценнымIgM, в развитии В-лимфоцитов «предусмотрен» существенныйи обязательный этап дифференцировки — селекция (апоптоз)аутореактивных клонов в местах прохождения лимфопоэза, т.е.па территории костного мозга. В природе устроено так, чтосвязывание антигена незрелой В-клеткой, на которой естьантигенраспознающий рецептор с IgM, но еще нет рецепто-ра с IgD, является сигналом для апоптоза, т.е. запрограмми-рованной гибели клетки. Таким образом, из случайного ре-пертуара по антигенсвязывающим рецепторам на исходе лим-фопоэза убираются В-лимфоциты, несущие рецепторы, спо-собные с высокой аффинностью связывать белки собственныхклеток и растворимые белки, присутствующие в достаточныхколичествах на территории костного мозга. Такой механизмтолерантности к своему называют делецией клона (clonaldeletion).

Толерантностью в иммунологии называют отсутствие им-мунного ответа конкретной особи на тот или иной (те илииные) антигены, на который(ые) другие особи либо та жеособь, но при иных конкретных условиях онтогенеза, потен-циально способны развивать иммунный ответ. Делеция клона —не единственный механизм установления толерантности кконкретному антигену со стороны В-лимфоцитов. Известноеще два механизма: развитие состояния ареактивности (илианергии) и «редакция» рецептора по антигенной специфично-сти. Эти два механизма действуют в периферических лимфо-идных тканях.

Реальность механизма делеции клона, специфичного кмультивалентному антигену, который экспрессирован на мем-бранах собственных клеток, хорошо видна в экспериментах странсгенными мышами. Например, в таком эксперименте, вкотором трансгены — гены легкой и тяжелой цепи молекулыиммуноглобулина, специфичного к молекулам главного комп-лекса гистосовместимости I класса Н-2КЬ. У таких мышей бла-годаря описанным выше закономерностям все В-лимфоцитыимеют один и тот же BcR с иммуноглобулином, кодируемымтрансгеном. Если мыши-реципиенты такого трансгена в соб-ственном организме не имеют антигена-мишени (т.е. Н-2КЬ),у них имеется нормальное количество В-лимфоцитов в пери-ферических лимфоидных тканях, только все они с одним итем же рецептором. Но если мыши-реципиенты сами имеютген/антиген Н-2К\ то у них находят нормальное количествопре-В-клеток, которые, однако, все погибают на территории

4* 99

костного мозга апоптозом и в периферических лимфоидныхтканях В-лимфоцитов совсем нет. По тому же механизму кло-нальной делеции погибают и В-лимфоциты на периферии,если они несут рецептор, способный связывать молекулымембран клеток, которые представлены в большом количе-стве в тех или иных тканях (например, в печени).

Если незрелый В-лимфоцит (с IgM, но без IgD) связываетрастворимый антиген (например, в организме дважды транс-генных мышей: один трансген кодирует синтез растворимогобелка, второй — антитела к нему), то лимфоцит не элими-нируется апоптозом, а остается в организме, но приобретаетсостояние анергии: в результате связывания антигена с рецеп-тором не наступает активация лимфоцита к иммунному отве-ту, наоборот, развивается блок проведения сигнала.

У зрелых В-лимфоцитов в периферических лимфоидныхтканях на большие дозы растворимых антигенов и особен-но при отсутствии адекватного взаимодействия с Т-хелпе-рами так же развивается состояние анергии.. Такие клеткидолго не живут и в течение нескольких дней все равно поги-бают.

Для полноценной реакции на антиген лимфоциту мало толь-ко рецептора для антигена. У лимфоцитов есть еще такой обя-зательный фактор, как корецепторный комплекс мембранныхмолекул, связанных с внутриклеточными системами проведе-ния сигналов. Не на каждом антигене есть повторяющиесяэпитопы, следовательно, не каждый антиген способен вы-

звать перекрестную сшивку(или агрегацию) BCR. Вот

CR2CD19

Scr PI3

Рис. 4.8. Корецепторный комп-лекс В-лимфоцита.Связывание рецептора для компле-мента (CR2) с лигандом приводитк фосфорилированию молекулыCD19. Фосфорилированная молеку-ла CD19 связывает тирозинкиназыLyn (из семейства тирозинкиназScr) и PI-3 (фосфатидилинозитол-3-киназу), которые вносят свойвклад в фосфорилирование ITAM(тирозинсодержащих последователь-ностей в цитоплазматическом учас-тке иммунорецептора, обеспечива-ющих передачу активационного сиг-нала) BCR, что усиливает актива-цию В-лимфоцита. ТАРА-1 (от Targetof anti proliferative antibody) — мемб-ранная молекула, структурно ассо-циированная с рецептором В-лим-фоцита для антигена; ее функцииточно еще не охарактеризованы.

100

в этих случаях и нужны дополнительные сигналы. В корецеп-торный комплекс В-лимфоцитов входят по крайней мере та-кие мембранные молекулы, как CD19/CR2 (CD21)/TAPA-1(рис. 4.8).

Молекула CD 19 экспрессирована на всех В-клетках, начи-ная с ранних стадий лимфопоэза. Генетический нокаут мы-шей по CD19 приводит к выраженному дефициту В-клеточ-ного иммунного ответа на любой антиген. Точные механизмыучастия CD 19 в активации В-лимфоцита антигеном неизвес-тны. В мембране CD 19 физически ассоциирована с рецепто-ром 2-го типа для компонентов комплемента — CR2 (CD21).Связывание CR2 с компонентами комплемента имеет след-ствием фосфорилирование молекулы CD 19 ассоциированнымис BCR киназами. Фосфорилированная молекула CD 19 связы-вает фосфатидилинозитол-3-киназу и молекулу vav (многофун-кциональная молекула проведения внутриклеточных сигналов),которые усиливают активационные реакции, инициированныес BCR. Физически в мембране к CD19 и CR2 примыкаетТАРА-1 (CD81), но роль этой молекулы неизвестна.

В результате только совместной работы BCR и корецептор-ного комплекса возможен запуск в клетке таких процессов,как пролиферация, экспрессия на мембране молекул, необходимыхдля взаимодействия с Т-лимфоцитами, экспрессия на В-лимфо-цитах молекул МНС-П, необходимых для представления В-лим-фоцитом антигена Т-лимфоциту для распознавания.

Приведем краткие суммированные сведения о динамикеприобретения признаков дифференцировки во время разви-тия В-лимфоцитов (лимфопоэза) (табл. 4.3).

После распознавания антигена и вступления в иммунныйответ в периферических лимфоидных органах и тканях В-лим-фоцит пройдет еще две стадии додифференцировки, которыеназывают иммуногенезом. На второй из этих стадий произой-дет дихотомия: В-лимфоцит станет либо В-лимфоцитом па-мяти (уйдет в дифференцированный резерв на случай, еслитот же антиген попадет во внутреннюю среду организма по-вторно), либо плазматической клеткой — терминальным про-дуцентом больших количеств секретируемого иммуноглобули-на заданной специфичности. Собственно иммуногенез мы бу-дем разбирать ниже, здесь, забегая вперед, приведем призна-ки дифференцировки В-лимфоцитов на разных стадиях им-муногенеза в В-лимфоциты памяти и плазматические клетки(табл. 4.4).

Третий механизм избегания аутореактивности В-лимфоци-тов, «редакция» рецептора, — используется, по-видимому, внебольшом проценте незрелых В-клеток, в которых еще ак-тивны гены перестройки RAG-1 и RAG-2. В этих клетках свя-зывание IgM в составе BcR на поверхности незрелого В-лим-фоцита с антигеном является сигналом для запуска нового

101

Т а б л и ц а 4.3. Стадии (признаки) дифференцировки В-лимфоцитовв лимфопоэзе

Стадия развитияВ-лимфоцита в

лимфопоэзе

Общаялимфоиднаяклетка-пред-шественникРанняя про-В-клетка

Поздняя про-В-клетка (ин-тенсивно про-лиферирует)

Большая пре-В-клетка (ин-тенсивно про-лиферирует)

Малая пре-В-клетка

Незрелая В-клетка

Зрелая неим-мунная В-клетка

Состояниегенов

тяжелойцепи

Зародыше-вая конфи-гурация

Перестрой-ка DJ

Перестрой-ка V-DJ

Перестро-енный VDJ

То же

Перестро-енный VDJв μ-цепив транс-мембран-ной формеЭкспрессияIgM и IgD

Состояниегенов

легкойцепи

Зародыше-вая конфи-гурация

То же

» »

» »

Перестрой-ка V-J

Перестро-енный VJ

Экспрессиялегкойцепи

Экспрессияособых внут-

триклеточ-ных белков

RAG1/RAG2

RAG1/RAG2TdTVpreB

λ5

TdTVpreBΛ5Рецепторыдля IL-7

RAG1/RAG2VpreBΜΛ 5Рецепторыдля IL-7Тяжелая μ-цепьЛегкая к -или λ-цепь

—

—

Маркерыклеточноймембраны

CD34CD45

CD34CD45СОЮCD19CD38МНС-ПCD45RCD10CDI9CD38CD20CD40МНС-ПCD45RМНС-ИPre-BCRCD19CD20CD38CD40CD45RМНС-ПCD19CD20CD38CD40CD45RМНС-НCD19CD20CD40BCR-IgMCD45RМНС-ПCD 19CD20CD21CD40BCR-IgM/BCR-IgD

102

Т а б л и ц а 4.4. Признаки дифференцировки В-лимфоцитов в процессеразвития иммунного ответа (иммуногенеза)

Стадияразвития

В-лимфоцитав иммуно-

генезе

Лимфобласт

В-лимфо-цит памяти

Плазмоцит

Состояние ге-нов/РНК/белкатяжелой цепи

Альтернатив-ный сплай-синг РНК,биосинтезсекретируе-мой формыц-цепиПроизошлопереключе-ние классатяжелойцепи с μ нау, ε или а.В V-генахпроизошлигипермути-рование иотбор наибо-лее аффин-ных антителМассоваяпродукциятяжелыхцепейзаданноготипа

Состояние ге-нов/РНК/бел-

ка легкойцепи

Продук-тивныйсинтезлегкойцепи

В V-генахпроизошлигипермути-рование иотборнаиболееаффинныхантител

Массоваяпродукциялегкихцепейзаданноготипа

Экспрессияособыхвнутри-

клеточныхбелков

Специфи-ческоеантитело

Массоваяпродукцияцельныхиммуно-глобулиновв секре-торнойформе

Маркерыклеточноймембраны

CD45RМНС-НCD19CD20CD21CD40

CD45?МНС-ПBCR-IgGИли IgA,илиIgECD19CD20CD21CD40

Антигенплазмоци-тов-1(CD38)

процесса рекомбинации VDJ/VJ на второй из двух гомологич-ных хромосом: если «повезет», то для второго варианта VDJ/VJ на территории костного мозга не найдется антигена и В-лимфоцит выживет и будет иметь шанс быть использованнымна периферии.

В костном мозге молодых здоровых мышей ежедневно всту-пают в митоз 30—40Х106 клеток. Из них только 10—15х106

клеток (меньше половины) выходит на периферию. Столькоже периферических В-лимфоцитов ежедневно отмирает. Этоежедневное обновление пула составляет 5—10 % общего чис-ла периферических В-лимфоцитов. Если «новый» В-лимфоцитпо каким-то причинам не попал в лимфоидный фолликулпериферических лимфоидных тканей, то его время полужиз-

103

ни не превысит 3 дней. В лимфоидных фолликулах неиммун-ные В-лимфовдшй-ямею'Б время полужизни от 3 до 8 нед: всеэто время они готовы встретить «свой» антигетгТГТВступитьГвпроцесс иммуногенеза, т.е. развития иммунного ответа, истать либо плазмоцитом, либо В-лимфоцитом памяти.

Специализированное анатомическое место пребывания В-лимфоцитов в периферической лимфоидной ткани — фолли-кулы. В фолликулах В-лимфоциты удерживаются связями соспециальными клетками стромы — дендритными клеткамифолликулов (FDC — follicular dendritic cells). FDC — это нете же самые дендритные клетки, которые присутствуют впокровных тканях [под названием клеток Лангерганса (белыхотростчатых эпидермоцитов — по новой классификации)], втимусе (интердигитальные) и циркулируют в крови. Это дру-гие по гистогенетическому происхождению клетки, по край-ней мере FDC не костномозгового происхождения.

На FDC экспрессированы рецепторы для иммуноглобули-нов — Fc-рецепторы, отличающиеся двумя особенными свой-ствами. Первое, самое необычное, заключается в том, что,связав однажды комплекс антиген — антитело через FcR,FDC способны нести его на себе продолжительное время(дни, месяцы, возможно годы). Второе свойство FcR FDC —комплекс антиген —vантитело не поглощается внутрь клетки.

Именно в фолликужбг^в—связи с~П0С^В-лимфоцит7^ас-'"познавший свой антиген и вступивший еще при прохожде-нии через Т-зависимую парафолликулярную зону лимфатичес-кого узла (или другого периферического лимфоидного орга-на) в адекватное взаимодействие с также распознавшим ан-тиген Т-лимфоцитом, интенсивно пролиферирует. На этойстадии развития В-лимфоциты называют центробластами.

В центробластах происходит уникальное даже среди лим-фоцитов явление — возрастание аффинности антител в отно-шении своего антигена (по английски это называют affinitymaturation). В дифференцировке Т-лимфоцитов аналогичногопроцесса нет.

Феномен возрастания аффинности антител по мере про-грессивного развития иммунного ответа — пример классичес-кого дарвиновского процесса на клеточном уровне. Уникаль-ной особенностью молекулярной генетики В-лимфоцитов яв-ляется запрограммированность на повышенную частоту сома-тических мутаций в уже перестроенных V-генах иммуногло-булинов: в центробластах происходит замена одной пары нук-леотидов (п.н.) на каждые 103 п.н. на 1 митоз. Во всякомдругом участке ДНК такое событие случается с вероятностью10'12, т.е. на 9 порядков реже. Получается, что каждый второйцентробласт несет мутацию в V-области молекулы иммуногло-булина. Чем выше оказывается сила связи иммуноглобулина всоставе BcR (больше аффинность) с антигеном, присутству-

104

нмцим в фолликуле на поверхности FDC, тем больше веро-ятность выживания данного В-лимфоцита, ибо на этом этапедифференцировки связь с антигеном является антиапоптоз-иым сигналом на выживание — происходит индукция эксп-рессии JШтиaпшшщIOJΌJЩшJэd^2J__Ecли в результате генети-ческой или эпигенетической аномалии имеет место повышен-ная экспрессия антиапоптозных генов, то развивается про-цесс, который называют лимфопролиферативным, т.е. возни-кают опухоли из центробластов.

В терминальной стадии дифференцировки В-лимфоцита, вилазмоците, сильно развит эндоплазматический ретикулум.Более 20 % всего белкового синтеза плазмоцита составляютсекретируемые иммуноглобулины. На мембране плазмоцитаиммуноглобулинов уже нет. На плазмоцитах нет и МНС-П; вних невозможно уже переключение классов иммуноглобули-нов, невозможно соматическое гипермутирование иммуногло-булиновых генов. Продукция антител плазматической клеткойуже не зависит от контакта с антигеном, не зависит и от вза-имодействий с Т-лимфоцитами. Первые плазматетческие югет—

узла, в ко-тором инициирован иммунный ответ, в мозговых тяжах(medullary cords), эти клетки вырабатывают антитела для«внутреннего пользования»: данные антитела связывают анти-ген в комплекс и фиксируются на фолликулярных дендрит-ных клетках. По мере прогрессивного иммунного ответа про-шедшие аффинное созревание В-лимфоциты превращаются вплазмоциты, которые мигрируют из лимфатического узла вкостный мозг или в lamina propria эпителиальных тканей, гдеживут и работаютзЛ!&ЛёДие_дщти_А-аед. Этим сроком и ог-раничена продолжительность гуморального иммунного ответа.

Для всех описанных стадий развития В-лимфоцитов опи-саны и соответствующие опухоли, сохраняющие и локализа-цию, и фенотипические признаки исходной нормальной клет-ки. Опухоли из лимфоцитов всегда клональны, судя по пере-строенным генам иммуноглобулинов, т.е. происходят из од-ной клетки. Именно на опухолях из В-лимфоцитов была изу-чена молекулярная генетика иммуноглобулинов. Плазмоцито-мы (син. миеломы) локализуются в костном мозге. Хотя ониявляются опухолями из зрелых клеток, но растут, как прави-ло, агрессивно, так как микроокружение изобилует фактора-ми роста.

В типичных случаях нозологический диагноз лейкоза соот-ветствует той или иной нормальной субпопуляции или ста-дии развития В-лимфоцитов (табл. 4.5).

В опухолевых лимфоидных клетках часто обнаруживаюттранслокации, при которых локусы генов иммуноглобулиновоказываются физически приближенными к генам регуляциипролиферации.

105

Т а б л и ц а 4.5. В-клеточные лейкозы

Нозология

ХроническиелимфолейкозыОстрый лимфобласт-ный лейкоз

Пре-В-лейкозФолликулярная лим-фома Беркитта(Burkitt's)МакроглобулинемияВальденстрема(Waldenstrom's)Множественнаямиелома (плазмо-цитома)

Нормальныйклеточный эквивалент

CD5+B-1 -лимфоциты

Ранние лимфоидныеклетки-предшествен-никиПре-В-клеткиЗрелые В-лимфоциты

IgM-секретирующиеВ-лимфоциты

Плазматическиеклетки (могут бытьиммуноглобулиныразных классов)

Локализация опухоли

Кровь

Костный мозг и кровь

То жеПериферические лим-фоидные органы (фол-ликулы)Периферические тка-ни

Костный мозг

Нормальные клеточные гены, контролирующие пролифе-рацию, называют протоонкогенами. Онкогенами в свое времябыли названы открытые гены РНК-содержащих вирусов, от-ветственные за опухолевое перерождение инфицированныхвирусом клеток.

Позже выяснили, что эти гены вирусы «списывают» склеточных генов, которые и назвали протоонкогенами. Про-тоонкогеном является антиапоптозный ген bcl-2.

4.9. Конститутивные иммуноглобулины(нормальные антитела)

Если в организм модельного млекопитающего не проникаетни один патоген и ни один антиген иной природы, в кровии биологических жидкостях этого организма тем не менеебудут присутствовать (и в немалом количестве) иммуногло-булины. Есть они и у естественно развивающихся организмов.Такие иммуноглобулины называют нормальными, или консти-тутивно синтезируемыми. Что это за иммуноглобулины? Этоаутоантитела, т.е. антитела, направленные против молекулсобственного организма. Они принадлежат к классам'Ж, Gи А, у взрослых большинство — к IgG. Антитела полиреак-тивны, т.е. способны связывать множество антигенов, какауто-, так и экзогенных. В связывании антигенов этими нор-мальными антителами, как показывают опыты по направлен-ному мутагенезу, принимает участие область CDR3 в Ун-до-

106'

мене тяжелых цепей и антигенсвязывающий центр кодирует-ся зародышевыми V-генами.

Как правило, эти антитела имеют низкую аффинность, новысокую авидность к аутоантигенам. Константы диссоциации длянормальных иммуноглобулинов колеблются от 105 до 108 М.Но, например, для нормального аутоантитела к IL-loi кон-станта диссоциации составляет 5x10-" М. Нормальные IgM-антитела обнаруживают уже в пуповиннои крови новорожден-ных, и спектр их реактивности консервативно сохраняется вовзрослой жизни. Это говорит о том, что нормальные имму-ноглобулины подвержены некоему положительному отбору вонтогенезе. Выявлены. следую,вдщг. дщишнм_—.. мивдещ длянормальных ШШ^ндглобулмппц: идиотоды вариабельных рбла-стей^другйх иммуноглобулинов; каркасные и невариабельныеучастки молекул Т-клеточных рецепторов для антигенов; мо-лекулы CD4, CD5 и HLA-I; Fcy-рецепторы; лиганды для мо-лекул межклеточной адгезии и др.

Есть основания полагать, что нормальные антитела выпол-няют ряд весьма важных для здоровья организма '^уТШцшГ*^

• первая линия «обороны» против инфекций;• удаление из организма отживших клеток и продуктов

катаболизма;представление антигенов для Т-лимфоцитов (иммуногло-булины на мембране В-лимфоцитов связывают раство-римые антигены в крови, лимфоцит интернализует ихрецепторопосредованным эндоцитозом, и внутри клет-

У ки образуются комплексы пептидов с молекулами глав-/ ного комплекса гистосовместимости, которые экспрес-^сируются на мембране В-лимфоцита);

• поддержание гомеостаза аутоиммунной реактивности;β противовоспалительное действие (

антигенов: индукция синтеза противовоспалительныхцитокинов; аттенуация комплементзависимого повреж-дения тканей и др.).

Например появляются данные о том, что в случае клини-ческой манифестации некоторых патологических аутоиммун-ных болезней, в патогенезе которых действуют IgG-аутоанти-тела, имеет место дефект регуляции этих патогенных IgG состороны нормальных антиидиотипических IgM-антител. Пока-зано, что в периоды ремиссии аутоиммунных васкулитов, впатогенезе которых действуют антинейтрофильные IgG-анти-тела (ANCA), в крови в достаточных количествах появляютсяантиидиотипические по отношению к ANCA IgM-антитела.Вероятш^лечебньи^^Ф4шК1Ы^1_в^едеш_я .^щдям с _ разнымизаболевания"ми~ препаратов донорских иммуноглобулиновобъясняются именно комплексным «противовоспалительным»действием нормальных иммуноглобулинов.

107

Глава 5. Т-ЛИМФОЦИТЫ.ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКСГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ

5.1. Дифференцировка Т-лимфоцитов

Сущность дифференцировки всякого лимфоцита, как Т, таки В, состоит в экспрессии антигенраспознающего рецептора инеобходимых дополнительных сервисных молекул, чтобы фактраспознавания антигена имел действенные последствия, на-правленные на санацию организма от мешающих антигенов.Эти сервисные молекулы (мембранные, а также секретируе-мые цитокины) обеспечивают взаимодействие Т-лимфоцитовс другими клетками организма.

Антигенраспознающий рецептор Т-лимфоцитов обознача-ют TCR (T-cell receptor). TCR кодируется генами из суперсе-мейства иммуноглобулинов, т.е. родственниками генов имму-ноглобулинов. Молекула TCR представляет из себя как бы '/4

молекулы иммуноглобулина — аналог одного Fab-фрагмента.TCR является гетеродимером — состоит из двух равновели-ких полипептидных цепей. У млекопитающих известно дверазновидности пар цепей в TCR. В одной паре цепи обозна-чают а и β, соответствующие Т-лимфоциты — Ταβ. Втораяпара цепей — у и δ, соответствующие Т-лимфоциты обозна-чают Ύγδ. Каждый индивидуальный Т-лимфоцит несет какой-либо один вариант рецептора — либо <χβ, либо γδ.

В отличие от иммуноглобулинов TCR исключительнотрансмембранные молекулы, т.е. Т-лимфоцит всегда работаетсобственным «клеточным телом».

Более того, в отличие от иммуноглобулинов TCRa£> неспособен распознавать (связывать) растворимые антигены. Этоотносится по крайней мере к Ίαβ и подавляющему большин-ству антигенов, за исключением патогенных суперантигенов.

Что же тогда распознают Т-лимфоциты? Природой Т-лим-фоциты предназначены для распознавания поверхностныхструктур собственных клеток организма. Если что-то на повер-хности своих клеток будет «раздражать» Т-лимфоцит (напри-мер, примесь вирусных пептидов), то он постарается органи-зовать уничтожение поврежденной jgieTKjH.

Т-лимфоцит распознает' (связывается"'с) комплекс MHC-Iили МНС-И с неким пептидом, который и есть антиген вобщем понимании. Один определенный участок молекулыTCR вступает в химическую связь с молекулой MHC-I/II,второй участок того же TCR в тот же момент времени всту-пает в связь с пептидом-антигеном. Этот феномен называютдвойным распознаванием. Он был открыт Р.Цинкернагелем(R.M.Zinkernagtel) и П.Дохерти (P.C.Doherty) более 20 лет

108

назад, в 1996 г. они получили за это открытие Нобелевскуюпремию. Их первая публикация в журнале «Nature» относитсяк 1974 г. и занимает половину страницы. Но это открытиемногие расценивают как самое великое в иммунологии запоследние 100 лет. В англоязычной литературе этот феноменназывают еще МНС-рестрикцией Т-лимфоцитов (МНС-restricted Τ cells).

Существенно, что пептид-антиген присоединяется к моле-кулам МНС не снаружи клетки, т.е. он не сорбируется наклетке. Пептид-антиген встраивается в комплекс с МНС приформировании конформации молекул МНС после их биосин-теза в клетке и перед их экспрессией на клеточной мембранемолекул. МНС без_ пептидов^вообще не бывает на наружноймембране клеток, они просто не могут Выть" экспресейрова-ны, не примут правильной конформации, если еще внутриклетки не вступят в связь с пептилом^определенной длины.

Таким образом, подавляютцеег15оТгыцинство Т-лимфоцитовс рецептором TCRcx^ не распознают свободные нативныеантигены (еще раз подчеркнем отличие от иммуноглобулинов,которые как раз умеют работать с нативными антигенами втом виде, в каком «судьба забросила» их во внутреннюю сре-ду организма или даже на слизистые оболочки). Другие клет-ки должны каким-то образом пропустить антиген через себяи выставить его на своей мембране в комплексе с MHC-I/II,чтобы Т-лимфоцит «обратил на антиген свое внимание». Этои есть феномен представления антигена (или, как иногда го-ворят, транслитерацией с английского — презентации анти-гена) Т-лимфоциту. Какие клетки в организме способны бытьантигенпредставляющими и механизмы этого процесса мыразберем в отдельном разделе, здесь лишь отметим строгуюнеобходимость представления антигена Т-лимфоциту другимиклетками.

5.2. Строение рецептора Т-лимфоцитов для антигена (TCR)

Вторичная и третичная структуры рецепторов TCRa/3 иTCRy<5 принципиально аналогичны. Поэтому мы опишемстроение рецептора Т-лимфоцитов для антигена на примереTCR«jS. Т-лимфоциты с α β-рецептором — это более «при-вычные» Т-лимфоциты, которые стали известны на несколь-ко десятков лет раньше, чем Ту<5; 99 % Т-лимфоцитов, про-ходящих лимфопоэз в тимусе, это Ύαβ.

TCRa/3

TCR был открыт как особая молекула на клеточной мембра-не Т-лимфоцитов, с которой связываются моноклональныеантитела, полученные как специфично реагирующие с инди-

109

видуальным клоном Т-лимфоцитов. С помощью таких антител«увидели», что на отдельном Т-лимфоците экспрессированооколо 30 000 таких антигеншецифичных молекул. Быстро изу-чили молекулярную структуру рецептора. Оказалось, что соб-ственно антигенсвязывающая часть его состоит из двух рав-новеликих полипептидных цепей — α (мол. масса 40 000—60 000, кислый гликопротеин) и β (мол. масса 40 000—50 000,нейтральный или основный гликопротеин). Каждая из цепейимеет по два домена во внеклеточной части, гидрофобнуюположительно заряженную (за счет остатков лизина и арги-нина) трансмембранную часть и короткий (из 5—12 остатковаминокислот) цитоплазматический участок. Между собой цеписоединены одной дисульфидной связью выше мембраны. Каж-дый из внеклеточных доменов имеет по одному сайту (местусвязывания) гликозилирования и соответственно гликозили-рован.

Наружные внеклеточные домены обеих цепей имеют вари-абельный аминокислотный состав от рецептора к рецептору(от лимфоцита к лимфоциту), гомологичные V-области мо-лекул иммуноглобулинов и названные одноименно — V-об-ластью TCR. Проксимальные домены обеих цепей гомологич-ны константным областям молекул иммуноглобулинов и так-же названы одноименно — С-областью TCR. Соответственнообозначены и гены, кодирующие эти области полипептидов:Vα и С a, Wβ и Cβ.

Именно V-области а- и β -цепей вступают в связь с ком-плексом MHC-I/I1 — пептидом. Место контакта с пептидомв α-цепи — участок CDR3, причем с центральной частьюпептида вступает в связь участок контакта Vα — J α .

Короткий цитоплазматический участок как у а-, так иβ-цепи физически недостаточен для обеспечения проведениясигнала внутрь клетки. Для проведения сигнала с TCR слу-жат входящие в рецепторный комплекс еще 6 инвариантных(т.е. одинаковых у всех Т-лимфоцитов) полипептидных цепей:у, δ, две ε и две ζ. Цепи у, <5 и две ε расположены по парепо бокам от а- и jS-цепей. Комплекс у + δ + 2 ε, как выяс-нили, и составляет мембранную структуру CD3, идентифи-цированную раньше по реактивности с моноклональнымиантителами, связывающими все без исключения Т-лимфоци-ты. Цепи у, δ и ε имеют внеклеточный, трансмембранный(отрицательно заряженный за счет остатков аспарагина ипоэтому электростатически связанный с трансмембраннымиучастками а- и β-цепей) и цитоплазматический участки.В случае генетических дефектов в комплексе CD3 а- и β-цепина мембране Т-лимфоцита не появляются. Это свидетельству-ет о том, что полипептиды у, δ и ε строго необходимы дляформирования правильной конформации а- и β -цепей и эк-спрессии их на мембране.

ПО

Рис. 5.1. Строение рецептора Т-лимфоцитов для антигена(TCRa0) (схема).Рецептор состоит из 8 полипеп-тидных цепей. Антигенсвязываю-щая область рецептора формирует-ся цепями а и β; цепи у, <5, е(вместе их называют комплексомCD3) необходимы для экспрес-сии цепей й и β, их стабилиза-ции и, вероятно, проведения сиг-нала внутрь клетки; ζ-цепь — са-мая «внутриклеточная», обеспечи-вает проведение сигнала внутрьклетки.

Полипептиды комплексаCD3 — у, <5 и ε высоко-гомологичны друг другу. Ихгены локализованы рядом,все в хромосоме 11 у чело-века, и, очевидно, про-изошли путем дупликацииот одного предкового гена.Две ζ-цепи соединенымежду собой дисульфиднойсвязью, в мембране встро-ены между трансмембран-ными участками а- и β-цепей и большая часть по- ,липептидной ζ-цепи уходит в цитоплазму клетки. Там этацепь и «задействуется» в реакциях проведения сигнала присвязывании антигена V-областями а и β на внутриклеточныеструктуры и процессы.

Во всех цитоплазматических участках полипептидных цепейу, δ, ε и ζ содержатся последовательности аминокислот —ΙΤΑΜ (immunoreceptor tyrosine-based activation motifs), кото-рыми эти полипептиды взаимодействуют с протеин-тирозин-киназами цитозоля (активация этих ферментов и составляетбиохимическую суть реакций по проведению сигнала).

Схематически структура TCR, состоящего из 8 полипеп-тидных цепей, представлена на рис. 5.1.

Рецептор для антигена присоединяет свои лиганды ион-ными, водородными, ван-дер-ваальсовыми и гидрофобнымисвязями. Рецептор достаточно «жив» и подвижен. При свя-зывании с антигеном его конформация существенно изме-няется. Как показывают исследования с применением самыхсовременных методов с использованием трансгенных по TCRмышей (у которых все Т-лимфоциты имеют единственныйвариант TCR) и коллекции синтетических пептидов и кон-

Проведение сигнала

111

тролируемых комплексов пептидов с растворимыми молеку-лами МНС, один TCR потенциально способен связывать до-статочно много разных антигенов (если под антигенами по-нимать 9-членные пептиды): по минимальным оценкам 103,по максимальным — 107, по наиболее точным оценкам по-рядка 105. Причем один TCR связывает не только родствен-ные по структуре антигены (их понимают как перекрестнореагирующие), но и антигены, не имеющие гомологии вструктуре.

5.3. Гены а- и β-цепей рецептора Т-лимфоцитов для антигена

Гены а- и /?-цепей (а также у- и 5-цепей) устроены гомо-логично генам иммуноглобулинов и претерпевают соматичес-кую рекомбинацию (перестройку ДНК) в процессе диффе-ренцировки Т-лимфоцитов. Это и обеспечивает генерациюразнообразия антигенсвязывающих свойств TCR, оцениваемо-го так же, как и для иммуноглобулинов: теоретически поряд-ка 1016—1018 вариантов, реально в 1000—10 000 раз меньшесоответственно числу лимфоцитов в организме.

Гены «-цепи имеют 70—80 V-сегментов и 61 J-сегмент,комбинации которых по одному из каждой области обеспе-чивают дополнительное разнообразие антигенсвязывающихсвойств TCR. Гены β-цепи имеют 52 V-сегмента, 2 D-сегментаи 13 J-сегментов, а также 2 С-сегмента, расположенных, какпоказано на рис. 5.2. Между V- и J-сегментами «-цепи нахо-дится локус генов δ-цепи второго варианта TCR — γδ. Ло-кус δ состоит из 3 D-сегментов, 3 J-сегментов, 1 С-сегмента.

α-Цепь TCR

U I-UJL!, JL Vα ( - 7 0 - 8 0

сегментов)

и] Τ

Jα (61 сегмент)

β-Цепь TCR

ι!

L ν β ( ~ 5 0 J P 1

сегментов) (6 сегментов) (7 сегментов)

Рис. 5.2. Структура генов а- и β-цепей рецептора Т-лимфоцитов дляантигена (схема).

112

\/а-Сегменты

П];"1ПТ!iJJ.L.JJJJj

VJГ Τt — I

ί νji ν ι

ΙJ

Од-Сегменты

ΠΠΠ--ΠIIIIU II

yj-Рекомбинация ДНК

ппuu с«

Зародышевая конфигурациягенов α-цепи

,Транскрипция и сплайсинг мРНК

С

Трансляция белка α-цепи

Экспрессия на мембранеαβ-гетеродимера

Трансляция белка β-цепи

•·;:;·;•.lty:i

V

Транскрипция и сплайсинг мРНК

DJ

;ίίι!'!

VDJ-Рекомбинация ДНК

Зародышеваяконфигурация

Vo-сегменты DR

ДНК геновβ-цепи

Рис. 5.3. Перестройка и экспрессия генов рецептора Т-лимфоцитов дляантигена.

V-сегменты <5-цепи (ориентировочно их всего 4) «вкраплены»среди V-сегментов α-цепи.

Рекомбинация ДНК происходит только при объединенииV-, D- и J-сегментов и катализируется тем же комплексомрекомбиназ и под контролем тех же генов RAG-1 и RAG-2,которые действуют при дифференцировке В-лимфоцитов.Только субстрат для рекомбиназ — гены TCR, а не гены Igв Т-лимфоцитах — определяют тканеспецифичные промото-

113

ры. Рекомбиназы «узнают» определенные гептамерные илинонамерные последовательности, фланкирующие каждый изсегментов V, J, D и называемые recombination signalsequences — последовательностями, сигнальными для реком-бинации. Перед каждым V-экзоном имеется L-экзон (leadersequence — лидерная последовательность), который обязатель-но транслируется и обеспечивает правильное расположениеполипептидной цепи в эндоплазматическом ретикулуме иправильную экспрессию на клеточной мембране (рис. 5.3).

После перестройки VJ в генах α-цепи и VDJ в генах β-цепи, а также присоединения некодируемых Ν- и Р-нуклео-тидов с ДНК транслируется РНК. Объединение с С-сегаен-том и удаление лишних неиспользуемых J-сегментов осуще-ствляются уже на уровне РНК сплайсингом в первичномтранскрипте.

Гены α-цепи могут перестраиваться неоднократно при ужеправильно перестроенных и экспрессированных генах β-цепи.Параметры разнообразия антигенсвязывающих участков Т-кле-точных рецепторов приведены в табл. 5.1.

Программа для соматического гипермутагенеза в генах TCRотсутствует (в отличие от генов иммуноглобулинов).

Столь большое число — от 1018 до 109 — потенциальновозможных вариантов антигенсвязывающих рецепторов налимфоцитах является попыткой медленно размножающихся имедленно эволюционирующих видов многоклеточных организ-мов «угнаться» за изменчивостью сверхбыстро размножающих-ся и эволюционирующих инфекционных микроорганизмов.Природа сделала такой шаг — наделила суперизменчивостьюв процессе онтогенеза в рамках одного тела единственныйгистотип клеток (только лимфоциты) и единственную кате-горию молекул в этих клетках (антигенраспознающие рецеп-

Т а б л и ц а 5.1. Параметры разнообразия антигенсвязывающих облас-тей TCR

Генетический элементЧисло вариантов

Зародышевое числоV-сегментовЗародышевое числоD-сегментовТранскрипция D-сегментовпо 3 рамкам считыванияЗародышевое числоJ-сегментовПрисоединение Ν- иР-нуклеотидов

114

торы — TCR, Ig). Лимфоцитарный иммунитет есть у оченьнебольшого числа видов земных многоклеточных животных,напомним — всего у 1,4 %. Следовательно, 98,6 % видов мно-гоклеточных не имеют лимфоцитарной иммунной системы.Лимфоцитарный иммунитет понадобился для спасения отинфекций особей таких видов животных, которые оставляютединичное потомство — рожают редко и мало детенышей,значит, если не каждому, то большинству надо выжить, что-бы сохранился вид. Лимфоциты со своими рецепторами по-явились 300 млн лет назад, вероятно, у челюстных рыб (jawedfish).

5.4. Корецепторные молекулы Т-лимфоцитов — CD4 и CD8

Как уже отмечали, TCRtx/? распознает антиген-пептид толь-ко в связи с молекулами MHC-I или II. Каждый конкретныйТ-лимфоцит предназначен для работы с молекулами либо Iкласса, либо II класса МНС. Собственно в связь с МНС (ион-ными, ван-дер-ваальсовыми, водородными и гидрофобнымисвязями) вступают вариабельные участки полипептидных це-пей а и β. Но со стороны Т-лимфоцита есть еще одна из двух(у индивидуального лимфоцита какая-то одна) мембранныхмолекул, вступающих в связь с молекулами МНС на антиген-представляющих клетках или клетках-мишенях для Т-лимфоци-тов — это молекулы CD4 и CDS. Молекула CD4 имеет хими-ческое сродство и вступает в связь с инвариантной частьюмолекулы МНС-П (Д2-доменом), молекула CD8 — с инвари-антной частью молекулы MHC-I (абдоменом). Поэтому моле-кулы CD4 и CD8 называюг__коре^епторньш»_модекулами Т-лимфоцитовТТЗ экспериментах, моделирующих отсутствие наклетке этих молекул, требуется минимум в 100 раз большиедозы антигена, чтобы .активировать Т-лимфоцит.

МвжекуМГ~С04 представляет собой одну полипептиднуюцепь с молекулярной массой 55 000. Она имеет 4 домена вовнеклеточной части и по первичной структуре принадлежитк суперсемейству иммуноглобулинов. Цитоплазматический уча-сток молекулы CD4 связан с тирозинкиназой Lck и, вероят-но, вносит свой вклад в проведение сигнала внутрь клеткипри состоявшемся взаимодействии рецептора с лигандом.В процессе активации Т-лимфоцита одну молекулу TCR «об-служивают» две молекулы CD4 (происходит димеризация мо-лекул CD4) (рис. 5.4). Молекула CD8 представляет собой гете-родимер из двух цепей, традиционно обозначаемых а и β.В некоторых случаях на клетке обнаруживают гомодимер издвух α-цепей. Такой гомодимер также имеет свойство взаи-модействовать с молекулами MHC-I. Во внеклеточной частикаждая из а- и β-цепей имеют по одному иммуноглобулин-подобному домену. Между собой цепи соединены дисульфид-

115

Рис, 5.4. Структура молекул корецепторов Т-лимфоцитов — CD4 и CD8(схема).Молекула CD4 представляет собой одну полипептидную цепь и имеет 4 вне-клеточных домена. При вовлечении в функциональный процесс молекула CD4,вероятно, димеризуется. Молекула CD8 — гетеродимер из а- и β-цепей.

ной связью. Цитоплазматические участки цепей CD8 такжесвязаны с тирозинкиназой Lck (см. рис. 5.4).

Почти все лимфоциты — 99 %, дифференцирующиеся натерритории тимуса в постнатальной жизни, это Т-лимфоци-ты с TCRa^ и менее 1 % — Т-лимфоциты с TCRyS. В пери-ферических тканях содержание Ту<5 больше чем 1 % и состав-ляет, возможно, 10—50 % всех Т-лимфоцитов тела. Но диф-ференцируются большинство Ту<5 не в тимусе, а в слизистыхоболочках, в первую очередь желудочно-кишечного тракта.Мы вернемся к немногим известным фактам их дифферен-цировки ниже.

5.5. Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе.Позитивная и негативная селекция тимоцитов

Процессы дифферешщровки, происходящие в тимусе, описа-ны достаточно подробно и представляются как следующаяпоследовательность событий (см. также раздел 2.2).

А Тимоциты дифференцируются из общей стволовой крове-творной клетки. На клетках-предшественниках Т-лимфоци-тов еще вне тимуса у человека обнаружены такие мемб-ранные маркеры, как CD7, CD2, CD34 и цитоплазмати-ческая форма CD3. [У мышей Thy-1, HSA (heat-stableantigen), Pgp-1, H-2, Sca-1 (Ly-6 A/E), немного CD4.]

116

А Коммитированная к дифференцировке в Т-лимфоцитклетка-предшественник мигрирует из костного мозгачерез стенку больших венул в кортико-медуллярнойобласти и оттуда перемещается в субкапсулярную зонукоры тимуса. Здесь происходит медленная пролиферацияклеток — примерно в течение 1 нед. Характерной осо-бенностью лимфоидных клеток-предшественников явля-ется сохранение в них экспрессии уникального ферментастволовой кроветворной клетки — теломеразы, репари-рующей хромосомы. Это указывает на то, что лимфо-циту на его жизненном пути предстоит еще не разпройти циклы пролиферации. Клетки-предшественники,коммитированные к дифференцировке в другие росткикроветворения, утрачивают экспрессию теломеразы не-обратимо. Из этих клеток будут развиваться Ύαβ (боль-шинство), Ту δ и дендритные клетки тимуса. На тимо-цитах, самыми ранними известными маркерами которыхявляются молекулы CD2 и CD7, в этот период эксп-рессированы еще такие мембранные молекулы, какCD44 и CD25.

ж Затем на клетках исчезают молекулы CD44 и CD25,клетки физически перемещаются несколько в глубькоры тимуса. В них начинаются перестройка генов β-цепи TCR и экспрессия полипептидного комплекса CD3.Экспрессируется инвариантная суррогатная полипептид-ная цепь, называемая ρΤοί (ρ — от partner, мол. масса33 kD), которая заменяет собой настоящую α-цепь ипозволяет перестроенной β-цепи в комплексе с CD3оказаться экспрессированной на наружной клеточноймембране. Это, как мы увидим дальше, существенныймомент. На данной стадии деградирует белок RAG-2 иингибируется транскрипция с генов RAG-1 и RAG-2.Клетки активно пролиферируют и микроскопическивыглядят как бласты. При этом накапливается массаклеток с уже известной β -цепью, но с еще неперест-роенными генами а -цепи, что внесет свой вклад в бу-дущее разнообразие сх:/?-гетеродимеров.

В это же время экспрессируются совместно молекулы CD4и CD8 (по этой причине тимоциты на этой стадии развитияназывают дважды позитивными — double-positive — CD4+/CD8+).

к На следующем этапе клетки перестают делиться, син-тезируют RAG-1 и RAG-2 и перестраивают Vα-гены,причем несколько раз в течение 3—4 сут. Каждый вари-ант TCR с разной α-цепью клетка экспрессирует и«пробуется» на связывание с комплексами пептид —МНС, экспрессированными на мембранах эпителиаль-

117

ных клеток тимуса. Обратим внимание на то, что пеп-тиды в данном случае свои, т.е. являются продуктамикатаболизма собственных белков антигенпредставляющихклеток. Тимоциты, которые свяжут какой-либо из ком-плексов пептид — МНС с правильной (т.е. средней посиле) аффинностью, получают сигнал на выживание ипродолжат дифференцировку. Тимоциты, которые несвяжут никакой из доступных комплексов пептид —МНС, не получат сигнала на выживание, и в них бу-дет инициирована программа на апоптоз, они погибнут.Это и называют позитивной селекцией тимоцитов. В ре-зультате позитивной селекции в тимусе погибает 95—99 % тимоцитов.

Если какой-то TCR связывает какой-то комплекс «пеп-тид — МНС» со слишком высокой аффинностью, то тимоциттакже может погибнуть. Это называют негативной селекциейтимоцитов. В количественном отношении негативная селекцияэлиминирует существенно меньше тимоцитов, чем позитив-ная — от 10 до 70 % клеток, которые прошли позитивнуюселекцию.

Неоднократная перестройка и экспрессия генов «-цепипри одной и той же β-цепи в одном тимоците оставляетшанс на то, что одна клетка может нести более одного ва-рианта TCR. По крайней мере на моделях мышей, грансген-ных по генам β- и (Х-цепей, закономерно обнаруживают вто-рой вариант рецептора на Т-лимфоцитах с эндогенной а-цепью. (Обратим на это внимание затем, чтобы вспомнить вразделе об аутоиммунных патологических процессах.)

На короткое время с мембраны тимоцитов исчезают обемолекулы корецепторов CD4 и CD8 (double-dull), затем экс-прессируется одна из этих молекул: на тимоцитах, TCR ко-торых имеет сродство к молекулам MHC-I, экспрессируетсякорецептор CD8, и на периферии эти Т-лимфоциты на всюсвою жизнь будут иметь «паспортную» характеристику CD8+,или Т8. На тимоцитах, TCR которых имеет сродство к МНС-II, экспрессируется корецептор CD4, и на периферии такиеТ-лимфоциты будут CD4+, или Т4.

Анатомически процессы селекции проходят ближе к гра-нице коркового и мозгового слоев тимуса при взаимодействииразвивающихся тимоцитов <j эпителиальными клетками стро-мы тимуса и с дендритными клетками костномозгового про-исхождения. Напомним, что на клетках эпителия тимуса экс-прессированы молекулы адгезии LFA-3 и ICAM-1, а на ти-моцитах — комплементарные им молекулы адгезии соответ-ственно CD2 и LFA-1. Эти адгезивные взаимодействия удер-живают тимоциты на территории тимуса на необходимыйпериод времени. На эпителиальных и дендритных клетках

118

Т а б л и ц а 5.2.

Анатомическаязона в тимусе

Кора перифе-рической зоны

Глубокие слоикоры

Граница корко-вого и мозгово-го вещества

Мозговоевещество

Этапы дифференцировки Т-лимфоцитов в тимусе

Мембранный фенотиптимоцитов и их

клеточное окружение

CD3-/CD4-/CD8-

Эпителиальные клетки коры

TCR-07pTa+/CD3+

Эпителиальные клетки коры;дендритные клетки

T C R - ^ V P T « V C D 3 V C D 4 + / C D 8 +

Эпителиальные клетки;дендритные клетки;

макрофаги

TCR- cx0+/CD37CD47CD8+

Эпителиальные клетки;дендритные /слетки;

макрофаги

TCR-aj37CD37CD4+

TCR- a P7CD37CD8*

Эпителиальные клеткимозговой зоны

Основные процессы,происходящие с

тимоцитами

Интенсивнаяпролиферация(митозы) дваждынегативных клеток-предшественниковЭкспрессия β-цепирецептора и сурро-гатной α-цепи, атакже проводящегосигнал-комплексаCD3. Пролиферация

Дважды позитивные(CD4+ и CD8+)тимоциты с эксп-рессированной β-цепью и суррогат-ной <х -цепью ре-цептораДважды позитивныетимоциты с полно-ценным а/?-рецеп-тором. Позитивнаяи негативная селек-ция

Однопозитивные(либо CD4+, либоCDS+) зрелыенеиммунныеТ-лимфоциты

мозговой зоны и на внешних структурах телец Гассаля (телецвилочковой железы — по новой классификации) экспресси-рована в большом количестве мембранная молекула CD30L(СБЗО-лиганд). На тимоцитах же, активированных аутоанти-генами, экспрессируется молекула CD30. Полагают, что имен-но взаимодействие CD30L — CD30 между стромой и тимо-цитами, имеющими на мембране набор молекулCD4+CD8+CD45R0+CD30+IL-4R+, обеспечивает сигнал наапоптоз для тимоцитов и это и есть негативная селекция ауто-реактивных клонов тимоцитов.

В кратком виде этапы дифференцировки Т-лимфоцитов втимусе приведены в табл. 5.2.

119

Дифференцировка Т-лимфоцитов в тимусе продолжаетсяоколо 3 нед.

Рассмотрим некоторые подробности дифференцировки Т-лим-фоцитов в тимусе.

Ύαβ и Ту<5 происходят из общей клетки-предшественни-цы. В развивающемся тимоците практически одновременноначинается перестройка генов β-, у- и 5-цепей. Если обе у-и (5-цепи успеют перестроиться «in-frame» (т.е. получится та-кая ДНК, с которой возможна транскрипция РНК), то лим-фоцит будет Туб. Но если первой успеет перестроиться β-цепьи экспрессироваться на мембране в паре с рТа, то это ста-новится сигналом к запрету на продолжение перестройки ге-нов у и 5, а также сигналом к пролиферации клетки, эксп-рессии корецепторных молекул CD4 и CD8 и чуть позже кперестройке генов и экспрессии α-цепи. При перестройкегенов α-цепи происходит необратимая делеция δ-локуса,который расположен внутри генов οί-цепи. Непродуктивная спервой попытки перестройка генов β-цепи не означает, чтотимоцит обречен на гибель. Структура генов β-цепи (см. рис.5.2) позволяет предпринять еще одну попытку и кпд продук-тивности перестройки генов /5-цепи превышает 80 %.

Вероятный лиганд для комплекса ρΤα — β на мембранетимоцитов — молекула CD81, экспрессированная на эпите-лиальных клетках стромы тимуса.

Перестройка генов α-цепи происходит неоднократно, покане получится продуктивный вариант, причем без аллельногоисключения (т.е. параллельно на обеих гомологичных хромо-сомах). До этапа позитивной селекции на тимоцитах могутбыть экспрессированы два варианта TCR с одинаковыми β-,но разными οί-цепями. Позитивная селекция оставит един-ственный вариант рецептора, но иногда может быть и неединственный.

Позитивная селекция на удовлетворительное связывание скомплексами своих пептидов со своими молекулами МНСпроисходит на стадии развития тимоцитов с низкой плотно-стью экспрессии TCR и совместной экспрессией корецепто-ров CD4 и CD8. Клетки — партнеры тимоцитов в данномпроцессе, клетки — носители молекул МНС — это эпители-альные клетки стромы коры тимуса. Напомним, что эпители-альные клетки тимуса продуцируют такие цитокины, как IL-1, 3, 6 и 7, LIF (leukocyte inhibitory factor), GM-CSF. Ониже, эпителиальные клетки тимуса, являются продуцентамивнутритимического стероидного гормона, а именно прегнено-лона, участие которого необходимо в регуляции экспрессиигенов в дифференцирующихся тимоцитах, в том числе в ин-дукции апоптоза тимоцитов при позитивной и негативнойселекции. (В эксперименте, если .мыши ввести фармакологи-ческие дозы глюкокортикоидных гормонов^ то за несколько

120

часов произойдет «глюкокортикоидная тимэктомия» — более99 % тимоцитов погибнет апоптозом, от органа останетсянебольшая «пленочка», содержащая немного стероидрезистен-тных Т-лимфоцитов.)

В качестве примера экспериментов, ставших источникомэтих знаний, приведем опыты с мышами — радиационнымикостномозговыми химерами. Если летально облученным реци-пиентам одной из родительских линий, например гаплотипаМНСА, трансплантировать клетки костного мозга интактныхдоноров-гибридов МНСА х В, то дифференцированные в тиму-се реципиента (МНСА) Т-лимфоциты будут способны распоз-навать антиген только в комплексе с молекулами МНСА, ноне МНСВ.

Забегая немного вперед, скажем, что профессиональныеантигенпредставляющие клетки — это клетки костномозгово-го происхождения, а именно дендритные клетки, В-лимфо-циты и моноциты/макрофаги. Это поможет понять результа-ты следующего опыта. Если летально облученным мышам-ре-ципиентам гаплотипа МНСВ трансплантировать костный мозгот доноров гаплотипа МНСА, то дифференцирующиеся ворганизме (в тимусе) реципиента Т-лимфоциты оказываютсянеспособными развивать иммунный ответ в периферическойлимфоидной ткани. В тимусе их «отобрали» на распознаваниеМНСВ, а представляют антиген им в организме антиген-пред-ставляющие клетки генотипа МНСА, т.е. «своего родного» дляТ-лимфоцитов, но они его «не приучены» распознавать: им-мунорецепторы вообще распознают не «свое» и «чужое». Чтобудут, а что не будут распознавать антигенраспознающие ре-цепторы лимфоцитов, определяется закономерностями дина-мики морфогенеза, складывающимися в конкретной ситуациипроцесса развития, а даже и неимманентной генетическойпрограммой как таковой.

Описанный выше эксперимент показывает, почему притрансплантации костного мозга у людей с лечебной цельюнеобходимо совпадение по МНС: не столько для избежанияотторжения трансплантата реципиентом," сколько для обеспе-чения возможности дифференцировки иммунокомпетентныхТ-лимфоцитов из стволовых клеток костного мозга донора втимусе реципиента.

У мышей, трансгенных по перестроенному гену TCR, рас-познающему пептид в комплексе с MHC-I, все Т-лимфоци-ты будут нести только этот трансгенный рецептор и все Т-лимфоциты в организме будут только CD8+. Если трансген-ный TCR предназначен для антигена в комплексе с МНС-II, то все Т-лимфоциты в организме такой мыши будут толь-ко CD4+.

Та же закономерная зависимость распознавательной ориен-тировки TCR либо на MHC-I, либо на МНС-П и экспрессии

121

на зрелом лимфоците соответственно или CD8, или CD4 про-является у людей с наследственным иммунодефицитным син-дромом «голых лимфоцитов» (bare lymphocyte syndrome). Естьварианты этого синдрома, когда генетический дефект прояв-ляется в отсутствие экспрессии на эпителиальных клетках ти-муса и на лимфоцитах молекул MHC-I. У таких пациентов необнаруживают CD8+ Т-лимфоцитов. При вариантах синдрома сотсутствием экспрессии на клетках МНС-П у больных в пери-ферических лимфовдных органах нет Т-лимфоцитов CD4+.

Корреляция экспрессии TCR с молекулами CD8 и CD4 вописанном варианте сильная, но не абсолютная. Как мы уви-дим дальше, в организме есть и иные субпопуляции Т-лим-фоцитов, например TCRa0/CD4-/CD8% TCRtx/?/CD8(xa (мо-лекула CD8 состоит из двух одинаковых «-цепей, т.е. гомо-димер, а не гетеродимер из одной «- и одной /?-цепи, как в«классическом» варианте молекулы CD8). Кстати, Т-лимфоци-ты именно с таким фенотипом мембраны являются преобла-дающей субпопуляцией среди внутриэпителиальных лимфоци-тов слизистой оболочки ЖКТ. Не зависит от CD4 и CD8 иэкспрессия TCRy<5.

Т-лимфоциты, экспрессирующие CD4, и Т-лимфоциты,экспрессирующие CD8, предназначены для выполнения раз-ных функций в предстоящих иммунных ответах. Но во всехслучаях независимости TCR от CD4 или CD8 лимфоциты стакими TCR распознают антиген независимо от MHC-I/II.Правда, это не означает (по крайней мере не всегда очевид-но) независимость распознавания антигена от других моле-кул, способных представлять антиген, но не являющихся ниMHC-I, ни МНС-П. Примером таких антигенпредставляющихмолекул является CD1. Если молекулы MHC-I и II «работа-ют» (т.е. формируют комплексы) исключительно с пептидны-ми антигенами, то «неклассические молекулы МНС» (иногдаих так дважды некорректно называют в литературе вместотого, чтобы сказать, что это не MHC-I/II) специализируют-ся на комплексообразовании с антигенами другой химичес-кой природы — небелковой (углеводными, липидными, фос-фатсодержащими). С молекулами кластера CD1 взаимодейству-ют особые субпопуляции зрелых Т-лимфоцитов, а именно«дважды негативные» TCRa^+/CD3+/CD4-/CD8- и особая суб-популяция TCRy<57CD3+/CD8+.

Процессы негативной селекции тимоцитов идут при взаи-модействии их с профессиональными антигенпредставляющи-ми клетками — дендритными и макрофагами, что иллюстри-руют эксперименты с костномозговыми радиационными хи-мерами мышей. Если реципиентов любой из родительскихлиний (MHO или МНСЬ) летально облучить и транспланти-ровать им костный мозг от гибридов МНС°хЬ, то в тимусетаких мышей будут развиваться Т-лимфоциты, не отторгаю-

122

щие кожный лоскут ни от донора МНС а, ни от донораМНСЬ, т.е. развивается толерантность к антигенам как реци-пиента, так и донора, которые в тимусе могут быть представ-лены только на тимоцитах, дендритных клетках и макрофа-гах. При некоторых комбинациях линий мышей в таких экс-периментах кожный трансплантат, однако, отторгается. Этообъясняют тем, что для отторжения ткани существенны инеглавные антигены гистосовместимости (minor histocompatibi-lity antigens), которые в данном случае присутствуют в тканидонорской кожи, но не присутствуют на донорских антиген-представляющих клетках в тимусе и на уровне дифференци-ровки лимфоцитов в тимусе толерантность к ним не возни-кает. Неглавные антигены гистосовместимости при отторже-нии трансплантатов у людей иногда имеют большее значение,чем антигены главного комплекса гистосовместимости, чтобудет проиллюстрировано в соответствующем разделе.

Созревшие в тимусе Т-лимфоциты мигрируют в Т-зоныпериферических лимфоидных органов. В разделе 2.2 уже отме-чалось, что путей выхода тимоцитов из тимуса на основаниигистологических наблюдений можно предполагать 3: а) сво-бодный — через эфферентный лимфатический сосуд в кор-тико-медуллярной зоне; б) путем экстравазации через стенкупосткапиллярных венул с высоким эндотелием там же в кор-тико-медуллярной зоне; в) путем экстравазации через стенкукапилляров в русле транскапсулярных артерий.

Во введении мы сформулировали, что базовым свойствомлимфоцитов является самораспознавание. Теперь это можнопонять несколько лучше: дифференцировка и отбор антиген-распознающих рецепторов Т-лимфоцитов в тимусе идут привзаимодействии (комплементарном связывании) исключитель-но с эндогенными, т.е. со своими молекулами МНС в комп-лексе со своими, но разнообразными пептидами. Приведем со-впадающее с нашим мнение авторитетного экспериментатораи теоретика Ч.Джейнвэя (Charles A.Janeway) и его коллег.Опыты на мышах, трансгенных по гену β-цепи TCR, а так-же с knock-out по определенному гену МНС (Н-2Ма) в раз-ных аранжировках привели этих авторов к заключению (ги-потезе, но обоснованной), что не только в тимусе в процес-се лимфопоэза идет отбор Т-лимфоцитов на способность пра-вильно связывать своим TCR комплексы «свои пептиды —МНС», но и на ггериферии жизнеспособность Т-лимфоцитовв течение длительного времени поддерживается сигналами навыживание от тех же комплексов «свои пептиды — МНС»,экспрессированными на дендритных клетках в Т-зависимыхзонах периферических лимфоидных органов. В отсутствие та-кого сигнала Т-лимфоцит быстро погибает. Более того, такойсвой сигнал поддерживает некий «базальный» уровень проли-ферации жизнеспособных Т-лимфоцитов на периферии в те-

123

чение всей жизни организма. Но эта пролиферация отличает-ся от экспансии клона лимфоцитов в процессе развития ак-тивного продуктивного иммунного ответа на антиген, подле-жащий элиминации из организма. Пролиферация по сигналуот своего в норме не сопряжена с синтезами и секрециейактивных цитокинов Т-лимфоцитов и индукцией иммунноговоспаления. Таким образом можно объяснить и понятно,, ре-ально существующее явление, что после 15-летнего возраста,когда Т-лимфопоэз в тимусе существенно угасает, темне менее в течение всей взрослой жизни в организме ...есть,Причем достаточно постоянное (не снижающееся прогре-диентно с возрастом) количество яериферических Т а ^ - д и м ^фоцитов.

Репертуар распознающих рецепторов периферическихТ-лимфоцитов зависит от МНС организма. Исходная биоло-гическая комплементарность рецепторов Т-лимфоцитов рас-считана именно на молекулы МНС всех клеток собственногоорганизма.

В функциональном отношении зрелые неиммунные Ύαβ-лимфоциты, выходящие из тимуса, представлены двумя ос-новными субпопуляциями: одна из них несет на мембранемолекулу CD8, вторая — CD4. CD8+ Т-лимфоциты дифферен-цированы для выполнения функций цитотоксических Т-лим-фоцитов (ЦТЛ). ЦТЛ сами непосредственно, своим «клеточ-ным телом», убивают клетки (поэтому «Ц»— от цито-), намембране которых они распознали антиген. CD4+ Т-лимфоци-ты дифференцированы в продуцентов цитокинов — секрети-руемых из клетки биологически активных молекул, предназ-наченных для взаимодействия и вовлечения в процесс другихклеток-партнеров по иммунному ответу. CD4+ Т-лимфоцитыоколо 30 лет назад назвали лимфоцитами-хелперами (helper —помощник), поскольку эксперименты свидетельствовали, чтоВ-лимфоциты не способны продуцировать антитела без помо-щи Т-лимфоцитов, хотя сами Т-лимфоциты не синтезируютиммуноглобулины, но В-лимфоциты без участия Τ их тожене синтезируют либо совсем, либо синтезируют иммуногло-булины только класса М. За CD4+ Т-лимфоцитами закрепи-лась аббревиатура Th (от Т-helper).

Дихотомию дифференцировки CD4+ Т-лимфоцитов в про-цессе развития иммунного ответа с возникновением либоТЫ, либо Th2 называют иммунным отклонением (immunedeviation) — отклонение иммунного ответа в сторону той илииной субпопуляции —ТЫ или ТЫ. В генетически здоровом орга-низме отклонение иммунного ответа в сторону Thl или Th2зависит от внешних факторов: в первую очередь химическихкачеств антигена, его дозы, пути попадания во внутреннююсреду, сопутствующих факторов типа адъювантов или инфек-ций, кратности иммунизации и т.д. Подробно свойства и

124

функционирование Thl, Th2, ЦТЛ и других субпопуляций Т-лимфоцитов описаны в главе 8.

Хотя опухоли — образования патологические, но они по-зволяют составить представление о нормальных субпопуляци-ях клеток той или иной ткани. В клинике известны нозологи-ческие единицы опухолей из клеток тимуса (табл. 5.3).

Т а б л и ц а 5.3. Опухоли тимуса: из Т-лимфоцитов и антигенпредстав-ляющих клеток

Болезнь

Острыйлимфобластныйлейкоз

Тимома

ОстрыйлимфобластныйТ-лейкоз

Синдром Сезари*(Sezary); Т-лейкозвзрослых(HTL V-1);Mycosis fungoides;ХроническийТ-лейкоз

БолезньХоджкина**(Hodgkin's)

Тип клеток

Раннийпредшественниклимфоцитов

Эпителиальныеклетки стромытимусаТимоциты

Та или инаясубпопуляциязрелых Т-лим-фоцитов***

Антиген-представляющиеклетки(моноциты)

Маркеры намембране

CD10CD19CD20

Цитокератины

CD1

CD3+/TCR;CD4 или CD8

CD30

Локализация

Тимус, кровь,костный мозг

Тимус

Тимус, кровь

Периферичес-кие лимфоид-ные органы,кровь

Периферичес-кие ткани

*Синдром Сезари называют еще эксфолиативным дерматитом. Он характе-ризуется сильным зудом, инфильтрацией кожи атипичными мононуклеар-ньши клетками, алопецией, отеком, измененной пигментацией кожи, из-менениями ногтей.**Болезнь Ходжкина разнообразна по клиническим формам. В основе пато-генеза — опухолевая трансформация антигенпредставляющих клеток, веро-ятнее всего, моноцитов. Но опухолевые антигенпредставляющие клетки сти-мулируют пролиферацию Т-лимфоцитов, и их количество может существен-но превосходить нормальные показатели в крови и в тканях. Поэтому бо-лезнь называют лимфомой Ходжкина. В некоторых случаях лимфопролифера-ция отсутствует. Пролиферируют ретикулярные стромальные клетки, и кли-нически эту форму идентифицируют как узелковый склероз — nodularsclerosis. Прогноз более благоприятен при лимфоме Ходжкина, чем при узел-ковом склерозе.***Клональность лимфомы диагностируют анализом генов TCR в опухоле-вых клетках. Если планируют аутотрансшгантацию костного мозга после ра-дио- или химиотерапии, то методом цепной полимеразной реакции важнопоказать отсутствие генов TCR опухолевого клона в ткани костного мозга.

125

5.6. Главный комплекс гистосовместимости

«Главный комплекс гистосовместимости» (Major histocompa-tibility complex — МНС) — одно из трудных понятий для на-чинающих изучать иммунологию. Главная причина этого —оторванность названия от природного предназначения. Этаоторванность объясняется историей развития наших знанийо МНС. Так сложилось, что сначала МНС был выявлен всугубо искусственной модели трансплантации тканей и ор-ганов одного организма во внутреннюю среду другого какнекий значительный по размеру комплекс генов, от кото-рых больше, чем от других, зависит скорость отторжениятрансплантата. Но поскольку в естественной природе нетпроцессов трансплантации тканей отдельных особей во внут-реннюю среду других особей, много лет имело место мол-чаливое недоумение — зачем нужны эти гены и продукты,которые они кодируют, организмам, которым не пересажи-вают и никогда не будут пересаживать чужие органы? Этонедоумение разрешили Р.Цинкернагель и П.Дохерти, от-крывшие в 1973—1974 гг. природные функции белковМНС — представлять для распознавания пептидные антиге-ны для Т-лимфоцитов.

Гены МНС были открыты и был введен этот термин вработах 40-х годов в лаборатории, а затем институте ГеоргаСнелла (George Snell) — знаменитого иммуногенетика. Ранееантигены, от которых в наибольшей степени зависит оттор-жение трансплантатов у мышей, описал Gorer. Иммуногене-тики затратили много труда на выведение инбредных линиймышей и описали основные законы трансплантации. Главныйзакон трансплантации, состоящий в том, что природа нерассчитана на смешение органов уже рожденных особей ипересаженные органы от другого организма в норме всегдаотторгаются, люди знали, судя по всему, всегда, сколько су-ществует человеческая культура. Давно знали, что пересадкитканей своего организма в пределах своего организма возмож-ны: пластические операции с аутотрансплантацией описыва-ли средневековые хирурги.

Применительно к генетическим отношениям доноров иреципиентов используют следующие термины:

• а у т о л о г и ч н ы й — свой собственный;• с и н г е н н ы й (или изогенный) — полностью генети-

чески идентичный организм (трансплантат). Сингеннымыши одного пола одной инбредной линии. Сингенныоднояйцевые близнецы;

• а л л о г е н н ы й — другой организм в пределах одноговида. Аллогенны мыши разных инбредных линий;

• к о н г е н н ы й — организм, отличающийся от другогоодним (в идеале) геном при одинаковости всех других;

126

• к с е н о г е н н ы й — организм другого биологическоговида.

Из экспериментов по иммуногенетике пересадки органови тканей следуют 5 законов трансплантации.

к Аллогенные и ксеногенные трансплантаты всегда оттор-гаются.

А Аутологичные и сингенные трансплантаты приживают-ся.

к Гибриды 1-го поколения — F1 (Р1хР2) не отторгаюттрансплантаты обеих родительских линий (PI, P2), нокаждая из родительских линий отторгает трансплантат отгибрида (это свидетельствует о кодоминантности в гиб-ридах экспрессии генов, кодирующих продукты, кото-рые являются мишенью отторжения). Кодоминантностьозначает, что экспрессируются аллели обеих гомологич-ных хромосом (т.е. от каждого из родителей):

АА х ВВ

iАВ

ж 50 % потомства от обратного скрещивания (F1 х Ρ '/,)быстро отторгают трансплантат от второй родительскойлинии (в случае трансплантации кожного лоскута быс-трое отторжение наступает на 8-е сутки). Отсюда позаконам менделевской генетики следует, что быстрое от-торжение контролирует один локус. Его-то Г.Снелл иназвал Major histocompatibility complex (MHC).

АВ х АА

IАА. АА. АВ, АВ

L Пятый закон трансплантации открыл в 1922 г. H.Woglom.Он наблюдал, что если данному реципиенту, один разотторгшему трансплантат, пересадить повторно транс-плантат от того же донора, то во второй раз одноимен-ный трансплантат отторгнется достоверно быстрее. Этосвидетельствовало об иммунных механизмах отторжения,поскольку феномен иммунологической памяти из биоло-гических подсознательных процессов специфичен имен-но для иммунитета, а не других физиологических реак-ций.

У мышей локус МЫС сегрегируется вместе с геном, коди-рующим некий антиген, выявляемый антителами на эритро-цитах мышей. Этот антиген в то время называли «антиген-2».Локус, контролирующий гистосовместимость, обозначили Н-2(Н — от histocompatibility). Верхний буквенный индекс при Н-2

127

(Н-2а, Н-2к, H-2d и т.д.) означает гаплотип данного локуса.У различных инбредных линий гаплотип Н-2 может быть раз-ным или одинаковым.

Локус МНС весьма значителен по размеру — порядка4хЮ6 пар нуклеотидов (это 2—3 сентиморгана), что соизме-римо с целым геномом бактерии Escherichia coli. Такое коли-чество ДНК у человека содержит около 100 генов. Далеко невсе из этих генов и их продуктов описаны и идентифициро-ваны. У мышей выявлены 3 независимых локуса в комплексеМНС — Н-2К, H-2D и H-2L. Позже между ними картирова-ли локусы I-A и 1-Е (I — от immune responce genes). В 60-хгодах B.Benacerraf, Η. McDevitt и др. в опытах на морскихсвинках установили, что интенсивность продукции антител кбелковым антигенам контролируется аутосомными генами изкомплекса МНС. Аналогичное явление ясно обнаруживалосьи в опытах на мышах разных инбредных линий.

Гомологичный комплекс локусов у человека идентифици-ровали уже другие исследователи (J.Dausset и др.) и не вэкспериментах по трансплантации, а в исследованиях реак-тивности антител из крови людей, перенесших транспланта-ции, или многорожавших женщин с лейкоцитами из кровидругих людей. Поэтому комплекс обозначен HLA (от Humanleukocyte antigen). Первые 3 антигена, выявленные в этих се-рологических реакциях (и соответствующие гены), обозначи-ли HLA-A, HLA-B, HLA-C. Следующий локус обнаружили несерологически, а по индукции пролиферации в смешаннойкультуре лимфоцитов донора и реципиента; его обозначилиHLA-D. Следующий идентифицированный серологически ло-кус был близкосцеплен с HLA-D, его обозначили HLA-DR(от D-related). Следующие два локуса обозначили соседнимис R буквами Ρ и Q — HLA-DP и HLA-DQ.

Позже, когда выяснили, какие белковые продукты коди-руют разные структурные гены из комплекса МНС, комплексразбили на два класса — I и II — MHC-I, МНС-П. К I классуу человека отнесли локусы HLA-A, HLA-B и HLA-C, умыши — Н-2К, H-2D и H-2L, ко II классу — соответствен-но HLA-DR, HLA-DP и HLA-DQ у человека, Ι-Α и 1-Е умыши. Схема расположения в геноме локусов комплекса МНСчеловека и мыши показана на рис. 5.5 и 5.6.

Продукты генов локусов MHC-I — мембранные белки,конститутивно экспрессированные на всех ядросодержащихклетках тела, но в разных количествах на клетках различныхгистотипов: больше всего этих молекул на лимфоцитах и лей-коцитах. МНС-П — тоже мембранные молекулы, но экспрес-сированы не на всех, а только на некоторых гистотипах кле-ток — на дендритных клетках, В-лимфоцитах, моноцитах/макрофагах, эндотелии сосудов. Первые 3 типа клеток отно-сят к так называемым профессиональным антигенпредставляю-

128

МНС-И (я 1000 п.н.)

Рис. 5.5. Расположение генов МНС человека в хромосоме 6 (схема)

щим клеткам — это дендритные клетки, В-лимфоциты и мак-рофаги, поскольку на этих клетках, кроме молекул МНС-Пи I, экспрессируются все необходимые корецепторные моле-кулы и цитокины, достаточные для активации Т-лимфоцитак иммунному ответу (табл. 5.4).

Каждый локус MHC-I кодирует полипептидную цепь, обо-значаемую традиционно а, с молекулярной массой около44 000, примерно из 325 остатков аминокислот. Цепь а имеет3 внеклеточных домена (αϊ, αϊ, аЪ), трансмембранный уча-сток и цитоплазматический участок из 55 аминокислотныхостатков. С внеклеточными α-доменами нековалентно ассоци-ирована легкая полипептидная цепь с мол. массой 12 000, на-зываемая ^2-микроглобулином. Микроглобулин β2 кодирует-ся геном, не сцепленным с МНС. Домены αϊ и а2 форми-руют углубление размером около 2,5 нм. Именно в этом уг-лублении (cleft) располагается пептид-антиген, предназначен-ный для распознавания Т-лимфоцитом. Пептид ни в коемслучае не сорбируется на МНС извне клетки, а конъюгирует-ся с α-цепью нековалентными связями, но с достаточнойаффинностью (К. ~ ΙΟ6 Μ) внутри клетки при формирова-

I класс II класс I класс

I

к

• Ϊ ~ i -

LMP/TAP

αβ β α β α

Рис. 5.6. Расположение генов главного комплекса гистосовместимостимыши (Н-2) в хромосоме 17 (схема).

5-544 129

Таблица 5.4. Относительные уровни экспрессии MHC-I и II на раз-ных клетках

Клетки

Т-Лимфоциты

В-лимфоцитыДендритные клеткиМакрофагиЭпителиальныеклетки тимусаЭндотелийНейтрофилы

ГепатоцитыКлетки почкиНейроны мозгаЭритроциты

MHC-I

+ + +

+ + ++ + ++ + +

+

++ + +

+++

Нет

МНС-П

+ (у человека,не у мыши)

++++++++

+++

+НетНетНетНетНет

П р и м е ч а н и е . Количественная выраженность того или иного свойствапредставлена в условных знаках: «+» — немного; «++» — больше, чем «+»;«+++» — больше, чем «++».

нии конформации (фолдинге) МНС. Как и все трансмемб-ранные белки, MHC-I гликозилированы; места гликозилиро-вания α-цепи — Asn 86, Asn 176, Asn 256.

MHC-I связывает пептиды длиной 8—10 аминокислотныхостатков, фиксируя пептид по обоим концам молекулы — Си N. Молекулы МНС разных аллельных вариантов связываютпептиды с определенными остатками аминокислот в так назы-ваемых якорных позициях: это С-концевой остаток, 2-й или5-й с N-конца. Важно, что каждый конкретный аллельныйвариант молекулы МНС связывает пептиды с данными, а недругими якорными остатками аминокислот. Другой аллельныйвариант МНС имеет химическое сродство к иным якорнымостаткам аминокислот. Поэтому важно посчитать, сколько жевариантов МНС имеет каждый отдельный человек, так кактолько на те пептиды, которые способны связать МНС особи,данная особь потенциально способна развить защитный иммун-ный ответ. Если же некий антиген не связывается ни с од-ним вариантом МНС из тех, которыми располагает особь, топротив этого антигена не будет иммунного ответа, организмбеззащитен перед таким антигеном. Отсюда понятно, что ге-нетический контроль иммунного ответа сильно зависит нетолько от генов, специально экспрессирующихся в лимфоци-тах и антигенпредставляющих клетках, но и от генов, эксп-рессирующихся во всех клетках организма, — МНС. Исклю-чение составляют безъядерные зрелые эритроциты: на них нетни MHC-I, ни МНС-П.

Белки МНС-П (II класса) представляют собой мембран-

130

-2

α 1

y <β1

β2

MHC-I MHC-IIРис. 5.7. Структура молекул MHC-I и II (схема).Молекулы MHC-I — трансмембранные гетеродимеры: α-цепь большая, имееттри внеклеточных домена. «Клефт» для связывания пептида формируют дватерминальных домена «-цепи (ctt и сх2). β-Цепь малого размера, в мембрану непенетрирует, с α-цепью ассоциирована нековалентно, ее называют β2-микроглобулином. Молекулы МНС-П также трансмембранные гетеродимеры.Полипептидные а- и /?-цепи равновелики, обе пенетрируют мембрану, у обе-их по два внеклеточных домена и «клефт» для связывания пептидов формируютвнешние домены обеих цепей. 1 — пептид-антиген в комплексе с молекуламиMHC-I; 2 — пептид-антиген в комплексе с молекулами МНС-П.

ные молекулы — гетеродимеры из двух трансмембранных гли-копротеинов: α-цепь (мол. масса 34 000) и /3-цепь (мол. мас-са 29 000). Внеклеточная часть каждой цепи имеет два домена.Пептидсвязывающий клефт (cleft) формируют совместно otl-и β\-домены и в отличие от «клефта» MHC-I «клефт» MHC-II открыт с обеих сторон (рис. 5.7). Стереохимическая откры-тость «клефта» МНС-П позволяет связывать более длинныепептиды, чем в случае MHC-I, — до 30 остатков аминокис-лот. Однако чаще всего из комплексов с МНС-И удаетсядиссоциировать пептиды размером 13—17 остатков аминокис-лот. Якорные остатки для большинства изученных аллельныхвариантов МНС-И находятся в позициях 1; 4; 6 и 9.

5.7. Механизмы образования комплексов пептидов-антигеновс молекулами главного комплекса гистосовместимости

В любой эукариотической клетке есть две «зоны», или, каких принято называть от английского, компатменты. Одна зонасвязана с внешней внеклеточной средой и это зона мембран-ных структур и везикул, включающая в себя аппарат Гольд-жи, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, эндосомы ифагосомы. Пептиды, образующиеся в данной зоне, обслужи-

131

воют синтезируемые клеткой молекулы МНС-П. Происхожде-ние пептидов везикул внеклеточное: они образуются в резуль-тате протеолиза белков, захваченных клеткой посредством эн-доцитоза или фагоцитоза. Эндосомы, или фаголизосомы, сли-ваются с мембранными структурами, на которых фиксируют-ся вновь синтезированные на полирибосомах молекулы а- иβ -цепей МНС-П и еще одна так называемая инвариантнаяполипептидная цепь — П. Эта Ii-цепь «прикрывает» МНС-Пот связывания с пептидами внутри эндоплазматического ре-тикулума и в дальнейшем обеспечивает экспозицию молекулМНС-И внутрь везикул — эндосом, или фаголизосом. Комп-лекс из 3 тримеров αβΙΊ в эндоплазматическом ретикулумеудерживается связью с кальнексином. В мембранных внутри-клеточных структурах есть специальный компартмент М-Н-С(МНС class II compartment), в который физически упираютсяэндосомы и лизосомы с поглощенным внеклеточным содер-жимым. И только с участием пептида молекула МНС-Н при-нимает правильную конформацию, продвигается к мембране иэкспрессируется на ней. «Чистые» молекулы МНС I и II классана мембране клетки не экспрессируются. Если клетка не рас-полагает достаточным количеством чужого пептидного мате-риала, то молекулы МНС-П связывают короткий фрагмент,образующийся при протеолитическом расщеплении инвариант-ной цепи — CLIP (class II linked invariant-chain peptide).В наслоении пептида на МНС-П участвует еще одна молеку-ла — HLA-DM. HLA-DM на какое-то время стабилизирует пу-стые молекулы МНС-И (без пептида). Отсюда понятно, по-чему представление антигена именно молекулами МНС-П осу-ществляется при развитии защитных иммунных реакций навнеклеточные и везикулярные инфекции. Поскольку комплексыантигенов-пептидов с молекулами МНС-Н распознают исклю-чительно CD4+ Т-лимфоциты, то и в защите от внеклеточныхи везикулярных инфекций главную роль играют реакции, обеспе-чиваемые именно CD4 Т-лимфоцитами (рис. 5.8).

Вторая «зона» в клетке — зона цитозоля — неструктури-рованного мембранами внутриклеточного содержимого. Цито-золь непосредственно сообщается через крупные ядерныепоры с содержимым ядра. В ядре идут процессы транскрип-ции РНК с ДНК (как нормальные клеточные, так и вирус-ные при вирусных инфекциях клеток). РНК из ядра транспор-тируется для трансляции белка в цитозоль на полирибосомы,и для фолдинга (принятия правильной конформации) белковпод контролем шаперонов («катализаторов» принятия поли-пептидной цепью биологически значимой конформации)полипептидные цепи направляются в специальные участкиэндоплазматического ретикулума. Лишние, испорченные, не-правильно конформированные белки постоянно расщепляют-ся в цитозоле так называемыми протеасомами. Протеасомы —

132

Рис. 5.8. Строение клетки и «зоны обслуживания» молекулами MHC-Iи II (схема).I — зона (или компартмент) мембранных структур клетки (везикулы, эндо-плазматический ретикулум, аппарат Гольджи), эта зона непосредственно со-общается с внеклеточной средой; 2 — зона (или компартмент) цитозолянепосредственно сообщается с внутриядерным содержимым; 3 — протеасомыв питозоле; 4 — фагосомы; 5 — фаголизосомы сливаются с везикулами,содержащими несконформированные молекулы МНС-И; 6 — комплекс МНС-II — пептид «внеклеточного» происхождения экспрессирован на мембране клет-ки; 7 — несконформированные молекулы MHC-I в зоне досягаемости пепти-дов — продуктов протеасом; 8 — комплекс MHC-I — пептид «внутриклеточного»происхождения экспрессирован на мембране клетки.

это мультипротеазные комплексы из 28 субъединиц, каждаяиз которых имеет молекулярную массу 20 000 или 30 000. Дваиз 3 вариантов субъединиц протеасом — LMP2 и LMP7 —кодируются генами, расположенными внутри комплекса

мне.Протеасомы осуществляют зависимую от убиквитина

(ubiquitin) деградацию белков цитозоля. И именно пептиды,образующиеся в результате работы протеасом, поступают в«поджидающие» их в нужном месте эндоплазматического ре-тикулума еще несконформированные молекулы MHC-I: всту-пая в связь с пептидом, молекулы MHC-I принимают био-логически правильную конформацию и направляются дляэкспрессии на клеточную мембрану. Исследование мутаций игенетических дефектов, приводящих к иммунодефицитным

133

состояниям, выявило зависимость представления антигенамолекулами MHC-I от двух АТФ-связывающих полипептидовТАР-1 и ТАР-2 (Transporters associated with antigen processing).В мембране эндоплазматического ретикулума эти два полипеп-тида формируют гетеродимер, ориентированный гидрофобны-ми участками в полость ретикулума, а АТФ-связывающимидоменами — в сторону цитозоля. Именно они доставляютпептиды для связывания с молекулами MHC-I. ТАР имеютсродство к пептидам с гидрофобными или основными остат-ками аминокислот на С-конце. Гены ТАР-1 и ТАР-2 распо-ложены внутри комплекса МНС.

Вновь синтезированная «-цепь MHC-I вступает в связь смембранным протеином эндоплазматического ретикулумакальнексином (calnexin, мол. масса 88 000), который обеспе-чивает частичный фолдинг «-цепи. Кстати, тот же кальнек-син образует комплексы с вновь синтезированными и частич-но сконформированными полипептидами МНС-П, TCR, Ig(т.е. всеми иммунологически значимыми пептидами). При при-соединении к «-цепи /?2-микроглобулина связь с кальнекси-ном диссоциирует, и комплекс αβ2 присоединяется для даль-нейшего прохождения процесса приобретения конформациик кальретикулину (calreticulin) эндоплазматического ретикулу-ма и ТАР-1-ассоциированному протеину тапасину (tapasin).Таким образом создаются условия для соединения пептида-антигена с принимающим конформацию комплексом MHC-I.При генетических дефектах в ТАР молекулы МНС деградиру-ют внутри клетки, не попадая на клеточную мембрану. В нор-ме в клетке молекулы MHC-I присутствуют в избытке поотношению к пептидам. Поэтому в клетке при вирусных ин-фекциях довольно быстро пептиды вирусного происхожденияоказываются представленными на поверхности зараженныхклеток в составе комплексов с MHC-I.

Молекулы MHC-I представляют для распознаванияТ-лимфоцитам внутриклеточно синтезированные пептид-ные антигены. В плане защиты от инфекций этот меха-низм работает применительно в первую очередь к вирус-ным, а также цитозолъным бактериальным внутриклеточ-ным инфекциям. Поэтому CD8* Т-лимфоциты «рассчита-ны» в первую очередь на обеспечение противовирусной за-щиты, так как в комплексе с MHC-I именно и толькоCD8 Т-лимфоциты распознают пептидные антигены.

. В отсутствие инфекций м ш щ к у л ы - ф р) мируют комплексы с эндогенными (собственными) пептида-

ми. Обратим внимание на то, что диф^фёренцйровка Т-лим-

434

Рис. 5.9. Взаимодействие TCR с комплексом молекулы МНС-пептид наантигенпредставляющей клетке.1 — антигенпредставляющая клетка (например, дендритная); 2 — CD4* Т-лимфоцит; 3 — молекулы МНС-И; 4 — пептид (собственно антиген); 5 — а- иβ-цепи TCR; 6 — молекула CD4.

фоцитов в тимусе в норме в стерильном изнутри организмеидет при взаимодействии отбираемых TCR со своими пепти-дами, а не на отборе «своего и чужого». Поэтому естествен-но, что среди случайно формируемого разнообразия вариан-тов антигенсвязывающих структур даже после позитивной инегативной селекции тимоцитов среди выходящих на перифе-рию Т-лимфоцитов обязательно найдутся TCR, способные спе-цифично связываться, наверное, со всеми собственными «ан-тигенами». Опыт показывает, что так оно и есть. Но деструк-тивный иммунный ответ на собственные антигены в норме неразвивается, и в дальнейшем мы обсудим то немногое, чтоизвестно о механизмах периферической толерантности.

Стабильное связывание антигена молекулами МНС внутриклетки при формировании собственной конформации, а непростая сорбция из раствора антигена снаружи уже экспрес-сированными на мембране молекулами МНС, обеспечиваетнаправление Т-лимфоцитарного иммунитета на реально ин-

135

фицированные клетки тела. Иммунное воспаление, управляе-мое активными Т-лимфоцитами, — это наиболее «энергич-ное» воспаление по сравнению с другими вариантами и та-кое воспаление нельзя «натравливать» на ложные мишени,иначе организм будет не направленно избавляться от инфек-ции, а страдать от неоправданно разлитой альтерации тканей.

Взаимодействие TCR с комплексом пептид — MHCI/IIизображено на рис. 5.9.

5.8. Суперантигены

В борьбе за свое существование инфекционные микроорганиз-мы «научились» синтезировать некие вещества, которые по-ступают с «нашими» Т-лимфоцитами «не по правилам». Этивещества называют суперантигенами. Когда они попадают ворганизм, то последний не может встретить их попыткойраспознавания специфическим TCR потому, что суперанти-гены благодаря своим особым химическим свойствам способ-ны присоединяться стршси_юг_етки_£1.е. без процессинга вантигенпредставляющих клетках)~с одной стороны к молеку-лам МНС-И, но не в области «клефта для пептида», а «сбо-ку» как правило, к «-цепи, и одновременно к V-области

•"ТТ цепи TCR на Т-лимфоците.Это связывание вызывает активацию Т-лимфоцитов, но не

антигенспецифичного клона, а поликлональную. Обычно су-перантигены активируют 2—20 % периферических CD4+ T-лимфоцитов. В результате многие Т-лимфоциты продуцируюти секретируют активационные цитокины, что вызывает син-дром общей интоксикации в организме. А затем активирован-ные Т-лимфоциты погибают путем апоптоза. Таков закон лим-фоцитарного иммунитета: на свой ли антиген или неспеци-фически, но единожды активированный лимфоцит обречен наапоптоз (феномен AICD — activation-induced cell deatrT'"—индуцированной активацией клеточной смерти). (Феномениммунологической памяти — особое явление, и хотя оноисключительно характерно именно для лимфоцитарного им-мунитета, механизмы его непонятны до настоящего времени.)Но фактом является то, что после поликлональной актива-ции лимфоцитов наступает физический дефицит лимфоцитов,следовательно, иммунодефицит.

Известны суперантигены бактериального и вирусного про-исхождения, такие как энтеротоксины стафилококков (SE),токсин синдрома токсического шока (TSST-1 — toxic shocksyndrome toxin-1), мембранный протеин вируса опухолей мо-лочных желез мышей, jiaii

_ ^ вируса" бешенства, вирусовиммунодефицита человека~{КИЧ) и животных и многие дру-гие. Клиника пищевых отравлений, например, обязана глав-

136

ным образом действию SEs на Т-лимфоциты. Иммунодефицитв ранние сроки (и в поздние тоже) ВИЧ-инфекции в значи-тельной мере объясняется лимфотоксическим действием су-перантигенов вируса ВИЧ.

5.9. Генетический полиморфизм главного комплексагистосовместимости

Итак, в случае Т-лимфоцитов пептид-антиген связывается нетолько с рецептором Т-лимфоцита для антигена, но и (при-чем по времени «до» Т-лимфоцита) с молекулами МНС ан-тигенпредставляющих клеток. Разнообразие TCR природа со-здает комбинаторикой сегментов ДНК — уникальным процес-сом рекомбинации ДНК в соматических клетках. А как моле-кулы МНС приспособлены к открытому множеству заранеенеизвестных антигенов? Иначе, чем TCR и иммуноглобули-ны. Рекомбинации. ДНК в генах]УШС_дет\_Каждый человекнаследует.о"пределенный~набоТГТенов МНС, один и тот же,на всю жизнь^_Гены УЩ.С^-кодашшамшиы^ Это значит, что наравных экспрессируются гены обеих гомологичных хромо-сом — от матери и от отца.

Гены МНС полигенны, т.е. существует -не один, а несколь-ко локусов как I, так и II класса внутри комплекса МНС.Еще есть и так называемые неклассические гены, правильнееих было бы назвать не принадлежащими к ранее охарактери-зованным I и II классам МНС. Сколько же генов МНС? Этотучасток генома картирован не полностью, но то, что извест-но о нем, показано на рис. 5.5 и 5.10.

Таким образом, генов MHC-I по 3 на каждой из гомоло-гичных хромосом (А, В, С), следовательно, в сумме их 6. Ге-нов МНС-П также по 3 на каждой из гомологичных хромосом(DP, DQ, DR), следовательно, в сумме их тоже 6. Если уматери и отца нет одинаковых аллелей, то каждый человекимеет 12 генов МНС I и II класса, вместе взятых. Некласси-ческих генов МНС в области расположения генов I классаописано 6 (Е, F, G, Н, J, X). Возможно, будут открыты иновые гены. Неклассические гены МНС, видимо, неполиморф-ны или не столь полиморфны, как гены I и II классов.

Известны гены за пределами МНС, кодирующие молеку-лы, которые обеспечивают представление антигенов Т-лим-

2 0 8 0 п н 4100 п н

Рис. 5.10. Расположение неполиморфных аллелей области МНС челове-ка (схема).

137

фоцитам. Примером такой молекулы (и гена соответственно)является CD1, способная связывать и представлять Т-лимфо-цитам небелковые антигены (например, миколевую кислотуи липоарабиноманнан оболочки микобактерий).

Описаны неполиморфные молекулы и из области МНС-II — DM и DQ. Функции HLA-DM в какой-то мере извест-ны, и о них мы уже упоминали (стабилизация молекул МНС-II внутри клетки во время «ожидания» смыслового пептида и«катализ» присоединения к МНС-П смыслового пептида, атакже генерация «протезного» CLIP-пептида). Гены полипеп-тидных цепей, формирующих молекулу DQ, экспрессируют-ся, по-видимому, только в тимусе и В-лимфоцитах, но фун-кции этой молекулы неизвестны.

Полиморфизм классических генов МНС (I и II классов)означает наличие в популяции множества аллелей — ва-риантов одноименного гена у разных особей.

Поэтому разные люди, неродственники, имеют различныеаллели одноименных генов и, следовательно, разные белкиМНС на мембранах своих клеток. Вероятность существованияодинаковых аллелей у неродственников, тем более совпаде-ния по всем или многим локусам тем меньше, чем большеполиморфизм в популяции. Полиморфизм генов МНС признаннаибольшим из всех известных генов человека.

Полиморфизм этих генов в популяции выгоден для выжи-вания вида: не у одного, так у другого человека в популяцииорганизм может быть сумеет представить Т-лимфоцитам сво-им вариантом молекул МНС антигены того или иного (в томчисле и из вновь возникающих) инфекционного микроорга-низма. Но вот каждый конкретный человек либо сумеет, либонет воспринять конкретный микробный антиген и если несумеет, то не сможет защититься от данного микроба иммун-ным ответом и инфекция может убить его.

Конкретные варианты МНС закрепляются в эволюцииестественным отбором (в отличие от TCR и Ig) и каж-дая отдельная особь оказывается приспособленной к реги-онарным видам и штаммам инфекционных микроорганиз-мов, на защиту от которых шел отбор МНС у предков.

Для отдельных локусов МНС известно более сотни аллель-ных вариантов, и поскольку далеко не каждый человек наЗемле типирован по МНС, привести точное число аллелей

138

нельзя. Международные банки данных располагают сведения-ми о не менее чем 60 аллелях HLA-A, 111 аллелях HLA-B,37 аллелях HLA-C, 62 аллелях HLA-DP/5, 8 аллелях HLA-DPa, 25 аллелях HLA-DQjS, 16 аллелях HLA-DQa, 122 ал-лелях HLA-DR^, 1 аллеле HLA-DRa.

Каждый отдельный аллельный вариант молекулы МНСпреимущественно связывает пептиды с определенными якор-ными аминокислотными остатками. v

От 1 до 10 % Т-лимфоцитов любого здорового организмареагируют активацией при контакте с аллогенными по МНСклетками. На любой случайный антиген, однако, реагируетгораздо меньшее число Т-лимфоцитов антигенспецифичныхклонов. Столь высокий уровень аллореактивности Т-лимфоци-тов оставался непонятным (учитывая отсутствие в природепересадок органов и тканей) до открытия двойного распоз-навания Р.Цинкернагелем и П.Дохерти. Тогда стало возмож-ным предполагать, что аллореактивность — результат перекре-стной реактивности с не своими МНС TCR, отобранных припозитивной селекции в тимусе на связывание со своими МНС.Поэтому приходится признать, что отторжение аллогенноготрансплантата происходит в результате того, что 1—10 %Т-лимфоцитов реципиента «ошибаются», принимая донорскиеМНС за свой(гТё"ре^рё1:тно~^^хируют), тогда как Э9—90Г%~Т-лимфоцитов реципиента «НЕПЗЙДЯТ» чужой трансплантат,поскольку на нем не те МНС, на связывание с которымипрошла позитивная селекция тимоцитов. ^

Почему же число генов МНС I + II у индивидуума 12 и небольше? Ведь чем больше было бы генов МНС, тем большееразнообразие антигенов могли бы представлять антигенпред-ставляющие клетки для распознавания Т-лимфоцитам. Огра-ничение числа генов МНС можно объяснить механизмами по-зитивной и негативной селекции тимоцитов на связывание сМНС, представленными в тимусе во время и на месте лим-фопоэза Т-лимфоцитов.

Исследования показывают, что из каждого подмножестватимоцитов, оставленных живыми при позитивной селекции насвязывание с конкретным вариантом молекулы МНС, 5 %будет элиминировано при негативной селекции как слишкомаутореактивные, т.е. каждый вариант молекул МНС «стоитжизни» 5 % тимоцитов. На 12 вариантов молекул МНС (еслисчитать только I и II классы) в тимусе должно быть ликви-дировано 12 х 5 = 60 % тимоцитов. Реально в тимусе погиба-ет более 95 % тимоцитов и лишь менее 5 % выходят в пери-ферические лимфоидные органы. Видимо, в эволюции увели-чивать полигенность МНС больше было нельзя.

Есть еще такой термин, как _«гены MHCzIlI». Это областьгенома внутри комплекса МНС между I и И, в которой кар-тированы гены, кодирующие синтез следующих белков:

139

1) компонентов системы комплемента С4А и С4В, С2,фактора В;

2) цитокинов — фактора некроза опухолей (TNF-oi) илимфотоксина (LT);

3) гены 21-гидроксилазы — CYP 21А, CYP 21B (фермен-та, участвующего в биосинтезе стероидных гормонов).

До настоящего времени неизвестно, что кодирует (и ко-дирует ли) значительная часть ДНК этой области.

5.10. Антигенпредставляющие молекулы «не МНС» — CD1

В организме у человека есть семейство, состоящее из 5 близ-кородственных генов, которые неполиморфны и кодируют со-ответственно 5 изоформ мембранных белков, по структурепохожих на MHC-I. Это кластер CD1: CDla, CDlb, CDlc,CD Id, CDle; a, b и с обладают значительной гомологией исоставляют одно подсемейство, d и е — второе. МолекулыCD1 — гетеродимеры, состоящие из α-цепи с молекулярноймассой 45 000 и )32-микроглобулина. Антигенсвязывающая«впадина» на α-цепи уже и глубже, чем у молекул MHC-I,но главное, что место связывания антигена имеет большоехимическое сродство к гидрофобным лигандам. Недавно по-казано, что антигены, которые связывают молекулы кластераCDla, b и с, имеют гидрофобную область (цепи жирных кис-лот) и гидрофильную область из полярных или заряженныхгрупп (гетерополисахариды). Например, CD1 связывают липог-ликаны микобактерий, состоящие из гидрофобных липидсо-держащих фосфатидилинозитольных групп, связанных с круп-

Таблица 5.5. Экспрессия различных изоформ молекулы CD1 на раз-ных клетках

Изоформа

Человек1. CDla

2. CDlb

3. CDlc

4. CDld

5. CDleМышь6. CDl.l

7. CD 1.2

На каких клетках экспрессирована

Дендритные клетки; клетки Лангерганса;кортикальные тимоцитыДендритные клетки; кортикальные тимо-цитыДендритные клетки; клетки Лангерганса;кортикальные тимоциты; В-лимфоцитыВ-лимфоциты; эпителиальные клеткикишки; другие нелимфоидные клетки (?)Неизвестно

Тимоциты; В-лимфоциты; Т-лимфоциты;макрофаги; дендритные клетки; энтероци-ты; клетки печениНеизвестно

140

ными комплексами гидрофильных гетерополисахаридов. КакиеТ-лимфоциты распознают такие антигены в комплексе сCD1? Экспериментально показано, что из Ύαβ эти антигеныраспознают лимфоциты, TCR которых содержит сегмент Va24.Эти Т-лимфоциты либо CD4/CD8-, либо CD8+, по функциии те, и другие, если взаимодействуют с CD la, b, с, ЦТЛ.CD47CD8" Т-лимфоциты, которые взаимодействуют с CD Id,продуцируют большие количества IL-4. Разные изоформымолекулы CD1 экспрессированы на различных клетках(табл. 5.5).

5.11. Т-лимфоциты с рецептором y<5 для антигена (Ту<5)

Результаты работ по молекулярному клонированию генов а-и /?-цепей TCR были впервые опубликованы в 1983 г. В 1984 г.H.Saito в экспериментах с кольцевыми ДНК перестроенныхгенов TCR в Т-лимфоцитах обнаружил гомологичные гены,не являющиеся, однако, ни а-, ни β -генами цепей TCR.Таким образом открыли Т-лимфоциты, экспрессирующиемолекулу CD3, но не экспрессирующие ни а-, ни β-цепиTCR. Обнаружили TCR, состоящий из двух других полипеп-тидных цепей, их обозначили следующими по алфавиту бук-вами — у и б.

О Туб известно следующее. В эмбриогенезе Туб появляютсяраньше, чем Ύαβ. У мышей первая «волна» Д ^ Д на 14-е сут-ки эмбрионального развития (всего у мыши период беремен-ности 21 сут) заселяет эпителий кожи. Эти Т-лимфоциты на-зывают дтростчатыми эпидермальными Т-клетками (dETC).У человека?Иких~клёток не находят. В эмбриогенезе Туб вто-рой «волны» заселяют эпителий слизистых оболочек репро-дуктивного тракта. Эти эпидермальные Туб имеют гомогенныйпо V-области TCR.

В постнатальной жизни из дифференцирующихся в тимуселимфоцитов Туб составляют меньше 1 %. Также меньше 1 %таких Т-лимфоцитов на территории периферических лимфо-идных органов и в периферической крови — это территорииΤαβ. Но Ту δ в постнатальном периоде вовсе не исчезают,они постоянно дифференцируются, причем из общей клет-ки-предшественницы с Ταβ, только экстратимически, веро-ятно, в слизистых оболочках преимущественно ЖКТ. Туб нор-мально дифференцируются у бестимусных мышей nude.

Молекулярные механизмы «выбора» дифференцировкиклетки-предшественницы в Туб или в Ταβ точно неизвест-ны. Молекулярные генетики подозревают о существованииспециальных последовательностей в ДНК — «silencers» —«выключающих» возможность перестройки и экспрессии ге-нов TCR либо αβ, либо γδ. Гены б-цепи локализованы внут-ри генов «-цепи — между Vα и J α . Поэтому б-цепи надо

141

«успеть» перестроить свои сегменты до того, как произойдетперестройка генов «-цепи, поскольку при перестройке геновV-J οί-цепи гены δ-цепи необратимо выбрасываются. Как ужеотмечалось, гены δ-цепи содержат не менее 4 V-сегментов,диссеминированных среди V-сегментов α-цепи, 3 D-сегмен-та, 3 J-сегмента и один С-ген. Особенностью перестройкигенов δ-цепи является использование двух D-сегментов(VDDJ), при этом с каждого края блока VDDJ добавляютсянекодируемые нуклеотиды и это существенно повышает раз-нообразие антигенсвязывающих возможностей δ-цепи.

Гены у-цепи ΤΟΙ^δ имеют два С-сегмента, 3 J-сегментаперед первым С-сегментом и 2 J-сегмента перед вторымС-сегментом, 12 V-сегментов.

В зрелых Туб часто обнаруживают продуктивно перестро-енные гены β-цепи, а в зрелых Ταβ — перестроенные, нонепродуктивно (out-of-frame) гены у- и δ- цепей.

На мембране Туб не выявили экспрессию молекулы CD4.Молекула CD8 на части Туб экспрессирована, но не в видеαβ-гетеродимера, как на CD8+ Tα/3, а в виде гомодимера издвух α-цепей.

Туб распознают антигены иначе, чем Ταβ. По своим ан-тигенраспознающим способностям рецептор Т-лимфоцитов уёнапоминает иммуноглобулины в большей степени, чем другойрецептор Т-лимфоцитов αβ. CDR3 (complementary-determiningregion-3) δ-цепи длинная и вариабельная, как у Н-цепииммуноглобулинов, a CDR3 у-цепи короткая и не слишкомвариабельная, как у L-цепи иммуноглобулинов. Как и имму-ноглобулины, TCRy<5 способен связывать нашивные антигеныи независимо от классических молекул МНС, т.е. для ТубHeo6j3aTC^ejijMi_j3Oj3c^^синг антатена ^^Ет^^ё^атяющшиошшш^ В некоторыхэкспериментах антигены для Ту<5 представляют неклассичес-кие молекулы МНС, напримед^Щ,._Разнообразие аминокис-лотного состава CDR3 TCRyo больше, чем у TCR«j8, и боль-ше, чем у иммуноглобулинов, т.е. в целом Туб способныраспознавать немалое множество различных антигенов.

Антигены какого рода распознают Ту δ? Они «замечены»в распознавании аугоадтигенов^ бактериальных суперантиге-нрв3__фосфолиггадных антигенов микобактерий, кароогидра^

3 № 3 ^ T 0 i ), _ j p _ 3 f f l i g p № p 3 0 p )*~ По функциям^ Туб7~как и ТаДТмогут быть продуцентами

цитокинов и/или цитотоксическими Т-лимфоцитами.Предполагают, что Ту δ, локализованные в барьерных тка-

нях и имеющие гомогенный по V-области рецептор, распоз-нают hsp или стресс-протеины, выделяемые травмированны-ми кератиноцитами, и начинают продуцировать цитокины,которые «организуют» иммунный ответ на микробы, прони-кающие в организм при травме покровных тканей.

142

У мышей с «knock-out» по генам Т С К ^ , ^ щ „ д н р у щго иммунитета в отношении мшЗШщшГриальных инфекций:туберкулез "Для них смертелен3_.и. Т-лдмфодиты с (XjS-рецеп-тором не компенсируют в данном случае отсутствие Туб.У мышей с «knock-out» по генам TCRa/?, но с сохраннымигенами TCRyS, возможен санирующий иммунный ответ про-тив, например, вируса простого * герпеса, Listeriamonocytogenes, возбудителя малярии»

5.12. Субпопуляции нормальных киллеров

Нормальные киллеры (NK, normal killers, или natural killers)были описаны впервые как большие гранулярные лимфоциты,способные in vitro спонтанно'(т.е. без предварительной имму-низацшиГу&йвать некоторые опухолевые клетки, а также ин-фицированные вирусами клетки. Позже выяснили, что морфо-логически NK могут выглядеть и как малые лимфоциты.

NK "дифференцируются из общей лимфоидной клетки-предшественницы. NK чем-то отличаются от Т-лимфоцитов (вNK не перестраиваются гены TCR и они распознают своимишени иначе), но и чем-то похожи (в NK возникает тот жесамый цитотоксический аппарат убийства клетки-мишени,что и в ЦТЛ). Кстати, спонтанную цитотоксичность (без пред-варительной иммунизации) могут развивать и некоторыеЦТЛ.

NK в циркулирующей крови составляют около 15 % отвсех мононуклеарных клеток. NK в тканях локализованы виных местах, чем Т-лимфоциты: в печени (это основное ме-сто локализации NK у человека), красной пульпе селезенки,слизистых оболочках (особенно репродуктивных органов). NKне рециркулируют между кровью и лимфой, они циркулиру-ют только в крови.

" Эффекторные функции NK — цитотоксичность (в отноше-нии клеток-мишеней) и продукция цитокинов (IFN-y, TNF,GM-CSF, IL-5, IL-8). Таким образом, будучи сами активи-рованы,"" NK вносят вклад в immune deviation в пользу ТЫ

^ N F - y ) , 1 стимулируют гемопоэз (GM-CSF), дифференциров:

ку и мобилизацию эозинофилов (IL-5), усиливают воспали-тельную реакцию в очаге (IL-8).

Какие стимулы активируют NK? На что они реагируют?Как и всякая клетка, NK реагируют на то, для чего у нихесть рецепторы на мембране. У них есть рецепторы для цито-кинов (по крайней мере для IL-2, 4, 10, 12, 15 и IFN-y),для антигенов MHC-I, особый рецептор для Fc-концовIgG — FcyRIIIA (CD16). Последний рецептор ассоциированв цитоплазме клетки с ζ-цепью (другие цепи комплекса CD3в NK не экспрессируются), которая проводит внутрь сигнал,активирующий цитотоксический аппарат NK. Через этот ре-

143

цептор NK «распознают» то, что распознает IgG (CD 16 свя-жет иммунный комплекс за Fc-конец молекулы иммуногло-булина), т.е. самые разнообразные антигены. Таким образомNK осуществляют антигенспецифичную эффекторную иммун-ную реакцию антителозависимой клеточной цитотоксичности(АЗКЦТ). Феномен АЗКЦТ воспроизводим, достоверно на-блюдается в экспериментах in vitro. Его наличие и значениеin vivo, однако, подтвердить не просто из-за отсутствия адек-ватных методов.

Эксклюзивным мембранным маркером NK является мемб-ранная молекула JCD56_^— изоформа адгезивной молекулы изсемейства молетсул адгезии клеток нервной системы(NCAM — neural cell adhesion molecule) с молекулярной мас-сой 135 000—220 000 из суперсемейства иммуноглобулинов.

У человека четко различают по крайней мере две функци-онально разные субпопуляции NK: CD56MHOro/CDl6- и CD56MMC/CD16+. Субпопуляция CD56MM°/CD16+ в АЗКЦТ является эф-фекторной. Субпопуляция CD56MHoro/CD16~ преобладает в пе-чени, локализуется в синусоидах (так называемые Pit-клетки),слизистой оболочке матки и в децидуальной оболочке. Пола-гают, что именно NK слизистой оболочки матки «не пуска-ют» трофобласт плода «слишком далеко» в тело матери. Про-цесс инвазии трофобласта контролируется генами HLA-G(неполиморфная, неклассическая молекула I класса). NK вдецидуальной оболочке имеют мембранный фенотип активи-рованных клеток. На них экспрессированы, кроме CD56MtIor°/CD16 , еще и такие мембранные молекулы, как CD69, МНС-II, CD45RO, CD49a(VLA-l), CD54 (ICAM-1).

В крови содержание NK с фенотипом CD56MHOro/CD16" ми-нимальное. Эта субпопуляция NK, кроме того, конститутив-но экспрессирует высокоаффинный рецептор для IL-2 и спо-собна пролиферировать в ответ на низкие концентрации IL-2. NK, преобладающие д_кр п к и " (удече-нур,, имеют фенотипCD56"™/CD16+JB функциональном отношении они являютсяэффекторатогАЗ КЦТ — пролиферируют в ответ на комбина-ции цитокинов (IL-15 + IL-10) или (IL-15 + IL-12), жела-тельно на близком расстоянии от активированных Т-лимфо-цитов. Если NK стимулиЕую.х.к.омбинацией (IL-15 + IL-12),то они начинают "активно продуцировать IPN-y. Если_1ЧК_сти-мулируют комбинацией (IL-15 .+ IL-10),'то они IFN-y непродуцируют. NK начинают продуцировать^ГЕРЗ только приуслШии' их стимуляции IL-2, который, как известно, проду-цируют исключительно активированные Т-лимфоциты, т.е.продукция IL-5 нopмaлы^ЪIмик;илдаrJa^ίи_JЗOJм^жIia^roлькoпосле антигенспецифичного иммунного ответа со стороны Т-лимфоцитов.

Н Ы1ф

На Ы1^_ещъ-41вцеохлюгзы^спо^^д]5н^^MHC-I собственных кл^тоЕ~Т4о*^ти]оедегшз2Ь1_не активиру-

144

ющие, а ингибирующие киллерную функцию NK, поэтомуKTR ( l l ;nhihitnry rp.r,p,ptnrs) И ч и е п т н и две

разновидности KIR, различающиеся по молекулярной массе:легкий KIR состоит из двух внеклеточных доменов и имеетмассу 58 000 (обозначен р58). Он «узнает» антигены локусаHLA-C. Более крупный KIR имеет 3 внеклеточных домена имолекулярную массу 70 000 (р70), «узнает» HLA-B и HLA-A.

Гены KIR NK человека локализованы в хромосоме 19. Науровне ДНК они не перестраиваются, но на уровне транс-крипта РНК с этих генов имеет место альтернативный сплай-синг, что обеспечивает определенную степень разнообразиявариантов этих рецепторов у каждого отдельного NK. На каж-дом единичном NK экспрессировано более одного вариантаKIR-рецепторов. Кроме того, на NK экспрессирована моле-кула CD8, имеющая сродство к MHC-I.

Если при контакте с какой-то клеткой эти рецепторы «ненаходят» достаточного количества своих лигандов (MHC-I), тоингибирующий сигнал с KIR-рецепторов также оказываетсянедостаточным, и NK развивает в отношении этой клетки ци-тотоксическую атаку и убивает клетку. Поскольку субнормаль-ная экспрессия MHC-I возникает при патологических процес-сах в клетках (при вирусных инфекциях, опухолевом перерож-дении), постольку и NK могут убивать инфицированные ви-русами или перерожденные клетки собственного организма.

Ингибирующим киллерную активность рецептором NKявляется и мембранная молекула CD94 в комплексе с NKG2A.Этот рецептор принадлежит в семейству лектинов С-типа. Ещеодним ингибирующим рецептором с неизвестным лигандомслужит молекула gp49B.

Контакты с собственными клетками NK осуществляютпосредством адгезивных молекул [например, CD2, лигандCD58 (LFA-3) и CD31 (РТСАМ-1)]. Молекула CD31 обеспе-чивает гомотипную адгезию NK к эндотелию и экстраваза-цию NK из сосудов в ткани.

Кроме того, на NK экспрессировано множество интегри-нов. На NK конститутивно экспрессированы такие интегри-ны, как CD18, LFA-1 (CDlla/CD18), Mac-1 (CDllb/CDie),VLA-4 (CD49d/CD29), VLA-5 (CD49e/CD29). LFA-1 обеспечи-вает связь с клетками эндотелия [лиганды - ICAM-1 (CD54)и ICAM-2 (CD102)]. Мас-1 также имеет сродство к лигандуCD54. VLA-4 вступает в связывание с васкулярной молекулойклеточной адгезии VCAM. VLA-5 обеспечивает прилипаниеNK к фибронектину межклеточного матрикса.

NK отвечают на (т.е. имеют рецепторы для) хемоки-ны семейства «СС»: ΜΙΡ-1α (macrophage inflammatory pro-tein-Ια), IP-10 (interferon-induciable protein-10), RANTES,MCP-1, 2, 3 (monocyte chemotactic protein-1, 2, 3), а такжеIL-12.

145

Вероятно, NK, локализованные в синусоидах печени, че-рез которые проходит в первую очередь кровь vena porta отслизистой оболочки всего ЖКТ, активно участвуют в убий-стве лимфоцитов, активированных пищевыми антигенами, итаким образом обеспечивают иммунологическую толерантностьорганизма в целом к пище (так же как NK слизистой обо-лочки матки принимают участие — может быть, решающее —в поддержании состояния толерантности организма матери ктканям эмбриона).

Глава 6. АКТИВАЦИЯ Т-ЛИМФОЦИТОВ

6.1. Что такое активация лимфоцита

Активация лимфоцита в периферических лимфоидныхтканях — это инициированные внешними сигналами (сле-довательно, через рецепторы для этих сигналов на кле-точной мембране лимфоцита) биохимические реакциивнутри клетки, приводящие к активизации транскрипциис определенных генов, что в свою очередь приводит к про-лиферации и додифференцировке лимфоцита (т.е. биосин-тезу специфических цитокинов и мембранных молекул).

Почему пролиферация — обязательный процесс при акти-вации лимфоцита в начале развития иммунного ответа? Про-лиферация в периферических тканях в норме — исключитель-ное свойство именно лимфоцитов. Другие клетки крови, в томчисле клетки доиммунных механизмов резистентности к ин-фекциям, фагоциты, в периферических тканях не пролифе-рируют, даже будучи активированными к действию послевстречи со своим целевым объектом. Обязательность проли-ферации для лимфоцитов объясняется все тем же уникальнымсвойством лимфоцитов — огромным числом вариантов рецеп-торов для антигена (1016—1018). Отсюда следует, что числен-ность лимфоцитов с конкретным рецептором — один илимало, если учесть перекрестно-реагирующие с разной аффин-ностью рецепторы, то несколько тысяч клеток. Для адекват-ной санации от антигена лимфоцитов нужного клона надостолько, сколько потребуется. Поэтому пролиферация клоназаложена в жизненную программу каждого лимфоцита — впериферических тканях после встречи с антигеном.

Запрограммированность лимфоцитов на пролиферациюобъясняет еще два явления, характеризующих именно лимфо-

146

вднуто ткань. Первое — запрограммированность на апоптоз —обязательное как ни в "одной другой ткани явление у млекопи-тающих. Второе: опухолевая трансформация лимфоцитов проис-ходит чаще, чем в клетках других гистотипов, так как в нор-мальных механизмах пролиферации есть чему и «сломаться» всторону патологического лимфопролиферативного процесса.

Активация Т-лимфоцита антигеном осуществляется присочетанном взаимодействии некоторых молекул на поверхно-сти Т-лимфоцита с рядом комплементарных молекул на по-верхности антигенпредставляющей клетки. Это взаимодействиепринимает морфологическую форму, получившую названиесупрамолекулярных агрегатов. Недавно на лимфоцитах от транс-генных по генам TCR мышей (у которых все Т-лимфоцитыимеют одинаковый TCR, антиген для которого точно извес-тен) люди научились прямо наблюдать эти структуры подфлюоресцентным микроскопом высокого разрешения. Взаимо-действующие молекулы мембран между двумя клетками на-зывают еще межклеточным интерфейсом. Интерфейс между Т-лимфоцитом и антигенпредставляющей клеткой состоит изследующих молекул. Со стороны Т-лимфоцита эти могтекулы

сторонымолекулы-лиганды ^ щ ^МНС-Г или Ή», 3-7Λ и В-7.2, CD40 (рисбЛУ ;

Биохимические внутриклеточные реакции проведения сиг-нала на гены — это реакции фосфорилирования молекулбелков по остатку тирозина. Внутриклеточные участки моле-кул TCR и корецепторов физически ассоциированы с опре-деленными тирозинкиназами, и в результате изменения кон-формации внеклеточных участков рецепторов при связываниис антигеном внутриклеточные тирозинкиназы инициируютцепь реакций фосфорилирования внутри клетки.

В цитоплазматических участках проводящих сигнал цепейрецепторов идентифицированы определенные последователь-ности остатков тирозина, по которым происходит фосфори-лирование. Эти последовательности обозначены ΙΤΑΜ (от англ.immunoreceptor tyrosine-based activation motifs). Они представ-ляют собой последовательность аминокислотных остатковYXX(L/I)X6i! (L/I). Остатки тирозина фосфорилируются ки-назами семейства src - Lck, Fyn, blk и Lyn. В Т-лимфоцитаххорошо изучена киназа p56Lck. Она связывается с цитоплазма-тическими участками молекул корецепторов CD4, CD8, атакже цепей ε, у и β TCR. После фосфорилирования ITAM вэтих молекулах они изменяют конформацию и становятсядоступны для связывания по 8Н2-домену с тирозинкиназамицитозоля Zap70 и Syk. Внутриклеточное проведение сигнала взрелом, завершившем лимфопоэз Т-лимфоците можно пред-ставить схемой на рис. 6.2.

147

•Т-Лимфоцит:

Рис. 6.1. Межклеточный «интерфейс» между Т-лимфоцитом и анти-генпредставляющей клеткой (АПК),А. Адгезия Т-лимфоцита и АПК до распознавания антигена; эти взаимодей-ствия слабые и если не произойдет связывания TCR с антигеном, то клеткилегко диссоциируют. Б. После связывания TCR с комплексом молекулы МНС —пептид изменяется конформация молекулы LFA-1 и связь между клеткамистановится более сильной и продолжительной.

Молекула CD45 является трансмембранной тирозинфосфа-тазой. Ферментативной активностью обладает цитоплазмати-ческий участок молекулы. Этот фермент катализирует отщеп-ление ингибиторных фосфатных групп от молекул тирозин-киназ Lck и Fyn, ассоциированных с цитоплазматическимиучастками молекул соответственно CD4 или CD8 и ζ- и е-цепей CD3. Точно реакции, следующие за этим, неизвестны.Известно, что фосфорилированная ζ-цепь присоединяет ци-тозольную тирозинкиназу ΖΑΡ-70 (ζ-associated protein-70) ипри этом ее активирует. Активированная ZAP-70 катализиру-ет активацию фосфолипазы С-у, которая расщепляет фосфа-тидил-инозитол-4,5-бифосфат (Р1Р2) до диацил-глицерола(DAG) и инозитол-трифосфата (1Р3)·

В Т-лимфоцитах идентифицированы еще два так называемых

148

δ ε ε γ

;.ΖΑΡ-70•)

C D 4

C D 4 5

' • L c k -

Fyn и Lck фосфорилируютостатки тирозина в ITAM ζ-и ε-цепей, что позволяетсвязать ΖΑΡ-70, котораяпри этом активируется

Протеин—тирозинкиназыFyn и Lck сближаются итем самым активируются

Протеин-тирозинфосфатазаCD45 активирует Lck и Fyn

ΖΑΡ-70 и Fyn активируютRas и фосфолипазу C-γ,которые расщепляют

-фосфатидилинозитол додиацилглицерола (DAG) иинозитолтрифосфата (1Р3)

DAG активируетпротеинкиназу С

1Р3 мобилизует внутрикле- Ras активирует каскад киназточный Са2 +, что активируетфосфатазы и кальцийневрин

Протеинкиназа С активируетфактор транскрипции NFkB,

Кальцийневрин активируетфактор транскрипции NFAT

Каскад киназ индуцирует иактивирует Fos - компонентфактора транскрипции Ар-1

Факторы транскрипции NFkB, NFAT и АР-1 индуцируют транскрипцию с определенныхгенов, что обеспечивает пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцита

Рис. 6.2. Взаимодействие внутриклеточных молекул, участвующих впроведении внешних сигналов на ядро (гены) CD4+ Т-лимфоцита (схема).CD45 — трансмембранная тирозинфосфатаза, отщепляет ингибирующие фос-фаты от ITAM цитоплазматических участков цепей комплекса TCR, чем спо-собствует активации внутриклеточных тирозинкиназ Fyn и Lck; ΖΑΡ-70 (ζ-assotiated protein-70) — тирозинкиназа с молекулярной массой 70 000,ассоциированная с ζ-цепью комплекса TCR; DAG — диацилглицерол; IP, —инозитолтрифосфат; NFkB — ядерный фактор транскрипции каппа-В; NFAT(nuclear factor of activated Τ cells) — ядерный фактор транскрипции, специ-фичный для активированных Т-лимфоцитов; АР-1 — фактор транскрипции,представляющий собой комплекс генрегулирующих белков из семейств Fos иJim.

адаптерных белка — промежуточные участники проведениясигнала — LAT (Linker for activation of Τ cells) и SLP76 (SH2-domane containing leukocyte protein of 76 kDa). LAT являетсямембранным белком, способным связывать фосфолипазу С-у1и тем самым физически подводить ее к липидам мембраны.

149

SLP76 — цитозольный белок, обеспечивающий связываниетирозинкиназ с фосфолипазой С-у1. В В-лимфоцитах нет мо-лекул LAT и SLP76. Вероятно, в В-лимфоцитах есть своиадаптерные молекулы для проведения сигнала (BLNK/SLP65,HS1), но они мало изучены.

DAG активирует протеинкиназу С (серин/треонинкиназу),которая активирует фактор транскрипции NFkB.

Инозитол-трифосфат высвобождает Са2+ из внутриклеточ-ных депо. Существенно, что в активируемом Т-лимфоцитевключаются и кальциевые насосы клеточной мембраны дляподкачки Са2+ из внеклеточной среды. Свободные Са2+ акти-вируют фосфатазу — кальцийневрин (calcineurin), которыйудаляет ингибирующие фосфатные группы с цитоплазматичес-кого белка — предшественника фактора транскрипции NFAT.Это позволяет данному фактору мигрировать на территориюядра и связать фактор АР-1. В результате образуется активныйфактор транскрипции NFAT, специфичный именно для ак-тивированных Т-лимфоцитов.

Третье последствие проявления активности ZAP-70 —- ак-тивация Ras — GTP-связывающего протеина (мол. масса21 000). Этот белок — широко распространенная внутрикле-точная молекула, участвующая в проведении сигналов путемактивации каскадов протеинкиназ, направленных на семей-ство генрегулирующих белков Fos. Белки Fos образуют комп-лексы с «братьями» из семейства Jim, и вместе с ними пред-ставляют собой факторы транскрипции АР-1. Сами по себефакторы АР-1 инициируют пролиферацию клеток. В комбина-ции с тканеспецифичным фактором NFAT образуется акти-ватор транскрипции именно с генов, продукты которых уни-кальны для Т-лимфоцитов.

Кстати, знание тканеспецифичности факторов транскрип-ции помогает в поиске целенаправленно действующих лекар-ственных средств. Так были подобраны два препарата, доста-точно избирательно ингибирующие кальцийневрин и тем са-мым препятствующие образованию активного фактора транс-крипции Т-лимфоцитов (NFAT) — циклоспсдэин А и FK .506-.Эти препараты подавляют продукцй^сГцйтокинов в Т-лим~$снцитах, инициируемых к иммунному ответу антигенным раз-дражением, у^ь1,_дшщкдрнально.

После проведения сигнала может произойти (но не обяза-тельно) такое морфологическое событие, как интернетизациярецепторов с поверхности клетки. Этот феномен называют ещемодуляцией рецепторов. Всего 100 комплексов пептид — МНСна поверхности антигенпредставляющей клетки способнывызвать интернализацию около 10 000 молекул TCR с по-верхности Т-лимфоцитов. При этом у CD4+ Т-лимфоцитов на1 молекулу TCR приходится 2 молекулы CD4 (димеризациякорецептора CD4 при активации Т4-лимфоцита).

150

6.2. Апоптоз и торможение активации

Во всякой живой клетке, естественно, происходят противо-положные процессы. В лимфоцитах — и Т, и В — в норме естьматериальный субстрат (т.е. наружные рецепторы и внутрикле-точные механизмы) не только для активации, но и тормо-жения активности клеточной биохимической «машины». Тор-можение активности происходит по двум вариантам: 1) клет-ка остается живой, но «не пристает» к другим клеткам (непроявляет активность), 2) активность лимфоцита «гасится»путем запуска внутриклеточного механизма самоуничтоженияклетки, называемого апоптозом (син.: запрограммированнаясмерть клетки — PCD — programmed cell death). Запрограм-мированность апоптоза означает, что в клетке для активациивнешними сигналами доступны определенные гены («програм-ма смерти»), кодирующие определенные продукты — фермен-ты, предназначенные для закономерной и необратимой дезин-теграции всей ДНК и остального содержимого клетки. Но внормальных клетках апоптоз не запускается по сугубо внут-риклеточной программе развития отдельно взятой клетки.Нужен внешний сигнал. Для его восприятия на клетках, вдифференцировке которых апоптоз предусмотрен, есть специ-альные рецепторы, например Fas (CD95).

Следовательно, и сигналы на апоптоз специальные. Но,кроме того, отсутствие сигналов с других рецепторов, харак-теризующих жизненную активность клетки (эти сигналы на-зывают сигналами на выживание), также при определенныхусловиях побуждает клетку выйти в апоптоз. Т1

( щнала на ВЫЖНВ^НИР. (иг-&мад»ватрттт.нп ; пррлтптврятггр.шдяптоза) является уяпвттетвпритвльнпе связывание TCR с МНС-I или МНС=тгтгри позитивной селекции тимо^щтов_в_тимусе_.Для перифетшТеЪкмх ^ л т ^живаниезтарШйТ'связыв^иё'ТС^ со своим реиептором_на_лимфоците.6.2.1. Апоптоз

Известно два способа смерти живой клетки — некроз и апоп-тоз. Некроз — это травматическая гибель по самым разнымпричинам: механическое или осмотическое нарушение цело-стности мембраны, термический или химический ожог, по-вреждение микробными или иными токсинами и т.д. Некрозприводит к попаданию содержимого клетки в окружающуюсреду и в норме вызывает воспалительную реакцию. Апоптоз —это фрагментация содержимого клетки изнутри, осуществля-емая специальными внутриклеточными ферментами, индук-ция и активация которых происходят при получении клеткойвнешнего сигнала или при принудительной «инъекции» в

151

клетку ферментов — активаторов апоптозной «машины» (пос-леднее имеет место при осуществлении эффекторной функ-ции ЦТЛ и NK при убийстве ими клеток-мишеней), или приповреждении клетки внешними факторами, не приводящимик некрозу, но способными инициировать апоптоз (ионизиру-ющая радиация, обратимый перегрев и др.).

Явление «дружной» гибели определенных клеток в много-клеточном организме наблюдали еще в конце XIX — началеXX вв. и именно на лимфоцитах. Физиологи регистрировали,что при голоданиив первую_одщедь организм теряет значи-тельную часть лимфоцитов. Поскольку функции лимфоцитовв тзреметга-бшпг неизв'естны, их даже называли иногда тро-фоцитами как раз за то, что организм «съедает» их при голо-дании. Наблюдали также безвоспалительную гибель тимоцитовпри введении в организм экспериментальных мышей глюко-кортикоидных гормонов. Термин «апоптоз» тогда еще не при-меняли.

Апоптозом более 20 лет назад назвали биологическое яв-ление, описанное зоологами [Kerr J.F.R. et al., 1972] при ги-стологическом исследовании развития личинок круглых чер-вей нематод (на примере Caenorhabditis elegans). У них наблю-дали одновременную гибель одного и того же числа клеток встрого определенный момент развития: тело личинки содер-жит 1076 клеток, а тело взрослого червячка — 945; ровно 131клетка в нужный момент исчезает. Эта «ровность» навела направильную мысль о запрограммированности такой клеточнойсмерти.

Термин «апоптоз» взят из греческого языка (apoproegmena),этим словом называли «то,^что_должно_^ыть__отвергнуто в спо-р_е» или «листья, опадающие-С-гаёревьед~осенью». У нематодидентифицировали два гена ced-3 и ced-4, необходимые дляосуществления апоптоза, и ген ced-9, подавляющий апоптоз.В 1976 г. при электрофорезе ДНК обнаружили фрагментациюДНК на регулярные отрезки размером примерно в 180 парнуклеотидов. Как всякая регулярность и правильность, а нехаос, это также навело на правильную мысль о том, что вданном случае исследователи столкнулись с закономернымявлением природы, имеющим отлаженный биохимический иклеточный механизм развития. Но с феноменом запрограмми-рованной гибели клеток этот факт был «увязан» позже. У мле-копитающих клетки всякой ткани, которой свойственна по-жизненная физиологическая регенерация, в дифференциров-ке приобретают программу на апоптоз. Лимфоцитам апоптозсвойствен в мере, превышающей таковую для любых другихклеток: лимфоциты — единственные клетки крови, которыемало того, что «излишне» делятся при лимфопоэзе («поднужды» позитивной и негативной селекции), еще и обязаныделиться на периферии при инициации иммунного ответа.

152

Примеры морфогенстических событий, при которых про-исходит апоптоз, как минимум следующие:

• удаление стадиоспецифичных тканей и органов в эмб-риогенезе;

• удаление короткоживущих (несколько часов) клетоккрови (например, нейтрофилов);

• позитивная и негативная селекция тимоцитов;• элиминация пролиферирующих клеток в отсутствие их

специфических факторов роста;• индуцированная активацией смерть лимфоцитов (AICD).

Кроме того, апоптоз запускается в клетках-мишенях приработе таких эффекторных механизмов иммунитета, как дей-ствие ЦТЛ и NK.

Апоптоз развивается как процесс. Точная последователь-ность событий строго неизвестна. Возможно первое необрати-мое действие в клетке — это повышение проницаемости мем-бран митохондрий.

При апоптозе активируются особые ферменты — цистеи-новые протеазы, специфичные по остатку аспарагина и по-этому называемые каспазами (caspases). У млекопитающихидентифицировали 10 каспаз. Их обнаруживали путем скри-нинга клеточной ДНК на последовательности, гомологичныегену нематод ced-3.

Позже происходит еще один существенный и характерныйдля апоптоза процесс, состоящий в том, что специальныеферменты, эндонуклеазы, нарезают всю клеточную ДНК меж-ду нуклеосомами на регулярные фрагменты в основном 190—200 пар нуклеотидов (разброс от 50 до 300 пар). Вероятно,эндонуклеазы активируются под действием каспазы-3, извест-ной еще под названиями СРР32 или apopain.

Каспазы связаны с кислыми и нейтральными сфингомие-линазами, которые будучи активированными, генерируют це-рамиды и ганглиозиды, меняющие мембраны клетки. В резуль-тате ядро постепенно сморщивается и фрагментируется. Кле-точная мембрана теряет упругость, местами происходит инвер-сия фосфолипидов, и наружу «выворачивается» фосфатидил-серин. Его способны распознавать фагоциты. Затем клетка рас-падается на окруженные мембраной фрагменты — апоптозныетельца. Внутриклеточное содержимое при этом не «вытекает»во внеклеточную среду. Воспалительная реакция в ткани неразвивается. Апоптозные тельца, мембранные пузырьки, фаго-цитируют макрофаги либо поглощают макроэндоцитозом ден-дритные клетки. Макрофаги сорбируют апоптозные тельца сле-дующими молекулами своей мембраны: интегрином οίνβ3,CD36 (молекула адгезии, GPIIIb), возможно, рецептором для«мусора» (scavenger receptor). Дендритные клетки сорбируютапоптозные тельца интегрином αβ5 и молекулой CD36.

153

Макрофаги разрушают вещество апоптозных телец до мел-' ких метаболитов. При этом продукция провоспалительных

цитокинов в макрофагах не активируется. А вот дендритныеклетки процессируют вещества апоптозных телец (как и лю-

? бых других антигенов) и в результате экспрессируют на мем-бране комплексы пептидов с молекулами MHC-I и II, среди

-.пептидов — как экзогенные, например вирусные (если апоп-/тозу подверглась инфицированная вирусом клетка), так и

пептиды — фрагменты собственных белков организма. Денд-?ритные клетки способны индуцировать иммунный ответ на

компоненты апоптозных телец. Именно такие процессы лежат' в основе развития иммунного ответа на собственные повреж-

денные ткани, а также на тканевые антигены чужеродныхтрансплантатов.

V Точные биохимические механизмы апоптоза еще не изу-чены. Известны лишь отдельные факты. Известны гены (покрайней мере два), продукты которых предотвращают апоп-тоз. Это гены Вс1-2 (соответственно белок bcl-2) и Вс1-х. ГенВс1-2 млекопитающих гомологичен гену ced-9 нематод. С генаВс1-х в результате альтернативного сплайсинга первичногоРНК-транскрипта получаются два белка — малый (small) bcl-xs и большой (large) bclL. Малый белок bcl-xs индуцирует, абольшой белок bclL предотвращает апоптоз.

Идлищняя^ки^ссияэтих^ашжаш.Ш'озных белков проис-ходит при_ лимфопролйферативных заболеваниях^и хроничес-ких восгшштелшшГг^^ ревматоидномартрите в_.Т=лимфохщ1ах1ШНРЩ5Льны>Гполостей ,В последнемслучае полагают, что антиапоптозные сигналы лимфоцитысиновиальных полостей получают от разросшихся фиброблас-тов стромы, что в патогенезе заболевания является пёрвич-нымттроцессом~по отношению к патогенетическим эффектамактивированных Т-лимфоцитов.

Сигналы для экспрессии Вс1-2 и Bcl-xL, вероятно, прихо-дят с у-цепи рецепторов для цитокинов, общей у рецепто-ров для IL-2, 15, 4, 7 и 13. Кроме того, при анализе меха-низмов хронического воспаления суставов при ревматоидномартрите установили, что индукция антиапоптозных генов взрелых Т-лимфоцитах (которым в норме положено было бы

• «умереть» апоптозом) происходит, вероятно, при взаимодей-ствии молекул интегринов на фибробластах (активный пеп-тид ARg — Gly — Asp — Ser) с молекулой LFA-1 (CD 11a/CD 18) на Т-лимфоцитах.

Известны некоторые пары рецептор — лиганд, связываниекоторых индуцирует апоптоз в клетке — носителе рецептора:

• рецептор Fas (CD95) на клетке-мишени — Fas-лиганд(FasL) на мембране клетки-«убийцы»;

• рецептор для глюкокортикоидных гормонов в лимфоци-те — глюкокортикоидные гормоны (этот механизм ин-

154

дукции апоптоза «работает» на территории тимуса припозитивной селекции, причем глюкокортикоиды-синте^зируются япите.ттштгкными УТГРУТК-ЯМИ тимуся. На терри-тории тимусатгри негативной селекции тимоцитов апоп-тоз индуцирует Fas-лиганд, экспрессированный на ден-дритных клетках тимуса);

• при определенных сопутствующих условиях рецептор дляTNF I (р55) и его лиганды TNF или LT. Выделяют до6 так называемых рецепторов TRAIL (TNF — receptor-related apoptosis inducing ligand) — рецепторов, род-ственных рецептору для TNF, лиганды которых вызы-вают апоптоз;

• CD30 (на тимоцитах или Т-лимфоцитах) — CD30L (наэпителии и дендритных клетках мозговой зоны тимусаи других клетках).

В экспериментах с В-лимфоцитами показано, что актива-ция В-лимфоцита через специфический рецептор для антиге-на (BCR) сопряжена с защитой от апоптоза на несколькодней, необходимых для развития иммунного ответа, тогда какстимуляция В-лимфоцита (например, митогенами), помимоBCR, приводит к их быстрому, опосредованному через Fas-рецептор апоптозу.

Индукция так называемой высокодозовой толерантности(когда в организм парентерально вводят большую дозу спе-цифического антигена) по механизму — это элиминацияантигенспецифичного клона лимфоцитов апоптозом как след-ствие «ударной» активации клона специфическим антигеном.Превышение меры — всегда патология.

В норме факторы транскрипции, образующиеся при нор-мальном процессе активации Т-лимфоцита, АР-1, NFAT иNFkB, активируют и энхансерные последовательности дляFas-лиганда, что создает перспективу апоптоза у лимфоцитов,«отработавших свое» в иммунном ответе.

Суперантигены индуцируют апоптоз сразу после пролифе-рации полйюгонально «охваченных» Т-лимфоцйтов, а такжеапоптоз в дендритных клетках. Все это объясняет продолжи-тельную иммунодепрессию после воздействия на организмсуперантигенов.

Описаны случаи наследственных дефектов в Fas или/иFasL: такие люди с самого рождения страдают тяжелымиформами лимфопролиферативных или/и аутоиммунных болез-ней, быстро приводящих к летальному исходу.

У млекопитающих описаны и другие гены, кодирующиепродукты, которые ингибируют апоптоз: Bcl-w, Mcl-1, ALG-3 и др. r£aHjj<fflra6jirjyjgiUHe__ar^^лены у вирусов Эпштейна—Бщ>р, аденовирусов, вирусааф^рШШШо^тхорацки свиней. Клиницисты рассматривают этивирусьГШПГ потенциально онкогенные. л

— * = = = = - /

Есть и гены, ускоряющие апоптоз. У млекопитающих вы-явлены такие гены — Вах, Bak, Bad, Nbk, Bikl.

Иногда в литературе можно отметить, что апоптоз и ин-дуцированную активацией смерть клеток (AICD — activation-induced cell death) считают синонимами. Это не вполне кор-ректно. Явление апоптоза шире, чем AICD. Например, апоп-тоз запускается в клетках, в которых произошло радиацион-ное повреждение ДНК в большем объеме, чем это могутисправить ферменты репарации ДНК. Некроза клеток приэтом нет, есть именно апоптоз. Внутриклеточным фактором,индуцирующим программу на апоптоз, в данном случае яв-ляется, вероятно, белок с молекулярной массой 53 000, онобозначен р53. Белок р53 — фактор транскрипции. Физиоло-гические функции этого белка малоизвестны, неизвестнодаже, функционирует ли он в норме. Однако при дефектах вгене р53 развиваются опухоли. У мышей С knock-out йв~Ееацср53 онтогенез примерно до 10-месячного возраста происхо-дит без видимых отклонений, но после 10 мес практическивсе такие животные умирают от рака или саркомы. Или, на-пример, если тимоциты in vitro поместить в среду с темпера-турой 43 °С, то через некоторое время они погибнут по ме-ханизму некроза. Но если те же тимоциты прогреть до той жетемпературы 43 °С в течение 3 мин, после чего «вернуть» кфизиологической температуре 36,7 °С, то тимоциты будут всеравно погибать, но по механизму апоптоза. Кроме того, пост-натальный апоптоз возможен и не в лимфоидной ткани. На-пример, апоптоз гепатоцитов происходит при алкогольныхциррозах печени, при которых показана экспрессия Fas иFasL именно на гепатоцитах. Правильно ли рассматриватьалкогольную альтерацию печени как AICD, сказать трудно.

6.2.2. Торможение активации

Исследования закономерностей взаимодействия TCR со свои-ми лигандами показали, что не всякое связывание приводит кактивации лимфоцита. Некоторые комплексы пептидов с МНСсвязываются с TCR, не вызывают активацию лимфоцита ипрепятствуют собой связыванию с тем же TCR другого комп-лекса пептид — МНС, который в отсутствие первого вызыва-ет активацию лимфоцита. Такие ингибирующие пептиды назы-вают пептидами—антагонистами. Пептиды, вызывающие акти-вацию с TCR, называют пептидами-агонистами. Химическиеисследования показывают, что пептиды-антагонисты получают-ся при замене в пептидах-агонистах аминокислотных остатков,участвующих в связывании с TCR, при сохранении остатков,участвующих в связывании с молекулами МНС.

Вероятно, ингибиция активации лимфоцитов пептидами-антагонистами играет определенную роль в патогенезе перси-

156

стирующих вирусных инфекций. Это показано, например, дляВИЧ-инфекции: мутантные вирусные пептиды-антагонистыспособны заблокировать активацию вирусспецифических CD8+

ЦТЛ, будучи в количестве в 100 раз меньшем, чем «нормаль-ные» вирусные пептиды-агонисты, т.е. в каких-то случаях покрайней мере аффинность связи с TCR у пептида-антагони-ста может превосходить аффинность связи пептида-агониста.

6.2.3. Иммунорецепторы; активирующие рецепторыи негативные корецепторы лимфоцитов

Давно известно, например, что введение в кровь животногоготовых антител в достаточных количествах блокирует выра-ботку одноименных антител В-лимфоцитами этого животно-го. Многие другие феномены на клеточном и организменномуровне свидетельствуют, что при определенных воздействияхна лимфоцит чем-то извне внутриклеточные биохимическиереакции в лимфоците тормозятся. Это указывает на то, чтона мембране лимфоцита есть рецепторы, которые при связы-вании с внешним лигандом проводят в клетку не активиру-ющий, а ингибирующий сигнал.

Понятие «иммунорецепторы» включает в себя 3 типа рецеп-торов лимфоцитов и их партнеров-лейкоцитов: TCR, BCR, FcR.Именно и только эти рецепторы, каждый по-своему способ-ны обеспечивать реакцию клеток на антиген. В разделе 6.1 ужеупоминалось об активации В-лимфоцитов, о том, что в со-ставе цитоплазматических компонентов этих рецепторов естьтак называемые тирозинсодержащие активационные последо-вательности остатков аминокислот — ITAM (immunoreceptortyrosine-based activation motifs). Они представляют собой двой-ной повтор 4 остатков аминокислот YxxL, разделенных 7(12 — в одноцепочечных низкоаффинных рецепторах дляIgG — FcyRIIA и FcyRIIC) вариабельными остатками. ЭтиITAM присутствуют в цитоплазматических участках ассоции-рованных с BCR полипептидов Igoi и \%β, в ассоциирован-ных с TCR ζ-цепях, а также цепях CD3f, CD3<5, CD3y и вассоциированных с FcR у (FcRy) и β (FcR/ί) проводящихсигнал субъединицах.

Активационный сигнал с иммунорецепторов развивается вслучае гомотипной агрегации рецепторов лигандом. Но на од-ной клетке экспрессированы разные рецепторы. Природой ус-троено так, что возможна и коагрегация одним лигандом раз-ных рецепторов. При этом проведение сигнала с одного ре-цептора будет модулировано проведением сигнала со второгорецептора. Существуют рецепторы, сигнал с которых ингиби-рует клетку. Например, у человека таковыми являются двеизоформы низкоаффинного Fc-рецептора для IgG — FcyRIIBlи FCyRIIB2. В их цитоплазматических участках нет ITAM, и

157

Рис. 6.3. Коагрегация иммунорецепторов на В-лимфоците.I — агрегация BCR антигеном плюс стимуляция корецепторного комплекса(ТАРА-1, CD19, CR2), а также необходимые сигналы от Т-лимфоцитов при-водят к индукции в В-лимфоците продуктивного синтеза антител.II — коагрегация антигеном BCR с антителом класса G, связанным с тормоз-ным рецептором FcyRBl на том же В-лимфоците, приводит к ингибиции син-теза антител в этом В-лимфоците.1 — BCR (рецептор В-лимфоцита для антигена); 2 — корецепторный комплексВ-лимфоцита (ТАРА-1, CD19, CR2); 3 — FcyRBl — тормозной рецептор дляFc-фрагментов иммуноглобулинов класса G; 4 — антиген.

сигнал с этих рецепторов не активирует, а, напротив, инги-бирует клетку.

FCyRIIB экспрессируется на В-лимфоцитах. Они могутбыть коагрегированы с BCR антигеном в присутствии антителкласса G (иммунными комплексами), а также антиаллотипи-ческими, антиидиотипическими и антиизотипическими анти-телами (рис. 6.3) и при этом ингибируют активацию В-лим-фоцита сигналом с BCR. Таким образом антитела (как конеч-ный продукт) ингибируют продукцию самих себя.

FcyRIIB экспрессируются не только на В-, но и на Т-лимфоцитах, на тучных клетках. Будучи коагрегированными,они ингибируют TCR-зависимую активацию Т-лимфоцитов изависимую от FcsRI (высокоаффинный рецептор для IgE)активацию тучных клеток.

В цитоплазматическом участке (в 3-м интрацитоплазмати-ческом экзоне) ингибирующего иммунорецептора FcyRIIBидентифицирована последовательность из 13 остатков амино-кислот, которую рассматривают как возможный «ингибирую-щий мотив» — ITIM (immunoreceptor tyrosine-based inhibitionmotif) - AENTITYSLLKHP.

158

FcyRIIB — не единственный известный на сегодня инги-бирующий рецептор. Известно еще несколько, хотя многиедетали их функционирования не изучены. Это киллинг-инги-бирующие рецепторы NK и ЦТЛ (KIR — killer cell inhibitoryreceptors), рецептор gp49Bl на тучных клетках и NK, рецеп-тор CD22 на В-лимфоцитах, рецептор CTLA-4 (cytotoxic Tlymphocyre antigen-4) на ЦТЛ, рецептор CD94/NRG2A наNK, рецептор MAFA (mast cell-associated function antigen), ас-социированный с функциями тучных клеток. Часть из нихвходит в состав суперсемейства иммуноглобулинов (IgSF)(FcyRIIB, KIR р58/р70, CD22, CTLA-4, gp49Bl), часть при-надлежит к группе лектинов С-типа (CD94/NKG2A, MAFA).

Тканевая экспрессия этих рецепторов следующая. FcyRIIB —самый широко распространенный из всех известных рецепто-ров для Fc-фрагментов иммуноглобулинов. Он экспрессированна всех лейкоцитах. На лимфоцитах преобладает изоформаFcyRIIBl, на лейкоцитах миелоидного ряда — изоформаFcyRIIB2. Лигандами для FcyRIIB являются растворимые ком-плексы IgG с антигенами в действующих концентрациях по-рядка миллиграмм на миллилитр. FcyRIIB способен модули-ровать (ингибировать) активацию разных лейкоцитов (тучныхклеток, базофилов, эозинофилов, нейтрофилов, моноцитов,дендритных клеток), опосредованную антителами разных клас-сов (Е, A, G). То, что лигандом этого рецептора являютсяиммуноглобулины только класса G, придает этому классуособые иммунорегуляторные функции в разных иммунологи-ческих реакциях и процессах. Данный рецептор единственныйиз ингибиторных, работающих с растворимыми лигандами,остальные имеют в качестве лигандов молекулы клеточныхмембран.

CD22 экспрессирован только на В-лимфоцитах. Физиоло-гические лиганды для CD22 точно не известны, известнотолько, что это сиалированные молекулы, присутствующие намембранах лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов, эритроци-тов и клеток, не относящихся к гемопоэтической ткани. Мо-лекула CD22 может быть как позитивным, так и негативнымкорецептором для BCR на В-лимфоцитах. В цитоплазматичес-ком участке CD22 нашли 1 ITAM и 3 ITIM.

CTLA-4 экспрессирован на ЦТЛ: на неиммунных ЦТЛэкспрессия CTLA-4 минимальна, но возрастает по мере ак-тивации лимфоцита с TCR. Лигандами для CTLA-4 являютсямембранные молекулы CD80 (В7-1) и CD86 (В7-2). CD80 экс-прессирована на В-лимфоцитах, активированных Т-лимфоци-тах, моноцитах/макрофагах и дендритных клетках. CD86 экс-прессирована только на активированных В-лимфоцитах имоноцитах/макрофагах. В цитоплазматическом домене CTLA-4присутствует последовательность YxxM.

MAFA экспрессирован только на тучных клетках, причем

159

констутивно ассоциирован с высокоаффинным рецепторомдля IgE — FceRI. Лиганд точно не известен, предполагают,что молекула лиганда содержит карбогидраты. При коагрега-ции с FCERI MAFA ингибирует активацию тучных клеток.В цитоплазматическом участке молекулы MAFA содержит однупоследовательность YxxL.

KIR экспрессированы на NK и субпопуляции ЦТЛ. Этирецепторы связывают различные молекулы MHC-I. ВариантKIR-p58 состоит из двух внеклеточных доменов и связываетантигены локуса HLA-C. Вариант KIR-p70 состоит из трехвнеклеточных доменов и связывает антигены локуса HLA-B.Цитогатазматические домены и р58 и р70 содержат по дваповтора YxxL, разделенных 26 остатками аминокислот. В за-висимости от того, с каким активирующим рецептором и накаких клетках происходит коагрегация KIR, выключается тотили иной тип клеточной цитотоксичности: с киллинг-акти-вирующим рецептором (KAR) на NK — NK-цитотоксич-ность; с FcyRIIIA на тех же NK — антителозависимая кле-точная цитотоксичность (АЗКЦТ); с TCR — ЦТЛ-цитотоксич-ность.

Рецептор gp49Bl экспрессируется на тучных клетках и NK.Возможно, что gp49Bl является KIR-подобной молекулой илиганды для нее — MHC-I, но точно это неизвестно. В ци-топлазматическом участке молекулы gp49Bl содержится дваповтора YxxL/V, разделенных 18 остатками аминокислот.Gp49Bl на тучных клетках коагрегирует с активирующим ре-цептором FceRI.

Механизмы работы негативных (ингибирующих) корецеп-торов только изучаются, кратко их пока можно представитьследующим образом. В случае гомотипной агрегации негатив-ных рецепторов (гомотипная агрегация — агрегация одинако-вых рецепторов) или их коагрегации с активирующими ре-цепторами происходит фосфорилирование по остатку тирози-на ITIM, содержащихся в цитоплазматических участках ин-гибирующих рецепторов. Фосфорилированные ITIM становят-ся местами связывания цитоплазматических фосфатаз по ихSHj-домену. В В-лимфоцитах и тучных клетках известны покрайней мере три такие фосфатазы". две протеинтирозинфос-фатазы — SHP-1 и SHP-2, и инозитол-полифосфат-5-фосфа-таза — SHIP. Эти фосфатазы противодействуют фосфорили-рованию тирозинкиназ, ассоциированных с активационнымирецепторами (ZAP-70 и др.) и блокируют проведение акти-вационных сигналов. Вероятно, фосфатазы SHP-1 и SHP-2способны блокировать начало активации лимфоцитов и туч-ных клеток, а фосфатаза SHIP «задействуется» при ингиби-ции уже активированных клеток.

В последние годы постепенно идентифицируют внутрикле-точные протеины негативной регуляции. Известны уже две

160

группы таких белков — SOCS (supressor of cytokine signaling)и PIAS (protein inhibitor of activated STAT). В разных работахони могут быть описаны под другими обозначениями-сино-нимами.

Глава 7. ИММУННЫЙ ОТВЕТ

7.1. Определение иммунного ответа. Этапы иммунного ответа

Иммунный ответ — это процесс взаимодействия антигена иорганизма, процесс решения противоречия между антигеноми организмом с участием специализированных клеток — лим-фоцитов.

Кратко мы уже определяли:

Иммунный ответ — это распознавание поврежденных па-тогеном клеток и тканей лимфоцитами с целью деструк-ции и выведения из организма.

Распознавание открытого множества антигенов — функцияисключительно лимфоцитов. На деструкцию и элиминациюантигена лимфоциты «нанимают» лейкоциты общевоспали-тельного назначения (все известные) и гуморальные протеа-зы (систему комплемента). Некоторые субпопуляции лимфо-цитов сами разрушают распознанный антиген.

Процесс иммунного ответа складывается из длинной пос-ледовательности событий, которые могут развиваться с раз-ными продолжительностью и интенсивностью отдельных эта-пов. Для первичного иммунного ответа эти этапы следующие.

А Все начинается с проникновения антигена во внутрен-нюю среду организма. В природе это происходит притравмировании покровных тканей. При этом в покров-ных тканях выделяются определенные вещества (стресс-протеины, протеины теплового шока, цитокины кера-тиноцитов и клеток соединительной ткани) — медиа-торы доиммунного воспаления, которые готовят почвудля развития, если понадобится, лимфоцитарного им-мунного воспаления. Попадание антигена без значимойтравмы покровов сразу во внутреннюю среду в приро-де — событие редкое. Это, как правило, искусственноеантропогенное явление парентерального введения ве-ществ или трансплантации тканей и органов.

6 - 544 161

• Доиммунные защитные реакции в отношении антигенанаправлены на то, чтобы не пустить антиген глубже по-кровов. В первую очередь это сосудистые реакции: рас-ширение сосудов микроциркуляторного русла, повы-шенный выпот из сосудов в ткани плазмы или сыво-ротки (соответственно всех сывороточных факторов до-иммунной резистентности к инфекциям) и экстраваза-ция лейкоцитов, в первую очередь фагоцитов — нейт-рофилов. Локальный отек препятствует всасыванию ан-тигена в системную циркуляцию.

Проникший в покровы антиген сорбируют и поглощаютэндоцитозом дендритные клетки, фагоцитируют макрофаги.И те и другие — профессиональные антигенпредставляющиеклетки, но только дендритные клетки обладают особыми спо-собностями — мигрируют из покровов с антигеном в регио-нарные лимфоидные органы. «По дороге» дендритные клеткипроцессируют антиген, экспрессируют на мембрану комплек-сы пептидов с MHC-I и MHC-II и необходимые корецеп-торные молекулы, с помощью которых они смогут вступитьв эффективное взаимодействие с Т-лимфоцитами в Т-зави-симых зонах периферических лимфоидных органов. Кромеантигенпредставляющих клеток, в покровных тканях антиге-ны встречают внутриэпителиальные лимфоциты (IEL), средикоторых много Ту δ, распознающих непептидные антигены безпредварительного процессинга и презентации антигенпред-ставляющими клетками. Под покровами, в плевральной ибрюшной полостях,! для перехвата широко распространенныхмикробных антигенов существуют антитела с широкой пере-крестной реактивностью — продукты В-1-лимфоцитов.

«Неперехваченный» в барьерных тканях антиген, всосав-шийся в системную циркуляцию, если он опасен для орга-низма, сразу начнет приносить вред. Шанс на развитие им-мунного ответа на него обусловлен тем, что есть такой лим-фоидный орган, как селезенка, через которую проходит весьобъем крови за цикл циркуляции, и антигенпредставляющиеклетки в синусоидах селезенки (дендритные клетки и макро-фаги) будут пытаться сорбировать антиген.

А Пришедшие в лимфатические узлы дендритные клеткис антигеном (их называют «интердигитальные дендрит-ные клетки» в отличие от иных, фолликулярных, денд-ритных клеток) располагаются в Т-зависимых зонах ипредставляют антиген для «рассмотрения» интенсивномигрирующим Т-лимфоцитам. Среди Т-лимфоцитов раноили поздно найдется такая клетка, у которой рецептордля антигена окажется комплементарным данному ан-тигену (т.е. свяжет антиген/МНС с константой диссоци-

162

ации по абсолютной величине показателя степени нениже чем 106—10"9 М). Если при этом состоятся всенеобходимые и достаточные корецепторные взаимодей-ствия-с антигенпредставляющей клеткой (см. рис. 5.10),то Т-лимфоцит получит активационный сигнал, и сэтого момента начнется собственно иммунный ответ —лимфоцитарный.Т-лимфоцит начнет пролиферировать и дифференциро-ваться. В результате образуется клон антигенспецифич-ных дифференцированных Т-лимфоцитов. Такие Т-лим-фоциты уже называют иммунными лимфоцитами, лимфо-цитами-эффекторами. В процессе дифференцировки Т-лимфоцит экспрессирует в надлежащем количестве мем-бранные молекулы и цитокины, необходимые для вза-имодействия с В-лимфоцитами, лейкоцитами или дляатаки на клетки-мишени.В Т-зависимых зонах периферических лимфоидных орга-нов происходит взаимодействие активированных антиге-ном Т-лимфоцитов с активированными антигеном В-лимфоцитами.Провзаимодействовавший с антигеном и с Т-лимфоци-тами В-лимфоцит мигрирует в зону фолликула, где про-лиферирует и дифференцируется в антителопродуцента —плазматическую клетку. Сюда же, на территорию фол-ликула, мигрируют и Th2-лимфоциты, на которых врезультате взаимодействия с активированными антиге-ном В-лимфоцитами экспрессируется особый рецепторв хемокину — Ыг-1, обеспечивающий избирательноедвижение на территорию фолликула. Первые плазмати-ческие клетки остаются в лимфатическом узле, и сек-ретируемые ими антитела в значительном количествеостаются здесь же — на Fc-рецепторах фолликулярныхдендритных клеток (FDC). V-области этих антител свя-зывают свой антиген. В таком виде, в комплексе с анти-телами, фиксированными на FDC, антиген может ос-таваться на территории лимфоидного фолликула в те-чение продолжительного времени (может быть месяцыи годы). Здесь, в фолликулах, при взаимодействии сэтим антигеном пойдет процесс созревания аффинностиантител, т.е. соматического гипермутагенеза генов V-об-ласти иммуноглобулинов и отбора (положительный сиг-нал на выживание) В-лимфоцитов с наиболее высоко-аффинными вариантами антител — только они и будутвыживать и пролиферировать при вторичном иммунномответе.

Иммунные В-лимфоциты, дифференцировавшиеся вплазмоциты, уходят из фолликулов лимфоидных орга-нов и мигрируют преимущественно в костный мозг или

163

слизистые оболочки, где и «отрабатывают» массовуюпродукцию секретируемых в кровь или в слизистые сек-реты антител. Плазмоциты из В-лимфоцитов лимфоид-ной ткани слизистых оболочек, продуцирующие анти-тела класса А (а также, вероятно, в определенной мереи Е), предназначенные для экскреции в слизистые эк-зосекреты, остаются для массовой продукции иммуно-глобулинов в слизистой оболочке.

• Иммунные Т-лимфоциты-эффекторы (ЦТЛ, Thl, Th2)выходят из регионарных лимфатических узлов через эф-ферентные лимфатические сосуды, попадают в груднойлимфатический проток и оттуда в системную циркуля-цию. Дальше они мигрируют через кровь в очаг воспа-ления в месте проникновения или диссеминации пато-гена: молекулы адгезии на иммунном лимфоците иные,чем на неиммунном. Иммунный лимфоцит «узнает» эн-дотелий сосудов микроциркуляции именно в очагах по-вреждения тканей и воспаления. Там TCR, если нахо-дит, то связывает свой антиген, что активирует лимфо-цит. Состояние активации в данном случае заключаетсяв усиленном биосинтезе и секреции эффекторных мо-лекул. В случае ЦТЛ это молекулы, обеспечивающиеубийство клеток-мишеней, в случае CD4+ Thl — этоцитокины, «нанимающие» для деструкции антигена τσ~11ли~иные лейкоциты (макрофаги, эозинофилы, тучныеклетки, базофилы, нейтрофилы).

• Связанный антиген подвергается фагоцитозу и разруше-нию гидролитическими ферментами, кислородными ра-дикалами, радикалами окиси азота до мелких метабо-литов, которые экскретируются из организма через си-стемы выделения (почки, ЖКТ).

• Организм санирован — первый результат достигнут.• Супрессия иммунного ответа — остановка продуктивно-

го иммунного ответа после санации организма от пато-гена/антигена.

• Второй результат лимфоцитарной иммунной реакции —иммунологическая память.

7.2. Иммунологическая память

Доиммунные механизмы резистентное™ «не запоминают»свою реакцию на антиген (патоген): он попадает в организмпервый раз или десятый — реакция будет одинаковой (приодинаковом общем состоянии здоровья организма). Лимфоци-тарный иммунитет «запоминает». Феномен иммунологическойпамяти проявляется в том, что в случае успешного иммун-ного ответа при первом попадании патогена в организм, приего повторных попаданиях санация наступает существенно

164

быстрее и эффективнее и патоген не успевает вызвать пато-логический инфекционный процесс. Это и называют протек-тивным, т.е. защищающим от болезни иммунитетом.

В основе феномена иммунологической памяти, по-видимому,лежат два явления:

А При первом иммунном ответе произошло размножениелимфоцитов антигенспецифичного клона и не все изних израсходованы в текущем иммунном ответе, не всепретерпевают апоптоз в результате AICD. Часть лимфо-цитов клона «замораживается» и персистирует в орга-низме в течение неопределенного времени (для различ-ных антигенов время очень разное — от нуля до пожиз-ненного).

А Лимфоциты памяти существенно меньше, чем неиммун-ные лимфоциты, нуждаются в медиаторах доиммунноговоспаления и в костимуляторных сигналах, чтобы на-чать иммунный ответ на свой антиген, и могут начатьего вне воспаления или при минимальных симптомахвоспаления.

Несмотря на то что как клинический феномен «иммуно-логическая память» был известен с древних времен (мы ужеписали о практике иммунизации у античных греков и китай-цев), клеточные и молекулярно-генетические механизмы им-

1 дней 12 дней 20 дней А 64 дня «80 дней А Время

1-е введение 2-е введение Случайное попадание малойантигена антигена дозы антигена в организм

через несколько месяцев или лет

Рис. 7.1. Первичный иммунный ответ, вторичный иммунный ответ иответ иммунологической памяти.

Такого рода соотношение величин первичного иммунного ответа, вторичногоиммунного ответа и ответа иммунологической памяти бывает при введении ворганизм неразмножающихся антигенов (неживых микробов). Ответ иммуно-логической памяти возникает не всегда, и интенсивность его весьма различнав разных случаях. 1 — первичный иммунный ответ; 2 — вторичный иммунныйответ; 3 — ответ иммунологической памяти.

165

Таблица 7.1. Параметры В-лимфоцитов при первичном и вторичномиммунном ответе

Параметр

Частота встречаемостиантигенспецифичныхВ-лимфоцитов в лимфоидныхтканяхИзотип продуцируемыхантителАффинность антител

При первичномответе

10-4-10-5

IgMMgG

Низкая

При вторичномответе

ю-3

IgG, IgA, IgEВысокая ft

мунологической памяти до настоящего времени неизвестны. „Неизвестно, почему на какие-то антигены иммунологическаяпамять остается, на какие-то нет, на какие-то надолго, на ка-кие-то быстро исчезает, и у различных особей — по-разному.Поэтому в настоящее время прогнозы результатов вакцина-ции — только эмпирические и статистические, но персональ-но их нельзя составить разумно при нынешнем уровне зна-ний. Одно из сомнений заключается в том, что, возможно,продолжительная иммунологическая память сохраняется лишьв тех случаях и на тот период времени, когда и пока в орга-низме остается персистирующий антиген в виде латентнойинфекции.

Соотношение первичного иммунного ответа, вторичногоответа и ответа иммунологической памяти схематически по-казано на рис. 7.1.

Параметры вторичного ответа по В-лимфоцитам в срав-нении с первичным иммунным ответом приведены втабл. 7.1.

Т-лимфоциты памяти отличаются от зрелых неиммунныхТ-лимфоцитов и по частоте встречаемости антигенспецифич-ного клона в лимфоидной ткани (больше в 10—100 раз), ипо экспрессии ряда мембранных молекул. Главное, что Т-лим-фоциты памяти существенно меньше, чем впервые активиру-емые к иммунному ответу лимфоциты, нуждаются в кости-мулирующих воздействиях и поэтому быстрее и легче выхо-дят в продуктивную эффекторную фазу иммунного ответа.Сравнительная экспрессия мембранных молекул на неиммун-ных зрелых Т-лимфоцитах и на Т-лимфоцитах памяти приве-дена в табл. 7.2.

Молекула CD45 — это трансмембранная тирозинфосфата-за, состоящая из одной полипептидной цепи. Ген CD45 име-ет не менее 7 экзонов, 3 из которых, А, В и С, кодируютчасть внеклеточного участка молекулы и могут подвергатьсяальтернативному сплайсингу на уровне первичного транскрип-

166

Т а б л и ц а 7.2. Относительная экспрессия мембранных молекул назрелых неиммунных Т- лимфоцитах и Т-лимфоцитах памяти

Мембранная молекулаосновные функции

LFA-3 (CD58), лиганд дляCD2; участвует в адгезии иподаче сигналаCD2, участвует в адгезии иактивацииLFA-1 (CDlla/CD18), участ-вует в адгезии и активацииVLA-4, обеспечивает homingв тканиCD44, обеспечивает homingв тканиCD45RO, изоформа транс-мембранной тирозинфосфата-зы CD45 с наименьшей мол.массойCD45RA, изоформа транс-мембранной тирозинфосфата-зы CD45 с наибольшей мол.массойL-селектин, homing в лимфа-тические узлы

CD3, инвариантныйкомпонент TCR

Относительный

неиммунныеТ-клетки

1

1

1

1

1

1

10

Много

1

уровень экспрессии

Т-клетки памяти

= 10

=3

=3

= 4 - 5

~2

=20-50

1

На некоторыхмного, на неко-

торых мало1

та РНК. Изоформа CD45RA содержит пептидные участки всех3 экзонов А, В и С, поэтому она имеет наибольшую молеку-лярную массу. CD45RA экспрессируется на неиммунных зре-лых Т-лимфоцитах, и на них этот фермент не ассоциированв мембране ни с TCR, ни с корецепторами. В иммунных Т-лимфоцитах экзоны А, В и С удаляются альтернативнымсплайсингом РНК, и в белок транслируется легкая изоформаCD45RO. Но главное, что в иммунных Т-лимфоцитах эта ти-розинфосфатаза уже не независимо присутствует где-то намембране клетки, а ассоциирована с TCR и корецепторамии способствует существенному снижению (на два порядка иболее) порога на активацию лимфоцита антигеном (рис. 7.2).

В описанной выше последовательности событий иммунно-го ответа не учтен целый ряд параметров: химическая приро-да антигена (патогена), доза антигена и его способность кразмножению внутри организма, входные ворота, влияниеантигена на другие системы организма (нервную, эндокрин-

167

вCD45RA

TCR--Oil· Η- го ι

7 экзонов в ДНК

7 экзонов в мРНК

CD4

CD45RO

.TCR экзонов в ДНК

Первичныйтранскрипт РНК

Альтернативный сплайсинг

4 экзона в мРНК

Рис. 7.2. Структура изоформ молекулы CD45 на неиммунных Т-лимфо-цитах и Т-лимфоцитах памяти.А. В зрелом неиммунном Т-лимфоците все 7 экзонов CD45 в ДНКтранскрибируются в РНК и транслируются в большой белок (тяжелая изоформамолекулы CD45A на неиммунных лимфоцитах); молекулы TCR, CD45 и CD4разобщены в мембране клетки. Б. В иммунных Т-лимфоцитах в результатеальтернативного сплайсинга РНК CD45 выщепляются 3 экзона и в белоктранслируются только 4 оставшихся (легкая изоформа CD45R0 у иммунныхлимфоцитов); молекулы TCR, CD45, CD4 приближены друг к другу в мембранеклетки.

ную и др.), наличие адъювантов и т.д. В реальной ситуациивсе это имеет значение и, более того, определяет как самувозможность развития иммунного ответа, так и его качество,и преобладание тех или иных эффекторных механизмов им-мунитета (антителозависимые процессы, ЦТЛ, макрофагзави-

168

симые процессы, эозинофилозависимые процессы и т.д.). Раз-нообразие конкретных форм иммунного ответа описано в гла-ве 8. Здесь же подчеркнем два специфичных именно для им-мунного ответа процесса — признака, позволяющего отличитьиммунный ответ от других защитных биологических механиз-мов, несмотря на тесное переплетение и взаимосвязи одногос другим в едином организме: это пролиферация лимфоцитови иммунологическая память.

7.3. Взаимодействия клеток в иммунном ответе

В процессе развития иммунного ответа происходят взаимодей-ствия разных клеток друг с другом: клеток покровных тканейс лимфоцитами, лимфоцитов с эндотелием стенки сосуда, Т-лимфоцитов с антигенпредставляющей клеткой, Т-лимфоци-та с В-лимфоцитом, Т-лимфоцитов с лейкоцитами, лимфо-цитов и лейкоцитов с межклеточным матриксом и т.д.

Каковы механизмы взаимодействия клеток друг с другомвнутри многоклеточного организма? Известны по крайнеймере два и их варианты.

А Межклеточные контакты мембранами — адгезия клеток:мембранные молекулы одной клетки комплементарносвязываются с мембранными молекулами другой клет-ки.

• Одна клетка синтезирует и секретирует растворимое ве-щество, на мембране другой(их) клетки(ок) есть моле-кула, способная комплементарно связать именно этовещество (рецептор — по определению). Цитоплазмати-ческие связи рецептора обеспечивают проведение сиг-нала внутрь клетки, вызывающее определенные измене-ния внутриклеточного метаболизма, которые называютреакцией клетки (или биологическим эффектом).

Во втором варианте есть два существенно разных подвари-анта — дистантные и локальные взаимодействия.

• Дистантно осуществляются взаимодействия нервной си-стемы с другими клетками организма и взаимодействияэндокринных гормонов с клетками-мишенями.

• Локально осуществляется множество межклеточных вза-имодействий, в том числе в процессе развития иммун-ного ответа. В последнем случае растворимые веществаили медиаторы называют цитокинами (от греческих кор-ней цито — клетка и кинос — движение, изменение,т.е. вещества, предназначенные вызывать изменения вклетках-мишенях). В отличие от контактных взаимодей-ствий мембранными молекулами, которые достаточноинертны во времени, взаимодействия с помощью ци-

169

токинов гораздо более быстрые, оперативные, динамич-ные.

Уточним понятие комплементарного взаимодействия. Этострогое химическое и количественное понятие. Между двумямолекулами устанавливаются химические связи 4 типов: ион-ные, водородные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные. Силасвязи характеризуется константой диссоциации (К.). Для вза-имодействия иммунорецепторов с антигенами K^ должнаиметь показатель степени по абсолютной величине не ниже 7,т.е. 10"7—10" М. Для связи пептидов-антигенов с молекуламиMHC-I/II характерна Kd порядка 10"6 М. Для связей цитоки-нов с рецепторами для цитокинов Kd составляет 10'10—10'12 М,приводится и 10~15 М. Чем больше по абсолютной величинепоказатель степени в значении константы диссоциации, темпри меньших концентрациях действующего вещества достига-ется значимый биологический эффект. Из всех известных био-логически активных веществ (по крайней мере из имеющихзначение для иммунологии) Kd для цитокинов наибольшие,что свидетельствует о высокой биологической активностинизких концентраций цитокинов.

7.3.1. Молекулы межклеточной адгезии

Номенклатура молекул межклеточной адгезии, используемаяв настоящее время, не рациональная: для одной и той же мо-лекулы существует более чем одно обозначение. Названия, какправило, отражают экспериментальную систему, в котороймолекула была впервые идентифицирована. Это мешает логи-ке классификации. Тем не менее по структурному принципувыделяют 4 семейства молекул межклеточной адгезии (табл.7.3).

1) селектины;2) муциноподобные васкулярные адрессины;3) интегрины;4) молекулы из суперсемейства иммуноглобулинов (IgSF —

immunoglobuline superfamily).Селектины — молекулы на поверхности лимфоцитов и

лейкоцитов, а также эндотелия, которые обеспечивают изби-рательный (селективный) homing определенной клетки черезстенку сосуда в определенной ткани. Общим в молекулярнойструктуре селектинов, которые представляют собой однутрансмембранную полипептидную цепь, является наличие вовнеклеточной части лектиноподобного домена. Лектины —белки, способные комплементарно связывать сахара.

Лигандами для селектинов являются так называемые адрес-сины — муциноподобные молекулы на поверхности эндотелия.Адрессины CD34 и GlyCAM-1 экспрессированы на клетках

170

Т а б л и ц а 7.3. Молекулы адгезии

Семейство,типичнаяструктура,основное

биологическоесвойство

Селектины

Начинаютвзаимодействиемежду лейкоци-том и эндотели-ем сосуда

Муциноподобныеваскулярныеадрессшш

СвязываютL-селектин приинициациивзаимодействиялейкоцита сэндотелием

ИнтегриныСвязывают раз-ные молекулыадгезии на клет-ках и молекулывнеклеточногоматрикса.Обеспечиваютсильноесвязывание

Названиеконкретных

молекул

L-селектин(CD62L)

Р-селектин(CD62P)

Е-селектин(CD62E)

CD34

GlyCAM-1

MAdCAM-1

(ЕГ4-1;CDlla/CD18)

(ltfac-1; CR3;CD lib/CD 18)

(dR4;CD11C/CD18;ρ150/95)

« A(VLA-4;CD49d/CD29)

клеток

На каких клеткахэкспрессированы

Неиммунные **лимфоциты;некоторые ,/лимфоциты v

памяти;нейтрофилы.Моноциты; t /эозинофилы

Активирован-ный эндотелий.Тромбоциты

Активирован-ный эндотелий

Эндотелий.Стволовыекроветворныеклетки

Высокийэндотелийвенул

Эндотелийвенул в слизис-тых оболочках

Моноциты,макрофаги,Т-лимфоциты,дендритныеклетки,нейтрофилы

Нейтрофилы,моноциты,макрофаги

Дендритныеклетки,макрофаги,нейтрофилы

Лимфоциты,моноциты,макрофаги

Лиганд

Карбогидраты:сульфатирован-ный сиалилLewisx;GlyCAM-1;CD34;MAdCAM-1

Cnanmi-Lewisx;PSGL-1

Сиалил-1хш15х

L-селектин

To же

L-селектин;а4/?7-интегрин

ICAM-1;ICAM-2;ICAM-3

ICAM-1;iC3b;фибронектин

iC3b

VCAM-1

171

Продолжение таблицы

Семейство,типичнаяструктура,основное

биологическоесвойство

СуперсемействоиммуноглобулиновЛиганды дляинтегринов

Названиеконкретных

молекул

M l(VLA-5;CD49d/CD29)«Л(LPAM-1)αΕβΊ

CD2 (LFA-2)

ICAM-1 ~^г/~(CD54)

ICAM-2(CD102)

ICAM-3 χ /(CD50)

LFA-3 (CD58V

VCAM-1(CD106)

На каких клеткахэкспрессированы

Моноциты,макрофаги

Лимфоциты

Интраэпите-лиальные лим-фоциты (IEL)

Т-лимфоциты-Лимфоциты,дендритныеклетки, активи-рованныйэндотелий

«Спокойный»эндотелий,дендритныеклеткиЛимфоциты

Лимфоциты,антигенлредс-тавляющиеклетки

Активирован-ный эндотелий

Лиганд

Фибронектин

MAdCAM-1

Е-кадхерин

LFA-3LFA-1, Мас-1

LFA-1

LFA-1

CD2

VLA-4

высокого эндотелия посткапиллярных венул в лимфатическихузлах. САМ — cell adhesion molecules (молекулы клеточнойадгезии). Адрессин MAdCAM-1 (mucosal adressin cell adhesionmolecule-1) экспрессирован на эндотелии сосудов в слизис-тых оболочках и «ловит» лимфоциты, предназначенные дляфункционирования в слизистых оболочках. Селектины и ад-рессины обеспечивают относительно слабую адгезию клеток,достаточную для селективной остановки клетки в нужноморгане, но недостаточную для проникновения сквозь стенкусосуда и миграции по межклеточному матриксу (рис. 7.3). Дляболее сильных взаимодействий нужны интегрины и молеку-лы IgSF. Молекулы этих же семейств обеспечивают взаимо-

172

«Роллинг» лейкоцита

s-Le*Е-селектин1

LFA-1 — » - Ток крови

IL-8R

а IL-8

Ο Ι ΟCD31, CD144, CD146

Прилипание лейкоцита

Диапедез лейкоцита

Рис. 7.3. Этапы процесса экстравазации лимфоцитов и лейкоцитов изкрови в ткани.А. Стадия «роллинга»: лейкоцит «причаливает» к эндотелию в результате взаи-модействий молекул Е-селектина на эндотелии с молекулами S-Le* на лейко-ците и «катится» вдоль стенки сосуда (rolling). Б. Стадия прилипания: междулейкоцитом и клетками эндотелия устанавливаются дополнительные, болеесильные взаимосвязи через молекулы IL-8R—IL-8 и LFA-1—ICAM-1. В. Стадиядиапедеза: на лейкоците экспрессируются молекулы CD31 (те же, что обеспе-чивают контакт между клетками эндотелия), и лейкоцит с их помощьювнедряется в межэндотелиальную связь и проникает сквозь стенку сосуда вткань (диапедез).

173

связи лимфоцитов с антигенпредставляющими клетками и вдальнейшем лимфоцитов-эффекторов с их клетками-мишеня-ми или клетками-партнерами.

Все интегржы — гетеродимеры, состоящие из более круп-ной «-цепи и меньшей по размеру β-цепи. Интегрины груп-пируются в подсемейства на основании общей β-цепи. Их дваварианта — β{ и /L К интегринам принадлежат молекулы LFA-1,2,3 (lymphocyte function-associated antigen-1, 2 и 3). LFA-1 —наиболее важный интегрин для активации любого Т-лимфо-цита, так как антитела к LFA-1 способны блокировать акти-вацию как неиммунных, так и иммунных Т-лимфоцитовд Од-нако анализ врожденных генетических дефектов молекул ад-гезии у человека показывает, что другие интегрины, напри-мер CD2 и из подсемейства βν способны компенсировать от-сутствие LFA-1. VLA (very late activation antigens) — поздниеантигены активации. Эти интегрины экспрессируются на Т-лимфоцитах на 2—4-е сутки от начала активации и имеютнаибольшее функциональное значение для проникновенияуже иммунного Т-лимфоцита в очаг воспаления, где ему над-лежит организовать санацию от антигена.

Суперсемейство иммуноглобулинов включает в себя собствен-но иммуноглобулины, рецептор Т-лимфоцитов для антигена(TCR), корецепторные молекулы Т-лимфоцитов CD4, CD8 иВ-лимфоцитов CD 19, инвариантные домены молекул МНС,а также ряд молекул межклеточной адгезии — ICAM(itercellular adhesion molecules/— ICAM-1, 2 и 3). ICAM-1 иICAM-2 экспрессированы негэндотелии и антигенпредставля-ющих клетках. ICAM-3 экспрессирована только на лейкоци-тах и играет существенную роль при взаимодействии Т-лим-фоцитов с антигенпредставляющей клеткой.

Неиммунные Т-лимфоциты, попав в Т-зависимую зону лим-фатического узла (и любого другого периферического лимфо-идного органа), активно, но обратимо «прилипают» ко всемдоступным антигенпредставляющим клеткам благодаря взаи-модействиям LFA-1, CD2 и ICAM-3 на Т-лимфоците сICAM-1, ICAM-2, LFA-1 и LFA-3 на антигенпредставляющейклетке. Во время этого «прилипания» TCR пытается узнатьсвой комплекс пептид — МНС. Если узнавание произошло,то сигнал с TCR и корецептора (CD4 или CD8) идет в клет-ку, и среди прочих последствий этого сигнала ранним явля-ется изменение конформации молекулы LFA-1, усиливающееее связь с ICAM-1 и ICAM-2. Связь между Т-лимфоцитом,узнавшим свой антиген, и антигенпредставляющей клеткойподдерживается несколько дней, во время которых происхо-дит пролиферация клона Т-лимфоцитов. Дочерние клеткиклона также прилипают к антигенпредставляющей клетке навсе время, пока идет их дифференцировка в лимфоциты-эф-фекторы.

174

Существенная закономерность развития иммунного ответасостоит в том, что одного только факта связывания рецепторадля антигена с антигеном недостаточно для того, чтобы лим-фоцит активировался к иммунному ответу (т.е. начал проли-ферировать и дифференцироваться). Недостаточно для актива-ции и описанных выше адгезивных взаимодействий, недоста-точно и корецепторных связей CD4 или CD8 с МНС. Всеперечисленное необходимо. Но для того чтобы начался процесспролиферации лимфоцита, необходимо еще одно взаимодей-ствие Т-лимфоцита с той же антигенпредставляющей клет-кой: это взаимодействие молекулы В-7 на антигенпредставля-ющей клетке с молекулой CD28 на Т-лимфоците. Известнодве разновидности молекулы В-7: В-7.1 (CD80) и В-7.2(CD86). Структурно они подобны — это гликопротеины, го-модимеры, принадлежат к IgSF. CD28 тоже гомодимер и при-надлежит к IgSF. Таким образом, экспрессия молекул В-7 —важнейший признак профессиональных антигенпредставляющихклеток.

Таблица 7.4. Пары рецептор—лигавд, участвующие в костимуляции привзаимодействии Т-лимфоцитов с антигенпредставляющими клетками

Рецепторы на Т-лимфоците

CD28CTLA-4 (CD 152)(негативный корецептор)CD40L (CD 154)ОХ40HSA(термостабильный антиген)LFA-1

CD2VLA-4CD99CD95 (Fas)

Лиганды на антиген-представляющих клетках

В7.1 (CD80); В7.2 (CD86)В7.1 (CD80); В7.2 (CD86)

CD40OX40LHSA

ICAM-1 (CD54); ICAM-2(CD102); ICAM-3 (CD50)LFA-3 (CD58)VCAM-1 (CD 106)

FasL

П р и м е ч а н и е . CD99 находится в процессе изучения. Поликлональная сти-муляция Т-лимфоцитов in vitro антителами к CD3 плюс антителами к CD99индуцирует повышение внутри клеток уровня свободного Са2+, а такжебиосинтез TNF-K и IFN-y, что характерно для ТЫ. Воздействия на Th2при этом не выявлено.Результаты стимуляции Т-лимфоцитов через молекулу Fas зависят от ста-дии развития Т-лимфоцита: если антителами к CD3 плюс антителами кмолекуле Fas воздействовать на неиммунный Т-лимфоцит, то произойдетиндукция апоптоза. Если той же парой антител воздействовать на иммун-ный Т-лимфоцит памяти, то сначала будет индуцирована пролиферациялимфоцита, затем лимфоцит претерпит индуцированную активацией клеточ-ную смерть (AICD). Если на неиммунные Т4-лимфоциты воздействоватьуказанной парой антител, но в присутствии IL-4, то эти лимфоциты такжесначала пролиферируют наподобие лимфоцитов памяти.

175

Более известные пары рецептор—лиганд, вовлекаемые впроцессы костимуляции лимфоцитов со стороны антигенпред-ставляющих клеток, представлены в табл. 7.4.

7.3.2. Антигенпредставляющие клетки

Существенное различие между антигенраспознающими моле-кулами иммуноглобулинов и антигенраспознающими молеку-лами рецепторов Т-лимфоцитов состоит в том, что иммуно-глобулины (антитела) связывают нашивные молекулы антиге-нов, тогда как TCRa0 не связывают нативные антигены, носпособны «увидеть» и связать только определенные структу-ры на поверхности клеток своего организма, а именно комп-лексы молекул МНС с пептидами, т.е. до Т-лимфоцита и дляТ-лимфоцита антиген поглощают, перерабатывают и экспрес-сируют на своей поверхности другие клетки. Эти клетки на-зывают профессиональными антигенпредставляющими клетками(АПК). Таких клеток у человека и млекопитающих 3 типа:

• дендритные клетки костномозгового происхождения;• В-лимфоциты;• макрофаги.

Таблица 7.5. Свойства профессиональных антигенпредегавляющихклеток

Свойство

СпособпоглощенияантигенаЭкспрессиямолекул МНС

КостимуляторнаяактивностьКакие антигеныпредставляют

Локализация ворганизме

Тип АПК

дендритнаяклетка

Эндоцитоз.ВируснаяинфекцияКонститутивная++++

Конститутивная++++Белки.Аллергены (?),вирусныеантигены

Барьерныеткани,лимфоидныеорганы

В-лимфоцит

Рецептор-опосредованный(Ig) эндоцитозКонститутивная,возрастает приактивации от+++ до + + + +Индуцируемая

от — до +++Растворимыеантигены,токсины,вирусныеантигеныЛимфоидныеорганы, пери-ферическаякровь

макрофаг

Фагоцитоз

Индуцируемаябактериями илицитокинами от- до +++Индуцируемаяот — до +++Фагоцитируемыеантигены (пар-тикулярные,бактериальные)

Соединительнаяткань и парен-хима всех со-лидных органови полостей

176

Если лимфоцит свяжет рецептором специфический анти-ген, но не получит одновременно и от той же АПК костиму-ляторный сигнал «В-7 — CD28», то не просто не начнетсяактивация лимфоцита, а произойдет такое изменение состоя-ния лимфоцита, которое называют анергией. Лимфоцит в со-стоянии анергии рефрактерен к возможной стимуляции. Этазакономерность лежит в основе так называемой периферичес-кой толерантности Т-лимфоцитов к тканям собственногоорганизма.

Характеристика АПК представлена в табл. 7.5.После того как Т-лимфоцит пройдет несколько циклов

^олиферации, на его мембране происходит экспрессия ещеодного лиганда для тех же молекул В-7 (мы о нем уже писа-ли в главе 6). Это молекула CTLA-4. CTLA-4 связывает В-7 ссущественно большей (примерно в 20 раз) аффинностью, чеммолекула CD28, но CTLA-4 посылает в клетку негативныйсигнал и тем самым останавливает пролиферацию антиген-специфичного клона. Мыши с knock-out по гену CTLA-4 по-гибают от лимфопролиферативных процессов.

7.3.3. Цитокины

Мы уже определили цитокины как множество разнообразныхбиологически активных молекул, секретируемых клетками «сцелью» воздействия через специфические рецепторы для каж-дого из цитокинов на рядом расположенную клетку (или насебя же).

Цитокины отличаются и множественностью, и разнообра-зием структуры, и еще многими свойствами и от нейромеди-аторов, и от гормонов внутренней секреции. В отличие отконтактных взаимодействий клеток мембранными молекула-ми взаимодействия посредством цитокинов более динамичныеи оперативные благодаря определенным особенностям синте-за, секреции и рецепции цитокинов. В отличие* от гормоноввнутренней секреции в норме цитокины практически не по-падают в системную циркуляцию и действуют локально втканях в месте их выработки.

Для цитокинов характерны следующие общие свойства.А Цитокины — это как бы «эсперанто» в межклеточном

общении. Одноименные цитокины продуцируются клет-ками разной тканевой дифференцировки. И рецепторыдля одноименных цитокинов экспрессированы на клет-ках различной тканевой дифференцировки. Таким обра-зом клетки разных тканей «говорят» друг с другом и«могут быть услышаны» друг другом. Именно посред-ством цитокинов в первую очередь система лимфоци-тарного иммунитета сращена с другими биологически-ми системами резистентности к инфекциям и со всем

177

организмом в целом. Хотя в целостной интеграции уча-ствуют, очевидно, и нервная и эндокринная системычто мы рассмотрим ниже.

* Цитокины в подавляющем большинстве случаев — этоблизкодействующие медиаторы локальных взаимодей-ствии клеток в очагах тех или иных процессов в тка-нях, даже пары клеток. В зависимости от известных па-раметров иррадиации эффектов цитокинов выделяютаутокринные эффекты (на саму клетку, секретировавшуюцитокин) и паракринные эффекты (на рядом располо-женные клетки). Есть и эндокринные эффекты, τ е дис-тантные, их еще называют системными, так как приэтом цитокин достигает клетки-мишени, циркулируя сК Р О В Ь Ю · Но^вдоыжнные эфоектьгвьтвттР^т только для* Цитокинов ( INF-α, IL-1, ИЛГМ-CSF) и не у здо-ровых организмов, а при тяжелой системной патологиитипа септического шока. Системные эффекты цитокиновмы опишем особо.

± Цитокины не депонируются в клетках, а синтезируют-ся импульсно «по запросу», начиная с транскрипциимгнк. цитокина с соответствующего гена. Единственноеизвестное исключение - депонирование небольших ко-личеств INF-α в гранулах тучных клеток. Но TNF-α«претендует» быть исключением и в других отношенияхВозможно еще IL-1 депонируется в некоторых количе-ствах в кератиноцитах.

А Матричная РНК цитокинов короткоживущая чтообъясняет транзиторный характер их продукции клеткой"они вырабатываются вскоре после получения «запроса»на их продукцию и недолго.

* Для цитокинов характерна взаимосвязь друг с другом потипу «салочек» или «передай другому»: воздействие од-ного цитокина на клетку вызывает выработку этой клет-кой других цитокинов. Это явление называют цитокино-вым каскадом.

Прежде чем описать биологические свойства конкпетныуцитокинов, мы хотели бы уточнить понятие биолог7ч11ко?оttT4Um0Kma ПРИ РассмотРении бПри рассмотрении биологических эффек-

что один и тот же цитокин может вызыватьразные вплоть до противоположных, эффекты в раз-

ных клетках. Вот в этом случае и надо понимать, что поня-биологического эффекта относится не к цитокину Цито-для клетки-мишени - это только и всего лишь внешний

ч ш я н и а Рецептора. Что произойдет с клеткой после свя-

ч е с к и £ \ % Т ° Г Г а Н Д Э С Р е Ч е п т ° Р ° м (а это и есть биологи-ческий эффект), зависит от внутренней программы диооепеиЩровкы клетки-мишени. В дальнейшем мы С Л у д е м угют-178

реблять выражения типа «интерферон-гамма активирует мак-рофаги», чтобы говорить короче, но это надо понимать пра-вильно: для конкретной системы отношений «макрофаг, име-ющий рецептор для интерферона-гамма и внеклеточного ин-терферона-гамма», известно, что наступающее биологическоепоследствие связи IFN-y с рецептором для IFN-y заключает-ся в существенной активизации внутриклеточной биохимичес-кой машины макрофага, индукции определенных ферментови т.д.

Учитывая сказанное, рассмотрим основные функциональныегруппы цшпокинов. По функциональному предназначению сизвестной долей относительности выделяют 4 группы.

А Медиаторы доиммунного воспаления. Их продуцируютглавным образом клетки покровных тканей, в первуюочередь тканевые макрофаги в ответ на прямое раздра-жение микробными продуктами. Это TNF-α, IFN-α иIFN-β, IL-1, 6 и 12, хемокины.

А Регуляторы активации, пролиферации и дифференцировкилимфоцитов. Их продуцируют главным образом самилимфоциты, начиная с внутриэпителиальных лимфоци-тов покровных тканей, а также особые минорные суб-популяции Т-лимфоцитов типа TCRa^/CD4/CD8" и наболее поздних этапах основные субпопуляции Т-лимфо-цитов: IL-4, 13 и 2, TGF-β.

А Регуляторы иммунного воспаления. Их продуцируют зре-лые иммунные Т-лимфоциты (некоторые — антиген-представляющие клетки) и посредством этих цитокиновТ-лимфоциты «нанимают» лейкоциты общевоспалитель-ного назначения на деструкцию паетюз^анного лимфо-цитами антигена. К ним относятзПР1^^_1(активатор мак-рофагов и NK); LT (активатор неиТрофилов); IL-5 (ин-дуктор и активнее эозинофилов); IL-9 (активатор туч-ных клеток);QL-Шдингибитор активности макрофагов);IL-12 (активатоТГЦТЛ и NK).

А Факторы роста клеток — предшественников гемопоэза. Ихпродуцируют как клетки стромы костного мозга, так иактивированные лимфоциты и макрофаги. Это: IL-3(фактор роста ранних предшественников лейкоцитов,его еще называют мульти-CSF); IL-7 (фактор роста пре-В- и пре-Т-лимфоцитов при лимфопоэзе); IL-11 (фак-тор роста мегакариоцитов); GM-CSF (гранулоцит-моно-цит-колониестимулирующий фактор — фактор ростаклеток — предшественников гранулоцитов и моноцитов/макрофагов); M--CSF (фактор роста моноцитов/макрофа-гов); SCF (stem-cell growth factor, его второе название —c-kit-лиганд) — основной фактор роста для тучных кле-ток. Рецептор для него, CD117, или c-kit, был открыткак онкоген.

179

Т а б л и ц а 7.6. Биологические эффекты цитокинов Т-лимфоцитов в моделях на мышах

Цитокин Т-субпопу-Ι ΓΤίΓΤίΙΤίΙ ППП-

дуцент

IL-2 ТЫ, ThO,некоторыеCD8+

INF-y ТЫ, CD8+

I

Лимфотоксин ТЫ,(LT, TNF-β) некоторые

CD8+

В-лимфоциты

Стимулируетпролифера-цию; стиму-лирует син-тез J-цепимолекулы Ig

Дифферен-цировка ипереключениесинтеза Igна IgG2a

Ингибируетпролифера-цию и диф-ференцировку

Действие на различные клетки-мишени

Т-лимфоциты

Стимулируетпролифера-цию

Апоптоз (?)

Апоптоз

макрофаги

Активация,возрастаниеэкспрессииMHC-I,мнс-п

Активирует;индуцируетNO-синтазу

лейкоциты

Стимулируетпроли<]цию >

>ера-К

Активацияфунктщй NK

Активируетнейтрофилы

другиеклетки тела

Ингибицияпролифера-ции, в томчисле виру-сов; ί MHC-I,мнс-пАпоптозопухолевыхклеток ифибробластов

Что происходитпри knock-outгена цитокина

СниженыТ-клеточныереакции

Возрастаетуязвимость кинфекцияммико-бактериями

Отсутствиелимфатичес-ких узлов;дезорганиза-ция структу-ры селезенки

I L - 4

I L - 5

I L - 1 0

I L - 3

Факторнекрозаопухолей(TNF-α)

a

oo

Th2;TCRVCD4/CD8-

Th2

Th2

ThI, Th2,некоторыеCDS+

Thl, неко-торые Th2 иCD8+

Стимулируетдифференци-ровку: пере-ключение Igна классы Εи G1; ΤMHC-II

Стимулируетдифференци-ровку и био-синтез IgA

t MHC-II

Выживаниеи дифферен-цировка Th2

Ингибируетдифференцировку Thl

Ингибируетактивацию

Ингибируетпродукциюцитокинов

Активирует,индуцируетNO-синтазу

Стимулируетдифференци-ровку тучныхклеток

Стимулируетпролифера-цию и диф-ференцировкуэозинофилов

Костимуляторпролифера-ции предше-ственниковтучных кле-ток

Фактор ростаранних пред-шественниковвсех ростковмиелопоэза

ПолноеотсутствиеTh2

Резистент-ность ксептическомушоку, вы-званномуграмотрица-тельнымибактериями

o ot o

Продолжение таблицы

Цитокин

Гранулоцит-моноцит-колониести-мулирующийфактор(GM-CSF)

Трансформи-рующийфактор ростаβ (TGF-β)

Τ-субпопу-ляция—про-

дуцент

ТЫ, некото-рые Th25

CD8+

CD4+ (Th3)

Действие на различные клетки-мишени

В-лимфоциты

Стимулируетдифференци-ровку

Ингибируетпролифера-цию; пере-ключает син-тез иммуно-глобулиновна IgA

Т-лимфоциты

Ингибируетпролифера-цию

макрофаги

Активирует

Ингибируетактивацию

лейкоциты

Усиливаетпролифера-цию и диф-ференцировкугранул оцитов.макрофагов идендритныхклеток

Активируетнейтрофилы

другиеклетки тела

?

Стимулируетпролифера-цию фибро-бластов

Что происходитпри knock-outгена цитокина

•

Смерть ввозрастеоколо 10 нед

Приведем данные о биологических эффектах в разных клет-ках-мишенях наиболее охарактеризованных цитокинов Т-лим-фоцитов (табл. 7.6).

7.3.3.1. Хемокины

Хемокины — это_^щтокины специального назначения: онипривлекаю1_в_.очаг воспаления лимфоциты и лейкоциты изциркулирующей крови. Молёкулы_хемокинов невелики, состо-ят ~йз~~бб—76 аминокислотных остатков. Они._обладают свой-ством связываться^ молекулами межклеточного матрикса, содной стСроны, и обратимо связывать свои молекулы-лиган-ды на мембране клетки-мишени, с другой. Хемокин диффун-дирует jOT__KJieTKHrjipogy4eHTa по межклеточному матриксу,при это^создается: градиент его_ концентрации, нарастающейпо мере_гг£иближения к месту продукции хемокина. Нужныйлимфощи.иди лейкоцит «прыгает» по молекулам хемокина,фиксированным на матриксе, как с кочки на кочку. В_насто-ящее время идентифицировано не менее 40 хемокиновГ

По особенностям химической структуры, а именно поконфигурации остатков цистеина (в однобуквенном обозна-чении С) в N-конце молекулы хемокины делят минимум на6 групп (семейств):

• СС — содержат два остатка цистеина подряд;• ELR+-CXC — содержат в том же месте два остатка ци-

стеина, разделенных вариабельной аминокислотой (X),перед ними расположены остатки глутамина (Е), лей-цина (L), аргинина (R) — такие хемокины являютсяаттрактантами для нейтрофилов;

• ELR~-CXC — содержат в том же месте два остатка ци-стеина, разделенных вариабельной аминокислотой (X),перед ними расположены другие аминокислоты (неGlu—Leu—Arg) — такие хемокины являются аттрактант-ными для лимфоцитов;

• С — содержит один остаток цистеина в гомологичномместе молекулы;

• СХХХС (или СХЗС) — содержат два остатка цистеина,разделенных какими-либо 3 аминокислотными остатка-ми;

• 6-цистеин-СС — содержат, кроме двух остатков цистеи-на, еще один остаток цистеина в 6-м положении.

Приведем краткую характеристику ряда хемокинов с ука-занием рецепторов для них, если они известны (табл. 7.7).Рецепторы для хемокинов в последние годы привлекают ксебе особое внимание: появились факты, свидетельствующиео том, что вирус иммунодефицита человека (по крайней меренекоторые его квази-виды) «пользуется» некоторыми указан-

183

Таблица

Семейство

С

ELR+-CXC

ELR--CXC

СС

7.7. Хемокины и их рецепторы

Хемокины

Лимфо-тактинIL-8

GROaGRO/3GROyENA-78LDGF-PBP

GCP-2PF4Mig

IP-10

SDF-la/0

MlP-loi

MIP-10

MIP-3a

М1Р-ЗД

MDC

TECK

TARC

RANTES

Хромосома,в которойлокализо-

ван ген

1

4

44444

444

4

10

17

17

2

9

16

?

16

17

Клетки-мишени

Т-лимфоциты, NK

Нейтрофилы,базофилы,Т-лимфоцитыНейтрофилы»»»Фибробласты,нейтрофилыНейтрофилыФибробластыАктивированныеТ-лимфоцитыАктивированныеТ-лимфоциты(ТЫ > Th2)CD34+ клеткикостного мозга,Т-лимфоциты,дендритные клеткиМоноциты/макро-фаги, ТЫ > Th2, NK,базофилы, дендритныеклетки, В-лимфоци-ты, клетки костногомозгаМоноциты/макро-фаги, Thl>Th2, NK,базофилы, дендрит-ные клетки, клеткикостного мозгаТ-лимфоциты памяти,мононуклеары пери-ферической крови,дендритные клеткикостного мозгаНеиммунныеТ-лимфоцитыДендритные клетки,моноциты (?),NK, Th2 > ТЫМакрофаги, дендрит-ные клетки, тимоцитыПеревивные линииТ-клетокМоноциты/макрофаги,Т-лимфоциты памяти

Рецеп-тор(ы)

XCR1

CXCR1,

CXCR2CXCR2»1CXCR2CXCR2CXCR2CXCR2

CXCR29CXCR3

CXCR3

CXCR4

CCR1, 5, 9

CCR1, 5, 9

CCR6

CCR7

CCR4

?

CCR4

CCR1, 3,4, 5

184

Продолжение таблицы

Семейство

6-ЦистеинСС

СХХХС(или СХЗС)

Хемокины

НСС-1НСС-4DC-CK1

МСР-1

МСР-2

МСР-3

МСР-4ЭотаксинЭотаксин-2/MPIF-21-309

MIP-5/НСС-2

MPIF-1

6Ckine

Фрактал кип

Хромосома,в которойлокализо-

ван ген

171717

17

17

17

1717?

17

17

16

Клетки-мишени

(ТЫ > Th2), NK,базофилы, эозинофи-лы, дендритные клеткиМоноциты»Неиммунные Т-лим-фоцитыТ-лимфоциты, моно-циты, базофилыТ-лимфоциты, моно-циты, базофилы,эозинофилыТ-лимфоциты, моно-циты, базофилы,эозинофилы, дендрит-ные клеткиТо жеЭозинофилыЭозинофилы, базо-филы, Т-лимфоцитыНейтрофилы(только ТСА-3),Т-лимфоцитыТ-лимфоциты, моно-циты, дендритныеклетки, нейтрофилы (?)Моноциты, неактивныеТ-лимфоциты, нейтро-филы (?)Неиммунные Т-лим-фоциты, В-лимфоци-ты, мезангиальныеклетки (?)Т-лимфоциты, моно-циты, нейтрофилы

Рецеп-тор(ы)

CCR991

CCR2, 9

CCR2, 9

CCR2, 9

CCR2, 3, 9CCR3, 9CCR3

CCR8

CCR1, 3

?

?

CX3CR1

П р и м е ч а н и е . Расшифруем некоторые аббревиатуры для обозначения хе-мокинов, но обращаем ваше внимание на то, что в настоящее время в ли-тературе встречается множество синонимов. Это свидетельствует о том, чтомы пока не достигли той глубины знания, которая позволяет унифициро-вать номенклатуру на международном уровне. MIP-1 — macrophageinflammatory protein-1 — воспалительный протеин-1 макрофагов; МСР-1 (2,3, 4) — monocyte-chemoattractant protein-1 (2, 3, 4) — протеин-хемоаттрак-тант для моноцитов-1 (2, 3, 4); RANTES — regulated upon activation, normalΤ expressed and secreted. RANTES вырабатывается нормальными иммуннымиТ-лимфоцитами на 3-й — 5-е сутки от начала активации лимфоцита. КромеТ-лимфоцитов, RANTES продуцируют фибробласты и клетки эпителия по-кровных тканей после их стимуляции IL-1 и/или фактором некроза опухо-лей TNF. RANTES является хемоаттактантом для Т-лимфоцитов, моноцитови эозинофилов.

185

ными рецепторами для проникновения в клетки человека. Привсем разнообразии конкретных форм все рецепторы для хе-мокинов имеют похожую характерную третичную структуру —«гармошку» из 7 трансмембранных слоев G-связывающих про-теинов.

Т.3.3.2. Рецепторы для цитокинов

По структуре рецепторы для цитокинов делят на 3 семейства:

• рецепторы для гематопоэтинов;• рецепторы для фактора некроза опухолей (TNFR);• рецепторы для хемокинов.

Кроме того, некоторые вирусные белки на поверхностиклеток связывают ряд цитокинов, например белки цитомега-ловируса связывают такие хемокины, как RANTES, МСР-1,ΜΙΡ-1α, ΜΙΡ-1/3. Молекулы гликозаминогликанов на поверх-

—н-оети клеток эндотелия связывают хемокины, напримерRANTES. Такое связывание не вызывает проведение сигнала

"внутрь эндотелиальных клеток. Его предназначение иное:RANTES на поверхности эндотелия связывает за рецепторы

~<<к себе» лейкоциты из потока крови, что обеспечивает ихэкстравазацию и попадание в очаг воспаления в ткани.

Рецепторы из семейства гематопоэтиновых представляютсобой гетеродимерные молекулы. Это семейство включаетβ- и у-цепи рецептора для IL-2; рецепторы для IL-3, 4, 5,6, 7, 9 и 15; рецептор для GM-CSF; рецептор для эритропо-этина; рецептор для гормона роста. У рецепторов для IL-3,IL-5 и GM-CSF одинаковая β-цепь. У рецепторов_для_1Ь-2,4, 7, 9 цА^^^ожЗШШШ^^^Ш^ъ. Е'сть~варйанты рецептора

~Трю~ТЕ72: 1-й — высокоаффинный (связывает лиганд с kd ΙΟ"" Μ),состоит из 3 цепей: а (мол. масса 55 000), β (мол. масса75 000, CD122) и у (мол. масса 64 000). Как гетеротример этотрецептор экспрессирован на Т-лимфоцитах памяти, некото-рых В-лимфоцитах и ΝΚ; 2-й вариант — низкоаффинныйрецептор — это только одна α-цепь kd ΙΟ'8 Μ (CD25). Моле-кула CD25 экспрессирована на активированных Т- и В-лим-фоцитах, моноцитах. Гетеродимер IL-2Rj3y связывает лигандс kd ΙΟ-9 Μ.

Рецепторы из семейства рецепторов для TNFR представля-ют собой одну трансмембранную полипептидную цепь. К нимотносят: TNFR-I и II, молекулу CD40, Fas (CD95), CD30 иCD27, рецептор для фактора роста нервов (NGF-R).

Рецепторы семейства хемокиновых представляют собойтрансмембранную 7-слойную «гармошку» и включают покрайней мере рецепторы для IL-8, MIP-1, МСР-1 и NAP-2.

Схема структуры рецепторов к цитокинам показана на рис.7.4.

186

Суперсемействоиммуноглобулинов

IL-1R I типаIL-1R II типа

Семейство рецепторов дляТ1МР

τ

ρ75

TNFR I типа; TNFR II типа, CD40; Fas,CD30, CD27; NGFR (рецептор для факторароста нервов)

р55

Д и - и трицепные рецепторы Рецепторы для IL-2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 и 15;GM-CSF; Еро (эритропоэтина); рецептор длягормона роста

α-цепь р-цепь γ-цепьСемейство рецепторов для хемокинов Рецепторы для IL-8, PF4 MIP-1 и др.

7-складчатая трансмембранная"гармошка"

Рис. 7.4. Структурные семейства рецепторов для цитокинов.

Приведем более подробный список известных на сегоднярецепторов для хемокинов семейства СС, а также молекул,не являющихся только рецепторами для цитокинов, но спо-собных связывать те или иные конкретные цитокины (табл.7.8). Эта информация в определенных аспектах имеет большоене только научное, но и практическое значение. Например,один из вариантов рецепторов для хемокинов CCR5 оказалсязначимым кофактором для проникновения ВИЧ-1 в клетки.Вероятно, он не единственный.

При проведении сигналов от разных рецепторов для раз-личных цитокинов тем не менее происходят общие внутри-клеточные события; цитоплазматические участки рецепторов

187

Таблица 7.ί

Рецептор

CCR1CCR2CCR3

CCR4CCR5CCR6CCR7CCR8CCR10CMV US28DARC

Гликозамино-гликаны

ί. Рецепторы для хемокинов семейства СС

Лиганды

М1Р-1«, RANTES, МСР-3, MIP-5, Lkn-1МСР-1, МСР-3, МСР-4Эотаксин, эотаксин-2/МРШ-2, RANTES,МСР-2, МСР-3, МСР-4, MIP-5, Lkn-1TARSΜΙΡ-1α, RANTES, ΜΙΡ-\βExodus- l/IARC/MIP-3 осELC/MIP-3J31-309MCP-1, MCP-3, RANTES, МСР-4МСР-1, RANTES, MIP-1«, MIP-1J3RANTES и другие хемокины семейств СС иCSfCRANTES и др. Это «несигнализирующий» рецеп-тор

П р и м е ч а н и е . CCR — рецептор для хемокинов семейства СС; CMVUS28 — протеин цитомегаловируса; DARC — антиген группы крови Duffi,эту же молекулу использует малярийный плазмодий для проникновения вэритроциты, DARC связывает многие хемокины не только семейства СС,но и СХС; Lkn-1 — лейкотактин; МРС — моноцитарный хемоаттрактант-ный протеин; MPIF — миелоидный ингибиторный фактор; TARS — thymusand activation regulated cheniokine;. LARS — liver and activation regulatedchemokine; MIP — макрофагальный воспалительный протеин.

для цитокинов ассоциированы с киназами определенного се-мейства, называемого Janus.

Название Janus происходит от имени двуликого древнеримскогобога Януса и объясняется тем, что в молекулах киназ этого семей-ства обязательно присутствуют два домена: один является собствен-но ферментом — киназой (JH1, в активном центре молекулы со-держатся аминокислотные остатки KE/DYY); второй — псевдокиназ-ный домен (JH2), осуществляющий регуляторные в отношении ки-назной активности функции. Всего в молекуле Janus 7 доменов, 5из которых используются для обеспечения связывания с лигандами.

Известно 4 члена этого семейства, близких по структуре:2. Их молекулярная масса составляетJKA+JlUJ р

от НО 000 до 140 000. Эти киназы в клетке ассоциированы сразными цепями рецепторов для цитокинов. После связыва-ния рецептора с цитокином киназы Janus фосфорилируютвнутриклеточные участки цепей рецепторов по остатку тиро-зина, после чего к этим участкам через 8Н2-домен могутприсоединяться молекулы из семейства STAT (signaltransducers and activators of transcription) — проводники сиг-налов и активаторы транскрипции. Затем те же киназы Janusфосфорилируют молекулы STAT по остатку тирозина. Фосфо-рилированные STAT отделяются от внутриклеточных цепей

188

рецептора для цитокина, димеризуются (гомо- или гетеро-)и в виде димера физически перемещаются в ядро, где всту-пают в связь с ДНК и активируют транскрипцию. В ДНКдимеры STAT находят полупалиндромные последовательнос-ти нуклеотидов TTNJ6AA и «садятся» на них «верхом». Длятого чтобы началась транскрипция с ДНК, необходимо уча-стие еще так называемых коактиваторных протеинов, которы-ми могут быть, например, рецепторы для глюкокортикоидов,протеины N-Myc, СВР/рЗОО и др. Показано, что онкопроте-ин аденовирусов Е1А способен блокировать функции STAT1(пример механизма повреждения иммунных функций при аде-новирусных инфекциях).

Описано 7 молекул STATj_l, _22_3J_4? 5a, 5в, _61_Их_М°ле-кулярная масса составляетот 2ЯГ 000 до ТТЗ~ТНУб7 N-концевыедомены молекул STAT используются для их димеризации.Существуют также спиральный домен, центральный ДНК-свя-зывающий домен, 8Н2-домен и С-концевой домен (он обес-печивает собственно активацию транскрипции с ДНК). В мо-лекулах STAT существуют консервативные остатки тирозина.Их фосфорилирование необходимо для димеризации. С-кон-цевой домен фосфорилируется по остатку серина. Ниже приописании отдельных цитокинов мы приведем ряд известныхэкспериментальных данных о молекулярных механизмах про-ведения сигналов от конкретных рецепторов для цитокинов.

7.3.3.3. Биологические свойства пар цитокин — ν- 'клетка-мишень

Приведем краткую феноменологическую харакеристику наибо-лее изученных цитокинов, но еще раз подчеркнем, что био-логический эффект не является свойством цитокина, а опре-деляется характером дифференцировки клетки-мишени —носителя рецептора для данного цитокина. Напомним, что се-мейством называют гомологичные по структуре молекулы,синтезируемые с гомологичных по составу генов, которыекогда-то произошли путем дупликаций одного предковогогена и дивергировали в эволюции в той или иной мере.

Семейство цитокинов — гематопоэтинов. Общность их струк-туры состоит в том, что полипептид формирует 4 спираль-ных домена.

Е р о ( э р и т р о п о э т и н ) : в молекуле 165 аминокислот-ных остатков, мономер. Рецептор — EpoR. Клетки-продуцен-ты — клетки почки и гепатоциты. Биологический эффект:стимуляция эритропоэза. Нокаут гена Еро или гена рецепто-ра для него приводит к гибели ^)дгаыизма_а. эмбриональномпериоде. - ""

И н т е р л е й к и н - 2 ( I L - 2 ) : в молекуле 133 аминокис-лотных остатка, мономер. Рецепторы:/СО25 ^а-цепь), CD122

{- •-""-• 189

(/3-цепь) и CD132 (у-цепь). α-Цепь связывает лиганд, β- иу-цепи обеспечивают проведение сигнала. β-Цепь в клетке ас-социирована с киназой Jakl, у-цепь —-^ килазой Jak3.

"^Зепь_общая у рецепторов^ для IL-2+jLJ^JljiJ^iy людейс деструктивной т^уТЕциёй в гене у-цепи или в гене киназыJak3 имеется тяжелый комбинированный иммунодефицит сполным отсутствием Т-лимфоцитов и NK и с дефектамиВ-лимфоцитов. Анализ нокаута соответствующих генов у мы-шей показывает, что главный компонент в патогенезе имму-нодефицита в данном случае — отсутствие сигналов от IL-7.Клетки — продуценты IL-2: активированные Т-лимфоциты(субпопуляция ТЫ). В проведении сигнала от IL-2 участвуютмолекулы STAT5a, 5b, 3 и 1. Они связываются с фосфорили-рованным остатком тирозина в jS-цепи рецептора. МолекулаSTAT5 образует не только гомодимеры, но и гетеродимеры,в том числе с рецепторами для глюкокортикоидов. Такимобразом, глюкокортикоиды на этом этапе развития иммунно-го ответа способны вызывать трансактивирующий эффект (ане иммуносупрессорный). Нокаут гена STAT5 приводит ктому, что '/3 животных умирает перинатально от невыяснен-ных пока причин, выжившие особи сильно отстают в росте,самки бесплодны и с дефектом развития молочных желез, от-сутствуют NK, нарушена пролиферация лимфоцитов. Нокаутгена STAT3 приводит к ранней эмбриональной летальности(на 6-е сутки развития). STAT3 участвует в проведении сигна-лов, кроме как от IL-2, еще от IL-6 и 10. Известен и альтер-нативный путь проведения сигнала от рецептора для IL-2 —через β-цепь и фосфатидилинозитол-3-киназу, которая ассо-циирована с Jakl и индуцирует синтез антиапоптозных про-

PJLJ^U^Lii_SbJLКонкретные гены^которые активируются сигналом от IL-2,

неизвестны, кроме гена α-цепи рецептора для самого IL-2(CD25). Основные биологические эффекты от сигнала IL-2 —стимуляция пролиферации Т- и NK-клеток. Нокаут гена IL-2приводит к резкому снижению пролиферации Т-лимфоцитови досрочному апоптозу Т-лимфоцитов. Нока^т_гена IL^TRa^приводит к недоразвитию Т^шмфоцитов.'Т1окаут r_ejfJa~TL-2R./?приводит_к__2азвитию аутоиммунных процесбовТ^авйсящих от_Т ^ й Щ Т П Н " г е н а " у егШТт]шшдит~к развитию тя-

ф (^ у

жёлого комбинированного иммунодефицита (за счет отсут-ствия сигналов от IL-7, рецептор для которого имеет ту жеу-цепь).

И н т е р л е й к и н - 3 ( I L - 3 ) , мультиколониестимулирую-щий фактор, костимулятор пролиферации и дифференциров-ки всех ранних ростков гемопоэза. В молекуле 133 аминокис-лотных остатка, мономер. Рецептор — CD123 (β-цепь). Клет-ки-продуценты: Т-лимфоциты, эпителиальные клетки стромытимуса. Нокаут гена IL-3 приводит к нечувствительности тка-

190

ни костного мозга к воздействиям GM-CSF и IL-5. На кле-точном уровне нарушено развитие эозинофилов.

И н т е р л е й к и н - 4 ( I L - 4 ) : в молекуле 129 аминокис-лотных остатков, мономер. Рецепторы: CD124 (а-цепь),CD132 (общая у-цепь). Клетки-продуценты: Т-лимфоциты с

, yCRof^/CD4-/CD8- (NK-T), Th2, тучные клетки. «-Цепь ре-цептора-*~ас"социирована с киназой Jakl, у-цепь — с Jak3.IL-4 способен также связываться с α-цепью рецептора дляIL-13. Внутри клетки рецепторы для IL-4 активируют главнымобразом молекулы STAT6. Молекулы STAT6 и Вс1-6 обладаютсродством к одним и тем же последовательностям в ДНК(ΤΤΝ6ΑΑ), но Вс1-6 ингибирует, a STAT6 активирует транс-крипцию. Биологические эффекты: иммунное отклонениедифференцировки CD4+ Т-лимфоцитов в сторону Th2, акти-вация В-лимфоцитов, переключение синтеза класса иммуно-глобулинов на Ε (STAT6 индуцирует ε-промотор). В макрофа-гах STAT6 индуцирует биосинтез антагониста рецептора для ,IL-1 (это единственный известный для сигнала от IL-4 про-1тивовоспалительный эффект). Нокаут гена IL-4 или гена ре-[цептора, а также гена ЗТАТб^щшвшшзко^ратшю Th2,^,снижению биосинтеза IgE. Нокаут генаВсПГпривсдат~к~ги-пертрофии Th2 и патологическому преобладанию Тп2-зависи-мых процессов иммунного воспаления.

И н т е р л е й к и н - 5 ( I L - 5 ) : в молекуле 115 аминокислот-ных остатка, гомодимер. Рецептор — CD125 (β-цепь). Клетки-продуценты: субпопуляция Th2 и тучные клетки. Биологичес-кие эффекты: дифференцировка и активация эозинофилов.Нокаут гена IL-5 приводит к снижению уровня эозинофилов,снижению биосинтеза IgE и IgGl, а также биосинтеза IL-9и 10.

И н т е р л е й к и н - 6 ( I L - 6 ) : в молекуле 184 аминокис-лотных остатка, мономер. Рецепторы: CD126 («-цепь), CD130.Клетки-продуценты: Т-лимфоциты, макрофаги, клетки эндо-телия. Биологические эффекты: локально стимулирует проли-ферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов. Системныеэффекты: стимуляция продукции печенью белков остройфазы, индукция лихорадки. Поддерживает рост клеток линииES («эмбриональные стволовые клетки»). Нокаут гена IL-6приводит к ингибиции системных реакций острой фазы, атакже снижению биосинтеза IgA.

И н т е р л е й к и н - 7 ( I L - 7 ) : в молекуле 152 аминокис-лотных остатка, мономер. Рецепторы: CD127, CD132 (общаяу-цепь). Клетки-продуценты — строма костного мозга. Под-держивает пролиферацию пре-В- и пре-Т-лимфоцитов. Нока-ут гена IL-7 приводит к существенному повреждению проли-ферации ранних лимфоидных клеток-предшественников иразвитию синдрома тяжелого комбинированного иммунодефи-цита (SCID).

191

И н т е р л е й к и н - 9 ( I L - 9 ) : в молекуле 125 аминокислот-ных остатков, мономер. Рецептор — IL-9R (общая у-цепьCD 132). Клетки-продуценты — Th2-лимфоциты. Биологичес-кий эффект — усиление активности тучных клеток.

И н т е р л е й к и н - 1 1 ( IL-11) : в молекуле 178 аминокис-лотных остатков, мономер. Рецептор — CD130. Клетки-проду-центы — фибробласты стромы костного мозга и лимфоидныхорганов. Биологические эффекты: синергичное поддержаниегемопоэза с IL-3 и IL-4. Поддерживает рост клеток линии ES.

И н т е р л е й к и н - 1 3 ( I L - 1 3 ) (P600): в молекуле 132аминокислотных остатка, мономер. Рецепторы: IL-13R (общаяу-цепь CD132), вероятно включает еще и молекулу CD24.Клетки-продуценты — Th2. Биологические эффекты: аналогIL-4 — сдвигает иммунное отклонение в пользу Th2, способ-ствует переключению биосинтеза иммуноглобулинов на IgE;ингибирует продукцию провоспалительных цитокинов макро-фагами; ингибирует дифференцировку ТЫ; поддерживает про-лиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов.

И н т е р л е й к и н - 1 5 ( I L - 1 5 ): в молекуле 114 аминокис-лотных остатков, мономер. Рецепторы: IL-15R (CD122),CD 132 — общая у-цепь. Клетки-продуценты — Т-лимфоциты.Биологические эффекты: стимулирует пролиферацию Т-лим-фоцитов и NK подобно IL-2; стимулирует пролиферациюэпителия кишки (энтероцитов). Нарушение проведения сигна-ла с рецептора для IL-15 приводит к тому, что в организмеотсутствуют NK.

Г р а н у л о ц и т - к о л о н и е с т и м у л и р у ю щ и й ф а к т о р(G-CSF): мономер. Рецептор — G-CSFR. Клетки-продуценты:фибробласты, моноциты. Биологический эффект — поддержи-вает развитие нейтрофилов в костном мозге. При генетичес-ком нокауте — дефекты миелопоэза, нейтропения.

Г р а н у л о ц и т - м о н о ц и т - к о л о н и е с т и м у л и р у ю -щ и й ф а к т о р (GM-CSF): в молекуле 127 аминокислотныхостатков, мономер. Рецептор — CD116 (β-цепь). Клетки-про-дуценты: макрофаги, Т-лимфоциты. Биологические эффекты:поддерживает пролиферацию и дифференцировку ростковмиелопоэза и моноцитопоэза в костном мозге. При нокаутегена развивается легочный альвеолярный протеинозис.

О н к о с т а т и н Μ (О S Μ ): в молекуле 196 аминокислот-ных остатков, мономер. Рецептор — CD 130. Клетки-продуцен-ты: Т-лимфоциты, макрофаги. Биологические эффекты: сти-мулирует пролиферацию клеток саркомы Капоши (Kaposi'ssarcoma), но ингибирует пролиферацию клеток меланомы.Поддерживает рост клеток линии ES («эмбриональные ство-ловые клетки»).

Л е й к о з - и н г и б и р у ю щ и й ф а к т о р ( L I F ) : в моле-куле 179 аминокислотных остатков, мономер. Рецепторы:LIFR, CD 130. Клетки-продуценты — фибробласты стромы

192

костного мозга. Поддерживает рост клеток линии ES. Нокаутгена LIFR приводит к смерти животного при рождении иливскоре после него, при этом наблюдают острое истощениепула стволовых кроветворных клеток.

Семейство интерферонов (IFN). Известно 3 типа интерфе-ронов: IFN-α, IFN-β, IFN-y. Интерфероны были открытыкак продукты инфицированных вирусами клеток млекопита-ющих, обладающие противовирусным действием. Interferewith — мешать (репликации вирусов). Хотя интерфероны (всетри типа) имеют одно родовое название, между ними естьсущественные различия по ряду признаков.

IFN-y — единственный, который называют еще иммунныминтерфероном, так как именно и только его продуцируютиммунные Т-лимфоциты — субпопуляции ТЫ, CD8+ ЦТЛ иNK. IFN-y, продукт единственного структурного гена, поли-пептид из 143 остатков аминокислот, мономер. Рецептор дляIFN-y, мембранная молекула CD 119, состоит из а- и β-це-пей. Внутри клетки а-цепь ассоциирована с Jakl, /?-цепь —с Jak2. Jakl фосфорилирует тирозин-440 в участке с последо-вательностью YDKPH, после чего фосфотирозин связываетSTAT1, в молекуле которого Jakl фосфорилирует тирозин-701и серин-727. Мыши с нокаутом гена STAT1 не отвечают наIFN-y. Описаны люди с мутациями в генах обеих цепей ре-цептора для IFN-y, клинически у них наблюдается иммуно-дефицит со снижением резистентности к внутриклеточнымбактериальным инфекциям. IFN-y индуцирует также экспрес-сию супрессорной молекулы SOCS-1. У мышей с нокаутомгена SOCS-1 наблюдают хроническую активацию STAT1, за-держку роста, анемию, лимфопению, повышенный апоптозлимфоцитов и летальный исход через несколько недель пос-ле рождения.

Главные биологические эффекты IFN-y следующие:

• является самым сильным активатором макрофагов.Именно посредством цитокина IFN-y, ТЫ, ЦТЛ и NK«нанимают» макрофаги для выполнения деструктивныхфункций в отношении тканей, поврежденных антигеномв очаге воспаления. В деструкцию вовлекаются и приле-гающие клетки окружающих тканей. Активированныемакрофаги выделяют кислородные радикалы, радикалокиси азота, гидролитические ферменты, которые, пы-таясь разрушить патоген, травмируют и собственныеклетки. Очаги «ТЫ — макрофаг»-опосредованного вос-паления в коже и есть то, что называют историческиоставшимся в употреблении термином «гиперчувстви-*тельность замедленного типа» (ГЗТ). Мы подробнее опи-шем ГЗТ в разделе об эффекторных механизмах иммун-ного ответа;

7 - 544 193

• активирует также NK к осуществлению ими цитолизаклеток-мишеней;

• индуцирует экспрессию на клетках белков MHC-I иМНС-П, тем самым способствуя представлению анти-генов (в том числе и вирусных) для Т-лимфоцитов,следовательно, способствуя прогрессивному развитиюпротивовирусного иммунного ответа;

• IFN-y, продуцируемый CD8+ ЦТЛ, вносит свой вкладв противовирусное действие ЦТЛ;

• является локальным кофактором в направлении диффе-ренцировки CD4+ ThO-клеток в ТЫ;

• участвует в переключении биосинтеза изотипов имму-ноглобулинов.

При нокауте гена IFN-y или рецептора для него наблюда-сниженную резистентность организма к бактериальным-

инфекциям, особенно микобактериальным, а также к неко-ЩшмЩ]зусам.

" Известно, что IFN-y индуцирует по крайней мере такиегены, как гены интерферонов а и β, хемокина RANTES,молекулы адгезии ICAM-1, NO-синтазы (iNOS), MHC-I,МНС-П, Fas, FasL и каспаз. Внутри клетки сигнал от рецеп-тора для IFN-y проводят молекулы STAT1. В некоторых опу-холевых клетках не находят молекул STAT1. Нокаут генаSTAT1 и особенно двойной нокаут генов STATl/p53 приво-дят к бурному развитию у мышей спонтаннвгх опухолей. Этонаблюдается и при нокауте генов цепей рецептора для IFN-y.Есть экспериментальные наблюдения, показывающие, что

' IFN-y "блокирует процессы ангиогенеза в опухолевой ткани.I F N - α — это семейство из :20 близкородственных поли-

пептидов, состоящих из 166 аминокислотных остатков (мол.масса 18 000), мономеры. Рецептор для них один — CD 118.IFN-α продуцируют лейкоциты, поэтому его(их) еще назы-вают лейкоцитарным интерфероном.

I F Ν -β продуцируют фибробласты, поэтому его называютфибробластным интерфероном. IFN-β — продукт одного гена,также состоит из 166 остатков аминокислот, мономер. Рецеп-тор - CD118.

Биологические свойства IFN-α и β, насколько они изве-стны, одинаковы, поэтому мы опишем их вместе. По сово-купности эти интерфероны проявляют противовирусное дей-ствие и усиливают экспрессию молекул MHC-I.

Естественным индуктором биосинтеза IFN-α и β являют-ся двуспиральные РНК, которых в норме не бывает в эукари-отических клетках, но которые являются характерным продук-том в жизненном цикле многих вирусов.

При нокауте гена IFN-α наблюдают снижение противо-вирусной резистентности организма.

194

Рецептор для IFN-α и β, как и все рецепторы для цито-кинов, связан внутри клетки с тирозинкиназами семействаJanus, которые фосфорилируют и тем самым активируют бел-ки STAT (это активаторы транскрипции с определенных ге-нов). IFN-α и β индуцируют транскрипцию с генов, продук-ты которых способны подавлять репликацию вирусов и редуп-ликацию собственной ДНК клетки и, следовательно, проли-ферацию клеток. На этом основано применение интерферо-нов при онкологических заболеваниях в тех случаях, когда наопухолевых клетках экспрессированы рецепторы для интерфе-ронов.

Один из известных антипролиферативных механизмов дей-ствия интерферонов заключается в индукции ими синтезаособого фермента — олигоаденилатсинтетазы, которая поли-меризует АТФ в 2'-5'-олигомеры, тогда как в нормальныхприродных нуклеиновых кислотах нуклеотиды связаны по3'-5'-позициям. Аномальные 2'-5'-олигонуклеотиды активируютэндорибонуклеазы, которые расщепляют РНК, в том числевирусную. Еще один известный белок, индуцируемый IFN-αи β — серин/треонинкиназа (Р1). Эта киназа избирательно фос-форилирует и тем самым инактивирует некий фактор eIF-2,инициирующий синтез белков в эукариотических клетках, врезультате чего тормозится трансляция белков, что препят-ствует в том числе и репликации вирусов в клетке.

IFN-α и β индуцируют экспрессию молекул MHC-I (ноне МНС-П в отличие от IFN-y), а также протеинов ТАР(транспортеров пептидов-антигенов) и компонентов протеа-сом Lmp2 и 7, что способствует распознаванию вирусинфи-цированных клеток CD8+ Τ-лимфоцитами (ЦТЛ). IFN-α и βактивируют ΝΚ к лизису вирусинфицированных клеток. По-вышение экспрессии MHC-I на неинфицированных клеткахспособствует их защите от киллерной атаки ΝΚ.

«Бессемейственные» цитокины. Т р а н с ф о р м и р у ю щ и йф а к т о р р о с т а-β ( T G F - β — transforming grows factor-β): вмолекуле 112 аминокислотных остатков, гомо- или гетеро-тример. Клетки-продуценты: хондроциты, активированные мо-ноциты, активированные Т-лимфоциты. Открыт в экспери-ментальной тест-системе культивирования клеток in vitro какпродукт опухолевых клеток, способствующий выживанию invitro неопухолевых клеток — фибробластов. Второй фактор изопухолевых клеток — T G F - α — способствует пролиферацииin vitro исходно неопухолевых клеток. TGF-β — семейство изнескольких близкородственных молекул (и соответственногенов): TGF-β 1, β2 и β3 и др. Т-лимфоциты и моноциты син-тезируют главным образом TGF-β 1. Вероятно, в клетках мо-жет в каком-то количестве депонироваться биологически не-активный предшественник TGF-β, который активируетсяпротеазами.

7* 1 9 5

Биологические эффекты TGF-β различны при действии наразные клетки-мишени. TGF-β индуцирует синтез белковмежклеточного матрикса — коллагенов, индуцирует на клет-ках экспрессию рецепторов для межклеточного матрикса (темсамым он, вероятно, и способствует выживанию клеток вкультуре in vitro). In vivo TGF-β способствует росту кровенос-ных сосудов (ангиогенезу) при регенерации и репарации тка-ней. Его воздействия на лимфоциты и моноциты противопо-ложны: TGF-β является самым сильным ингибитором проли-ферации лимфоцитов, ингибирует функциональное созрева-ние ЦТЛ, ингибирует активацию макрофагов и полиморфно-ядерных лейкоцитов, ингибирует активацию эндотелия дру-гими цитокинами провоспалительной «направленности», т.е.TGF-β 1 — иммуносупрессор. Нокаут гена TGF-βΙ приводитк летальным воспалительным процессам.

И н т е р л е й к и н - 1 a ( I L - l a ) : в молекуле 159 амино-кислотных остатков, мономер. Рецепторы: CD121a, CD121b.Клетки-продуценты: макрофаги, эпителий покровных тканей.Биологические эффекты: локальные — активация Т-лимфоци-тов и макрофагов; системные — лихорадка и другие симпто-мы септического шока.

И н т е р л е й к и н - ΐ β ( I L -1 Jβ): в молекуле 153 аминокис-лотных остатка, мономер. Рецепторы: CD121a, CD121b.

Структурная гомология между IL-lix и IL-Ιβ составляетменее 30 %, но у них не только общий рецептор и, следова-тельно, известные на сегодня биологические эффекты, но иклетки-продуценты. Однако IL-la преимущественно находит-ся в клетке, причем будучи синтезированной в цитоплазме,молекула мигрирует в ядро клетки. IL-Ιβ в основном секре-тируется клеткой во вне. Обе формы IL-1 синтезируются ввиде белка-предшественника с молекулярной массой 33 000,который расщепляется до активной дефинитивной формы(мол. масса 17 000) под действием особой протеазы, экспрес-сированной в макрофагах и названной IL-1-конвертирующимферментом. IL-la проявляет биологическую активность и ввиде предшественника с молекулярной массой 33 000.

Нокаут гена IL-Ιβ обусловливает невозможность развитияреакций острой фазы.

И н т е р л е й к и н - 1 - р е ц е п т о р - а н т а г о н и с т ( I L -1 R А) — единственный известный на сегодня естественныйцитокин-антагонист: он связывается с одним из рецепторовдля IL-1 — С121а, но не вызывает активационных эффектовв клетке-мишени. Его синтезируют макрофаги, моноциты,нейтрофилы, гепатоциты.

И н т е р л е й к и н - 1 0 ( I L - 1 0 ) (ингибитор синтеза цито-кинов F): в молекуле 160 аминокислотных остатков, гомоди-мер. Клетки-продуценты: Th2, макрофаги и В-лимфоциты,инфицированные вирусом Эпштейна—Барр (один из вирусных

196

генов кодирует белок, гомологичный IL-10). Он являетсясильным ингибитором активности макрофагов, в том числеи их функционирования в роли антигенпредставляющих кле-ток и, следовательно, IL-10 ингибирует Т-лимфоцитарныереакции. Но при этом, по-видимому, тот же IL-10 стимули-рует дифференцировку В-лимфоцитов в направлении пере-ключения синтеза изотипа иммуноглобулинов на G4 у чело-века (аналога IgGl у мыши). Нокаут (knock-out) гена IL-10или рецептора для него приводит к развитию у животных тя-жел огоэнтеЕоколргга^^анемиии задержке роста. "' ~ '— И " н т е р л е й к и н - 1 2 ( I L - i Z ) — гетеродимер: одна цепьсостоит из 197 остатков аминокислот, вторая — из 306. Клет-ки-продуценты: макрофаги, В-лимфоциты. Рецептор состоитиз двух субъединиц — β, и βτ Субъединица β1 ассоциированав клетке с Jak2, β2 — с Tyk2. β,,-Цепь экспрессирована в ТЫ,но отсутствует в Th2. В клетке сигнал от IL-12 проводитSTAT4, который связывается с фосфорилированным остаткомтирозина в участке LPSNID /?2-цепи. Нокаут гена STAT4 при-водит к дефекту развития ТЫ. Но двойной нокаут STAT4/STAT6 приводит к тому, что у мыши ТЫ все-таки есть, ноотсутствуют Th2.

Именно субъединица β2 имеет решающее значение дляпроведения сигнала внутрь CD4+ ThO-лимфоцита для програм-мирования дифференцировки ThO в направлении ТЫ. Сигналс рецептора для IL-12 стимулирует экспрессию генов IFN-y,а также рецептора для IL-18 и $2~цепи рецептора для самогоIL-12. Соответственно, главная биологическая активность сиг-нала от IL-12 — направлять дифференцировку CD4+ ThO-лим-фоцитов в сторону ТЫ. Кроме того, IL-12 — сильный стиму-лятор функций NK. IL-12 стимулирует функциональное созре-вание CD8+ ЦТЛ, т.е. IL-12 — весьма значимый регуляторэффекторных этапов развития иммунного ответа. Нокаут генаIL-12 приводит к развитию дефицита продукции IFN-y ворганизме и дефициту ТЫ. Описан ребенок с гомозиготнойделецией генов /?2-цепи рецептора для IL-12. Клинически унего наблюдали тяжело текущие внутриклеточные бактериаль-ные инфекции.

- " Й н т е р л е й к и н - 1 6 ( I L - 1 6 ) : в молекуле 130 амино-кислотных остатков, гомотетрамер. Рецептор — CD4. Клетки-продуценты: Т-лимфоциты, тучные клетки, эозинофилы. Био-логические эффекты: хемоаттрактант для CD4+ Т-лимфоци-тов, моноцитов и эозинофилов; защищает от апоптоза Т-лим-фоциты, стимулированные IL-2.

И н т е р л е й к и н - 1 7 ( I L - 1 7 ) (он же mCTLA-8): в мо-лекуле 150 аминокислотных остатков, мономер. Клетки-про-дуценты — CD4+ Т-лимфоциты памяти. Биологический эф-фект — индуцирует продукцию цитокинов клетками эпите-лия, эндотелия и фибробластами.

197

Интерлейкин-18 (IL-18) (он же IGIF — interferon-уinducing factor): в молекуле 157 остатков аминокислот, моно-мер. Рецептор — IL-lRrp (IL-1R related protein — протеин,гомологичный рецептору для IL-1). Клетки-продуценты: ак-тивированные макрофаги, в том числе купферовские клеткипечени. Биологические эффекты: индуцирует продукцию IFN-yТ-лимфоцитами и NK, способствует дифференцировке ТЫ.

М и г р а ц и ю и н г и б и р у ю щ и й ф а к т о р (МIF): вмолекуле 115 аминокислотных остатков, мономер. Клетки-про-дуценты: Т-лимфоциты, клетки гипофиза. Биологические эф-фекты: ингибирует миграцию моноцитов, «высаживая» их ввиде тканевых макрофагов, активирует макрофаги.

Семейство молекул TNF. Это семейство включает в себя покрайней мере 8 известных членов, из которых два — секре-тируемые цитокины (TNF-α, LT), а остальные — молекулыклеточной мембраны. Для молекул этого семейства характер-на гомотримерная структура. Приведем характеристику ихсвойств (табл. 7.9).

Фактор некроза о п у х о л е й - « : в молекуле 157 ами-нокислотных остатков, тример. Рецепторы: TNFR-I (CD120a,р55), TNFR-II (CD120b, p75). Клетки-продуценты: активиро-ванные макрофаги, активированные нейтрофилы, NK и туч-ные клетки.

Локальные эффекты TNF-α создают очаг местного воспа-ления в барьерных тканях при внедрении в них патогена:поверхность эндотелия активируется таким образом, что ини-циирует свертывание крови в сосудах микроциркуляции, за-купоривая их. Это является попыткой «не пустить» патоген всистемную циркуляцию. Локальный отек способствует дрена-жу патогена в регионарные лимфатические узлы, где в нор-ме есть все условия для развития лимфоцитарного иммунно-го ответа. Насколько существен TNF-α для общеорганизмен-ного контроля инфекции, показывают эксперименты. Еслиздоровому животному вводят внутрикожно определенную дозубактерий, то процесс ограничивается локальным воспалени-ем в месте введения. Если ту же дозу бактерий вводят послеинъекции антител к TNF-α, то у животного развиваетсясмертельный сепсис.

Системные эффекты TNF-α наступают при септическомзаражении крови, когда доза микробных «раздражителей»настолько велика, что активирует огромную массу тканевыхмакрофагов во всем теле (в первую очередь в печени), имакрофаги выбрасывают значительные количества TNF-α вкровь. Если животному при этом ввести достаточное количе-ство антител, нейтрализующих TNF-α, то симптомы септи-ческого шока удастся отменить (но не инфекционный про-цесс, который все равно закончится летальным исходом). Та-ким образом, именно TNF-α в первую очередь и индуциро-

198

Т а б л и ц а 7.9,

Член семействаTNF

актеристика молекул семейства

Число остатковаминокислот в

молекуле, молекулярная форма

TNF- а (кахектин)

Лимфотоксин(LTa, TNF-β)секретируемый

Трансмембраннаяформа — LT-β

CD40L(СБ40-лиганд)

Клетки-продуценты Рецепта) Основныебиологические

эффекты

Результат нокаутагена цитокияаили рецептора

для него

157, тример

171, тример

Образует тримерс LTa

Трансмембран-ный тример

Макрофаги, NK, | CD120a (p55)Т-лимфоциты,нейтрофилы

Т- и В-лимфоциты

То же

Т-лимфоциты,тучные клетки

TNFR-I, CD120b(р75) - TNFR-II

TNFR-I,TNFR-II

LT-/3R

CD40

Локальное воспа-ление, активацияэндотелия, сис-темная остраяфаза

Апоптоз клеток-мишеней, актива-ция эндотелия

Необходим дляразвития лимфатических узлов

Активация В-лим-фоцитов и перек-лючение классов

TNFR: резистент-ность к септичес-кому шоку, чув-ствительность кинфекции Listeria

LT: отсутствиелимфатических уз-лов, антитела толь-класса М, сниже-ние уровня имму-ноглобулинов

Дефекты развитиялимфатических узлов, селезенки,пейеровых бляшек

CD40L: нет пере-ключения синтезаклассов Ig, низ-кий гуморальныйответ, гипер-IgM-синдром, нетТ-клеток памяти

Продолжение таблицы

Член семействаTNF

FasL (Fas-лиганд)

CD27L(СО27-лиганд)

CD30L(СОЗО-лиганд)

4-1BBL(4-1ВВ-лиганд)

Число остатковаминокислот в

молекуле, молеку-лярная форма

Трансмембран-ный тример

То же

» »

» »

Клетки -продуценты

Т-клетки, строманекоторыхорганов (?)

Лимфоциты

»

»

Рецептор

Fas (CD95)

CD27

CD30

4-1ВВ

Основныебиологические

эффекты

Апоптоз клеток-мишеней, Са2+-независимая ци-тотоксичность

Стимуляция про-лиферацииТ-лимфоцитов

Стимуляция про-лиферации Т- иВ-клеток

КостимуляцияТ- и В-лимфо-цитов

Результат нокаутагена цитокинаили рецептора

для него

FasL или Fas:лимфопролифера-тивные и аутоим-мунные процессы

9•

CD30: увеличениеразмеров тимуса

•

ванные им цитокины IL-1 и 6 ответственны за развитие ха-рактерных симптомов септического шока (лихорадка, коллапс,ДВС-синдром и др.).

Системные эффекты TNF-α при септическом шоке илииных тяжелых генерализованных патологических процессахследующие:

® системная вазодилатация, следовательно, падение кро-вяного давления (коллапс);

β повышение проницаемости сосудов, экстравазация плаз-мы из сосудов в ткани (отеки);

β диссеминированное внутрисосудистое свертывание кро-ви (ДВС-синдром), как следствие — массированная по-теря факторов коагуляции и, следовательно, повышен-ная кровопотеря при травматизации тканей;

β развитие органной недостаточности почек, печени, сер-дца и легких в результате нарушения их перфузии;

• TNF-α, прямо действует на клетки гипоталамуса, ин-дуцируя высокую лихорадку;

• концентрация глюкозы в крови падает до уровней, не-совместимых с нормальным метаболизмом в мозге;

« TNF-oi, действует на эндотелий костного мозга такимобразом, что «заставляет» его выбросить в циркуляциюимеющиеся запасы нейтрофилов. Если процесс развива-ется подостро и есть время для наблюдения за организ-мом, то через несколько дней можно зарегистрироватьпризнаки угнетения кроветворения. При подостром раз-витии процесса можно также зарегистрировать существен-ную потерю массы тела (раннее название TNF-α, — ка-хектин) в результате повышенного и несбалансирован-ного катаболизма жиров и белков в жировой и мышеч-ной тканях.

В совокупности названные острые патологические процес-сы приводят к высокой летальности в случаях септическогошока (TNF-α при столь «серьезном» внедрении патогенов вовнутреннюю среду, которое бывает при септическом шоке,выполняет роль «индуктора апоптоза» на уровне организма вцелом).

TNF-α индуцирует биосинтез и секрецию в циркуляциютеми же макрофагами еще двух цитокинов — IL-1 и 6, кото-рые помогают TNF-α «организовать» индукцию биосинтезабелков острой фазы в печени: СРП (С-реактивного протеинаиз семейства пентраксинов), МСЛ [маннансвязывающего лек-тина из семейства коллектинов (collectins)], фибриногена и (умыши) сывороточного амилоида. Функции белков остройфазы (в общем это связывание бактерий, опсонизация их дляпоглощения фагоцитами и активация системы комплемента)описаны в главе 3. Белки острой фазы вырабатываются пече-

201

нью гораздо раньше, чем может состояться лимфоцитарныйиммунный ответ и выработаются специфические антитела.Белки острой фазы «пытаются» связать и элиминировать мик-роорганизмы уже в первые 2 сут после заражения. Антителамогут появиться только спустя почти неделю, если организмдо тех пор сможет выжить. Так эволюционно новый и про-грессивный лимфоцитарный иммунитет не заменил собой до-иммунные механизмы резистентности, но только «присоеди-нился» к ним со своими новыми возможностями в общемделе защиты организма от инфекций.

7.3.4. Взаимодействие Т- и В-лимфоцитов

Отдельные факты Т—В-взаимодействия мы уже описали, те-перь мы их суммируем.

В-лимфоциты — профессиональные антигенпредставляю-щие клетки для Т-лимфоцитов. В-лимфоциты своим иммуно-глобулиновым рецептором связывают антиген, поглощают егоэндоцитозом, подвергают внутри себя процессингу и экспо-нируют на поверхность пептидные фрагменты (если антигенкак целое был белком) в составе комплексов с молекуламиМНС-П и MHC-I. Чтобы вступить в контакт с Т-лимфоци-том, В-лимфоцит, нагруженный антигеном, должен мигри-ровать в Т-зависимые зоны периферических лимфоидных ор-ганов (паракортикальную зону.лгол^атйтеского. узла, периар-терйол"ярную_ муфту селезенки.. и_ т.д.). Именно и только вТ-зависимых зонах периферической лимфоидной ткани проис-ходит Т—В-взаимодействие. Антигенраспознающие рецепторыВ- и Т-лимфоцита связывают разные эпитопы молекулы ан-тигена. В этом плане теоретически можно было бы ожидать,что функциональное взаимодействие может состояться и меж-ду В-клеткой, связавшей один антиген (как целое), и рядомоказавшимся Т-лимфоцитом, связавшим пептид, которыйпроизошел из другого антигена (как целого) и представлен-ный не этим В-лимфоцитом, а другой антигеипредставляю-щей клеткой. И действительно, при первичном иммунномответе, как мы уже разбирали, единственные эффективныеантйгенпредставляющие клетки для Т-лимфоцитов это денд-

- ритные клетки. Но синхронизированность Т- и В-ответа наантиген как целое (а это факт) указывает на то, что и в слу-чае активации Т-лимфоцита антигеном, представленным,например, дендритной клеткой, в иммунный ответ будут вов-лекаться рядом расположенные В-лимфоциты, которым тоже«найдется», что распознать в сложившемся микроокружении.Таким образом, возможны два варианта взаимодействия Т- иВ-лимфоцитов в одном микроокружении: при первом вариан-те TCR Т-лимфоцита свяжет антиген на поверхности В-лим-фоцита, как АПК, и, кроме того, установятся все необходи-

202

Т а б л и ц а 7.10. Τ—В-взаимодействие, при условии, что В-лимфоцитвыполняет роль антигеняредставляющеи клетки

МолекулыВ-лимфоцита

МембранныемолекулыПептид в комп-лексе с молеку-лами MHC-II/IMHC-II/I

В7.1 (CD80),В7.2 (CD86)CD40

CD30

4-1ВВ

Рецепторы дляцитокиновIL-2R

IL-4R

TGF-β R

IL-13R

IL-6R

Комплементарныемолекулы

Т-лимфоцита

МембранныемолекулыTCR

CD4 или CD8

CD28, позжеCTLA-4CD40L (лиганд)

CD30L (лиганд)

4-1BBL (лиганд)

СекретируемыецитокиныIL-2

IL-4

TGF-β

IL-13

IL-6

Последствия их взаимодействия

Активация Т-лимфоцита

То же

Активация, затем торможе-ние Т-лимфоцитаАктивация Т-лимфоцита, про-лиферация В-лимфоцита ивозможность переключенияклассов иммуноглобулинов вВ-лимфоцитеПролиферация Т- и В-лим-фоцитов

Костимуляция пролиферацииТ- и В-лимфоцитов

Пролиферация лимфоцитов

Пролиферация и дифферен-цировка В-лимфоцита: пере-ключение на IgEДифференцировка В-лимфо-цита: переключение на IgAДифференцировка В-лимфо-цита: переключение на IgEПролиферация и дифферен-цировка В-лимфоцита

мые и достаточные корецепторные взаимосвязи между Т- иВ-лимфоцитами (табл. 7.10).

При втором варианте В-лимфоцит распознает свой анти-ген, но недалеко окажется Т-лимфоцит, распознавший анти-ген на другой антигенпредставляющеи клетке и активирован-ный взаимодействием с другой антигенпредставляющеи клет-кой. В таком случае Т—В-взаимодействие может быть более«прохладным» и ограничиться взаимодействием цитокиновТ-лимфоцита с рецепторами для этих цитокинов на В-лим-фоците, а взаимодействие мембранных молекул между ними

203

может в какой-то мере наступать или не наступать (по край-ней мере в первичном иммунном ответе). Но при вторичномиммунном ответе обязательно происходит взаимодействиемембранной молекулы В-лимфоцита CD40 с мембранной мо-лекулой Т-лимфоцита CD40L (кроме Т-лимфоцитов, CD40Lобнаружен пока только на тучных клетках), так как без этоговзаимодействия, как показывает опыт, не происходит переклю-чение класса иммуноглобулинов с Μ на другие, а вторичныйответ В-2-лимфоцитов характеризуется обязательным переклю-чением класса иммуноглобулинов с Μ на G, А или Е.

Существенно также взаимодействие мембранной молекулыOX40L, экспрессированной на активированном В-лимфоци-те, с мембранной молекулой ОХ40 на CD4+ Т-лимфоците.Возможно, что это взаимодействие необходимо для диффе-ренцировки CD4+ ThO-лимфоцитов в направлении именноТп2 — главных партнеров В-лимфоцитов по антительному им-мунному ответу.

Для пролиферации клона В-лимфоцитов (или, как гово-рят, экспансии клона) перед тем, как начнется продуктив-ная антителопродукция, необходимо и достаточно двух воз-действий со стороны Т-лимфоцита на В-лимфоцит: CD40L •*->•CD40 и IL-4 <-» IL-4R. IL-4 из Т-лимфоцитов продуцируютТп2, поэтому именно эта субпопуляция CD4+ Т-лимфоцитовотвечает в большей мере, чем другие субпопуляции Т-лим-фоцитов, характеристике «классических» Т-хелперов (70-хгодов) для В-лимфоцитов. IL-5 и IL-6, продуцируемые темиже Тп2-клетками, продвигают дифференцировку размножив-шегося клона В-лимфоцитов в направлении плазматическихклеток.

Какие именно молекулы и взаимодействия и на какомточно этапе развития определяют формирование популяции

Т а б л и ц а 7.11. Отличие В-лимфоцитов памяти от плазмоцитов

Тип В-клеток

ИммунныйВ-лимфоцитпамяти (resting)Плазматичес-кая клетка

Свойства

стабильньк

поверх-ностные

Ig

Да

Нет

экспрес-сия мо-

лекулМНС-И

Да

Нет

интен-сивная

продук-ция Ig

Нет

Да

индуцируемые

способ-ность кпроли-ферации

Да

Нет

гипер-мутациив CDR

V-lg

Да

Нет

Способ-ность к

переклю-чению

изотипа

Да

Нет

204

лимфоцитов памяти, неизвестно. Известна только феномено-логия отличия иммунных В-лимфоцитов памяти от терми-нальной стадии дифференцировки иммунных В-лимфоцитов —плазмоцитов по ряду признаков (табл. 7.11).

Переключение класса иммуноглобулинов в дифференциру-ющемся в условиях развития иммунного ответа В-лимфоцитепроисходит под влиянием двух воздействий со стороныТ-лимфоцита: контакта мембранных молекул CD40L—CD40 итого или иного цитокина (табл. 7.12).

Таблица 7.12. Влияние цитокинов на переключение классовиммуноглобулинов и интенсивность их продукции (у мыши)

Цитокин

IL-4

IL-5

IL-6IFN-y

TGF-/3

Изотип Ig

Μ

Инги-бирует

Инги-бируетИнги-бирует

G3

Инги-бирует

Инду-цирует

Инг-ибирует

G1

Инду-цирует

Инги-бирует

G2a

Инги-бирует

Инду-цируетТо же

G2b

—

—

А

Усили-вает

продук-цию

То же

Инду-цирует

Ε

Инду-цирует

Инги-бирует

Примечание. «—» — отсутствие влияния.

7.4. Тимуснезависимые антигены

Опыт показывает, что в организме людей и животных с боль-шим дефицитом по Т-лимфоцитам тем не менее способныпродуцироваться антитела ко многим бактериям. Дело в том,что ряд бактериальных продуктов, а именно полисахариды,полимерные белки, Л ПС могут стимулировать неиммунныеВ-лимфоциты к пролиферации и продукции антител без уча-стия Т-лимфоцитов. Более того, вещества подобной химичес-кой природы и не могут быть процессированы до комплек-сов с молекулами MHC-I/II из-за своих химических свойстви, следовательно, не могут быть представлены «для» распоз-навания и распознаны Т-лимфоцитами (по крайней мере сTCRa/5). Такие вещества называют тимуснезависимыми анти-генами.

Есть и тимуснезависимые Т-лимфоциты — Туб, которыебыли открыты относительно недавно. Из-за их «внутриткане-вой» локализации (в циркулирующей крови таких лимфоци-тов очень мало) такие клетки гораздо труднее изучать экспе-

205

риментально. Туб как раз и «специализируются» на небелко-вых антигенах, которые эти Т-лимфоциты распознают безпроцессинга и представления классическими молекуламиМНС. Поэтому, вероятно, термином «тимуснезависимые ан-тигены» названы разные явления. На какую-то часть такихантигенов В-лимфоциты вырабатывают антитела во взаимо-действии с Ту δ -лимфоцитами, если это именно специфичныеантитела.

Однако некоторые вещества, которые называют тимусне-зависимыми антигенами 1-го класса или типа (ТН-1), индуци-руют поликлональную активацию В-лимфоцитов и продукциюполитональных иммуноглобулинов. Эти вещества еще называютВ-клеточными митогенами. Примером такого митогена явля-ется продукт из растения фитолакки американской — PWM(pokeweed mitogen), который широко используют в лаборатор-ных анализах.

Иммунный ответ В-лимфоцитов без участия Т-лцмфоци-тов характеризуется рядом свойств: антитела только класса^ Μ(нет переключения классов), нет иммунолошческой_дгамят1Г,нет «созревания» аффинности. Но у подобного ответа есть ипреимущество: он значимо развивается уже в первые.. .2 ,cyjпосле проникновения антигена и начинает защищать организмв ранние сроки инфекции, пока тимуезависимого ответа вэффекторной форме еще нет-

Тф р ф р щ у $ . д щ ; 1 я

Тимуснезависимые антигены 2-го класса или типа (ТН-2) —это полисахариды бактериальных стенок, содержащие многоповторяющихся структур. ТН-2 в о'тличие от ТН-1 способныактивировать только зрелые В-лимфоциты. В незрелых В-лим-фоцитах повторяющиеся антигенные эпитопы индуцируютанергию или апоптоз. Именно по ТН-2 «специализируются»преимущественно В-1 (СБ5+)-лимфоциты. Вероятно, приме-нительно именно к ТН-2-антигенам имеет место взаимодей-ствие В-1-лимфоцитов с Ту<5-лимфоцитами или/и Т-лимфо-цитами TCRoi^/CD4"/CD8" (дважды негативными). Обе этиразновидности Т-лимфоцитов связывают (распознают) поли-сахаридные антигены в комплексе с МНС-1-подобной моле-кулой CD1. Кстати, судя по данным педиатрической практи-ки, организм детей до 5 лет слабо отвечает на полисахарид-ные антигены. Это указывает на то, что несмотря на то, чтоВ-1-лимфоциты первыми появляются в эмбриогенезе, в пост-натальном периоде, становление их как дееспособной эффек-торной популяции лимфоцитов происходит только к5-летнему возрасту.

Полисахаридная капсула предохраняет имеющих ее бакте-рий от фагоцитоза макрофагами и нейтрофилами. Нераспоз-наваемы полисахаридные антигены и для «специализирую-щихся» по пептидам Ύαβ CD4+ или CD8+. Таким образом,найденный природой иммунный механизм «B-1/Ty5/T-CD4-

206

CD8"» жизненно важен для защиты от инкапсулированныхбактерий, к которым принадлежат пиогенные бактерии, пнев-мококки, сальмонеллы и такой грозный возбудитель, какHaemophilus influenzae В.

7.5. Дихотомия (иммунное отклонение) в дифференцировкеCD4+ ThO-лимфоцитов в процессе индукции иммунного ответа:развитие субпопуляций Till и Th2

В конце 80-х годов T.R.Mosmann и R.L.Coffman сформулиро-вали представление о том, что среди выделенных из перифе-рических лимфоидных тканей клеток можно идентифициро-вать два варианта CD4+ Т-лимфоцитов, различающихся в пер-вую очередь по набору продуцируемых ими цитокинов. Авто-ры назвали их Т-хелперами 1-го и 2-го типов и обозначилисоответственно Thl и Th2. Это представление получило назва-ние парадигмы Thl/Th2, а биологическое явление двух вари-антов дифференцировки CD4+ Т-лимфоцитов в процессе ин-дукции иммунного ответа в периферических лимфоидных тка-нях — дихотомией дифференцировки, или иммунным откло-нением (immune deviation) в развитии Т4-лимфоцитов. Занесколько лет в мире было проведено немало исследователь-ских работ (подавляющее большинство в культурах in vitro),из которых сложилась некая совокупная характеристика ТЫи Th2 (табл. 7.13).

Т а б л и ц а 7.13. Сравнительная характеристика субпопуляций Thlи 1Ъ2 иммунных CD4+ Т-лимфоцитов

Свойства

Продуцируемыецитокины

Эффекторныемолекулы клеточноймембраныКлетки-партнеры(«наемники») излейкоцитов

Патофизиологическиепроявления дисфунк-ционального превали-рования

ТЫ

IFN-y, TNF-α, LT,IL-2

Общие для

Th2

IL-4, 5, 6, 10 и 13;TGF-β

Thl и Th2:IL-3, GM-CSF

FasL, CD40L

1. Макрофаги2. NK3. В-лимфоциты

Иммунное воспале-ние по типу ГЗТ втканях

CD40L

1. В-лимфоциты2. Эозинофилы3. Через антитела —фагоциты, базофилы,тучные клетки; систе-ма комплементаАллергические реак-ции немедленноготипа

207

Кратко сформулируем принятое (но не общепринятое) внастоящее время представление о различии между Thl и Th2.Thl продуцируют IFN-y, который активирует макрофаги,а активированные макрофаги осуществляют иммунное вос-паление по типу гиперчувствительности замедленного ти-па (ГЗТ).

В связи с этим в обзорной литературе можно встретить ут-верждение, что Thl — это провоспалительные CD4+ Т-лим-фоциты. Th2 продуцируют IL-4, 5, 6 и 10, не вырабатываютIFN-y. Соответственно они воздействуют на антителопродук-цию в jJB-лимфоцитах и отвечают критериям для «истинных»Т-хелперов.

На самом деле такая упрощенная картина если и соответ-ствует фактам, то наблюдаемым в каком-то количестве экс-периментов в культурах клеток in vitro. При экспериментиро-вании in vivo на мышиных моделях и тем более при попыт-ках интерпретировать развитие иммунных процессов in vivo учеловека такое упрощенное представление часто противоре-чит фактам. In vivo взаимодействует множество в принципеисчерпывающе не описываемых «от» и «до» физиологическихи патофизиологических факторов. Поэтому попытки «разло-жить» представления о патогенезе тех или иных вариантовразвития иммунного воспаления in vivo на две «полки» —ТЫ- или Тп2-зависимые, наталкиваются на противоречия вэкспериментах с тем или иным конкретным протоколом. На-пример, известна хорошо разработанная модель эксперимен-тального аутоиммунного энцефаломиелита (ЕАЕ) у крыс, прикотором показано участие в патогенезе Thl-лимфоцитов,иммунных к основному протеину миелину. Однако введениеIFN-y предотвращает развитие клиники ЕАЕ, а не наоборот,как можно было бы ожидать, исходя из того, что IFN-y —продукт и стимулятор развития Thl-клеток. Более того, вэксперименте введение животным моноклональных антител кIFN-y усиливает клинические проявления ЕАЕ. На другоймодели известного как Thl-зависимое аутоиммунное заболе-вание — инсулинзависимый диабет у мышей линии NOD(Non-obese diabetic) также получены «противоречивые» на-блюдения: нокаут гена IFN-y не защищает от развития кли-нической картины диабета, хотя введение антител к IFN-yвызывает лечебный эффект.

Тем не менее данные о различии свойств у разныхТ4-лимфоцитов рассматривать как исключительно артефактыпока нет оснований. Существование Thl и ТЪ2 (по крайнеймере в моделях in vitro) общепризнанно. Более того, во мно-гих наблюдениях показана роль определенных факторов в де-терминировании «иммунного отклонения» в сторону Thl илиTh2.

Эти факторы следующие:

208

• качество и доза антигена;• экспрессия рецептора для IL-12: на будущих Th2 этого

рецептора практически нет, на будущих ТЫ он эксп-рессирован, и IL-12 является стимулятором рячяитияТЫ. Главный ген, экспрессия которого индуцируется1L-12 — relSTFN-y. При этом внутриклеточная молеку-

-——ла, активатор транскрипции — STAT4. У человека (не умышей) STAT4 активируется через рецептор лдя TFN-«_

^независимо от ILrT2~~H~JL-12R. Это объясняет известныеразличия в физиологических и патофизиологических ус-ловиях индукции дифференцировки ТЫ у человека имышей;

• известно, что экспрессия ряда мембранных молекул, аименно CD30, CCR3, CCR4 и CCR8, характерна для

<;Т4-ЛИМфотптт) которые, рячиидяютня R г.тпрпну Th2;_.• известно, что экспрессия на антигенпредставляющей

клетке значительных количеств молекулы ICAM-I инги-бирует развитие Th2. ~ ~

Относительно роли качества и дозы антигена есть приме-ры, когда замена в пептиде всего одного аминокислотного ос-татка приводит к изменению пути дифференцировки Т4-лим-фоцитов на противоположный. Кроме того, есть факты, по-казывающие, что если конкретная молекула МНС-П связы-вает конкретный пептид-антиген с высокой аффинностью, т.е.сильно, то на этот пептид-антиген в этом организме будетпреобладать иммунный ответ ТЫ-типа. Имеет значение иавидность связи распознающего антиген CD4+ ThO-лимфоци-та с антигеном на антигенпредставляющей клетке (АПК). Оназависит и от плотности (концентрации) антигена на поверх-ности АПК. Если источником антигена является внутриклеточ-ная инфекция АПК, то концентрация антигена на даннойклетке имеет предпосылки быть высокой. Это способствуетиммунной девиации в сторону ТЫ. Опыт показывает, что та-кой сдвиг характерен именно для внутриклеточных инфекций.

Если конкретная молекула МНС-Н связывает конкретныйпептид-антиген с низкой аффинностью, т.е. слабо, и, крометого, низка концентрация антигена на поверхности АПК, тона этот пептид-антиген в данном организме будет превали-ровать иммунный ответ Тп2-типа. Низкие концентрации ан-тигенов на поверхности АПК бывают при внеклеточных ин-фекциях, а также при попадании в организм неинфекцион-ных антигенов, например таких, которые вызывают аллерги-ческие реакции (аллергенов).

В настоящее время полагают, что программирование диффе-ренцировки ТЫ или Th2 происходит следующим образом.

Если TCR ThO связывает антиген с низкими аффиннос-тью и плотностью на АПК — дендритной клетке и В-лим-

209

фоците, — то в таком СО4+-лимфоците подавляется экспрес-сия 02-субъединицы рецептора для IL-12 (следовательно, та-кой лимфоцит не будет воспринимать сигнал от IL-12) и,наоборот, экспрессируется молекула ОХ40. На активирован-ных через CD40 В-лимфоцитах и дендритных клетках эксп-рессируется мембранная молекула OX40L (ОХ40-лиганд). Вза-имодействие CD4+ Т-лимфоцита с активированным В-лимфо-цитом и активированной дендритной клеткой через ОХ—OX40L индуцирует экспрессию в этом Т-лимфоците интер-лейкина-4, и такой Т-лимфоцит становится Th2. Кроме того,взаимодействие 0X4—OX40L индуцирует экспрессию наТ-лимфоците рецептора для хемокина blr-1, который обеспе-чивает миграцию Th2 в зону В-клеточного фолликула (гер-минативного центра), где анатомически локализуются вседальнейшие взаимодействия между Т- и В-лимфоцитами.

На активированных ТЬ2-клетках в отличие от ТЫ экспрес-сируется мембранная молекула CD30. Лиганд для CD30(CD30L) конститутивно экспрессирован на В-лимфоцитах,эозинофилах, эпителии мозговой зоны тимуса и клетках —предшественниках миелопоэза. Взаимодействие CD30—CD30Lусиливает функционирование Th2, а затем индуцирует апоп-тоз этих лимфоцитов.

Реакция лимфоцитов на антиген требует времени: 4—7дней от момента проникновения антигена сквозь барьерныеткани. В случае первичного иммунного ответа в течение этоговремени в очаге проникновения антигена развивается доим-мунное воспаление, в случае вторичного иммунного ответа —иммунное воспаление с участием Т-лимфоцитов памяти.В любом случае какие-то клетки вырабатывают какие-то ци-токины в очаге воспаления. Так вот, определенные цитокиныобеспечивают иммунное отклонение в сторону Th2 и опреде-ленные — в сторону ТЫ. В сторону Th2—IL-4 и 13, поддер-живает функционирование Th2 и IL-6. IL-4 и 13, кроме са-мих Th2, продуцируют тучные клетки и особые субпопуля-ции Т-лимфоцитов — CD4+ NK1.1+ и CD4/CD8" (дваждынегативные). В литературе можно встретить обозначение кле-ток CD4+ NK1.1+ как NK-T. Известно, что такие лимфоцитыраспознают бактериальные липополисахаридные антигены вкомплексе с молекулами CD1. Считают, что именно этиТ-лимфоциты являются ранним и достаточным по «силе» ис-точником IL-4, способствующим иммуногенезу Th2. Существу-ют линии мышей с генетическим дефектом, выражающимсяв отсутствии NK-T-клеток — это линии NOD и SJL. Длямышей этих линий характерны наследственные аутоиммунныепроцессы с ТЫ-опосредованным патогенезом.

Про NK-T-лимфоциты известно немного. Они имеютTCRoi/3, но с инвариантной α -цепью (конкретно Vα 14). Лим-фоциты ΝΚ-Τ не взаимодействуют с молекулами МНС-П, но

210

взаимодействуют с молекулой CD1. Молекула CD1 неполи-морфна, но у человека есть 5 генов и соответственно 5 бел-ков CD1 (а—е). CD1 экспрессирована на тимоцитах, антиген-пред ставляющих клетках и энтероцитах. Известно, что моле-кула CDlb представляет миколевую кислоту (бактериальныйлипид) Т-лимфоцитам с рецептором TCRa/?. Другие вариан-ты молекул CD1 распознают TFN-y5, вероятно, и NK-T-лимфоциты. Показано только, что NK-T-лимфоциты активи-руются в ранние сроки после проникновения антигена в орга-низм и продуцируют большие количества IL-4, отклоняюще-го в дальнейшем дифференцировку классических CD4+ Ύαβв сторону Th2.

Дифференцировку ТЫ поддерживает IL-12. IL-12 продуци-руют макрофаги и нейтрофилы на стадии доиммунного вос-паления. IFN-y рассматривают как кофактор, способствующийразвитию ТЫ (возможно, за счет стимуляции макрофагов,которые в свою очередь продуцируют больше IL-12). IFN-y наранних стадиях развития защитных реакций организма проду-цируют NK-клетки. Затем накопившиеся до значимого коли-чества ТЫ поддерживают себя в аутокринном режиме черезIFN-y. Дифференцировку и активность ТЫ ингибирует цито-кин, синтезируемый Th2, — IL-10 (возможно, не прямо, ачерез ингибицию активности макрофагов и соответственно из-за недостатка IL-12).

Функциональные нагрузки ТЫ Т4-лимфоцитов — это поддер-жка гуморального иммунитета, а также эффекторных функ-ций эозинофилов (эозинофильное иммунное воспаление). Th2в первую очередь взаимодействуют с В-лимфоцитами. Th2определяют возможность пролиферации антигенспецифичныхклонов В-лимфоцитов (IL-4); дифференцировки В-лимфоци-та, связавшего через BCR свой антиген, в антителопродуцент(CD40L; IL-6); переключение синтеза класса иммуноглобули-нов с исходного Μ H a J 3 4 J T J ^ 4 J J j y j I ^ ^ ^ (TGF-β), G2(TGF-β). Соответственно через антитела перечисленных изо-типов Th2 дают возможность реализоваться всем антителоза-висимым эффекторным реакциям, описанным выше (нейтра-лизация токсинов и снижение инфекционности микроорга-низмов, комплементзависимый клиренс от комплексов анти-ген—антитело, антителозависимая клеточная цитотоксичностьΝΚ и эозинофилов, реакции, опосредованные медиаторамибазофилов и тучных клеток). Кроме того, IL-5, продуцируемыйTh2, непосредственно стимулирует дифференцировку эозино-филов и активирует их. Кстати, в некоторых случаях отторже-ние чужеродного трансплантата (классический пример клеточ-ного иммунитета) осуществляется в первую очередь именноэозинофилами, активированными IL-5-продуктом Th2.

Функциональные нагрузки ТЫ Т4-лимфоцитов — это пре-имущественно поддержка антителонезависимого иммунного

211

воспаления. Их главный клеточный партнер-исполнитель —макрофаги. Thl тоже взаимодействуют с В-лимфоцитами, нов меньшем объеме. IL-2, вырабатываемый ТЫ, является ми-тогеном для всех лимфоцитов, в том числе и для В-клеток.1РН-х_переключает^интез_иммуноглобулинов в В-лимфоцитес исходного класса_М на Tr2~TTnG3, которые являются эф-фективными опсонинами, т.е. комплексы антигенов с этимиантителами эффективно фагоцитируют нейтрофилы и макро-фаги (так как экспрессируют соответствующие FcyR).

Деление Т-хелперов на «истиные» и «провоспалителъ-ные» и отнесение к первым Th2, а ко вторым Thl в об-щем виде неправомерно. В каждом конкретном иммунномответе in vivo развиваются свой конкретный «раскладсил» и свои соотношения «гуморальных» и «клеточных»процессов.

7.6. Супрессия иммунного ответа

Супрессия иммунного ответа в норме развивается как процесспо мере элиминации причинного антигена из организма. Кон-кретные механизмы супрессии включают несколько компонен-тов.

А Элиминация антигена означает устранение исходногопричинного фактора активации лимфоцитов через TCRи BCR: новые неиммунные лимфоциты становится «не-чем» активировать.

А Терминально дифференцированные лимфоциты имеютограниченное время жизни и погибают по механизмуапоптоза, «отработав» свою программу. Плазматическиеклетки из В-лимфоцитов живут от 3 дней до несколькихнедель и не больше. CD8+ ЦТЛ и CD4+ Thl/Th2, будучивполне дифференцированными и отработав свою эффек-торную программу, погибают тоже по механизму апоп-тоза. В «продвинуто» дифференцированных лимфоцитахснижается экспрессия антиапоптозных генов, защищаю-щих лимфоцит от апоптоза на время иммуногенеза, и ввысокой концентрации экспрессируются рецепторы, свя-занные внутри клетки с «генами смерти», т.е. с биохи-мической машиной апоптоза, а именно: молекула Fas(CD95), рецепторы для глюкокортикоидных гормонов,рецепторы для TNF-oi. Следовательно, глюкокортикоид-ные гормоны, TNF-α и FasL в определенное время отначала развития иммунного ответа становятся фактора-ми физиологической иммуносупрессии.

212

Одновременно активированные лимфоциты неантиген-специфичных клонов быстро погибают по механизмуапоптоза. Это феномен AICD — феномен индуцирован-ной активацией клеточной смерти.Известно несколько конкретных механизмов торможе-ния активности лимфоцитов через определенное времяот начала иммунного ответа по принципу обратной связи.Например, активированные и додифференцированныеCD4+ T-лимфоциты начинают продуцировать в большихколичествах цитокин TGF-β 1, который является силь-ным ингибитором пролиферации Т- и В-лимфоцитов,а также подавляет активность макрофагов. Соответствен-но на активно пролиферирующих лимфоцитах и акти-вированных макрофагах экспрессировано достаточноеколичество рецепторов для TGF-β. На этой стадии сво-его развития CD4+ Т-лимфоциты (в некоторых публи-кациях их обозначают ТпЗ) выполняют функциональнуюроль лимфоцитов- супрессоров.IL-4 и IL-13, продуцируемые тучными клетками, CD4"/CD8~ Т-лимфоцитами, а также дифференцированнымиТп2, ингибируют дифференцировку ТЫ из ThO.IFN-y — продукт дифференцированных ТЫ — ингиби-рует дифференцировку Тп2 из ThO.Антитела_ класса .G, достигнув определенных концент-раций в жидких средах организма, через специальныйингибирующий рецептор FcyRIIB, экспрессированныйна дифференцированных В-лимфоцитах, подавдшох^био-синтез иммyн^глg^yл^п^oJBJ_Jaiiщж-Jшмфoлитg и егопрогрессию в плазмоцих-Ддя реализации ингибирующе-го эффекта необходимо, чтобы произошла коагрегациярецептора FcyRIIB с BCR, которую могут осуществитьлибо антиген, либо антиидиотипические антитела (пос-леднее более реально на поздних этапах иммунного от-вета). В клинической практике это явление используютдля профилактики резус-конфликта: если резусотрица-тельной женщине ввести антирезус-антитела до того,как эритроциты плода успеют попасть"вТфовьТйатери,то иммунный ответ матери на резус-антиген будет по-давлен.На В-лимфоцитах есть еще один ингибирующий рецеп-тор — CD22. Это димерная молекула с α-цепью (мол.масса 130 000) и β-цепыо (мол. масса 120 000), эксп-рессирующаяся только на зрелых В-лимфоцитах. В экс-перименте ингибирующий сигнал с этого рецептора по-лучают гомотопной агрегацией его антителами анти-CD22. Естественный лиганд неизвестен.На Т-лимфоцитах ингибирующими рецепторами являют-ся CTLA-4 (лиганды В7.1 и В7.2) и на некоторых

213

ЦТЛ — .Ю7?-рецепторы (killer-inhibiting receptors) (ли-ганды — молекулы MHC-I). На некоторых Т-лимфоци-тах выявляют FcyRIIB, несущий, как известно, в ци-топлазматическом участке ΠΊΜ-последовательности (ин-гибиторные).В нужное время созревают и в определенных местах ворганизме функционируют особые Т-лимфоциты-килле-ры с признаками NK, на которых экспрессированомного Fas-лиганда. Связывая рецептор Fas на активиро-ванных Т-лимфоцитах, эти «аутокиллеры» индуцируютапоптоз активированных Т-лимфоцитов. Таких аутокил-леров много в печени. Вероятно, их природная роль —ликвидировать приносимые кровью воротной вены лим-фоциты, активированные в тканях кишки пищевымиантигенами. При экспериментальном анастомозе междуv.porta и v.cava inferior у животного невозможно индуци-ровать так называемую оральную толерантность, кото-рая в норме — закономерное явление. У пациентов спортокавальным шунтом в( ^ ^(которых в норме ^ е _ ^ ы в ^ т ) к кишечным бактериям-симбионтам.

Печень вообще в определенном отношении иммуносупрес-сорный орган. В печени локализована большая часть всех NKорганизма, причем преобладает одна из двух больших субпо-пуляций NK, а именно CD56MHOro CD 16", тогда как в крови икрасной пульпе селезенки преобладают NK с фенотипомCD56MaJI° CD16+. На NK печени экспрессировано много Fas-лиганда. На клетках эндотелия синусоидов печени экспресси-ровано много особого лектина, называемого galectin-1, кото-рый, возможно, также является индуктором апоптоза акти-вированных лимфоцитов.

Иммуносупрессорные эффекты, производимые Т-лимфоци-тами-киллерами и модельно проявляющиеся в определенныхэкспериментальных системах, в начале 70-х годов послужилипредпосылкой для введения понятия «Т-супрессоры» для обо-значения отдельной функционально обособленной субпопуля-ции Т-лимфоцитов. Их «паспортной» характеристикой счита-ли мембранную молекулу CD8+. Как таковое это понятие внастоящее время претерпело изменения. CD8+ Т-лимфоцитыпо функции относят к ЦТЛ. Но свойства любого лимфоци-та — не статичное понятие: любой лимфоцит непрерывноразвивается в соответствии с окружающими условиями. Таквот, по крайней мере два типа лимфоцитов в условиях внеш-ней стимуляции системы начинают в какой-то момент вре-мени в больших количествах продуцировать цитокины, инги-бирующие пролиферацию или функциональную активностьдругих клеток, участвующих в иммунном ответе. В таком со-

214

стоянии их можно называть Т-супрессорами. Один тип такихлимфоцитов CD4+, продуцирующий много TGF-β 1. Иногда ихназывают ТпЗ. Второй тип «супрессоров», которые иногда на-зывают Т-регуляторами 1-го типа (Trl), это Т-лимфоциты(вероятно, субпопуляция CD8+), развивающиеся в присут-ствии IL-10, отличаются тем, что продуцируют большие ко-личества jroro же__1Ь-10. Последний значительно снижает ак-тивность макрофагов, в том числе продукцию макрофагамиIL-12, без"которого тор"мозится тразшшё~СП^1ТШ__и., следо-вательно, развивается } /р у } ^ _

Thl-лимфоциты могут убивать В-лимфоциты, активирован1"ные на тот же антиген через взаимодействие FasL — Fas (итогда такие CD4+ Thl можно назвать Т-супрессорами).

Кроме того, можно считать «профессиональными супрес-сорами» местные органные субпопуляции NK и NK-подоб-ных Т-лимфоцитов в печени и децидуальной оболочке плодав беременной матке.

Супрессия активности лейкоцитов — исполнителей дест-руктивной фазы иммунного ответа достигается теми же дву-мя путями, что и в случае лимфоцитов: апоптозом по мере«изношенности» и ингибицией активности с определенныхрецепторов определенными лигандами. Самые короткоживу-щие лейкоциты — это нейтрофилы. Они погибают апоптозомчерез 4—12 ч после выхода из костного мозга в циркуляцию.В очагах воспаления в тканях нейтрофилы погибают еще бы-стрее. Другие лейкоциты живут дольше, особенно тканевыемакрофаги. Поэтому есть биологические механизмы ингаби-ции активности, по крайней мере макрофагов и тучных кле-ток. Но после активной деструктивной работы погибают иони, а их места занимают свежие одноименные клетки, при-шедшие из костного мозга через кровь: в случае макрофа-гов — это моноциты, в случае тучных клеток — предшествен-ники тучных клеток. Эозинофилы и базофилы развиваются изобщей клетки-предшественницы. В норме в крови их мало:эозинофилов около 3 % от общего числа лейкоцитов крови(т.е. около 200 в 1 мкл с разбросом от 0 до 500), базофиловеще меньше — 0,5 % (т.е. около 40 в 1 мкл с разбросом от 0до 150). Лейкопоэз этих клеток в костном мозге индуцируютцитокины активированных Т-лимфоцитов, а также эозинофи-лов и тучных клеток в соответствии с текущими запросамиорганизма. Факторы пролиферации клеток — предшественни-ков эозинофилов и базофилов — IL-3 и GM-CSF. Специфи-ческим фактором дифференцировки клеток-предшественниковв сторону эозинофилов является IL-5. Дифференцировка кле-ток-предшественников в сторону базофилов поддерживается,вероятно, цитокином TGF-β в присутствии IL-3. После ак-тивации эозинофилов и базофилов адекватными для них сти-мулами наступает их дегрануляция, при которой их специаль-

215

ные биологически активные вещества выбрасываются из клет-ки в окружающую среду, а сами лейкоциты погибают.

Известны следующие факторы и механизмы ингибиции ак-тивности лейкоцитов.

1) IL-10, продуцируемый дифференцированными Th2,ингибирует активность макрофагов.

2) IL-4/STAT6 индуцирует в макрофагах биосинтез анта-гониста рецептора для IL-1.

3) На тучных клетках выявлено по крайней мере 3 инги-бирующих рецептора. Один gp49Bl, лиганд неизвестен (воз-можно МНС-1-подобные молекулы). Второй — уже известныйпо В-лимфоцитам FcyRIIB, лигандом для которого являютсяиммунные комплексы антигена с IgG. Третий — MAFA (mastcell-assosiated function antigen). Лиганд для MAFA неизвестен,но известно, что этот рецептор конститутивно ассоциированв мембране клетки с FcfRI — высокоаффинным рецепторомдля IgE.

Вообще в настоящее время описано не менее 15 мембран-ных молекул, которые выполняют функциональную роль не-гативных корецепторов. Их объединили в семейство молекулSIRP — signal-regulatory proteins. По структуре их относят ксуперсемейству иммуноглобулинов. У всех этих молекул вцитоплазматическом участке содержится 4 модуля ITIM (на-помним, что это immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif).Эти негативные корецепторы сопутствуют всем рецепторамдля факторов роста, а также обнаружены при рецепторах длягормонов (например, инсулина), взаимодействующих внутриклетки с тирозинкиназами.

7.7. Иммунологическая толерантность

Феномен иммунологической толерантности был открыт в 50-егоды П.Медаваром. В эксперименте он ввел новорожденныммышам клетки аллогенного костного мозга. Если наступалоприживление трансплантата, а оно наступало в большинствеслучаев, то мыши-реципиенты становились полностью толе-рантными к трансплантату кожи (т.е. не отторгали его) отмышей — доноров костного мозга. Это соответствовало гипо-тезе Ф.Бернета о том, что в процессе дифференцировкиТ-лимфоцитов элиминируются аутореактивные клоны. В 1960 г.оба исследователя получили Нобелевскую премию. Толерант-ность, наблюдаемая П.Медаваром, существовала, пока донор-ский костный мозг персистировал в организме реципиента.Если со временем он отторгался, то исчезала и толерантностьк одноименным кожным трансплантатам.

Молекулярные механизмы толерантности оставались за-гадкой все прошедшее с тех пор время, по сути и до сихпор.

216

Как мы сейчас понимаем, явление иммунологическойтолерантности представляет собой отсутствие актива-ции лимфоцитов (и соответственно продукции ими эффек-торных молекул) при наличии в доступном им простран-стве специфического антигена.

Значительную часть фактического материала по этому воп-росу мы уже разбирали в разделах, посвященных дифферен-цировке и активации лимфоцитов. Теперь же мы системати-зируем понятия, которые, как показывает опыт, восприни-маются не всегда легко. Хотя бы потому, что есть по крайнеймере два уровня, применительно к которым используют одини тот же термин «иммунологическая толерантность». Одинуровень организменный, второй клеточный (наше определе-ние в начале раздела относится к клеточному уровню). Подиммунологической толерантностью организма в литературе ча-сто понимают отсутствие иммунного ответа организма на оп-ределенный(ые) антиген(ы). Но в таких случаях, чтобы непутать одно с другим, требуется весьма много оговорок ипояснений. Например, отсутствие иммунного ответа на анти-гены малярийного плазмодия у людей, не имеющих в своемгеноме определенного аллеля определенного гена МНС (а имен-но HLA-B53), имеет следствием отсутствие иммунного от-вета на малярийный плазмодий. Но это не иммунологическаятолерантность, потому что лимфоцитам таких людей даже ине предоставляется возможность попробовать распознать ан-тигены малярийного плазмодия, поскольку не образуютсякомплексы антиген—МНС, факт распознавания антигена во-обще отсутствует. Хотя специфичность отсутствия иммунногоответа по антигену в данном случае есть, но за пределамииммунной системы. Поэтому об иммунологической толерантнос-ти говорить нелогично. По нашему мнению, иммунологичес-кую толерантность правильнее определять на уровне состоя-ния лимфоцита, от которого перейти на уровень организмауже проще.

В природе толерантность лимфоцитов (как отсутствие от-вета на доступный антиген) нужна только по отношению квеществам, т.е. антигенам собственных тканей организма. Какописано в других разделах, отсутствие ответа лимфоцита наантиген достигается одним из двух механизмов:

• делецией клона — апоптозом лимфоцитов, связавшихантиген TCR/BCR;

• анергией клона — отсутствием активации лимфоцитов,связавших антиген TCR/BCR. Анергия в свою очередь,вероятно, имеет несколько разных механизмов реализации.

217

Двлецию клона представляют себе следующим образом. TCR/BCR связал антиген, но от этого связывания в клетку по-шел сигнал на апоптоз, а не на индукцию продуктивногосинтеза эффекторных молекул. В результате антигеншецифич-ный лимфоцит погиб. Это и называют термином «делецияклона». По такому механизму элиминируются аутореактивныеВ-лимфоциты на «недозрелых» стадиях лимфопоэза, посколь-ку на этих стадиях они наверняка не получают всех необхо-димых костимулирующих сигналов. По такому же механизмуэлиминируются некоторые аутореактивные клоны тимоцитов(что называют негативной селекцией). Делецию аутореактив-ных клонов на стадии лимфопоэза принято называть установ-лением центральной толерантности.

Но вспомним Т-лимфопоэз в тимусе и позитивную селек-цию. В настоящее время наиболее авторитетные теоретики иэкспериментаторы в иммунологии склоняются к представле-нию, что во время Т-лимфопоэза как раз осуществляетсястрогий отбор на выживание только тех лимфоцитов, рецеп-торы которых правильно связывают комплексы «своих моле-кул МНС со своими пептидами». И более того, в течение всейжизни в периферических тканях тем же распознаванием тогоже своего поддерживаются жизнеспособность и необходимаяэкспансия клонов Т-лимфоцитов. Опыты с трансгенными иknock-out-мышами показывают, что если прошедшие позитив-ную селекцию в тимусе зрелые Т-лимфоциты перенести впериферические ткани организма, лишенного тех «пептидов-МНС», на которых Т-лимфоциты прошли селекцию, то Т-лим-фоциты в такой «периферии», по остальным признакам впол-не сингенной, долго не живут и быстро погибают.

Таким образом, не всякая пролиферация лимфоцита обя-зательно сопряжена с активацией в нем синтезов эффектор-ных молекул. Долгосрочное выживание лимфоцитов в пери-ферических тканях обеспечивается «тихой» базальной проли-ферацией без продуктивной активации. Продуктивная же ак-тивация лимфоцита развивается если, кроме комплексов«свои пептиды — МНС», он связал может быть не более 1 %от общего количества лигандов для TCR (остальные 99 % —«свои») комплексы «чужих пептидов со своими МНС».

Как мы уже разбирали, факта связывания TCR/BCR сантигеном вообще недостаточно для продуктивной активациилимфоцита. Для продуктивной активации необходима кости-муляция от корецепторных молекул. Костимулирующие жемолекулы экспрессируются, во-первых, не на всех клетках, атолько на профессиональных антигенпредставляющих, а во-вторых, и на профессиональных антигенпредставляющих клет-ках сверхпороговый уровень экспрессии костимулирующихмолекул достигается только в условиях их внешней стимуля-ции. Наиболее очевидным фактором такой внешней стимуля-

218

ции антигенпредставляющих клеток является доиммунное вос-паление покровных тканей, поврежденных внедрившимся внеш-ним патогеном (в естественных условиях — инфекционным).Таким образом, если организм чист изнутри, ни травма, ниинфекция не иницируют доиммунного воспаления, то имму-нологическая толерантность лимфоцитов к своим тканям —единственно возможное состояние лимфоцитов.

Есть еще одно явление, от которого следует дифференци-ровать иммунологическую толерантность или ее отсутствие.Это иммуносупрессия как супрессия уже состоявшегося иммун-ного ответа (см. соответствующий раздел). При толерантнос-ти продуктивная активация антигенспецифичного клона лим-фоцитов и не начинается. При супрессии продуктивная акти-вация клона начинается, реализуется, затем подавляется. Ме-ханизмы супрессии по названию те же, что и механизмы то-лерантности — делеция клона апоптозом или ингибициявнутриклеточного метаболизма сигналами с тормозных рецеп-торов (имеющих ITIM), но происходят эти два процесса (то-лерантность и супрессия) совсем на разных этапах лимфопо-эза и иммуногенеза лимфоцитов, следовательно, по крайнеймере они нетождественны. Это трудно запомнить, но нужноиметь в виду при попытках трактования патогенеза аутоим-мунных заболеваний и заболеваний, которые называют ауто-иммунными, хотя они таковыми не являются, а лишь содер-жат в своем патогенезе компонент хронического иммунноговоспаления, протекающего с альтерацией тканей. В главе 13,посвященной аутоиммунным болезням, мы рассмотрим воз-можные причины инициации лимфоцитами иммунного вос-паления, направленного на разрушение антигенов собствен-ных тканей.

7.8. Отторжение трансплантата

Трансплантацией называют пересадку тканей или органов,хирургически изъятых из одного организма (донора), во внут-реннюю среду другого организма (реципиента). Если транс-плантацию делают между организмами одного вида, то ееназывают аллотрансплантацией, а антигены тканей — аллоан-тигенами, реакцию иммунной системы — соответственноответом на аллоантигены.

Трансплантации тканей — ятрогенное действие, не имею-щее естественных аналогов в природе. Тем не менее в меди-цинских целях трансплантацию производят не так уж редко.Например, в США в 1992 г. было сделано почти 10 000 пере-садок почек (80 % не отторглись в течение 5 лет), 3000 пере-садок печени (40 % не отторглись в течение 5 лет), 2000 пе-ресадок сердца (70 % не отторглись в течение 5 лет), 500пересадок легкого (30 % не отторглись в течение 5 лет), много

219

(но неучтенных) пересадок костного мозга (из тех, что учте-ны, 80 % не отторглись в течение 5 лет). Но эти цифры неследует воспринимать как большой успех в победе над при-родой. Трансплантации производят по витальным показаниям,когда другого способа продлить жизнь человеку нет. Чутьниже, когда мы поясним то, что известно о механизмах от-торжения, станет понятным признание трансплантологов ииммунологов в том, что приживление трансплантированныхорганов в большей степени зависит от эффективности меди-каментозной иммунодепрессии (со всеми побочными эффек-тами).

Отторжение трансплантата с клинической точки зрениябывает:

1) сверхострое — на операционном столе;2) острое — в течение первых месяцев после пересадки;3) отсроченное — через несколько лет после пересадки.Сверхострое отторжение происходит во время или вскоре

после операции. При этом развивается окклюзия кровеносныхсосудов, связывающих трансплантат с телом. Это случается,если организм реципиента уже был иммунизирован антиге-нами донора или антигенами, перекрестно реагирующими сантигенами донора, и у реципиента в крови есть достаточноеколичество антител к тканевым антигенам стенок сосудов иликлеток крови донора. Эти антитела немедленно «садятся» настенки сосудов трансплантата, активируют комплемент и си-стему коагуляции крови, что влечет за собой быстрый тром-боз сосудов и отключение органа.

Острое отторжение — это нормальный первичный иммун-ный ответ на трансплантат при отсутствии медикаментознойиммуносупрессии. В деструкцию трансплантата могут быть вов-лечены все известные эффекторные механизмы иммунноговоспаления — антителозависимые (АЗКЦТ, активация комп-лемента иммунными комплексами и др.) и антителонезави-#шые (CD8+ ЦТЛ; ТЫ -> макрофаги/ГЗТ; Th2 — IL-5 ->эозинофилы).

Отсроченное отторжение по механизмам аналогично ост-рому, но только в результате эффективной иммуносупрессиииндукция иммунного ответа откладывается на несколько лет.

Но вот, что такое нормальный ответ в неестественной сис-теме? Описание феноменологии отторжения трансплантатовлет на 100, а может быть и не одну тысячу, опередило хотькакое-то теоретическое понимание механизмов. Отторжениетрансплантата зависит как от ведущих от реакций Tα β -лим-фоцитов, поскольку у бестимусных мышей nude аллогенныетрансплантаты не отторгаются. Антитела играют роль в оттор-жении только, если ответ на трансплантат уже не первичный(вышеописанное сверхострое отторжение). Однако как понятьэтот факт, если Ύαβ позитивной селекцией в тимусе отобра-

220

ны для распознавания любого антигена только в комплексесо своими молекулами МНС, а на трансплантате экспресси-рованы чужие МНС. Следовательно, естественно было бы,если бы Та β реципиента не замечали присутствие трансплан-тата. Так и есть: 90—99 % Т-лимфоцитов реципиента не заме-чают присутствия трансплантата. Но 1—10 % Т-лимфоцитовошибаются и принимают чужие молекулы МНС за свои (то,что называют перекрестной реактивностью) и активируютсяна продуктивный иммунный ответ. Именно поэтому эти мо-лекулы клеточных мембран были открыты как главные, из-закоторых происходит отторжение трансплантата. Если приме-нительно к другим иммунным ответам собственно антигеномсчитают пептид (ибо их неограниченно много), а МНС —облигатным объектом распознавания, но всего лишь «рамкой»(ибо их максимум 12 вариантов у каждого организма), то приотторжении трансплантата активация лимфоцита инициирует-ся именно связыванием с «рамкой» и уж заодно с пептидом.Молекулы МНС потому главные при отторжении, что на нихТ-лимфоциты реагируют, как на суперантигены, поликлоналъ-но: 1—10 % от общего числа — это много по сравнению снормальной частотой антигенспецифичных Τα/5 — 10Λ

Методы подбора доноров и реципиентов по похожести ихМНС либо несовершенны (если это серотипирование), либоболее совершенные по качеству методы генотипирования по-казывают крайне низкую вероятность совпадения по МНСмежду неродственниками.

Но даже если на моделях на мышах используют в качестведонора и реципиента особей из линий, несингенных, нотождественных по МНС, то трансплантат всегда отторгается.Потому, что есть еще и так называемые минорные антигеныгистосовместимости. Что это такое? Подробные эксперимен-тальные исследования показали, что на минорные антигеныреагируют исключительно CD8+ Т-лимфоциты, следователь-но, минорные антигены — это пептиды, связанные с моле-кулами MHC-I, т.е. реакции CD8+ Т-лимфоцитов на минор-ные антигены вполне аналогичны реакциям на вирусные ин-фекции. Теперь вспомним, откуда берутся пептиды, которыепопадают в комплексы с молекулами MHC-I. Они берутся изцитозоля клетки как продукты катаболизма в протеосомахсамых разных клеточных белков. Следовательно, минорныеантигены гистосовместимости — это практически любые бел-ки организма. Типирование по всем белкам организмов доно-ра и реципиента провести нельзя. Следовательно, в конкрет-ных ситуациях при самом тщательном подборе донора и ре-ципиента по МНС может встретиться такой минорный(ые)антиген(ы), на который разовьется сильный иммунный ответ.Так оно в клинической практике и бывает. Поэтому клини-ческий результат трансплантации реально определяется в

221

большей степени медикаментозной иммунодепрессией, чемподбором донора и реципиента по генам/антигенам гистосов-местимости.

Особым случаем является пересадка костного мозга илиорганов и тканей, содержащих много профессиональных ан-тигенпредставляющих клеток. Как мы уже говорили в разделео толерантности, чтобы произошла продуктивная активацияТ-лимфоцита, он должен, кроме антигена (лиганда для TCR),связать все необходимые и достаточные костимуляторныемолекулы, которые есть только на профессиональных анти-генпредставляющих клетках. В случаях пересадок кроветворныхтканей отторжение МНС-совместимого трансплантата мо-жет произойти быстрее, чем МНС-несовместимого, потому чтоТ-лимфоциты реципиента будут эффективнее работать с ан-тигенпредставляющими клетками донорского происхождения(как с «родными» по МНС).

Опыты на конгенных мышах позволили сделать весьмазначимое наблюдение. Если трансплантат совпадает с реци-пиентом по МНС, но не совпадает по минорным антигенамгистосовместимости и из такого трансплантата удалить анти-генпредставляющие клетки, то такой трансплантат отторгнет-ся гораздо быстрее, чем в аналогичных условиях другой транс-плантат, который не совпадает с реципиентом по МНС, носовпадает по минорным антигенам. Это говорит о том, что ворганизме реципиента вокруг трансплантата идут такие про-цессы, при которых антигенпредставляющие клетки реципи-ента подхватывают белки из трансплантата, причем более эф-фективно растворимые белки, чем мембранные (как МНС),и запускают на них иммунный ответ реципиента. Когда анти-генпредставляющие клетки донорские, то большинство Т-лим-фоцитов реципиента «не видят» антигенов из-за несовпаде-ния донора и реципиента по МНС.

Тем не менее в случае солидных тканевых трансплантатовиммунный ответ Т-лимфоцитов реципиента инициируют ан-тигенпредставляющие клетки донора: они покидают транс-плантат, мигрируют в регионарные лимфатические узлы, гдеи инициируют иммунный ответ. В экспериментах, если транс-плантат помещают в место, лишенное лимфатического дрена-жа (иммунологически привилегированные места), то иммун-ного ответа на трансплантат нет.

Иммунологически привилегированные места в организме.В интактном организме есть такие анатомические места, чтоесли в них хирургически аккуратно вживляется донорскийтрансплантат, то реакции отторжения при определенных ус-ловиях не развиваются. Эти места назвали иммунологическипривилегированными. У человека такими местами являютсямозг, передняя камера глаза, матка (плод), тестикулы. Пер-воначальное предположение о том, что антигены этих тканей

222

не покидают своих мест и недоступны для распознавания Т-лим~фоцитами, не подтвердилось: антигены тканей из привиле-гированных мест покидают их, но действительно не совсемтак, как из всех остальных мест в организме: во-первых,минуя классический лимфатический дренаж; во-вторых, естьособенность барьеров (причем, вероятно, со стороны не со-единительнотканных структур, а функциональной паренхи-мы), отграничивающих иммунологически привилегированныеместа, состоящая в том, что их клетки продуцируют имму-носупрессорные цитокины, а именно TGF-β, и/или экспрес-сируют много Fas-лиганда, убивающего приблизившийся лим-фоцит.

С клинической точки зрения существенно, что именноткани из иммунологически привилегированных мест статис-тически чаще прочих становятся объектом аутоиммунногоповреждения, например, демиелинизирующие заболеваниямозга, включая рассеянный склероз, или симпатическая оф-тальмия. Что касается рассеянного склероза, при которомантигеном для аутоиммунной атаки является основный про-теин миелина (МБР — myelin basic protein), то определен-ную информацию о его патогенезе позволили получить опы-ты на мышах, трансгенных по TCR, который специфичен кМБР. В организме таких мышей все Т-лимфоциты специфич-ны к МБР, присутствуют в нормальных количествах, номыши в «спокойном» состоянии не болеют. Однако если та-ких мышей проиммунизировать искусственно МБР с адъюван-том, то у них быстро разовьется полная клиническая карти-на энцефаломиелита (модель рассеянного склероза на грызу-нах). Это говорит о том, что к антигенам из привилегирован-ных мест (в данном случае мозга) не устанавливается имму-нологическая толерантность ни по механизму делеции клона,ни по механизму анергии лимфоцитов. Поскольку основнойвывод из этих экспериментов состоит в том, что если неим-мунные лимфоциты в норме не активируются к иммунномуответу на антигены из привилегированных мест, то иммун-ные лимфоциты легко проникают в эти места и реализуютэффекторный иммунный ответ с альтерацией тканей.

Столь же показательна симпатическая офтальмия (sympa-thetic ophthalmia). Это редкое аутоиммунное заболевание глаз:если травмируется один глаз, то в результате может произой-ти иммунизация лимфоцитов против тканей глаза. Если этопроисходит, то от аутоиммунной атаки страдает не толькоранее травмированный глаз, но и оба глаза одинаково.

Наиболее защищенным от иммунной атаки семи-аллоген-ным «трансплантатом» является плод в матке беременнойженщины. Хотя по иммунологии беременности выполненомного работ, цельного представления об этом нет. Особого«интеллектуального» беспокойства эта проблема не вызывает

223

потому, что в отличие от антропогенных трансплантаций бе-ременность — природное явление и, следовательно, тут заве-домо все «устроено» правильно. Беременность совсем не ана-логична искусственным пересадкам органов: органы помеща-ют непосредственно во внутреннюю среду организма, а плодотделен от матери плацентой, обладающей уникальными свой-ствами: на синцитиотрофобласте не экспрессированы класси-ческие молекулы МНС; экспрессированы неполиморфныенеклассические молекулы МНС, которые, возможно, необ-ходимы для «удержания» в правильном режиме работы боль-шого числа NK матери. Клетки плаценты продуцируют не-сколько высокоактивных иммуносупрессорных цитокинов(TGF-β, IL-10, IL-4). Если в эксперименте беременной сам-ке вводить IFN-y и IL-12 (индукторы дифференцировки ТЫ),то наступает резорбция плода. Кроме того, и в организме бе-ременной женщины наступают существенные физиологичес-кие сдвиги. Например, в опытах на мышах можно наблюдать,что во время беременности самка не отторгает кожный лос-кут отца своих эмбрионов, но после родов отторгнет его обя-зательно.

7.9. Иммунная система и опухоли

В 60-х годах Ф.Бернет выдвинул гипотезу о&шммунологичес-ком надзоре (immune surveillance) применительно к опухолям.Эта теоретически привлекательная гипотеза, однако, за про-шедшие годы не нашла твердой фактической опоры ни вклинике, ни в эксперименте. Злокачественные опухоли —весьма распространенные заболевания (на 3-м месте послеинфекций и сердечно-сосудистых заболеваний среди причиндосрочной смерти человека). Поэтому существует огромныйпрактический материал, показывающий, что иммунологичес-кий контроль_имеет^отношение к опухолям далеко не всегда.У^ыШёи^мутантов, у которых нет лимфоцитов (т.е. совсемнет "иммунной^ системы)7 частота возникновения опухолейпрактически такая же,, как у мышей с иммунной системой.Аналогично' происходит и у людей с врожденными иммуно-дефицитами. Если у них и встречаются какие-либо опухоличаще, чем в среднем по популяции, то это вирусиндуциро-ванные опухоли, т.е. по сути инфекции трансформирующимивирусами. Инфекции — действительно основной природныйпредмет иммунологического надзора. Пример такого заболева-ния с синдромом иммунодефицита как атаксия-телеангиэкта-зия, при котором действительно повышена частота новооб-разований у пациентов, не является свидетельством существо-вания иммунологического надзора за опухолями. Исследова-ние молекулярного патогенеза этой нозологии показало, чтопри ней имеется мутация в определенном гене, названном

224

ATM. Этот ген кодирует фермент, по структуре гомологичныйфосфатидил-инозитол-З'-киназе и _имеюший прямое отноше-ние к контролю проце<шйв^дш:очнсда-цжсла, т.е. к пролифе-рации клеток, а также к рекомбинации ДНК. Это и объясня-ет повышенную частоту клеточных трансформаций при атак-сии-тедеангиэктазии.

Опухоли настолько гетерогенны по этиологии и конкрет-ным свойствам, что можно сказать они индивидуальны, каксам пациент, или даже более, чем пациент. Эксперименталь-ная иммунология более 100 лет работает с опухолями. За этигоды идентифицированы единицы так называемых опухоль-специфичных трансплантационных антигенов или антигенов,которые могут быть распознаны иммунной системой и иммун-ный ответ на которые может закончиться отторжением опу-холи (табл. 7.14). Наиболее охарактеризованные из этих анти-генов — антигены меланомы и так называемый муцин-1(MUC-1), обнаруживаемый на клетках рака молочной желе-зы и поджелудочной железы.

Опухоль развивается из своих клеток и с самого начала вовнутренней среде, поэтому понятно, что иммунному ответу да-леко не_всееда есть-4*а^чте—развиваться, да и условий длядоиммунного воспаления нет. Немногие известные опухольас-социированные антигены представляют из себя следующее:

• вирусные антигены (тогда это злокачественная вируснаяинфекция);

• эмбриональные антигены;• нормальные клеточные белки, но в состоянии оверэкс-

прессии (over-expression), т.е. в нормальных клетках эк-спрессия таких белков минимальна, но при опухолевомперерождении клетки белки начинают экспрессировать-ся в больших количествах, достаточных для того, чтобыбыть распознанными Т-лимфоцитами.

• продукты мутантных онкогенов или проапоптозных бел-ков.

Как мы помним, неиммунному лимфоциту, чтобы начатьиммунный ответ, недостаточно только связать свой антиген вкомплексе с молекулами МНС на той или иной клетке. Нуж-ны еще все необходимые и достаточные молекулы костиму-ляции. Если

представляющих клеток, то этих молекул „костшщгяции на

^ [ рследует иммшный_ответ^_пока профёесдйнальные антиген-представляющие клетки не процессируют опухольспецифич-ные антигены. Обычно ^cjioBjra_wi5_3Toro_ от^тствхют.

Иногда в культуре опухолевых клеток обнаруживают силь-ную иммуносупрессорную активность. Один из таких цитоки-

8-544 225

Т а б л и ц а 7.14. Антигены опухолей, распознаваемые иммуннойсистемой

Тип антигена Название Характеристика Тип опухолей, накоторых такие ан-тигены могут быть

экспрессированы

Эмбриональные

Белки с нарушен-ной посттранскрип-ционной модифи-кацией

Белки тканеспеци-фичной дифферен-цировки

Мутантный онко-ген

Мутантный про-апоптозный белок(супрессор опухо-левого роста)

Fusion-протеин

Белки онковирусов

MAGE-1,MAGE-3

MUC-1

Тиро-зиназа

Ras

Р53

BCR-ABL

HPVтипа 16(протеиныЕ6, Е7)

Нормальный про-теин тестикул

Недостаточно гли-козилированныймуцин

Фермент синтезамеланинаБелок клона В-лим-фоцитов

ГТФ-связываю-щий белок, участ-вующий в про-ведении сигналавнутрь клетки

Регулятор мито-тического цикла

Гибридный белокс активностью ти-розинфосфатазы

Продукты вирус-ных генов

Меланома; рак мо-лочной железы;глиома

Рак молочной же-лезы; рак подже-лудочной железы

Меланома

В-клеточные лим-фомы

Многие опухоли

Опухоли легких,молочной желе-зы, желудочно-кишечного тракта,мозга, 1фоветвор-ных тканей

Продуцируетсяпри транслокацииt(9; 22) (фила-дельфийская хро-мосома) при хро-ническом миело-лейкозе

Рак шейки матки

нов известен — это TGF-β. Другие охарактеризованы поканедостаточно.

А1питела_клшухольспецифичным антигенам как таковые вбольшинстве случаев не угнетают ^юст^опухолей. Напротив,они вызывают модуляцию антигенов с поверхности клеток.

226

Однако серьезные разработки ведутся по получению так на-зываемых иммунотоксинов — ковалентных конъюгатов опу-хольспецифичных антител с ядами.

Понятие иммунотерапии опухолей, учитывая вышесказан-ное, в большинстве случаев проблематично (если опухоль —не объект "для иммунного распознавания). Тем не менее достадии клинических испытаний в настоящее время доведенряд предложений по иммунотерапии опухолей. Например, убольного при хирургическом удалении опухоли берут его опу-холевые клетки. In vitro в них трансфицируют гены костиму-ляторных молекул — В7 и/или GM-CSF — и вводят опятьбольному. Таким образом опухолевым клеткам пытаются при-внести свойства профессиональных антигенпредставляющихклеток в расчете на то, что в организме в таком случае мо-жет произойти индукция противоопухолевого иммунного от-вета. GM-CSF локально стимулирует лейкоциты общевоспа-лительного назначения.

Что касается методик типа LAK (лимфокинактивированныекиллеры), то публикации на эту тему в последние годы прак-тически прекратились в связи со статистически незначимымирезультатами. Суть методик такого рода «иммунотерапии» со-стоит в том^ что лимфоциты больного in vitro стимулируютбольшими дозами IL-2 или смеси цитокинов из каких-либокультуральных супернатантов с добавлением клеток или безклеток собственной опухоли (или препаратов антигенов изних). После такой стимуляции in vitro аутолимфоциты возвра-щают внутривенно больному. Если после этого наблюдаютремиссию опухоли, то практическая статистика показывает,что частота ремиссии не коррелирует с LAI^repjtroieft.

Весьма существенны успехи химиотерапии опухолей. Воз-можно, есть перспективы у генетической терапии в планеактивизации проапоптозных генов избирательно в_ощхолевыхклетках. ~~ " " ' ™

Глава 8. ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫИММУНИТЕТА

Эффекторные механизмы иммунитета состоят в том, что рас-познавшие (связавшие) антиген рецепторы — TCR на поверх-ности Т-лимфоцита и/или иммуноглобулины в растворе фи-зически подводят связанный антиген к таким клеткам илиферментам, которые специально предназначены для расщеп-ления, окисления антигена до мелких метаболитов, которыеорганизм может вывести через свои системы выделения (поч-ки, ЖКТ) (табл. 8.1).

8* 227

Т а б л и ц а S.I. Взаимосвязи факторов лимфоцитарного иммунитетас лейкоцитами — исполнителями деструкции антигенов

Факторы лим-фоцитарногоиммунитета

Молекулярныемеханизмы, опо-

средующие взаимо-действие лимфоци-тов с лейкоцита-ми — исполните-лями деструкции

Клеткикрови —

исполнителидеструкции

Механизмыдеструкции анти-генов и собствен-

ных клеток и меж-клеточного мат-

рикса, с которымиантигены связаны

Иммуноглобу-лины (антите-ла) — про-дукты В-лим-фоцитов

IgM

IgG

IgE

АНТИТЕЛОЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТОРНЫЕМЕХАНИЗМЫ

IgM (а такжеIgG3 и IgGl) всоставе иммун-ных комплексовфиксируют ком-поненты компле-мента СЗЬ иС4Ь, для кото-рых есть рецеп-торы на эритро-цитах (CR1).Эритроциты свя-зывают иммун-ные комплексыи несут их насебе в печень иселезенку

На фагоцитах —нейтрофилах имакрофагах .—есть Fcy-рецеп-торы, которыесвязывают им-мунные комп-лексы

На NK есть Fcy-рецепторы, кото-рые связываютIgG, связавшие всвою очередь ан-тигены на поверх-ности инфици-рованных клеток

Высокоаффин-ные рецепторыдля IgE — FcfRI

Эритроциты(как аффин-ный сор-бент) и мак-рофаги пече-ни и селе-зенки

Фагоциты —нейтрофилыи макрофаги

NK

Дендритныеклетки в по-кровных

Макрофаги сину-соидов печени иселезенки фагоци-тируют эритроци-ты с иммуннымикомплексами наповерхности илиотдельно иммун-ные комплексы ирасщепляют их

Фагоциты погло-щают и расщепля-ют иммунныекомплексы

NK убивают клет-ку-мишень, инду-цируя в ней апоп-тоз. Мишень для«нашли» антитела(АЗКЦТ)

Через FciRI денд-ритные клетки«улавливают» в

228

Продолжение таблицы

Факторы лим-фоцитарногоиммунитета

Молекулярныемеханизмы, опо-

средующие взаимо-действие лимфоци-тов с лейкоцита-ми — исполните-лями деструкции

Клеткикрови —

исполнителидеструкции

Механизмыдеструкции анти-генов и собствен-

ных клеток и меж-клеточного мат-

рикса, с которымиантигены связаны

— есть на денд-ритных клетках

Высокоаффин-ные рецепторыдля IgE - FcsRI— есть на тучныхклетках, базофи-лах и дендритныхклетках

Низкоаффинныерецепторы дляIgE - FCERII -есть на эозино-филах

тканях

Тучные клет-ки в покров-ных тканях исосудистыхруслах.Базофилы вкрови

Эозинофилы

покровных тканяхмалые количестваантигенов (в томчисле и раствори-мых), чем обеспе-чивают возмож-ность иницииро-вать иммунныйответ на них

Связывание черезвысокоаффинныерецепторы для IgE— FceRI — анти-гена приводит кдегрануляции ва-зоактивных медиа-торов из тучныхклеток и базофи-лов, что обеспе-чивает быстроеразвитие сосудис-тых реакций (рас-ширение сосудов,экссудация сыво-ротки) в тканяхили системно имиоконстриктор-ных реакций(спазмы бронхови ЖКТ)

Эозинофилы свя-зывают Fc-концыIgE, уже связав-шие свой антиген.Типичные при-родные инициато-ры IgE-ответа —гельминты. Эози-нофил, вступив-ший в такуюсвязь, начинаетсинтезировать исекретировать бел-

229

Продолжение таблицы

Факторы лим-фоцитарногоиммунитета

Молекулярныемеханизмы, опо-

средующие взаимо-действие лимфоци-тов с лейкоцита-ми — исполните-лями деструкции

Клеткикрови —

исполнителидеструкции

Механизмыдеструкции анти-генов и собствен-

ных клеток и меж-клеточного мат-

рикса, с которымиантигены связаны

IgA

СубпопуляцииТ-лимФоцитов

CD8+ ЦТЛ

ковые токсины(ЕСР и др.), ко-торые убиваютгельминта (IgE-опосредованнаяАЗКЦТ)

Димеры IgA «пы-таются» перехва-тить антигены ещево внешней средеи не дать им всо-саться во внутрен-нюю среду

Специальные ре-цепторы для IgA(секреторные ком-поненты) есть наэнтероцитах иэпителиальныхклетках другихслизистых. Онисвязывают моно-меры IgA из кро-ви, димеризуютих и экскретиру-ют их в просветоргана в видедимеров

Низкоаффинные Эозинофилы Эозинофилы свя-рецепторы для зывают Fc-концыIgA — FcaRII — IgA, уже связав-есть на эозино- шие свой антиген,филах Эозинофил, всту-

пивший в такуюсвязь, начинаетсинтезировать исекретировать бел-ковые токсины(ЕСР и др.), ко-торые убиваютгельминта (IgA-опосредованнаяАЗКЦТ)

АНТИТЕЛОНЕЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТОРНЫЕМЕХАНИЗМЫ

1. Сами непос-редственно свя-зывают антигенына поверхности

Гибель клеток-ми-шеней по меха-низму индуциро-ванного апоптоза

230

Продолжение таблицы

Факторы лим-фоцитарногоиммунитета

Молекулярныемеханизмы, опо-

средующие взаимо-действие лимфоци-тов с лейкоцита-ми — исполните-лями деструкции

Клеткикрови —

исполнителидеструкции

Механизмыдеструкции анти-генов и собствен-

ных клеток и меж-клеточного мат-

рикса, с которымиантигены связаны

CD4+ Thl

CD4+ Th2

клеток своегоорганизма (в ес-тественных усло-виях — вирус-инфицированныхклеток) и убива-ют эти клетки

2. Продуцируютцитокины, в томчисле IFN-y

Продуцируют ци-токины, в томчисле IFN-y

Продуцируют ци-токины, в томчисле:

IL-4

Макрофаги.NK

Макрофаги

В-лимфоци-ты

1. IFN-y сам посебе ингибируетрепликацию ДНК,в том числе ви-русной2. IFN-y активиру-ет макрофаги, чемспособствует реак-ции ГЗТ3. IFN-y активиру-ет NK к противо-вирусной «атаке»4. IFN-y являетсякофактором, спо-собствующим диф-ференцировке CD4+

Thl

Макрофаги, акти-вированные IFN-у, интенсивнопродуцируют исекретируют ак-тивные формыкислорода, ради-кал N O , протеа-зы, которые со-здают локальноочаг воспаления,называемый ГЗТ

Переключает син-тез иммуноглобу-линов на IgE и

231

Продолжение таблицы

Факторы лим-фоцитарногоиммунитета

Молекулярныемеханизмы, опо-

средующие взаимо-действие лимфоци-тов с лейкоцита-ми — исполните-лями деструкции

IL-5

IL-10

Клеткикрови —

исполнителидеструкции

Эозинофилы

Макрофаги

Механизмыдеструкции анти-генов и собствен-

ных клеток и меж-клеточного мат-

рикса, с которымиантигены связаны

IgGl со всеми вы-т е к а ю щ и м и по-следствиями

С т и м у л и р у е тэозинофилопоэз вкостном мозге иактивирует эози-нофилы в перифе-рических тканяхИнгибирует функ-ционированиемакрофагов

В соответствии с двумя типами антигенсвязывающих рецеп-торов есть и два типа эффекторных механизмов:

• антителозависимые;• Т-лимфоцитзависимые/антителонезависимые.

Выработка антител В-лимфоцитами тоже зависит от Т—В-взаимодействия, в этом смысле почти все иммунные реакции(кроме биосинтеза антител В-лимфоцитами в ответ на тимус-независимые антигены 1-го типа) можно рассматривать какТ-лимфоцитзависимые. Но на стадии реализации именно эф-фекторных механизмов иммунитета разделение их на «анти-телозависимые» и «Т-лимфоцитзависимые, но антителонеза-висимые» помогает проще понять конкретные иммунные ре-акции и процессы.

«По старинке» антителозависимые иммунные реакции на-зывают гуморальным иммунитетом, Т-лимфоцитзависимые —клеточным иммунитетом.

Деструкцию патогена, т.е. собственно то, что и называютэффекторной фазой иммунного ответа, надо осуществлять втех местах в организме, где он находится — в тканях. Зрелыенеиммунные лимфоциты тропны к периферическим лимфо-идным органам и тканям и именно и только туда они миг-рируют по завершении лимфопоэза. Но иммунные лимфоци-ты имеют уже совсем иные свойства миграции: они нужны вразных тканях организма, куда проник патоген. Поэтому на

232

мембране иммунных лимфоцитов есть специальные рецепто-ры, узнающие эндотелий в очагах поражения (воспаления).Там иммунные Т-лимфоциты останавливаются, претерпеваютэкстравазацию и достигают мест локализации поврежденныхпатогеном клеток и межклеточного матрикса. Сюда же цито-кины иммунных Т-лимфоцитов (RANTES и др.) привлекаютиз кровотока лейкоциты, которые и будут исполнителямидеструкции патогена. Схема экстравазации лимфоцитов и лей-коцитов показана на рис. 7.3.

8.1. Антителозавиеимые механизмы защиты от патогена

Таких механизмов по крайней мере 6:

• нейтрализация антителами патогенных свойств антигенасамим фактом связывания в комплекс;

• элиминация и деструкция комплексов антиген—антите-ло фагоцитами (нейтрофилами и макрофагами);

β деструкция комплексов антиген—антитело активирован-ной системой комплемента;

• антителозависимая клеточная цитотоксичность ΝΚ иэозинофилов;

• сосудистые и гладкомышечные контрактильные реак-ции, инициируемые комплексом антиген—антитело с«наймом» тучных клеток и базофилов;

β реликтовые свойства антител (собственная протеазнаяили нуклеазная активность антител).

Сам по себе факт связывания патогена антителом являет-ся защитным по крайней мере в двух случаях:

• если патоген — сильный яд, антитело при связываниинейтрализует токсичность;

• если патоген инфекционен (вирус, прион, бактерия), аантитело, связав его, препятствует инфекции патогенав клетки тела.

Но и в этих случаях, а тем более во всех остальных, обра-зование макромолекулярного комплекса антиген—антитело этоеще не конец защитной реакции, так как организм не умеетсвободно выводить во внешнюю среду из внутренней макро-молекулярные комплексы. Их необходимо расщепить до мел-ких метаболитов. Для этого антитела в составе комплексовантиген—антитело «умеют» фиксировать компоненты компле-мента и активировать его при этом (IgM>IgG3>IgGl). Комп-лексы антиген—антитело—компоненты комплемента в своюочередь фиксируются на эритроцитах рецепторами для ком-понентов комплемента, и эритроциты уносят такие комплек-сы в синусоиды селезенки и печени, где их фагоцитируют ирасщепят макрофаги. Кроме того, комплексы с антителами

233

изотипов IgGl и IgG3 прямо через соответствующий FcyRIIна макрофагах и на нейтрофилах будут связаны и фагоцити-рованы и внутри фагоцитов расщеплены до мелких метабо-литов.

8.1.1. Fc-рецепторы

Fc-рецепторы (FcR) — это мембранные молекулы, 'специфи-чески связывающие иммуноглобулины за их Fc-фрагменты.Это третий тип иммунорецепторов — плюс к TCR и BCR.FcR — иммунорец&тор потому, что пусть через посредствоантитела, но клетка — носитель FcR способна связать анти-ген и прореагировать в ответ на антиген. FcR есть как налимфоцитах, так и на всех известных лейкоцитах, и FcR —та молекулярная материя, посредством которой факторы лим-фоцитарного иммунитета (антитела) «нанимают» лейкоцитына деструкцию и элиминацию распознанного антителами ан-тигена.

Рассмотрим номенклатуру FcR. Аббревиатура обычно содер-жит 3, 4 или 5 «компонентов»: Fc — (у, ε, α, μ) — (I, II,III) — (А, В) — (1, 2, 3, ...). «Fc» означает, что лиганд длясвязывания — константный фрагмент («хвост») молекулы им-муноглобулина. Греческая буква обозначает связываемый типтяжелой цепи, т.е. изотип иммуноглобулина. Каждый FcR спе-циализирован по какому-то одному изотипу тяжелой цепимолекулы иммуноглобулинов. Римская цифра I, II или IIIобозначает тип рецептора, типы различаются по аффинностисвязи с лигандом. «I» обозначает высокоаффинные рецепто-ры, способные связывать свободные антитела, а не уже ком-плексы антиген—антитело. Такие рецепторы известны толькодля IgE. По этой причине еще «довоенные» физиологи назы-вали реагины (тогда эти антитела еще не были идентифици-рованы как иммуноглобулины класса Е) гомоцитотропнъшиантителами. «И» и «III» обозначают низкоаффинные рецепто-ры. Это в свою очередь значит, что такие рецепторы не свя-зывают свободные молекулы иммуноглобулинов, но связыва-ют только комплексы антиген—антитело за Fc-фрагмент им-муноглобулина. Заглавная латинская буква А, В, С обозначаеттот или иной функциональный вариант FcR. Мы уже писалив разделе об активации лимфоцитов (6.2.3), что последствиясвязывания разных FcR с лигандами различные — активацияили ингибиция функций определенной клетки. Арабская циф-ра или иные обозначения после латинской заглавной буквыобозначают генетическую изоформу конкретной молекулы FcR(либо существует более одного гомологичного гена, либоимеет место альтернативный сплайсинг первичного транс-крипта РНК).

В табл. 8.2 приведена характеристика известных типов FcR.

234

Типы

Свойства

Структура(цепи, мол.масса х 1000)

Изотип связы-ваемого имму-ноглобулина,константа дис-социации

На каких клет-ках экспресси-рован

Биологическиеэффекты присвязывании

Тип

FcyRI(CD64)

а (72 000)У

IgGl(=IgG3>IgG4>IgG2),10s Μ"1

Макрофаги,нейтро^эозинов

)ИЛЫ,)ИЛЫ,

дендритныеклетки

Стимуляцияэндоцитоза,фагоцитоза,дыхательноговзрыва, кил-линга

F c y R I I - A(CD32)

а (40 000)(есть у-по-добныйдомен)

IgGl(>IgG3=IgG2>IgG4),2хЮ6 Μ"1

Макрофаги,нейтрос|эозинов

)ИЛЫ,)ИЛЫ,

тромбоциты,клетки Лан-герганса

Стимуляцияэндоцитоза,дегрануляцияэозинофилов

F c y R I I - B 2

(CD32)

1 цепь,содержитITIM

IgGl(=IgG3>IgG4>IgG2),2Х106 Μ'1

Макрофаги,нейтрос]эозино^

эилы,)ИЛЫ

Поглощениерецептора иингибициястимуляции

F c y R I I - B l

(CD32)

1 цепь,содержитITIM

IgGl(-IgG3>IgG4>IgG2),2Х106 Μ"1

В-лимфоци-ты, тучныеклетки

Ингибициястимуляциибез погло-щения ре-цептора

FcyRIII(CD16)

or (50 000или 70 000);у или ζ

IgGl(=IgG3),

5Х105 Μ'1

ΝΚ? эозино-филы, мак-рофаги, ней-трофилы, туч-ные клеахи

СтимуляциякиллернойактивностиΝΚ

FcfRI*

а (45 000)β (33 000) ч

У (9000)

IgE

1010 М-1

Тучные клет-ки, эозино-

с•

)илы, базо-)илы, денд-

ритные клет-киДегрануля-ция, эндо-цитоз

FcaRI(CD89)

а (55 000-75 000)У (9000)

IgAl(=IgA2),

ΙΟ7 Μ " 1

Макрофаги,нейтро^ЭОЗИНО(

эилы,)ИЛЫ

Поглощениерецептора ииндукция кил-линга

П р и м е ч а н и е . * FcfRI — это высокоаффинный рецептор для IgE, он связывает свободные антитела класса Е. Известно ещенесколько низкоаффинных рецепторов для IgE (они описаны в разделах, посвященных эффекторным реакциям с участиемэозинофилов),

8.1.2. Антителозависимая клеточная цитотоксичность

Если антиген как целое (как мишень) — это клетка, то ан-титела, но только класса G, привлекут своим FC-XBOCTOM NK,имеющих для этого соответствующий FcyRIII. Возникнет ком-плекс клетка-мишень — антитело — NK, в котором NK ре-ализует свою киллерную функцию в отношении клетки-ми-шени. Это и называют АЗКЦТ — антителозависимой клеточ-

Т а б л и ц а 8.3. Биологически активные продукты эозинофилов

Тип продукта

Фермены

Токсичныепротеины

Цитокины

Хемокины

Липидныемедиаторы

Конкретные продукты

Эозинофильнаяпероксидаза

Эозинофильнаяколлагеназа

Большой основныйпротеин (МБР — majorbasic protein)

Эозинофильныйкатионный протеин(ЕСР — eosinophilcationic protein)Нейротоксин эозино-филов (ENT — eosino-phil-derived neurotoxin)IL-3, IL-5, GM-CSF

IL-8

Лейкотриены C4 и D4

Тромбоцитактивирую-щий фактор (PAF —platelet-activating factor)

Биологические эффекты

Вызывает выброс гиста-мина из тучных клеток;токсична за счет катали-за галогенизации суб-/-ν | ' | \ Q Т * - Ч Т 1O l J p a - l D J t i

Вызывает «ремоделлинг»межклеточного веществасоединительной тканиТоксичен для гельминтови собственных клеток,вызывает выброс гиста-мина из тучных клетокТоксичен для гельминтови нейронов

Токсичен для нейронов

Стимулируют эозинопоэзв костном мозге; активи-руют эозинофилы на пе-риферииОбеспечивает инфлюкслейкоцитов в очагСокращают гладкиемышцы; повышают про-ницаемость сосудов, уси-ливают секрецию слизи

Усиливает продукциюлипидных медиаторов;активирует нейтрофилы,эозинофилы и тромбо-циты; является хемоат-трактантом для лейкоци-тов

236

ной цитотоксичностью (по английски ADCC). Механизм соб-ственно киллерного действия NK на клетку-мишень такой же,как и киллерный механизм ЦТЛ (порообразование перфори-ном и индукция апоптоза), и мы опишем его в разделе 8.2.1.

Если патоген — гельминт, уже проникший во внутреннююсреду, то единственный известный на сегодня механизм са-нации от гельминтов — это АЗКЦТ, в которой антитела —класса Ε или А, а клетки-эффекторы — эозинофилы. На эози-нофилах есть специальные низкоаффинные рецепторы дляIgE — FcfRII, способные связывать комплексы IgE с антиге-нами. Связывание такого комплекса в сочетании с сигналомот цитокина IL-5 активирует эозинофил к синтезу и секре-ции высокотоксичных протеинов, способных убить гельминта.Активированный эозинофил секретирует ряд биологическиактивных продуктов, свойства которых объясняют симптома-тику так называемых эозинофильных воспалительных процес-сов (табл. 8.3).

Привлечь эозинофилы в очаг могут комплексы антигеновс антителами не только класса Е, но и А: на эозинофилахесть рецепторы для IgA — FcaRII.

8.1.3. Сосудистые и миоконстрикторные реакции,опосредованные медиаторами тучных клеток и базофилов.Гиперчувствительность немедленного типа

Антитела привлекают «к работе» и базофилы, и тучные клет-ки. На базофилах и тучных клетках есть несколько разныхтипов рецепторов для FC-XBOCTOB молекул иммуноглобулинов.

Рецептор FcyRIIB, связывающий иммунные комплексыантигенов с антителами класса G, является негативным ко-рецептором, сигнал с которого ингибирует биосинтезы актив-ных продуктов и дегрануляцию тучных клеток. Активирующимтучные клетки является иммунорецептор FCERI — высокоаф-финный рецептор для IgE, способный связывать свободныеантитела класса Е, до того как они свяжут свой антиген вкомплекс. Таким образом тучные клетки с IgE-FcfRI на по-верхности и с депонированными внутри гранулами биологи-чески активных веществ находятся «на низком старте» и го-товы в считанные секунды — минуты выбросить содержимоегранул в ответ на поступивший на их IgE-FceRI антиген.Точно такой же FCERI экспрессирован на базофилах. Гранулыбазофилов содержат такие же биологически активные веще-ства (по крайней мере основные из известных), что и туч-ные клетки. Тучные клетки локализованы в соединительнойткани lamina propria слизистых оболочек, в подкожной соеди-нительной ткани и соединительной ткани по ходу всех кро-веносных сосудов, т.е. «подстилают» барьеры. Благодаря IgE-FcfRI они готовы немедленно выбросить биологически актив-

237

ные вещества из своих гранул и тем самым обеспечить не-медленные сосудистые реакции защитного назначения в ба-рьерных тканях: гистамин из тучных клеток вызывает локаль-ное расширение сосудов, повышение их проницаемости, чтоспособствует отеку ткани и, следовательно, служит попыткойтампонировать антиген в очаге, не пустить его в системнуюциркуляцию.

Кроме того, гистамин, а также лейкотриен D4 и проста-гландины из тучных клеток вызывают интенсивное сокраще-ние гладких мышц. Защитный характер этой реакции можнопроиллюстрировать на примере энтеральной инфекции гель-минтом Heligmosomoides polygyrus на модели на мышах. Орга-низм нормальных мышей санируется от этого гельминта пу-тем иммунного ответа с преимущественной дифференциров-кой Th2 и выработкой антител класса Е. Эти антитела фик-сируются на тучных клетках слизистой оболочки кишки, вполости которой обитает гельминт. Антигены гельминта вы-зывают активацию и дегрануляцию тучных клеток, медиато-ры которых обеспечивают интенсивную перистальтику, в ре-зультате чего гельминт выбрасывается из полости кишки на-ружу. Такая санация не осуществляется при эксперименталь-ном заражении мутантных или модельных мышей, имеющихгенетические или эпигенетические дефекты в любом из пе-речисленных выше компонентов защитной реакции [мыши стяжелым комбинированным иммунодефицитом — SCID;мыши с мутацией w/wv, дефицитные по тучным клеткам;мыши, обработанные антителами к c-kit (рецептор для фак-тора роста клеток-предшественников тучных клеток); мышис knock-out по гену липооксигеназы (следовательно, дефицит-ные по лейкотриенам)].

Медиаторы тучных клеток — биологически активные ве-щества — делят на 3 группы, которые различаются по сро-кам выброса из активированной тучной клетки и по предназ-начению, и биохимическому классу молекул. Одна группа —медиаторы, депонируемые в гранулах тучных клеток. Они пер-выми выбрасываются из клетки по сигналу на дегрануляцию.В составе гранул находятся так называемые вазоактивные ами-ны (у человека это гистамин, у лабораторных грызунов —серотонин), а также гепарин, ферменты (триптаза, химаза,катепсин G, карбоксипептидаза) и цитокин TNF-α. Втораягруппа медиаторов вступает в процесс через несколько чадовот начала реакции, это липидные медиаторы (лейкотриены,простагландины, PAF). Третья группа — цитокины (IL-4, IL-13, IL-3, IL-5, GM-CSF). Основные биологические эффектымедиаторов тучных клеток приведены в табл. 8.4.

Тучные клетки — неоднородная популяция. Выделяют покрайней мере две их тканевые разновидности. Одна разновид-ность локализована в слизистой оболочке ЖКТ, их называют

238

Т а б л и ц а 8.4. Медиаторы тучных клеток и базофилов и их био-логические эффекты

Тип медиатора

Ферменты

Вазоактивныеамины

Протеогликаны

Цитокины

Липидныемедиаторы

Примеры

Триптаза и хима-за (сериновые про-теазы), катепсинG, карбоксипеп-тидазаГистамин(у человека);серотонин(у грызунов)Гепарин, хондро-итинсульфат

TNF-α

IL-3, IL-5,GM-CSF

IL-4, IL-13

Лейкотриены С4,D4, Е4

Простагландины(PGD2, PGE2)PAF (platelet-acti-vating factor) —фактор активациитромбоцитов

Биологические эффекты

Ремоделлинг матриксного ве-щества соединительной ткани

Расширение сосудов и повы-шение проницаемости; сокра-щение гладких мышц; токсич-ны для гельминтовСвязывают и удерживаютионными силами положитель-но заряженные молекулы био-генных аминовПровоспалительное действие:активирует эндотелий и коа-гуляцию крови, стимулируетвыработку цитокинов другимиклетками в очаге воспаленияСтимулируют дифференци-ровку и активацию эозинофи-ловСтимулируют дифференци-ровку субпопуляции Th2Пролонгированное сокраще-ние гладких мышц, повыше-ние проницаемости сосудов,стимуляция секреции слизи

Усиливает продукцию липид-ных медиаторов; хемоаттрак-тант и активатор для тромбо-цитов, нейтрофилов, эозино-филов

тучными клетками слизистой оболочки (mucosal mast cells). Ихотличает ряд свойств: из сериновых протеаз экспрессируют итриптазу, и химазу, из протеогликанов в них преобладаетхондроитинсульфат; секретируют минимум гистамина; из ме-таболитов арахидоновой кислоты в них преобладает лейко-триен С4.

Вторая тканевая разновидность тучных клеток — те, чтолокализованы в серозных оболочках полостей тела и в легких.

239

Их называют тучными клетками соединительной ткани(connective tissue mast cells). Они отличаются по следующимсвойствам: из сериновых протеаз экспрессируется преимуще-ственно триптаза, из протеогликанов — гепарин, секретиру-ют много гистамина, из метаболитов арахидоновой кислотыв них преобладает PGD2.

Тучные клетки слизистых оболочек отсутствуют у бестимус-ных мышей nude. По-видимому, дифференцировка таких кле-ток зависит от Т-лимфоцитов, а именно от местной стиму-ляции клеток-предшественников цитокином IL-3. Дифферен-цировку клеток-предшественников в соединительнотканныйфенотип тучных клеток стимулируют фибробласты.

Как соотносятся в плане дифференцировочного «родства»тучные клетки и базофилы, сказать трудно. У них одинако-вые существенные функциональные признаки, такие как на-личие на мембране высокоаффинного рецептора для IgE(FcfRI), и одинаковый список биологически активных меди-аторов. Но базофилы циркулируют в крови и мигрируют вткани только в очаг воспаления (как нейтрофилы). На базо-филах экспрессированы молекулы адгезии, важные для homingв очаг: LFA-1 (CDlla/CD18), Мас-1 (CDllb/CD18), CD44.Тучные клетки — тканевая форма, их никто не видел цирку-лирующими в крови. Вероятно, что тучные клетки дифферен-цируются из своей собственной клетки-предшественницы,коммитируемой к данной дифференцировке на уровне СКК.Известно, например, что для предшественников тучных кле-ток специфическим фактором роста является c-kit-лиганд. Пробазофилы известно, что они имеют общую клетку-предше-ственницу с эозинофилами, следовательно, дифференциров-ка эозинофилов и базофилов альтернативна.

Тучные клетки и базофилы активируются следующимисигналами:

• гомотипной агрегацией FCERI (комплексом IgE с анти-геном или антителами к рецептору);

• активированными компонентами комплемента — анафи-лотоксинами С5а»С4а>СЗа;

• медиаторами из активированных нейтрофилов;• нейротрансмиттерами (норадреналином, субстанцией Р).

Действие гистамина. На разных клетках есть различные ре-цепторы для гистамина — Н р Н2 и Н,. На клетках эндотелиясосудов экспрессированы рецепторы Н г Вазоактивные эффек-ты гистамина состоят в следующем: эндотелиальные клеткипретерпевают констрикцию, и плазма выходит из сосуда вткани; гистамин стимулирует синтез в клетках эндотелия про-стациклина и радикала окиси азота (NO·), которые вызыва-ют расслабление гладких мышц сосудистой стенки и, следо-вательно, вазодилатацию. Если процесс происходит в коже,

240

то клинически это выглядит как симптомы «wheal and flare» —пузыри и покраснения (крапивница). В случае аллергическойпатологии снять симптомы помогают препараты — блокато-ры рецепторов Н, для гистамина.

Если гистамина выделяется достаточно много, то он вы-зывает клинически значимые сокращения гладких мышц киш-ки (перистальтику) и бронхов (бронхоспазм), но кратковре-менные, так как это вещество быстро распадается во внекле-точной среде.

Липидные медиаторы. При стимуляции тучных клеток в нихактивируются ферменты метаболизма липидов, а именно фос-фолипаза А2. Этот фермент использует в качестве субстратовфосфолипиды клеточных мембран и липиды (в первую оче-редь арахидоновую кислоту), депонированные в клетке в ли-пидных тельцах. В результате образуются следующие биологи-чески активные медиаторы.

П р о с т а г л а н д и н D 2 ( P G D A Он действует как вазо-дилататор и бронхоконстриктор. В биосинтезе простагландинаиз арахидоновой кислоты участвует циклооксигеназа. Фармако-логическими ингибиторами этого фермента являются аспирини ряд нестероидных противовоспалительных препаратов. Нополная фармакологическая блокада биосинтеза PGD2 парадок-сальным на первый взгляд образом может усугублять приступбронхоспазма при бронхиальной астме, ибо PGD 2 — не един-ственный и не ведущий медиатор бронхоспазма.

Альтернативные продукты метаболизма арахидоновой кис-лоты образуются под воздействием 5-липооксигеназы — этолейкотриены С4, D4, E4. Комплекс лейкотриенов называютмедленно реагирующей субстанцией анафилаксии. Именно этоткомплекс медиаторов в наибольшей мере ответствен за брон-хоконстрикцию при бронхиальной астме. Это объясняет усу-губление астматических приступов аспирином: блокируя син-тез PGD2, аспирин высвобождает метаболический шунт ара-хидоновой кислоты в пользу лейкотриенов.

Еще один липидный медиатор тучных клеток — Ρ A F(фактор, активирующий тромбоциты). Назван он так потому,что в экспериментах, в которых его впервые идентифициро-вали, наблюдали, что он вызывает агрегацию и активациютромбоцитов. PAF синтезируется в реакции ацилирования ли-зоглицерилового эфира фосфорилхолина, получающегося изфосфолипидов мембраны в результате работы фосфолипазыА2, которая отщепляет жирные кислоты, в том числе арахи-доновую. PAF вызывает также бронхоконстрикцию, но релак-сацию гладких мышц сосудов (следовательно, их расширение)и ретракцию эндотелия. PAF продуцируют не только (а мо-жет быть и не столько) тучные клетки, сколько клетки эн-дотелия, стимулированные гистамином и лейкотриенами.

Цитокины тучных клеток. Цитокины, продуцируемые туч-

241

ными клетками, поддерживают иммунное отклонение в диф-ференцировке субпопуляций CD4+ T-лимфоцитов в пользуTh2 (IL-4, IL-13), а также поддерживают дифференцировкуи активацию эозинофилов (IL-5, IL-3, GM-CSF). В случаепатологии именно эти клетки составляют «дружный» и само-поддерживающийся ансамбль, ответственный за реакции гипер-чувствительности немедленного типа (ГНТ): Th2, IgE, тучныеклетки, базофилы, эозинофилы — их мишени — гладкиемышцы и эндотелий, следовательно, сосуды, бронхи, ЖКТ.Системная реакция ГНТ — анафилактический шок. Мы опи-шем клинику такого шока в разделе, посвященном патоло-гическим процессам с участием иммунной системы (раздел14.6).

8.1.4. Реликтовые свойства антител

Белки иммуноглобулины, очевидно, произошли от каких-тобелков, которые раньше иммуноглобулинами не были. Конеч-но, распознавание антигенов — настолько сильное свойствоиммуноглобулинов, что «разглядеть» под ним остатки преды-дущих свойств было непросто. Но тем не менее «разглядели»,когда заметили, что в некоторых случаях (редко, но бывает)антитела сами расщепляют свой антиген, функционируя какпротеазы. Видимо, на основе именно этих ферментов и раз-вились в эволюции иммуноглобулины как антитела. Одно вре-мя была попытка ввести новый термин «abzyme» (antibody-enzyme), но он не прижился в связи с редкостью употребле-ния.

Постепенно у молекул иммуноглобулинов обнаружили ещенесколько свойств, «параллельных» свойствам связывать ан-тиген с одной стороны и комплемент или FcR — с другой.

Эти «параллельные» свойства следующие:

• пептидазная активность;• способность связывать нуклеотиды и способность рас-

щеплять полинуклеотиды;• способность связывать металлы;• способность связывать суперантигены.

В настоящее время в некоторых публикациях можно встре-тить термин «суперантитело» (superantibody activity). Это надопонимать так, что у какого-то конкретного антитела обнару-жили ту или иную дополнительную активность, кроме спо-собности связать свой антиген определяющими комплементар-ность областями (CDR) вариабельных участков молекулы.

Молекулярный анализ конкретных антител с пептидазнойактивностью показывает, что каталитические функции связа-ны с не подверженными перестройке ДНК участками V-об-ласти L-цепи (germline components). В каких-то случаях фер-

242

ментативная активность антител имеет патогенное значение.Например, у пациента с недостаточностью функций щитовид-ной железы обнаружили повышенное расщепление тирогло-булина именно аутоантителами к нему. Белки Бенс-Джонса(H.Bence Jones) — это L-цепи иммуноглобулинов — у боль-ных множественной миеломой, кроме прочих патологическихэффектов, проявляют еще и пептидазную активность.

Способность связывать нуклеотиды выявлена у доменов VL

и VH: пуриновое кольцо связывается с остатками триптофанаи тирозина. При этом связи с нуклеотидами могут не мешатьсвязыванию с антигеном в антигенсвязывающем центре. Не-которые антитела, связывающие нуклеиновые кислоты, обла-дают способностью расщеплять полинуклеотиды (ДНКазнаяактивность).

Некоторые антитела эффективно связывают металлы, на-пример ртуть и свинец. По-видимому, это свойство — тожедревнее наследие происхождения от ферментов, для которыхионы металлов — необходимые коферменты. В каких-то слу-чаях это свойство антител может иметь отношение к патоге-незу заболеваний: антитела, связывая жизненно необходимыеионы металлов-микроэлементов, вызывают дефицит этих ме-таллов во внутренней среде. Подобные подозрения возниклив отношении синдрома склеродермии и антител, связываю-щих свинец.

Под связыванием антител с суперантигенами следует по-нимать связывание не по активному центру антител, а дру-гим местом, но с вовлечением именно V-области. Пока чтосвойства суперантигена для иммуноглобулинов описаны для3 веществ: протеина А стафилококка (SpA), gpl20 ВИЧ-1 икишечного сиалопротеина. Один такой суперантиген можетсвязать более 80 % всех иммуноглобулинов крови, причем приэтом иммуноглобулин теряет способность связывать свой спе-цифический антиген. Вот и еще один компонент патогенезаиммунодефицита при ВИЧ-инфекции: иммуноглобулинов вкрови много, но для своих антигенов они недоступны.

8.2. Т-лимфоцитзависимые антителонезависимые эффекторныемеханизмы иммунитета

Таких механизмов как минимум 3:

ж убийство клеток-мишеней цитотоксическими CD8+ T-лимфоцитами (ЦТЛ);

• иммунное воспаление тканей, называемое гиперчувстви-тельностью замедленного, типа (ГЗТ), которое «органи-зуют» CD4+ Т-лимфоциты субпопуляции Thl, а клетка-ми-исполнителями являются активированные макрофа-ги;

243

иммунное воспаление тканей, вызываемое токсичнымипродуктами эозинофилов, активированных лимфоцита-ми Th2 (IL-5). Такого рода иммунное воспаление харак-терно для аллергических заболеваний, а также встреча-ется при отторжении трансплантатов чужеродных орга-нов.

8.2.1. Цитотоксические Т-лимфоциты

Для осуществления функции антигенспецифичной цитоток-сичности дифференцирована субпопуляция CD8+ Ταβ-лимфо-цитов — ЦТЛ. TCR этих лимфоцитов распознает свой анти-ген в комплексе с молекулами MHC-I на мембране клетоксобственного организма, которые в данном случае называютклетками-мишенями для киллерной атаки со стороны ЦТЛ.Т-киллеры есть и среди Туб. Тот же молекулярный механизмубийства клеток-мишеней (который мы сейчас опишем) ре-ализуют и NK.

ЦТЛ являются киллерами-специалистами. В иммунной сис-теме есть лимфоциты-киллеры и иного рода (см. ниже). Спе-циализированный механизм киллинга локализован в ЦТЛ вгранулах. Неиммунные зрелые CD8+ ЦТЛ после выхода изтимуса (или иных мест дифференцировки для ЦТЛу5) име-ют только программу для биосинтеза эффекторных молекул,но не сами молекулы. После вовлечения их в иммунный от-вет, распознавания ими своего антигена эта программа начи-нает действовать: происходит синтез de novo определенныхвеществ, которые называют цитотоксинами. В виде функцио-нально неактивных молекул-предшественников эти цитоток-сины накапливаются в гранулах, Гранулы с цитотоксинами нив коей мере не разбросаны по клетке в беспорядке, они сори-ентированы локально в связи с TCR так, что обеспечиваетсявозможность строго направленного киллерного удара Т-лимфо-цита по клетке-мишени. Эта строгая направленность ориенти-рована через TCR цитотоксического Т-лимфоцита на антиген.Сами цитотоксины неспецифичны по антигену, они одинако-вы для всех антигенов. Однако при работе ЦТЛ не поврбжда-ются ни сами ЦТЛ, ни здоровые клетки тканей организма, атолько больные клетки, на которых экспрессированы антигенывирусов или других внутриклеточных патогенов. 1

Главное защитное биологическое предназначение ЦТЛ —санация организма от внутриклеточных инфекций.

Такая векторная цитотоксичность особенно существеннапри лечении от внутриклеточных инфекций тканей, которым

244

не свойственна физиологическая регенерация (нейронов, же-лез внутренней секреции и др.)· Не все иммунные механизмысанации настолько векторные. Мы увидим пример менее век-торного механизма санации — ГЗТ.

В некоторых случаях CD8+ T-лимфоцит способен активи-роваться при контакте с антигенпредставляющей клеткой безсодействия CD4+ Т-лимфоцитов (это в случае вирусинфици-рованных дендритных клеток). Иногда CD4+ T-лимфоцитыспособствуют такой активации антигенпредставляющей клет-ки, которая необходима для адекватной работы ЦТЛ. Соб-ственно механизм работы иммунного ЦТЛ состоит в том, чтоЦТЛ связывает своим TCR антиген на поверхности клетки-мишени и в области связи быстро формируется межклеточ-ный интерфейс — зона контакта. Локально в области этогоконтакта ЦТЛ выбрасывает содержимое гранул. Этот процессоблигатно зависит от Са2+.

Цитотоксины гранул ЦТЛ — это минимум два типа бел-ков:

• перфорин;• гранзимы — сериновые протеазы.

Описан и цитолизин, но он недостаточно подробно оха-рактеризован.

Перфорин в гранулах в виде предшественника представляетсобой растворимый белок. Но, будучи высвобожденным изгранул и в присутствии Са2+ он в течение секунд полимери-зуется в мембране клетки-мишени: липофильные участки мо-лекул перфорина ориентируются наружу, гидрофобные —внутрь клетки. В результате образуется пора диаметром 16 нм.Через эту пору внутрь клетки-мишени ЦТЛ инъецирует гран-зимы. Охарактеризовано 3 гранзима ЦТЛ — А, В и С. Этоспециализированные сериновые протеазы, внутриклеточнымисубстратами которых являются специальные ферменты, пред-назначенные для инициации программы апоптоза. Таким об-разом, наилучшим способом удалить из организма инфици-рованную вирусом клетку является именно апоптоз, посколь-ку ферменты деградации нуклеиновых кислот и белков, ак-тивируемые при апоптозе, разрушат ДНК и белки не толькоклетки, но и вируса. Так и происходит в норме. Но если вклетке-мишени есть какие-то дефекты в механизмах апоптозаили эта программа вовсе не «поставлена», то ЦТЛ все равноразрушит клетку некрозом — осмотическим лизисом черезпоры, сформированные перфорином. Однако в этом случаенеповрежденные вирусные частицы и нуклеиновые кислоты«разбегутся на свободу» по организму и заразят другие клет-ки. Так тоже происходит в случаях наиболее «коварных» ин-фекций.

На организацию сигнала на апоптоз для клетки-мишени

245

ЦТЛ требуется не более 5 мин, после чего он физическипереходит к другой клетке-мишени, т.е. ЦТЛ является серий-ным киллером.

CD8+ ЦТЛ еще и продуцируют цитокины, что следует обя-зательно иметь в виду при анализе конкретного иммунопато-генеза того или иного заболевания. Большинство иммунныхЦТЛ продуцирует IFN-y, TNF-α, TNF-β (он же LT). IFN-y,во-первых, прямо ингибирует репликацию вирусов. Кромеэтого, его вклад в противовирусную защиту состоит еще и втом, что он индуцирует в клетках повышенную экспрессиюмолекул MHC-I и II, ТАР (пептидтранспортных белков, не-обходимых для представления антигенов в комплексе с моле-кулами MHC-I), что способствует более эффективному пред-ставлению вирусных антигенов для Т-лимфоцитов (и для рас-познавания, и для киллинга). IFN-y активирует еще и макро-фаги, и NK. И наконец, TFN-y является кофактором индук-ции дифференцировки из CD4+ ThO-субпопуляции провоспа-лительных CD4+ Т-лимфоцитов — Thl. Последнее означает,что CD8+ ЦТЛ вносят свой и определенный вклад в развитиедругих эффекторных механизмов иммунного ответа, а имен-но варианта с участием Thl.

8.2.2. Другие механизмы лимфоцитарнои цитотоксичности

Мы уже касались этого вопроса в разделе 7.6. ЦТЛ — анти-геннаправленный индуктор апоптоза в клетке-мишени. Новспомним, существует несколько механизмов индукции апоп-тоза в живой клетке. Есть специальные рецепторы сигналов наапоптоз, например рецептор Fas. Он экспрессируется на ак-тивированных лимфоцитах. Лиганд для этого рецептора, FasL,в повышенных количествах экспрессируется в определенноевремя и в определенных местах в организме и на CD8+ ЦТЛ,и на CD4+ Thl-лимфоцитах. Но в отличие от антигенспеци-фичной гранулоопосредованной цитотоксичности ЦТЛ, пря-мо направленной на санацию организма от патогена, Fas—FasL-цитотоксичность направлена на лимфоциты, следова-тельно, играет определенную роль в регуляции иммунного .от-вета в периферических тканях.

8.2.3. Гиперчувствительность замедленного типа

Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) — это вто-рой вариант Т-лимфоцитзависимого/антителонезависимогоэффекторного механизма иммунитета. Термин «пришел» изпатологии. Но вспомним, всякий иммунный ответ по сути —это распознавание антигена и затем его деструкция, следова-тельно, альтерация тканей, а значит rubor, tumor, calor, doloretfunctio laesae. Ощущаем мы это нашими органами чувств или

246

нет, вопрос дозы антигена, величины очага повреждения ипродолжительности процесса. Так что «чистая» норма — этоотсутствие патогенов и иммунного ответа на них, а всякийиммунный ответ — это преодоление патологии, успешное илиусугубляющее патологию.

Лимфоциты-эффекторы ГЗТ — CD4+ Thl-лимфоциты,провоспалительный цитокин-IFN-y, клетки-партнеры, ис-полнители воспаления, макрофаги.

Программирование дифференцировки CD4+ ThO в направ-лении Thl представляется следующим образом. Если TCR ThOсвязал антиген с высокой авидностью, то на таком Т-лим-фоците устойчиво экспрессируется рецептор для IL-12, содер-жащий /32-субъединицу (экспрессия этой субъединицы специ-фична именно для Thl). Источником IL-12 для воздействияна рецептор IL-12R/?2 служат дендритные клетки, активиро-ванные IFN-y (у человека и IFN-α). Источником IFN-y в дан-ном случае являются активированные CD8+ Τ-лимфоциты, т.е.лимфоциты CD8+ вносят свой вклад в дифференцировкуCD4+ ThO-лимфоцитов в Thl.

В обоих случаях («отклонение» в сторону ТЫ или Th2)дендритные клетки выполняют роль клеток, интегрирующихсигналы из внешней среды (антиген), и сигналы межклеточ-ных взаимодействий в очаге (с В-лимфоцитами, с CD8+

Т-лимфоцитами). Но в целом именно взаимодействия несколь-ких типов клеток определяют конечный результат — Thl илиTh2.

Дифференцировку Thl поддерживает IL-12; IFN-y (у чело-века, но не у мышей, еще и IFN-α) является кофактором.IL-12 продуцируют дендритные клетки, макрофаги и нейтро-филы на стадии доиммунного воспаления, a IFN-y — CD8+

Т-клетки и NK. Ингибирует дифференцировку и подавляетактивность ТЫ цитокин, продуцируемый Th2, — IL-10 (воз-можно не прямо, а через ингибицию активности макрофагови соответственно из-за недостатка IL-12).

Макрофаг без поддержки лимфоцитарного иммунитета ока-зывается недостаточно эффективной клеткой-санитаром в от-ношении многих инфекционных патогенов, которые он спо-собен фагоцитировать. Микобактерии, грибы и многие типымикроорганизмов, будучи фагоцитированными внутрь макро-фага, способны не только в нем выжить, но и эффективноразмножаться. Но если макрофаг в очаге инфекции активиро-ван взаимодействием с иммунным CD4+ Thl-лимфоцитом, томикробицидные возможности макрофага существенно повы-шаются и он разрушает патогены. К сожалению, и при учас-

247

тии лимфоцитов в макрофаге погибают не все патогены (осо-бенно жизнеспособны вирусы, например, ВИЧ).

Для иммунной активации макрофага необходимы два воздей-ствия на него со стороны лимфоцитов:

β контактное — молекула CD40L на ТЫ-лимфоците всту-пает в связь с молекулой CD40 на макрофаге;

• цитокиновое — IFN-y, продуцируемый ТЫ, CD8+ ЦТЛили NK, связывает рецептор на макрофаге.

Если в какой-то конкретной ситуации источником интер-ферона являются только CD8+ ЦТЛ и отсутствуют ТЫ, тореализации стимулирующего действия интерферона на макро-фаги может помочь контактное взаимодействие макрофагаль-ной молекулы CD40 с CD40L на иммунном Тп2-лимфоцитеили костимуляция макрофага микробными ЛПС через рецеп-тор CDU.

Итак, макрофаг, активированный взаимодействием с ТЫ,приобретает следующие признаки и функциональные способ-ности:

β на макрофаге увеличивается число иммунорецепторовFcyR, которыми он связывает комплексы антиген—ан-титело и фагоцитирует их;

• IFN-y в макрофагах индуцирует биосинтез ферментов,генерирующих радикалы активных форм кислорода, ко-торые окисляют фагоцитированный антиген;

β в макрофагах под воздействием IFN-y, TNF-α и, воз-можно, IL-1 индуцируется экспрессия NO-синтазы,продуцирующей радикал N O , который также окисляетфагоцитированный материал;

• в макрофагах индуцируется синтез липидных медиато-ров воспаления — PAF, простагландинов и лейкотрие-нов (LTE4);

β макрофаг синтезирует тканевый фактор коагуляции(tissue factor). В начавшемся процессе коагуляции акти-вируется сывороточный тромбин — протеаза, которая всвою очередь стимулирует клетки эндотелия сосудов, атакже нейрофилы к синтезу PAF, что еще больпге^по-собствует прогрессированию воспалительного процесса;

• IFN-y является самым сильным из известных индукто-ров синтеза и экспрессии молекул МНС-И. Кроме того,на активированных макрофагах (в отличие от неактиви-рованных) индуцируется экспрессия костимуляторноймолекулы В7, что делает активированные макрофагиболее эффективными антигенпредставляющими клетка-ми. Кроме того, на активированных макрофагах возрас-тает экспрессия молекул адгезии ICAM-1 и LFA-3;

® активированные макрофаги интенсивно продуцируютсвои цитокины и среди них факторы роста, что может

248

значительно изменить состояние прилегающих к очагутканей. В защитном режиме возникает очаг воспаленияпо типу ГЗТ, а в «продвинутом» патологическом режи-ме именно цитокины из активированных макрофаговвызывают фиброзное перерождение тканей в результатепролиферации фибробластов и повышенной продукцииими коллагенов. Пролиферацию фибробластов стимули-рует вырабатываемый макрофагами тромбоцитарныйфактор роста (platelet-derived growth factor), а синтезколлагена стимулирует вырабатываемый макрофагамиTGF-β. Кроме того, факторы роста из макрофагов вы-зывают миграцию и пролиферацию клеток эндотелия,что приводит к образованию дополнительных кровенос-ных сосудов — к ангиогенезу. Если такого рода воспали-тельный процесс затягивается во времени и распрост-раняется по территории, то и наступает замещениефункциональной паренхимы органа на фибрознуюткань, т.е. фиброз.

Свежий очаг ГЗТ в коже представляет собой следующее.Цитокины активированных макрофагов — TNF-α, IL-1 и хе-мокины — создают очаг воспаления в виде плотных на ощупьузелков разного размера (симптом индурации). Плотность оча-га обусловлена выпотом из сосудов фибриногена и полиме-ризацией его в фибрин. Среди клеток, присутствующих в оча-ге, в первые 6—8 ч преобладают нейтрофилы, затем макро-фаги и ТЫ. Плотность клеток в свежем очаге ГЗТ невелика.Существенно, что среди Т-лимфоцитов в очаге доля антигенс-пецифичных клеток составляет 1/500 — 1/5000. Подобные со-отношения характерны для иммунного ответа, как это не по-кажется странным: большинство лимфоцитов на месте любогоиммунного воспаления — это антигеннеспецифичная «толпа»,«сбежавшаяся» в очаг по «зову» хемокинов и молекул адгезиии по инициативе антигенспецифичных лимфоцитов.

Активированные макрофаги продуцируют IL-12, которыйявляется, возможно, главным «промотором» дифференциров-ки ТЫ.

ГЗТ названа замедленной потому, что между моментомпопадания антигена в ткань и развитием характерного очагаплотного воспаления проходит не менее 24—48 ч. После свя-зывания антигена TCR ТЫ примерно 1 ч требуется для ин-дукции первых биосинтезов цитокинов, а также синтеза иэкспрессии на мембране молекулы CD40L. Инфицированныймакрофаг имеет больше шансов вступить во взаимодействиес иммунным ТЫ, так как последний своим TCR свяжет ан-тиген именно на поверхности макрофага и на него же на-правит свои интерферон и CD40L.

Если по каким-то причинам макрофаги не в состоянии

249

фагоцитировать и расщепить внедрившийся в ткани антигени процесс иммунного воспаления по типу ГЗТ затягивается,то в тканях формируются так называемые гранулемы. Образо-вание гранулем характерно для определенных инфекций, выз-ванных, например, Mycobacterium tuberculosis: при легочнойформе туберкулеза гранулемы образуются в легких. В центрегранулемы — фиброзная ткань, по периферии — макрофа-гальный инфильтрат, можно наблюдать и синцитий из мак-рофагов. При трофической недостаточности центральные мас-сы гранулем претерпевают некроз и размягчение, что пато-логи называют казеозным некрозом. Кроме того, гранулема-тозная болезнь, образование множественных гранулем в раз-ных участках тела, развивается в результате генетических де-фектов в макрофагах литических биохимических механизмов,когда макрофаги фагоцитируют, но не могут расщепить то,что фагоцитировали. Заболевание тяжелое, со временем, помере накопления в макрофагах нерасщепленного «груза» (глав-ным образом инфекционного происхождения — бактериаль-ного, грибкового, паразитарного), становится летальным. ,

Ингибиторами активации макрофагов являются цитокины iTGF-β 1; IL-4, 10 и 13, т.е. продукты Th2. •

Мыши с knock-out по генам IFN-y и CD40L (два продук- !та ТЫ, необходимых и достаточных для активации макрофа- 'гов) и, следовательно, с дефектной активацией макрофаговпогибают от сублетальных доз таких возбудителей, какMycobacteria spp., Leishmania spp., Vaccinia vims.

8.2.4. Эффекторные механизмы работы нормальных киллеров•ι

В разделе 5.12 мы привели характеристику таких лимфоцитов, ;как нормальные киллеры. По эффекторным функциям ониявляются киллерами, т.е. способны индуцировать апоптоз в [клетках-мишенях, но, кроме того, как и всякие лимфоциты,продуцируют цитокины как минимум следующие: IFNy,TNF, GM-CSF, IL-5, IL-8. Сами NK пролиферируют в ответна сигнал от IL-2, функционально активируются в ответ на ;IL-12 и IFNy. Кроме того, на NK есть рецепторы по край*·ней мере еще для IL-4, 10 и 15.

Напомним, что выделяют две субпопуляции NK — цирку-лирующие в крови и тканевые (в печени и децидуальнойоболочке беременной матки). Они различаются мембраннымфенотипом и функциональными обязанностями в организме:«кровяные» NK имеют фенотип CD56MaJIO/CDl6+ и несут ре-цептор для Fc-фрагментов IgG. Благодаря наличию этого ре-цептора «кровяные» NK распознают инфицированные виру-сами клетки, на поверхность которых сели антитела класса Gпротив вирусных антигенов, и развивают в отношении этихклеток-мишеней антителозависимую клеточную цитотоксич-

250

Т а б л и ц а 8.5. Эффекторные механизмы иммунитета при инфекциях разными типами инфекционныхмикроорганизмов и гельминтов

Патоген

Вирусы

Бактериивнеклеточные

Примеры

Герпес простой;вирус Эпштейна—Барр; вируспаротита, кории др.Вирусы гриппа;вирусыполиомиелитаStaphylococcusaureusStreptococcuspyogenesStreptococcuspneumoniaeNeisseriagonorrhhoeaeNeisseriameningitidisCorynebacteriumdiphtheria

Вызываемоезаболевание

Ветрянка; герпесзостер;мононуклеоз;паротит; корьи др.Грипп;полиомиелит

Фурункулез

Тонзиллит

Пневмония

Гонорея

Менингит

Дифтерия

Факторы иммунитета, преимущественно обеспечивающиесанацию от данной инфекции

Th2 и иммуноглобулины того илииного класса

IgM

+•

IgG IgE IgA

ТЫ имакро-

фаги(ГЗТ)

CD8+

ЦТЛ

K>to

Продолжение таблицы

Патоген

Бактериивнутриклеточные

ГрибыПротозоа

Гельминты

Примеры

Clostridium tetaniTreponemapallidumBorrelia burgdorferiSalmonella typhiVibrio choleraeLegionellapneumophiliaRickettsiaprowazekiChlamydiatrachomatisMycobacteriaCandida albicansPlasmodium spp.Toxoplasma gondiiLeishmania spp.Trypanosoma spp.SchistosomeHeiigmosomjidespolygyrus

Вызываемоезаболевание

СтолбнякСифилис

Болезнь LymeБрюшной тифХолераБолезньлегионеровТиф

Трахома

Туберкулез; лепргКандидозМалярияТоксоплазмозЛейшманиозТрипаносомозШистосомиазЭнтерит

Факторы иммунитета, преимущественно обеспечивающиесанацию от данной инфекции

Th2 и иммуноглобулины того илииного класса

IgM IgG IgE IgA

ТЫ имакро-

фаги(ГЗТ)

1

CD8+

ЦТЛ

•

П р и м е ч а н и е . «+» — определяется; +/ может быть, может не быть.

Т а б л и ц а 8.6. Протективные эффекторные механизмы иммунитета приразличной локализации патогенов в организме

Показатель

Примерыпатогенов

Механизмыпротективно-го иммуните-та

Локализация патогена

внутриклеточная

в цитозоле

Вирусы;протозоа;Chlamydiaspp.;Rickettsiaspp.;Listeriamonocytogenes

ЦТЛ CD8+;NK;Thl/макрофаги(ГЗТ)

в везикулах

Mycobacteria;Salmonellatyphimurium;Leishmaniaspp.;Listeria spp.;Trypanosomaspp.;Legionellapneumophila;Cryptococcusneoformans;Histoplasma;Yersiniapestis

Активиро-ванныемакрофаги(Thl, ЦТЛ,NK)

внеклеточная

кровь,лимфа,

межклеточноевещество

Вирусы;бактерии;протозоа;грибы;гельминты

Антитела(нейтрали-зация;активациякомплемен-та;опсониза-ция кфагоцитозу)

эпителиаль-ные барьер-ные ткани

Neisseriagonorrhoeae;Mycoplasma;Streptococcuspneumoniae;Vibriocholerae;Escherichiacoli;Candidaalbicans;Helicobacterpylori;гельминты

Антителаклассов А иЕ;воспалитель-ные лейко-циты

ность (АЗКЦТ). Собственно механизм убийства инфицирован-ной клетки такой же, как у ЦТЛ, т.е. перфорин в месте кон-такта делает в мембране клетки-мишени поры, через кото-рые впрыскиваются гранзимы, обеспечивающие развитиеапоптоза. Значение этого механизма противовирусной защитына уровне целого организма может быть не столь велико, таккак есть наблюдения, хотя и немногочисленные, что_у-ДЮ-дей с генетически обусловленным полным отсутствием NKпрактически нет достоверна повышенной восприимчивости квирусным инфекциям, нет и повышенной частоты злокаче-стве]нных_новообразований. Единственное клиническое наблю-дение — несколько более тяжелое течение ранних стадий гер-песвир_у_снь1х инфекцийт—-

NX тканевых субпопуляций имеют мембранный фенотип

253

K> Т а б л и ц а 8.7. Механизмы повреждения тканей при инфекционных болезнях, включая иммунопатогенетичесюга-£> компонент

Показатель

Патогены

Заболевания

Прямое ιтовреждение тканей организмапродуктами патогена

экзотоксины

Steptococcuspyogenes; Sta-phylococcusaureus; Coryne-bacter ium di-phtheriae; Clost-ridium tetani;Vibrio cholerae

Тонзиллиты;скарлатина;фурункулез;синдромтоксическогошока;пищевыеотравления;дифтерия;столбняк; %холера

эндотоксины

Escherichia coli;Haemophilusinfluenzae;Salmonellatyphi; Shigella;Pseudomonasaeruginosa;Yersinia pestis

Сепсис,вызванныйграмотрица-тельнымибактериями;менингиты;пневмонии;тифоид;бациллярнаядизентерия;раневаяинфекция;чума

прямойцитопатогенный

эффект

Вирусы:Variola;Varicella zoster;Hepatitis В;Polio virus;Measles virus;Influenza virus;Herpes simplex

Smallpox;Chickenpox;Shingles;гепатит;полиомиелит;корь; под-острый скле-розирующийпанэнцефалит;грипп; просту-да

Повреждение тканей организма поиммунопатогенетическим ι

растворимыеиммунныекомплексы

Hepatitis В;Plasmodiummalaria; Strep-tococcus pyo-genes; Trepo-nema pallidum;многие другиевозбудителиострыхинфекцийГломеруло-нефриты;васкулиты

антитканевыеантитела

Streptococcuspyogenes;Mycoplasmapneumoniae

Ревматичес-кая лихорад-ка;гемолитичес-кая анемия

механизмамантитканевые

ТЫ и/илиCD8+ ЦТЛ

Mycobacteriumtuberculosis;M.leprae;лимфотропныйвирус хорио-менингита;ВИЧ; Borreliaburgdorferi;Schistosomamansoni; HSVТуберкулез;лепра;асептическийменингит;СПИД;артрит Лима(Lyme);шистоматоз;герпетическийкератит

Т а б л и ц а 8.8. Основные механизмы биологической защиты отинфекций в разные периоды времени от момента заражения

Локализация

патоген

В барьерных тка-нях

Во внутреннейсреде

внеклеточныепатогены

внутриклеточ-ные бактериии грибы

вирусы

Период от момента заражения:

0-4 ч

Выброс доим-мунных цито-кинов керати-ноцитами; выб-рос факторовтравмы (стресс-белков и heat-shock протеи-нов) и актива-ция IEL, Ту δ,макрофагов,нейтрофилов

Фагоцитоз ней-трофилами имакрофагами;активация ком-племента поальтернативно-му пути

Фагоцитозмакрофагами

ΝΚ

до 4 сут

Индукция ло-кального вос-паления TNF-αи С5а

Белки остройфазы (CRP,MBL); антите-ла В-1 -лимфо-цитов; Ту δ

Активирован-ные макрофагии активирован-ные ΝΚ (фак-торы актива-ции — мик-робные про-дукты и доим-мунные цито-кины: TNF-α,IL-1, IL-12)

IFN-α иIFN-β; ΝΚ,активирован-ные IL-12

после 5 сут

IgA; IgE (в же-лудочно-кишеч-ном тракте ак-тивирует тучныеклетки — кон-трактильные исосудистые ре-акции)

Антитела IgM(активация ком-племента поклассическомупути); антителакласса G (оп-сонизация кфагоцитозу)

Макрофаги, ак-тивированныеIFN-y из Thl

IFN-y из Thl;CD8+ ЦТЛ

CD56MHOro/CDl6\ Возможно, что их главная физиологическаяфункция — киллерная в отношении активированных лимфо-цитов. В печени эти NK убивают лимфоциты, принесенныеиз кишечника с кровью по v. portae и активированные напищевые антигены. В результате обеспечивается иммунологи-ческая толерантность к пищевым антигенам. В децидуальнойоболочке беременной матки NK, возможно, убивают лимфо-

255

циты матери, которые оказались активированными в отноше-нии аллоантигенов плода, что является одним из несколькихмеханизмов предотвращения иммунологических реакций ма-тери, направленных против полуаллогенного плода.

Коль скоро санация макроорганизма от инфекций — глав-ная эволюционная функция иммунной системы, приведемпримеры эффекторных механизмов иммунитета, преимуще-ственно привлекаемьк к «работе» при инфекциях разного рода.В реальном мире разнообразие инфекционных микроорганиз-мов неограничено, они постоянно и быстро изменяются и«находят» способы стать незаметными или неуязвимыми длязащитных механизмов многоклеточных. Есть и такие инфек-ционные патогены, которые в настоящее время «обыграли»защитные способности млекопитающих, считая лимфоцитар-ный иммунитет, можно сказать, на 100 %. Такие инфекцииназывают неконтролируемыми медициной. Но медицина, какправило, не контролирует как раз те болезни, которые неконтролирует и природа человека. Примером таких инфекцийв масштабах всего биологического вида «человек» являютсяВИЧ-инфекция и, вероятно, прионные инфекции. В этих слу-чаях человеку как единственная дана возможность ментальнойзащиты (табл. 8.5—8.7).

Есть такие микроорганизмы, которые, попав в организммлекопитающих и прижившись там, персистируют пожизнен-но, т.е. биологические защитные системы млекопитающих неспособны санировать организм от таких инфектов. Одни из этихинфектов прогредиентно-дебилитирующие и киллерные (ВИЧ),другие инфекции имеют клинически латентные периоды свозможными обострениями, но человек при этом вне обо-стрения трудоспособен [к возбудителям таких инфекций от-носятся герпес-вирусы (HSV, EBV, CMV), Toxoplasma,Leishmania и др.].

В табл. 8.8 приведены основные биологические механизмызащиты от разного рода инфекций в различные периоды отмомента заражения.

Глава 9. ВЗАИМОСВЯЗИ ИММУННОЙСИСТЕМЫ С НЕРВНОЙ ИЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМАМИ

Взаимосвязи иммунной системы с такими интегрирующимисистемами, как нервная и эндокринная, с одной стороны,очевидны, с другой — такого рода явления в принципенельзя изучить с такой степенью молекулярно-генетическойдетализации, как, например, функционирование лимфоцитов,

256

потому что лимфоциты можно «вынуть» из организма in vitroи разложить на составляющие гены и белки. Взаимодейству-ющие же системы — нервную, эндокринную и иммунную —как целое можно изучать только in vivo. Организм же как це-лое содержит много компонентов, взаимно влияющих друг надруга, и желаемые выводы «после этого, значит вследствиеэтого» делать непросто и всегда остается неопределенная веро-ятность того, что «после этого — не значит вследствие этого».

Однако не анализировать взаимосвязи нервной и эндок-ринной систем с иммунной (по крайней мере врачу) ещеболее рискованно. В западных странах есть официальная вра-чебная специальность «психонейроиммунология». Но даже ине обязательно быть врачом, достаточно внимательно отнес-тись к общечеловеческому жизненному опыту, чтобы увидетьвзаимосвязь защитных возможностей организма человека вотношении инфекций (а это основная функция иммуннойсистемы) с психическим, неврологическим и эндокриннымстатусом. Во время войн люди, которые в мирное время от«промоченных ног» заболевали сразу, могли гораздо дольшевыдерживать непогоду, оставаясь на ногах.

Если рассмотреть предмет на физиологическом уровне, тоиз одного того, что лимфоциты общаются со всеми осталь-ными тканями (и друг с другом) не иначе, как мигрируясквозь стенки сосудов, следует, что функционирование систе-мы лимфоцитарного иммунитета зависит от состояния крове-носных сосудов. Ну, а нервная и эндокринная регуляция со-судов — классика общей физиологии, патологии, терапии,неврологии, хирургии и т.д.

Мы приведем лишь немногие факты конкретных морфо-логических, клеточных и молекулярных взаимодействий им-мунной системы с нервной и эндокринной, отчасти такиефакты уже рассматривались, например системные эффектыTNF-α: в гипоталамусе есть рецепторы для TNF-α. Есть иморфологические данные о прямых связях иммунной систе-мы с нервной: на гистологических препаратах лимфоидныхорганов можно наблюдать окончания по крайней мере адре-нергических нервных волокон не только в стенках сосудов, нои паренхиме — в межклеточных пространствах и иногда впрямой связи с мембраной лимфоцита. На Т- и В-лимфоци-тах и макрофагах выявлены и подсчитаны холинергическиерецепторы мускаринового типа (блокируемые атропином). Налимфоцитах таких рецепторов около 200, а на макрофагах —400 на клетку. Это на порядок ниже, чем на нейронах. Но затоконстанта связывания с лигандом холинергического рецепто-ра на лимфоците около 109М/л — на порядок выше, чемпринято считать для нервной системы. На макрофагах нашлирецептор для гипоталамического кортикотропин-рилизинг-фактора (CRF). В культуре клеток in vitro, т.е. без посредни-

9 - 544 257

ков, CRF индуцирует в макрофагах биосинтез IL-1. Иммун-ная система сопряжена с нервной еще и общими биосинте-зами нейропептидов. Функциональное значение этой общно-сти для организма в целом непонятно. Но факты таковы, что,например, макрофагальный цитокин IL-1 индуцирует в В-лимфоцитах (и только в них из лимфоцитов) биосинтез та-кого нейропептида, как β-эндорфин.

Взаимоотношения иммунной системы с эндокринной оче-видны «невооруженным глазом». Мы уже кратко, но касалисьособенностей функционирования иммунной системы у бере-менной самки: во время беременности самка не отторгаеттканевый трансплантат самца-отца, но как только беремен-ность кончается, этот трансплантат тут же отторгается. Моле-кулярные механизмы этого феномена неизвестны, зато фено-мен природный, следовательно, достоверный. Роль гормонов,регулирующих обмен кальция, более чем существенна дляиммунной системы, ибо практически все процессы активациилимфоцита кальцийзависимы.

Более других изучены взаимоотношения лимфоцитов икортикостероидных гормонов. Не один десяток лет глюкокор-тикоидные гормоны применяют в качестве противовоспали-тельных медикаментов, причем при заболеваниях с очевиднымвовлечением в патогенез иммунной системы (ревматические,аутоиммунные, аллергические болезни). Кортикостероидныегормоны облигатно вовлечены в лимфопоэз и иммуногенез.Источником этих гормонов, воздействующих на лимфоциты,являются не только надпочечниковые железы. Кортикостеро-иды синтезируют и эпителиальные клетки тимуса. Таким об-разом в тимусе создается нужная локальная концентрацияэтих гормонов, и в тимусе они необходимы для индукцииапоптоза тимоцитов, отсекаемых позитивной и негативнойселекцией (а это >95—99 % тимоцитов).

Главное действие физиологических концентраций системныхглюкокортикоидов на лимфоциты в периферических тканях —тоже индукция апоптоза, активированных лимфоцитов. Глю-кокортикоиды являются исполнителями AICD-индуцирован-ной активацией клеточной смерти лимфоцитов. При нормаль-ном иммунном ответе в ранние сроки от начала его развитияпроисходит активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковойсистемы (ГГНС), что можно зарегистрировать лабораторны-ми методами выявления соответствующих гормонов. Наглядноэти процессы видны на экспериментальных моделях на гры-зунах, иммунизируемых суперантигенами. Если мышей двухлиний Balb/c и C57B1/6J иммунизировать такими суперанти-генами, как энтеротоксины А и В стафилококка (соответствен-но SEA, SEB), для которых охарактеризованы соответствую-щие TCR, то можно наблюдать следующее. Известно, что умышей линии Balb/c есть TCR, связывающий SEB, но нет

258

TCR, связывающего SEA. У мышей линии C57B1/6J, наобо-рот, есть TCR, связывающий SEA, но нет TCR, связываю-щего SEB. Если применить такую дозу энтеротоксина, кото-рая бывает в крови при септическом шоке (т.е. заведомо дей-ственную, но физиологическую), но ввести данный энтеро-токсин животному, у которого нет соответствующего TCR, тоактивации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системыне будет. Если ту же дозу того же энтеротоксина ввести мы-шам, у которых есть соответствующий TCR, то произойдетвыраженная активация ГГНС, т.е. активация ГГНС при им-мунном ответе происходит после, вторично и зависимо отраспознавания антигена лимфоцитами. Показано, что из лим-фоцитов именно CD4+ Т-клетки, связавшие свой антиген иполучившие все необходимые костимуляторные сигналы, на-чинают активно продуцировать TNF-α. Этот цитокин черезциркуляцию достигает гипоталамуса, в котором есть специ-фические для него рецепторы. Сигнал с этих рецепторов ак-тивирует продукцию кортикотропин-рилизинг-фактора, что всвою очередь активирует продукцию АКТГ в гипофизе и даль-ше «по оси» — кортикостероидов в надпочечниках.

Эксперименты показывают, что именно кортикостероидывызывают апоптоз, т.е. физически элиминируют из организмаактивированные суперантигенами лимфоциты и тем самым«останавливают» деструктивный компонент иммунного ответа.Если тот же антиген при тех же условиях вводят адреналэк-томированньш животным, то они умирают при явлениях раз-литых воспалительных процессов, которые индуцированыцитокинами лимфоцитов, активированных суперантигеном.Смертность от SEB возрастает и в случае, если животномуперед введением антигена вводят фармакологический антаго-нист глюкокортикоидов — препарат RU-38486.

Аналогичный вывод следует из опытов с крысами линииLewis, у которых имеется генетически детерминированнаягипореактивность (недостаточность) ГГНС. Эти крысы гене-тически предрасположены к хроническим лимфоцитзависи-мым воспалительным процессам. Гиперактивация иммуннойсистемы (особенно системная), как при септическом шоке,потенциально детальна для их организма. Кстати, напомним,что острую летальность септического шока можно купироватьодним только введением в адекватной дозе нейтрализующихантител к TNF-oi (другое дело, если не убрать этиологичес-кий фактор — инфекцию, смерть наступит от прогредиентноразвивающегося инфекционного процесса). Анализ этих дан-ных обосновывает правильность клинической практики вве-дения экзогенных фармацевтических препаратов глюкокорти-коидного ряда при септическом шоке (или сравнимых состо-яниях). Синтетический аналог кортизола — преднизон (в аро-матическом кольце введена одна лишняя двойная связь по

9* 259

сравнению с природным гормоном) — примерно в 4 разаактивнее природного гормона в качестве противовоспалитель-ного средства.

В фармакологических концентрациях кортикостероиды вы-зывают следующие эффекты:

1) индуцируют в активированных лимфоцитах и эозино-филах эндонуклеазы, разрушающие ДНК в межнуклеосомныхучастках, что заканчивается апоптозом клеток;

2) ингибируют биосинтез IL-1, 3, 4, 5 и 8, TNF-α, GM-CSF, что соответственно приводит к снижению воспалитель-ных процессов, зависящих от этих цитокинов;

3) ингибируют NO-синтазу, следовательно, снимают зави-сящую от оксида азота альтерацию тканей, включая стенкусосудов;

4) ингибируют фосфолипазу А2 и циклооксигеназу 2-готипа, которые необходимы для синтеза простагландинов илейкотриенов, следовательно, угнетаются воспалительныепроцессы и спазмы гладкой мускулатуры, зависящие от про-стагландинов и лейкотриенов;

5) ингибируют экспрессию молекул межклеточной адге-зии, что приводит к снижению экстравазации лейкоцитов вочаги воспаления.

На самом деле описанными эффектами роль глюкокорти-коидов не исчерпывается. Считают, что эти гормоны регули-руют экспрессию не менее 1 % всех генов человека (а этоочень много). Рецепторы для глюкокортикоидов локализова-ны не на наружной мембране клетки, а в цитоплазме, гдеони присутствуют в комплексе с белком теплового шокаHsp90. После того как стероид проникнет в цитоплазму исвяжет комплементарный рецептор, Hsp90 диссоциирует откомплекса, а гормон с рецептором транспортируется в ядро.В молекуле рецептора есть такие последовательности амино-кислотных остатков, которые связываются со специфическимипоследовательностями в ДНК (генрегуляторными последова-тельностями), что приводит к активации транскрипции сопределенных генов.

Наиболее очевидные побочные эффекты терапевтическихдоз глюкокортикоидов состоят в задержке в организме на-трия, а следовательно, и воды, увеличении массы тела, сим-птомах диабета, потере минеральных веществ из костей,, ис-тончении кожи, следовательно, ухудшении ее барьерныхсвойств.

Часть II ИММУННАЯ СИСТЕМАИ ПАТОЛОГИЯ

Эта часть неразрывно связана с частью I и, читая про пато-логию, имеет смысл все время возвращаться к одноименными близкородственным рубрикам из части I. Часть II написанакратко в расчете на то, что устройство иммунной системы идаже многие моменты иммунопатогенеза заболеваний описа-ны в части I.

Глава 10. КЛАССИФИКАЦИЯПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВС УЧАСТИЕМ ИММУННОЙСИСТЕМЫ

Вообще говоря, мы не знаем (и даже не можем себе пред-ставить) какого-либо патологического процесса в организмечеловека без вовлечения в него иммунной системы, посколь-ку она (лимфоциты) в организме «вездесуща». Иммунныйответ по сути всегда наступает только в случае нарушенияцелостности внутренней среды организма, при проникнове-нии туда патогена, т.е. в патологической ситуации. Заметим,и позже к этому вернемся, что земная природа нестерильнаи иммунная система в норме рассчитана на нестерильный об-раз жизни особи. Современный цивилизованный образ жизнизначительной части городского населения развитых стран че-ресчур санирован, и это приводит к ненормальному онтоге-незу иммунной системы и повышенной (причем значительно)частоте таких серьезных болезней, как аллергии.

Иммунный ответ опять-таки по сути — это ответ организ-ма на патологический фактор, иммунный ответ — попыткапреодолеть патологический фактор и элиминировать его изорганизма, т.е. в норме иммунный ответ начинается всегда впатологической ситуации, но является стремлением к норме.Однако так бывает только у здоровых людей (это со стороныорганизма) и только тогда, когда патогенный фактор (обоб-щенно говоря, антиген, или патоген, это с другой стороны)

261

по своим биологическим патогенным свойствам не выходитза пределы биологических защитных возможностей иммуннойсистемы макроорганизма. Например, за пределы видовых био-логических возможностей иммунной системы человека выш-ли ретровирусы из «породы» ВИЧ, поэтому заболеть ВИЧ-инфекцией может каждый человек (дай Бог, чтобы на самомделе были исключения), каким бы здоровым он не был дофакта контакта с этой инфекцией. То же относится и к дру-гим патогенным эпидемическим инфекциям. Отнюдь не явля-ется следствием иммунодефицита то обстоятельство, что кон-кретный человек в городской толпе заразился гриппом илигепатитом при медицинских манипуляциях или половом кон-такте и т.д., и т.д.

Понятие «иммунодефицит» у большинства населения ипрактикующих врачей отнюдь не четкое, но более расплыв-чатое, чем нужно для корректной и хотя бы не наносящейвреда терапевтической тактики. Считать ли иммунодефицитомотклонения лабораторных параметров от среднестатистическихпоказателей, если при этом клиническое состояние человекакак раз среднестатистическое для его возраста и образа жиз-ни? Каковы особые клинические показания для выполнениялабораторных анализов параметров именно иммунной системы?Практически ответы на эти вопросы не столь очевидны, новсе-таки они есть.

Современная иммунология уже может по крайней мере си-стематизировать знания по этому вопросу, что само по себедо некоторой степени проясняет ситуацию.

При постановке диагноза синдрома «иммунодефицита» вбольшинстве случаев на первом плане следует рассматриватьклиническое состояние пациента и при этом в первую очередьобращать внимание на наличие или отсутствие так называемо-го инфекционного синдрома.

Инфекционный синдром — это рекуррентные«Чи/или оппор-тунистические инфекции у пациентов вне очагов эпидемичес-ких инфекций. Преимущественная локализация проявлений ин-фекционного синдрома — система органов дыхания, затемЖКТ, потом кожа (т.е. барьерные ткани). При контактах с воз-будителями заразных болезней (туберкулез и др.) у людей симмунодефицитом, очевидно, с повышенной частотой будутвстречаться и такие болезни.

При определенных заболеваниях возможна доклиническаялабораторная диагностика иммунодефицита, например в слу-чае ретровирусных синдромов иммунодефицита — СПИД.Более того, в таких случаях правильная лабораторная диагно-стика — единственный способ дифференциального диагноза.

Лабораторными методами это заболевание можно выявить(и начать правильно лечить) за 5—10 лет до клинической ма-нифестации каких-либо симптомов.

262

Иммунодефициты — не единственный патологическийпроцесс, касающийся состояния иммунной системы. В иммун-ной системе могут быть дефекты. Но и бездефектная иммун-ная система может участвовать в развитии патологическихпроцессов. В последнем случае патологические процессы неследует рассматривать как болезни иммунной системы. Соб-ственно болезнь — вне иммунной системы, но иммунная си-стема, борясь с этой болезнью, «делает больно» организму.При этом в общем патогенезе заболевания можно и нужновыделять компонент иммунопатогенеза, ибо он нуждается и вспециальной диагностике, и в специальной терапевтическойкоррекции — тактической и нередко медикаментозной.

Рассмотрим варианты патологических процессов с участиемиммунных реакций. В «крупном» масштабе их 5.

I. Собственно иммунная система здорова (полноценна)

II. В клетках иммунной системы есть генетические дефекты(первичные иммунодефициты)

III. Организм в целом подвергается тяжелому системному па-тогенному воздействию (шок, вирусные и бактериальныеинфекции, психический дистресс, облучение и т.д.).—• В иммунной системе развиваются дисфункции, в томчисле возможен иммунодефицит (вторичный)

IV. Аутоиммунные болезни

V. Аллергические болезни

Проанализируем вариант I— с о б с т в е н н о и м м у н н а яс и с т е м а п о л н о ц е н н а . Под полноценностью иммуннойсистемы мы понимаем то, что все ее органы анатомическинормально развиты, нормально экспрессированы молекулыадгезии, что обеспечивает нормальную рециркуляцию лимфо-цитов, нормально проходят лимфопоэз Т- и В-лимфоцитови лейкопоэз, все кроветворение в целом: все субпопуляциилимфоцитов и варианты лейкоцитов присутствуют в достаточ-ных количествах и в правильных пропорциях. Следовательно,никаким лабораторным анализом «на иммунный статус» невыявить отклонений от нормы. Но человек при этом можетболеть по причине (или с явлениями) именно болезненногоили несостоятельного иммунного ответа.

Причины такого положения могут быть следующими.1. Ни один человек, каким бы здоровым он сам себя не

считал, не может иметь специфические антигенраспознающиерецепторы лимфоцитов ко всем «на свете» антигенам. Разно-

263

образие рецепторов велико, но, конечно, и случайно. Разнооб-разие патогенов еще более велико, контролируется отбороми развивается гораздо быстрее, чем эволюционирует биоло-гия человека. Если учесть еще и ограниченную емкость пеп-тидсвязывающих возможностей молекул МНС (у отдельногочеловека есть максимум 12 вариантов молекул MHC-I и IIвместе взятых), то станет понятной принципиальная уязви-мость любого человека не к одной, так другой инфекции, т.е.возможности лучшей из биологических защит — иммуннойсистемы — настолько очевидно ограничены, что не присталонам бросать вызовы природе, а надо обращаться с ней и ссобой с великой осторожностью.

Приведем известный молекулярно изученный пример сзаболеваемостью малярией приезжих в районы центральнойАфрики. Инфекция эндемична для этих мест в течение дли-тельного времени. Местные жители, однако, болеют, но вбольшинстве случаев выздоравливают. Среди приезжих смерт-ность от малярии оказалась неожиданно (по сравнению стаковой у местных жителей) высока. Молекулярно-иммуноло-гическое исследование, проведенное у населения и больных,выявило следующий факт. Среди местного населения с высо-кой частотой (следовательно, не случайно) встречается оп-ределенный аллель MHC-I — HLA-B53. Оказалось, что белокHLA-B53 благодаря своей биохимической структуре способенобразовывать комплексы с пептидами малярийного плазмо-дия, которые являются протективными антигенами, т.е. наних у человека развивается иммунный ответ, обеспечивающийвыздоровление. С другими вариантами молекул HLA протек-тивные пептиды малярийного плазмодия комплексы не обра-зуют, поэтому иммунного ответа на инфекцию нет. У мест-ного населения аллель HLA-B53 закрепился естественным от-бором под давлением летальной малярии. Если приезжий че-ловек, предки которого не испытывали давления малярии, неимеет аллеля HLA-B53, то, заразившись малярией, он будетболеть как иммунодефицитная особь, хотя в иных местах и· вотношении других инфекций он отнюдь не иммунодефици-тен. Это весьма существенный пример, так как дает возмож-ность понять: иммунокомпетентность каждого конкретного че-ловека регионарно адаптирована в ряду поколений (наслед-ственно) к тому инфекционному давлению, которое векамибыло и остается характерным для регионарной природнойсреды обитания.

"— По микробной флоре в наибольшей степени различаютсярегионы, разделенные океанами, а также регионы с наибо-лее отличающимися климатическими характеристиками.

Прикладной медицинский вывод из этих данных состоитв том, что при такого рода иммунологической недостаточ-^ности особи бессмысленна вакцинация, бесполезна (и вред~

264

на) иммуностимуляция. Этиологически обоснованная тера-певтическая тактика может состоять только в противомик-робной химиотерапии, профилактическая — в правильном/поведении (взвесить «за» и «против» прежде, чем ехать вдальние края). '

Непредставляемостъ антигенов молекулами МНС проявля-ется и в случаях новых, быстро эволюционирующих инфек-ций (например, таких как ретровирусные), и в случаях на-грузки на организм слишком искусственных неоантигенов ан-тропогенного происхождения, отбор на связывание с кото-рыми идти не мог. К последним относятся синтетические хи-мические соединения, продукты разложения мусора и сгора-ния топлива, неестественная экология жилища, искусствен-ные пищевые добавки, лекарственные препараты и т.д. В та-ких условиях проявляется несоразмерность биологической при-роды организма (МНС, TCR, Ig) и антропогенных неове-ществ внешней среды. Философию не переспоришь: отсут-ствие соразмерности — патология по сути. Если не реализует-ся природная программа развития иммунного ответа или дажеразвития иммунной системы как целого, то возникают дис-функции, в том числе такие варианты реакций иммуннойсистемы, при которых преобладают не защитные процессы,а бессмысленное (не защитное) повреждение тканей. Совре-менные врачи наблюдают эту ситуацию у значительного чис-ла пациентов, например при аллергиях, при которых на био-логически безвредные вещества (типа пыльцы березы, белковмолока или рыбы) организм человека развивает реакции, откоторых (не от пыльцы березы, а именно от своей реакциина нее) может погибнуть.

2. Вспомним, что финальная фаза любого иммунного отве-та в норме деструктивная, т.е. на языке патологов — альте-рация тканей и по сути воспаление того или иного рода.Поэтому на уровне эффекторных деструктивных процессов,которыми по смыслу заканчивается любой иммунный ответ,переход нормы в патологию может происходить по двум при-чинам.

Первая: количество антигена больше того порога, деструк-ция которого происходит «незаметно» для анализаторов цен-тральной нервной системы, и мы в «норме» не видим, ж при«патологии» начинаем видеть rubor, tumor, calor и чувство-вать dolor et functio lesae, т.е. передозировки патогенов (ан-тигенов) болезненны для организма при самой сильной издоровой иммунной системе. Нарушение меры есть отклонениеот нормы (патология) по сути. Иммуностимуляция и в этомслучае не только не показана, а противопоказана.

Вторая причина перехода «нормы в патологию» — это таже первая, только проявляющаяся в более поздние сроки: помере прогрессирования первичного заболевания (инфекцион-

265

ного или лимфопролиферативного) в иммунной системе воз-никают сбои и со временем они могут нарастать, появляют-ся и закрепляются «порочные круги» — нарушения в соотно-шении субпопуляций лимфоцитов, цитокинов, превышениеизноса лейкоцитов общевоспалительного назначения над_.ихфизиологической регенерацией. Нарушение «правильных» ха-рактеристик лимфоцитов и лейкоцитов может происходитьсистемно, и тогда это можно выявить анализом периферичес-кой крови из вены. Но нарушения могут происходить и ло-кально в той или иной ткани, например, на уровне измене-ний экспрессии молекул адрессинов на сосудах микроцирку-ляции в очаге.

\ В таких случаях при выраженной клинической симптома-\ тике в очаге неадекватно анализировать субпопуляции лим-I фоцитов в венозной крови.

Таким образом, осмысленная оценка иммунного статусачеловека возможна при тесном взаимодействии и взаимопо-нимании опытного клинициста и квалифицированной специ-ализированной лаборатории. На кафедре иммунологии и внаучно-исследовательском отделе иммунологии Российскогогосударственного медицинского университета Л.В.Ковальчук,А.Н.Чередеев и их коллеги более 20 лет назад разработалилогичную и экономически рентабельную тактику лаборатор-ного анализа иммунного статуса. Эта тактика предлагает двух-этапное (или двухуровневое) обследование. Тесты 1-го уров-ня просты, немногочисленны и экономически доступны лю-бому лечебному учреждению:

1) определение формулы крови (микроскопия на мазке иподсчет клеток в камере Горяева);

2) общеклинический анализ крови;3) определение содержания иммуноглобулинов классов М,

G и А в сыворотке крови;4) в связи с появлением такого нового заболевания, как

СПИД, к тестам 1-го уровня следует добавить анализ наВИЧ-инфекцию.

Тесты 2-го уровня — это более детальное и углубленноеисследование разных параметров:

1) мембранных маркеров тех или иных субпопуляций лим-фоцитов и лейкоцитов;

2) пролиферативных свойств лимфоцитов в культурах in vitroс митогенами или аллоантигенами;

3) продукции тех или иных цитокинов в культуре клеток изпериферической крови, пунктата костного мозга или иного"биологического материала;

4) активности катаболических ферментов фагоцитов (мие-лопероксидазы, NO-синтазы, каталазы и др.) или совокупнойфункции расщепления в фагоцитах поглощенного материала;

266

5) продукции биологически активных веществ эозжофилов(ЕСР — эозинофильного катионного протеина и др.), туч-ных клеток (триптаза, гистамин) в крови, мокроте или смы-вах со слизистых оболочек;

6) белков острой фазы — маннансвязывающего лектина иС-реактивного протеина;

7) белков системы комплемента;8) в случаях аллергических болезней — анализ общего и

антигенспецифических IgE и дифференциально-диагностичес-кий анализ на аллергию (фадиатоп);

9) анализ на наличие тех или иных аутоантител;10) кожные пробы с антигенами на гиперчувствительность

немедленного типа при аллергодиагностике;11) кожные пробы на гиперчувствителъностъ замедленного

типа на широко распространенные или вакцинные микроб-ные антигены (стрептококковый, столбнячный, дифтерий-ный, туберкулин и т.п.).

Возможно применение и других тестов в зависимости отклинических показаний, наличия материальной базы и ква-лификации персонала. Но самое главное, что тесты 2-го уров-ня не надо выполнять все по списку. Их можно и нужно ис-пользовать избирательно в зависимости от клинических сим-птомов у больного. Результаты 1—2 анализов 2-го уровня мо-гут показать, что в 3-м анализе уже нет необходимости илижелательно проведение еще какого-нибудь одного определен-ного анализа.

Глава 11. ПЕРВИЧНЫЕ (ВРОЖДЕННЫЕ)ИММУНОДЕФИЦИТЫ

Первичные иммунодефицита (ПИД) — наследственные за-болевания, этиология которых заключается в дефектах (деле-циях, транслокациях, точечных или блоковых мутациях) техили иных генов. Если задуматься о генетическом контролеиммунного ответа и попытаться подсчитать, сколько геновконтролирует иммунный ответ, то за несколько минут мож-но насчитать более 1000 генов и тогда поймешь, что концане видно. Вспомним еще раз формулу иммунитета: иммуни-тет = распознавание антигена (лимфоциты) + деструкция(лимфоциты, лейкоциты, комплемент). Следовательно, клини-ческие проявления недостаточности иммунитета будут придефектах как в лимфоцитарном распознавании, так и в меха-низмах нелимфоцитарной деструкции, «нанимаемых» лимфо-цитами. Суть, однако, в том, что без лимфоцитов, но при

267

Т а б л и ц а 11.

Нозология

ТКИН:дефект АДА

ТКИН:дефект PNP

ТКИН:синдромomenn(аминь-синдром)ТКИН:аутосомныйдефект репа-рации ДНКТКИН:аутосомныйТКИН:аутосомный

ТКИН:Х-сцепленный

Синдром ДиДжорджи(Di George)

Синдром«голых» лим-фоцитов: де-фицит молекулMHC-IСиндром«голых» лим-фоцитов: де-фицит молекулМНС-И

1. Синдромы первичных иммунодефицитов

Молекуляр-ная аномалия

Дефицит аде-нозин-деза-миназыДефицит пу-рин-нуклео-зидфосфори-лазыДефект ге-нов реком-бинацииДНК Rag 1,Rag 2?

ДефектZAP 70 (?)Дефект CD3ε- и у-геновДефекту-цепирецепторовдля цитоки-нов (IL-2, 4,7, 9, 13 и15)?

Мутация вТАР (транс-портере пеп-тидов-анти-генов)Один из ва-риантов —дефектСИТА

Дефект виммунной

системе

Отсутствуюти Т-, и В-лим-фоцитыТо же

» »

» »

» »

ОтсутствуютТ-лимфоциты

То же

Аплазия ти-муса, вариа-бельные ко-личества Τ-Η В-лимфо-цитовНет CD8Т-лимфо-цитов

Нет CD4Т-лимфо-цитов

Локализациягенетическо-го дефекта вхромосомах

20q 13.11

14q 11.2

?

Аутосома

2q 12

Xq 13.1

22q 11

6

?

человека

Чувствитель-ность к ин-

фекциям

Ко всем

То же

» »

» »

» »

» »

» »

» »

Вирусным

Ко всем

268

Продолжение таблицы

Нозология

СиндромВискотта —Олдрича(Wiskott —Aldrich)

Общий вариа-бельный им-мунодефицит

Х-сцепленнаяагаммаглобули-немия Бруто-на

Х-сцепленныйranep-IgM- син-дром

Селективныйдефицит IgA

Дефициты всистеме комп-лемента: не-достаточностькомпонентовCI, C2,СЗ, С4

Недостаточ-ность компо-

Молекуляр-ная аномалия

Дефект генаWASP

? Сцеплен с

мне,вероятнолокализованв МНС-1П

Дефект ти-розинкиназыВ-лимфоци-тов (Btk)

ДефектCD40L

(?)Возможно,сцеплен смне

Недостаточ-ность С1,С2, СЗ, С4

Недостаточ-ность фак-

Дефект виммунной

системе

Недостаточ-ное образо-вание анти-тел к поли-сахариднымантигенамДефекты вантитело-продукции

ОтсутствуютВ-лимфо-циты

Нет пере-ключениябиосинтезаклассов им-муноглобу-линов с Μна другиеизотипыОтсутствуетили малоIgA

ОтсутствуютCI—C4 ком-понентыкомплемента

Недостаточ-ность фак-

Локализациягенетическо-го дефекта вхромосомах

Хр 11

6р 21

Xq 22

Xq 26

6р 21

Clq -lp 34.1;O r -12p 13;Cls -12p 13;C2 -6p 21.3;C3 - 19;C4 -6p 21.3

C5 -9q32;

Чувствитель-ность к ин-

фекциям

Инкапсули-рованныевнеклеточ-ные бакте-рии

Внеклеточ-ные бакте-рии

Внеклеточ-ные бакте-рии, вирусытипаECHO 19Внеклеточ-ные бакте-рии

В 50 % слу-чаев бес-симптомен,в 50 % -респиратор-ные инфек-цииПиогенныеинфекции;болезнииммунныхкомплексов:системныйваскулит(системнаякраснаяволчанка),гломеруло-нефритВнеклеточ-ные бакте-

269

Продолжение таблицы

Нозология

нентов комп-лемента С5,С6, С7, С9,пропердина ифактора D

Недостаточ-ность фактораDAF

Недостаточ-ность ингиби-тора С1

Дефицит NK

Х-сцепленныйлимфопроли-феративныйсиндром

Атаксия—теле-ангиэктазия

ХГБ: Х-сцеп-ленная

Молекуляр-ная аномалия

торов С5,С6, С7, С8,пропердина,фактора D

Недостаточ-ность фак-тора DAF

Недостаточ-ность инги-битора С1

?

?

Ген, гомоло-гичный генуPI-3-киназы

Генgp91-phox

Дефект виммунной

системе

торов С5,С6, С7, С8,пропердинаи фактора D

Недостаточ-ность фак-тора DAF

Недостаточ-ность инги-битора С1

Нет функ-циональнодееспособ-ных NKИммуноде-фицит, ини-циируемыйвирусомЭпштейна—Барр (EBV)СниженоколичествоТ-лимфо-цитов

Локализациягенетическо-го дефекта вхромосомах

С6 - 5h;С7 - 5h;С8 -1р 3 4 ( α , β ;9q (у); про-пердин —в Xq 11.23;фактор D

?

П р 11.2 -l l q 13

?

Xq 25

l l q 23

Xp 21.1

Чувствитель-ность к ин-

фекциям

рии, чащедругихNeisseria spp.

Внутрисосу-дистый ге-молиз эрит-роцитов,приводящийк пароксиз-мальнойночной ге-моглобину-рииНаслед-ственныйангионевро-тическийотек. Воз-можны вас-кулиты ипиогенныеинфекцииГерпесви-русные ин-фекции

EBV

Респиратор-ные инфек-ции

1

270

Продолжение таблицы

Нозология

ХГБ: аутосом-наяХГБ: аутосом-наяХГБ: аутосом-ная

Синдром Че-диака—Хигаси(Chediak—Higashi)Дефицит ман-нозосвязываю-щего протеина(МБР)Дефектыадгезиилейкоцитов

Молекуляр-ная аномалия

Генp47-phoxГенp67-phoxГенp22-phox

LYST

ДефицитCD18

Дефект виммунной

системе

Локализациягенетическо-го дефекта вхромосомах

7q 11.23

lq 25

16q 24

21q 22.3

Чувствитель-ность к ин-

фекциям

П р и м е ч а н и е . ТКИН — тяжелая комбинированная иммунологическаядостаточность; ХГБ — хроническая гранулематозная болезнь.

полной сохранности лейкоцитов и комплемента никакогоиммунного ответа не бывает: одни, без лимфоцитов, меха-низмы доиммунной клеточной и гуморальной резистентностине справляются с реальным, непрерывно меняющимся мно-жеством инфекционных микроорганизмов и гельминтов, атакже искусственными пищевыми добавками и лекарственны-ми веществами. Клиническая симптоматика и адекватные ла-бораторные анализы позволяют дифференцировать патологиюна уровне лимфоцитов и патологию на уровне нелимфоци-тарных механизмов деструкции и выведения антигенов.

Частным анализом состояния всех или не всех генов, кон-тролирующих иммунный ответ у конкретных людей, никто вмире не берется заниматься, да это и не представляется ос-мысленным. За последние 48 лет идентифицировано немногосиндромов первичных иммунодефицитов (табл. 11.1).

Частота ПИД в целом составляет 1 случай на 10 000—100 000 живых новорожденных. Селективный дефицит IgAвстречается гораздо чаще — 1 на 500—1500 жителей основ-ной популяции.

Главный клинический дефект при ПИД соответствует ос-новной природной функции иммунитета и состоит в инфек-

271

ционных заболеваниях. Поскольку до начала второй половинынашего века человечество жило без антибиотиков, то детскаясмертность от инфекций была обычным явлением и на фоневысокой детской смертности от инфекций врачи не выделя-ли ПИД, да и иммунология была слаборазвита. Только между1920 и 1930 гг. в медицинской литературе впервые стали по-являться описания болезней, которые позже поняли как ПИД.Первая же нозология была идентифицирована в 1952 г. анг-лийским врачом Брутоном (Braton), который при электрофо-резе сыворотки крови больного ребенка обнаружил полноеотсутствие у-глобулинов (т.е. иммуноглобулинов). Заболеваниеполучило название агаммаглобулинемии Брутона. Позже ста-ло ясно, что патология сцеплена с хромосомой X, ее совре-менное название — Х-сцепленная агаммаглобулинемия Бру-тона (XLA — Х-linked agammaglobulinemia).

ПИД классифицируют самым простым образом.

1. Синдромы с дефицитом антител.2. Синдромы с дефицитом Т-лимфоцитов.3. Комбинированные Т- и В-дефициты.4. Синдромы с дефицитом компонентов комплемента.5. Синдромы с дефектами в NK.6. Синдромы с дефектами фагоцитов.7. Синдромы с дефектами молекул адгезии.

Главным клиническим «лицом» ПИД является так называ-емый инфекционный синдром — повышенная восприимчивостьк инфекциям вообще, рекуррентное течение инфекционныхболезней, необычно тяжелое клиническое течение, атипичныевозбудители (часто оппортунистические). Большинство ПИДманифестирует в раннем детстве. Подозрение на ПИД возни-кает, если маленький ребенок болеет инфекционными забо-леваниями более 10 раз в год. У детей с ПИД инфекции могутпринять персистирующий характер. Следует обращать внима-ние на отставание по возрастным показателям развития, ре-куррентные синуситы, отиты, пневмонии, диареи, мальабсорб-цию, кандидозы. При физикальном осмотре можно выявитьотсутствие лимфатических узлов, миндалин. Если клиническиеданные наводят на подозрение о ПИД, то выполняют следу-ющие лабораторные исследования:

1) анализ на ВИЧ-инфекцию;2) определение формулы крови;3) определение уровней IgG, IgA и IgM в сыворотке крови;4) кожные пробы ГЗТ на банальные антигены, разработа-

ны специальные тест-системы типа CMI Multitest™ (антиге-ны столбнячный, дифтерийный, стрептококковый, туберку-лин, Proteus mirabilis, Trichophyton mentagrophytes, Candidaalbicans);

5) если надо, подсчет субпопуляций Т- и В-лимфоцитов;

272

6) по специальным показаниям анализ состояния фагоци-тов (наиболее простой и информативный анализ — тест навосстановление тетразолиевого голубого красителя);

7) по специальным клиническим показаниям анализ насодержание компонентов комплемента (начинают с СЗ и С4);

8) молекулярно-генетические исследования, если естьсмысл (т.е. конкретные перспективы на генную терапию) исредства.

Анализы выполняют не все сразу, а шаг за шагом, по меретого, как врачу удается или не удается распознать нозологию.Все анализы дорогостоящи и «лишних» делать не принято.

11.1 Первичные иммунодефицита с дефектамииммуноглобулинов

Х-сцепленная агаммаглобулинемия Брутона. Болеют мальчики,у которых матери — носители дефектной хромосомы X. Де-фектен один ген в хромосоме X (Xq 22), кодирующий В-лим-фоцитспецифичную протеинтирозинкиназу (обозначена вчесть Брутона как Btk), гомологичную представителям семей-ства тирозинкиназ Src.

Л а б о р а т о р н ы е д а н н ы е . Отсутствуют периферическиеВ-лимфоциты. В костном мозге есть пре-В-клетки с μ-цепьюв цитоплазме. В сыворотке IgM и IgA не определяются, IgGможет быть, но мало (40—100 мг/дл). Анализ на антитела ксоответствующим антигенам групп крови и на антитела квакцинным антигенам (столбнячному токсину, дифтерийно-му токсину и др.) показывает их отсутствие. Число Т-лимфо-цитов и функциональные тесты на Т-лимфоциты в норме.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Если семейный анамнез ро-дителям и врачу неизвестен, то диагноз в среднем становит-ся очевидным к возрасту 3,5 года. Для заболевания характер-ны тяжело протекающие пиогенные инфекции, инфекцииверхних (синуситы, отиты) и нижних (бронхиты, пневмонии)дыхательных путей, могут быть гастроэнтериты, пиодермии,септические артриты (бактериальные или хламидиозные), сеп-тицемия, менингиты, энцефалиты. Синопульмонарные инфек-ции чаще всего вызваны Haemophilus influenzae, Streptococcuspneumoniae, Staphylococcus aureus. Диареи вызываются кишеч-ными бактериями или Giardia lamblia. Из вирусных инфекцийтипичны инфекции нейротропными вирусами ECHO 19, ко-торые вызывают персистирующий менингоэнцефалит. У боль-ных детей в случае иммунизации их живой полиовакциной,как правило, наблюдают продолжительное выделение черезслизистые оболочки вируса полиомиелита, причем с восста-новленной и нарастающей вирулентностью (т.е. в детском кол-лективе реальна опасность заражения здоровых детей поли-

273

омиелитом в результате контакта с вакцинированным имму-нодефицитным ребенком). У таких детей при внешнем осмот-ре обращают на себя внимание отставание в росте, пальцы ввиде барабанных палочек, изменение формы грудной клетки,характерные для заболеваний нижних дыхательных путей,гипоплазия лимфатических узлов и миндалин. При гистоло-гическом исследовании лимфоидной ткани — отсутствие гер-минативных центров и плазматических клеток.

Лечение. 1. Противомикробная химиотерапия. 2. Замести-тельная терапия: внутривенные инфузии донорских препара-тов сывороточных иммуноглобулинов каждые 3-4 нед пожиз-ненно. Дозы препаратов иммуноглобулинов подбирают так,чтобы создать в сыворотке больного концентрацию иммуно-глобулинов, перекрывающую нижнюю границу возрастнойнормы.

Возможность генетической терапии обсуждается. Ген Btkклонирован, но есть данные, что овер-экспрессия этого генаассоциирована со злокачественной трансформацией гемопоэ-тической ткани.

Х-сцепленная агаммаглобулинемия с синдромом гипер-IgM.Болеют мальчики, матери которых — носительницы дефекта.Молекулярный дефект с некоторой степенью предположи-тельности касается гена СВ40-лиганда. Недостаточность эксп-рессии CD40L в Т-лимфоцитах приводит к невозможностипереключения синтеза классов иммуноглобулинов в В-лимфо-цитах с Μ на все остальные изотипы.

Лабораторные данные. IgG, IgA, IgE не определя-ются или их очень мало. Уровень IgM повышен, может бытьзначительно. Как правило, IgM поликлональны, иногда мо-ноклональны. В лимфоидной ткани отсутствуют герминативныецентры, но есть плазматические клетки.

К л и н и ч е с к а я картина. Рекуррентные бактериальныеинфекции, включая оппортунистические (Pneumocystis carinii).Могут быть лимфаденопатия и спленомегалия. Похожую кли-ническую картину описывают для предположительно аутосом-ного типа наследования патологии, а также для некоторыхслучаев патологии детей, перенесших внутриутробную инфек-цию вирусом краснухи.

Лечение. Аналогично лечению агаммаглобулинемии Бру-тона, т.е. антимикробная химиотерапия и регулярные пожиз-ненные инфузии препаратов донорских сывороточных имму-ноглобулинов.

Общий вариабельный иммунодефицит. Этот синдром можетвпервые манифестировать как в раннем детстве, так и под-ростковом возрасте или у молодых людей. Молекулярный де-фект точно неизвестен. Прослеживается его сцепление с

мнс-ш.Лабораторные данные. Существенно снижены уров-

274

ни IgG и IgA, примерно у 50 % больных — и IgM (вплотьдо полностью неопределимых количеств). Число В-имфоцитовв крови может быть в норме или снижено. Число Т-лимфо-цитов у большинства больных в норме. Способность выраба-тывать специфические антитела в ответ на иммунизацию сни-жена или отсутствует.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Рекуррентные бактериальныеинфекции, преобладает синопульмонарная локализация. К мо-менту постановки диагноза пульмонарные инфекции могутпрогрессировать до бронхозктазов и разлитых поражений ле-гочной ткани. Возможны гастроинтестинальные инфекции сдиареей, стеатореей и мальабсорбцией (соответственно поте-ря массы тела). Часто встречается инфекция, вызваннаяG.lamblia. От агаммаглобулинемии Брутона вариабельный им-мунодефицит отличают следующие признаки: более позднийвозраст манифестации; равное распределение по полу; воз-можны тенденции к дефектному функционированию и Т-лим-фоцитов; тенденция к развитию аутоиммунной патологии; по-вышенная частота лимфом; повышенная частота инфекцийHerpes zoster и Pneumocystis carinii.

Л е ч е н и е . Антимикробная химиотерапия. При неэффектив-ности заместительная терапия внутривенными препаратамидонорских иммуноглобулинов (по мере необходимости).

Дефицит IgA. При наличии иммуноглобулинов других клас-сов он встречается с высокой частотой в основной популя-ции населения: 1 случай на 500—1500 жителей. Естественно,что бывают ассоциации дефицита IgA с другой патологией (снарушениями в биосинтезе IgG, аномалиями Т-лимфоцитови др.). Недостаточность IgA может быть частичной (30 % слу-чаев) или полной (70 % случаев). Дефицит субкласса IgA2приводит к более выраженной клинической патологии, чемдефицит субкласса IgAl. Молекулярный дефект точно не из-вестен.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . В 50 % случаев никаких спе-цифических клинических проявлений нет, в 50 % — рекур-рентные инфекции верхних дыхательных путей. У пациентовс аллергиями дефицит IgA встречается чаще, чем у осталь-ного населения. Соответственно у таких пациентов имеетсяклиническая картина аллергического заболевания.

Л е ч е н и е . В бессимптомных случаях никакого специально-го лечения не требуется; в симптоматических случаях — про-тивоинфекционная химиотерапия и симптоматическое лече-ние сопутствующей патологии. При селективном и полномдефиците IgA не показана заместительная терапия донорски-ми иммуноглобулинами, так как, во-первых, трудоспособ-ность человека может быть поддержана и без этого; а во-вто-рых, поскольку выработка иммуноглобулинов других изоти-пов у пациента сохранена, высока вероятность образования у

275

реципиента антиизотипических aHTH-IgA-антител и обуслов-ленные этим трансфузионные осложнения.

Селективный дефицит IgM. Редко у пациентов с рекуррен-тными, тяжело протекающими бактериальными инфекциямипри лабораторном анализе обнаруживают отсутствие или су-щественный дефицит IgM при наличии иммуноглобулиновдругих классов. Детально эта патология не охарактеризована.

Селективный дефицит субклассов IgG. Иногда при нормаль-ном уровне в крови общего IgG имеется дефицит или пол-ное отсутствие определенных субклассов IgG. Например, сдефицитом IgA бывает ассоциирован дефицит IgG2 и IgG4или при нормальном уровне IgA есть дефицит пары IgG2 иIgG4. У некоторых людей это клинически не проявляется.Иногда поводом для анализа субклассов IgG являются рекур-рентные инфекции. Известна тенденция к биохимическомуразделению «обязанностей» антител разных субклассов IgG: вответ на белковые антигены вырабатываются преимуществен-но антитела изотипов IgGl и IgG3, а на полисахаридные ан-тигены (среди которых антигены пневмококков иH.influenza) - IgG2.

При молекулярно-генетическом исследовании несколькихсемей обнаружены делеции С-генов тяжелых цепей иммуно-глобулинов в хромосоме 14.

Отсутствие легкой цепи к. Описано две семьи, у членовкоторых все иммуноглобулины содержали только легкую цепьλ, цепь к отсутствовала. Обнаружена точечная мутация в хро-мосоме 2р 11, несущей ген к. Количество В-лимфоцитов уэтих людей было в норме, уровень иммуноглобулинов — внорме или снижен. Четкой клинической картины нет.

Дефицит функций антител при нормальном уровне иммуно-глобулинов. В некоторых случаях при рекуррентных и бактери-альных инфекциях методом Манчини определяют нормальныеуровни иммуноглобулинов. Специальные клинические иссле-дования, проведенные в группе таких больных, показали, чтоесли их специально иммунизировать стандартными вакцинны-ми препаратами (например, столбнячным токсоидом, поли-сахаридами пневмококков, дифтерийным токсоидом), то ин-дукции синтеза специфических антител не происходит, т.е. вкрови присутствуют «бессмысленные», антигеннеспецифичныеиммуноглобулины. В тяжелых клинических случаях, не подда-ющихся интенсивной противоинфекционной химиотерапии,показана инфузия донорских иммуноглобулинов (несмотря наналичие в крови своих иммуноглобулинов, но не антител).

Транзиторная гипогаммаглобулинемия у детей. У здоровыхноворожденных минимальный уровень иммуноглобулинов вкрови устанавливается к 3-месячному возрасту: к этому вре-мени значительная часть иммуноглобулинов материнскогопроисхождения, попавших к ребенку внутриутробно через

276

плаценту, распадается, а выработка собственных иммуногло-булинов только начинается. С 3 мес нарастание в крови уров-ня иммуноглобулинов происходит уже «собственными сила-ми» ребенка. У некоторых детей, однако, выработка собствен-ных иммуноглобулинов может задерживаться и становитсяопределимой только к 1,5—3 годам. Не все, но некоторыетакие дети страдают все от тех же рекуррентных бактериаль-ных инфекций. Тем не менее в терапевтической тактике надокак можно дольше пытаться обойтись без инфузий донорс-ких иммуноглобулинов: вран не должен забывать, что дажеоднократное введение препаратов донорской крови «опреде-ляет» пациента в группу риска по ретравирусным (ВИЧ и др.) :

и прионным инфекциям. В случае, если пациент — ребенок, ]

возможность этого ятрогенного риска должна быть обдуманас предельной ответственностью, коллегиально и самым осно-вательным образом, так как действие врача по сопутствую-щему терапии заражению кровяными инфекциями необрати-мо для пациента.

11.2. Первичные иммунодефициты с дефектами Т-лимфоцитов

Тяжелые комбинированные иммунодефициты (ТКИД) (SCID —severe combined immunodeficiencies). Несколько разных извест-ных генетических дефектов приводят к клиническому синд-рому ТКИД. Очень важно как можно раньше распознать та-кую патологию у новорожденных, так как для них фатальна,например, иммунизация живыми вакцинами.

Обычно клинический диагноз становится ясен в первые6 мес жизни. В клинической картине на первом плане тяже-лый инфекционный синдром и отставание в развитии. Возбу-дители инфекций — из разных таксономических групп: гри-бы (Candida, Pneumocystis carinii), бактерии, вирусы. Пневмо-ния часто вызвана P.carinii, диареи — ротавирусами,Campylobacter, Giardia lamblia. Нередко манифестирует вирус-ный гепатит.

Л а б о р а т о р н ы е д а н н ы е . Вариабельная, иногда глубо-кая лимфопения; лимфоциты не способны пролиферироватьв ответ на специфический антиген; часто выраженное сни-жение уровня иммуноглобулинов в сыворотке крови.

На рентгенофамме грудной клетки отсутствует тень тимуса.М о л е к у л я р н ы е д е ф е к т ы . В 60 % случаев ТКИД па-

тологический ген — ген у-цепи рецепторов для цитокинов,локализованный в хромосоме X (Xq 13); около 15 % случаевТКИД — в результате дефекта гена фермента метаболизмапуринов аденозиндезаминазы (АДА); около 2 % случаев — врезультате дефекта гена пуриннуклеозидфосфорилазы (PNP);в остальных случаях — в результате дефектов генов, регули-рующих перестройку ДНК, Rag 1 и Rag 2, генов сигналпро-

277

водящих полипептидных цепей Ε И у комплекса CD3, генапротеинтирозинкиназы ZAP 70, ассоциированной с сигнал-проводящим ζ-пептидом комплекса TCR.

Х-сцепленный ТКИД. Болеют, естественно, мальчики. Мо-лекулярный дефект — мутантный ген у-цепи рецепторов дляцитокинов (IL-2, 4, 7, 9 и 15), локализованный в хромосо-ме X (Xq 13). У пациентов мало или отсутствуют Т-лимфоци-ты, но количество В-лимфоцитов не ниже нормы. При этом,однако, имеется выраженная гипогаммаглобулинемия.

Л е ч е н и е . Трансплантация HLA-совместимого костногомозга. Выживаемость в случае приживления донорского кост-ного мозга — 50—60 %.

Здесь отметим, но это будет относиться ко всем вариантамТКИД: при трансплантации костного мозга больным с тяже-лыми иммунодефицитами, кроме подбора совместимых доно-ра и реципиента по HLA, обязательной процедурой являетсяудаление перед трансплантацией из донорского костного моз-га Т-лимфоцитов во избежание такого осложнения, как «ре-акция трансплантат против хозяина» (РТПХ). Напомним,кстати, что совместимость по HLA необходима не для про-филактики отторжения костного мозга реципиентом (ему от-торгать нечем), а для достижения цели — создания иммуно-компетентности реципиента: позитивная селекция Т-лимфо-цитов в тимусе идет на МНС, экспрессированных на эпите-лиальных клетках тимуса (т.е. на МНС реципиента), а анти-генпредставляющие клетки на периферии (дендритные, В-лим-фоциты, макрофаги) — костномозгового происхождения (т.е.от донора). Если совпадения по МНС не будет, то Т-лимфо-циты не будут узнавать антигены и, следовательно, иммуно-дефицит останется и при наличии прижившихся костномоз-говых клеток донора.

ТКИД с дефицитом аденозиндезаминазы (АДА). В отсутствиеэтого фермента в клетках накапливается токсичный полупро-дукт метаболизма пуринов — дезоксиаденозин. Больше другихот этого страдают лимфоциты. Клинические признаки ТКИД(рекуррентные респираторные инфекции, диареи, отставаниев развитии), как правило, очевидны к 2—3-месячному возра-сту младенца. При лабораторном обследовании обнаруживаютотсутствие и Т-, и В-лимфоцитов и иммуноглобулинов соот-ветственно. Сохранны NK-клетки. Анализ на наличие АДАпроводят в эритроцитах или лимфоцитах.

Л е ч е н и е . 1. Инъекции 3 раза в неделю препарата АДАкрупного рогатого скота, конъюгированной с полиэтиленгли-колем (PEG-ADA), могут поддерживать жизнеспособностьпациента в течение нескольких лет; 2. Трансплантация кост-ного мозга от HLA-совместимого донора; 3. Регулярные транс-фекции гена АДА в лимфоциты периферической крови (естьслучаи успеха такой терапии).

278

ТКИД с дефектом ZAP 70. Клиника этого варианта ТКИДтакая же, как и при других ТКИД. Отличительным лаборатор-ным признаком является отсутствие CD8+ T-лимфоцитов, ноналичие подчас значительных количеств CD4+ Т-лимфоцитов,которые, однако, функционально недееспособны. Это указы-вает на то, что при внутритимической дифференцировке суб-популяция CD8+ зависит от работы киназы ZAP 70, тогда какпо крайней мере экспрессия молекулы CD4+ может произой-ти и без работы ZAP 70.

Л е ч е н и е . Симптоматическое.Синдром «голых лимфоцитов» (bare lymphocyte syndrome).

Так называют патологию, при которой в организме не эксп-рессируются молекулы MHC-I или II. Мы уже анализировалиэто явление в разделе, посвященном МНС (раздел 5.5). У боль-ных, у которых не происходит экспрессии молекул MHC-I,полностью отсутствуют CD8+ Τ α β -лимфоциты, у больных сотсутствием экспрессии молекул МНС-П нет CD4+ Т-лимфо-цитов. Охарактеризовано несколько молекулярных дефектов,приводящих к таковой патологии, все эти дефекты — в регу-ляторных генах.

Клинически синдромы «голых» лимфоцитов — это ТКИД.Л е ч е н и е симптоматическое.Синдром Ди Джорджи. Этот синдром — компонент ком-

бинированного порока развития, возникающего при делециив хромосоме 22 (22q 11). Диагностика для опытного врача непредставляет затруднений в связи с выраженностью симпто-мов. Иммунодефицитный компонент как всегда представленрекуррентными, тяжело протекающими инфекциями. К ос-тальным порокам относятся гипопаратироидизм (гипокальци-емия и как следствие тетания, заметная на 1—2-й день послерождения); кардиоваскулярные пороки (правый разворот дугиаорты, стеноз правого желудочка, дефекты в межжелудочко-вой и межпредсердной перегородках, тетрада Фалло, атрезияили гипоплазия легочной артерии); гипоплазия или аплазиятимуса; впадина неба; характерное лицо. При лабораторномобследовании количество Т- и В-лимфоцитов у разных боль-ных значительно варьирует.

Л е ч е н и е симптоматическое.Иммунодефицит, сцепленный с гипоплазией хрящей (карли-

ковость) и волос. Молекулярный дефект этой патологии неизучен. Клинически больные дети имеют повышенный рискзаболевания герпесвирусными инфекциями, некоторые паци-енты тяжело страдают от рекуррентных детских инфекцийразного рода. Иногда для лечения вынужденно применяюттрансплантацию костного мозга.

Х-Сцепленный лимфопролиферативный синдром. Точный ме-ханизм молекулярной патологии неизвестен. В хромосоме X(Xq 25) есть некие гены, «виновные» в тяжелом течении

279

инфекции, вызванной вирусом Эшптейна — Барр (EBV) умальчиков, которым досталась такая хромосома от матери-носительницы. Острая первичная EBV-инфекция прогрессиру-ет с развитием тяжелого поражения печени с частыми смер-тельными исходами. Если мальчик выживает, то в дальней-шем нередко развиваются стойкая гипогаммаглобулинемия,инфильтраты в лимфатических узлах, селезенке, печени, цен-тральной нервной системе. Среди отсроченных последствий —повышенная частота лимфом.

Лечение. Противовирусная химиотерапия (ганцикловирили другие противогерпетические препараты) и симптомати-ческая терапия.

Атаксия — телеангиэктазия. Это синдром с весьма гетеро-генным фенотипом. Молекулярный дефект охарактеризованкак мутация гена ATM, кодирующего протеин, гомологичныйфосфатидил-инозитол-З'-киназе. Этот протеин имеет отноше-ние к контролю клеточного цикла, рекомбинациям ДНК вмейозе, трансдукции митогенных сигналов. Поэтому при син-дроме атаксии — телеангиэктазии необычайно высока часто-та новообразований, нередко становящихся непосредственнойпричиной летального исхода.

Симптом атаксии можно обнаружить у ребенка уже в 2—4-месячном возрасте. Телеангиэктазы на носу, ушах, конъюн-ктиве появляются несколько позже. Иммунодефицит проявля-ется в виде снижения выработки иммуноглобулинов изотиповIgA, IgE, IgG2, при этом возникает соответствующая инфек-ционная клиническая симптоматика. Число Т-лимфоцитов убольшинства пациентов нормальное.

Лечение симптоматическое.Синдром Вискотта — Олдрича (Wiskott — Aldrich). Это Х-сцеп-

ленный синдром комбинированного клеточно-гуморальногоиммунодефицита, характеризующегося триадой клиническихпризнаков: тромбоцитопенией, экземой и рекуррентнымиинфекциями.

Молекулярный дефект отчасти охарактеризован. В Хр 11картирован ген, названный WAS (от Wisskott — Aldrichsyndrome). Мутации в WAS ассоциированы с аномальной эк-спрессией молекулы CD43, про которую известно, что онаявляется лигандом для ICAM-1, но выполняет антиадгезив-ную функцию. Молекула CD43 имеет длину порядка 45 нм(это очень длинная молекула). Она экспрессирована на нейт-рофилах и Т-лимфоцитах. Недавно выделен еще один харак-терный для данного синдрома ген — WASP, который коди-рует белок с молекулярной массой 65 000 и необычно боль-шим содержанием пролина. Этот ген экспрессирован в лим-фоцитах, ткани селезенки и в тимоцитах. Функция его неиз-вестна. Гомологии с другими белками пока не выявлено.

Л а б о р а т о р н ы е п о к а з а т е л и . Тромбоцитопения,

280

тромбоциты меньшего размера, чем у здоровых людей. Уро-вень иммуноглобулинов в сыворотке крови снижен в разнойстепени у различных пациентов (особенно IgM), при этомколичество IgE повышено. Число Т-лимфоцитов у разных па-циентов варьирует.

Лечение симптоматическое.

11.3. Заболевания с дефектами фагоцитов

Хроническая гранулематозная болезнь (ХГБ). ХГБ развиваетсяв детском возрасте в результате генетических метаболическихдефектов в фагоцитах (макрофагах, нейтрофилах). Фагоцитыспособны фагоцитировать патогены, но не могут убить и рас-щепить их внутри себя. В результате фагоциты становятсяживыми «складами» жизнеспособных инфекционных микроор-ганизмов. Поскольку нейтрофилы короткоживущие клетки(несколько часов), при их гибели неубитые бактерии «выте-кают» в очаг. Макрофаги — долгоживущие клетки, и они(моноциты) стекаются к очагу в повышенных количествах,это и создает гранулемы, фагоцитируют, что могут, но убитьмикроорганизмы они также не в состоянии [дефектный ге-н(ы) общий у всех клеток организма].

Охарактеризовано несколько генетических дефектов, при-водящих к развитию ХГБ. Все они относятся к никотинами-дадениндинуклеотидфосфатоксидазной системе генерации ак-тивных форм кислородных радикалов (NADPH-оксидаза).NADPH-оксидаза состоит из 4 компонентов, 2 из которыхцитозольные — p47-phox и p67-phox, и 2 — мембраносвязан-ные с флавоцитохромом Ь558 — gp91-phox и p22-phox. Дефектлюбого из этих компонентов приводит к развитию ХГБ; 90 %реальных случаев ХГБ связано с мутациями в генах p47-phoxи gp91-phox.

Лечение. Антибиотикотерапия (особенно триметопримоми сульфаметоксазолом). Недавно в клинических испытанияхпоказана эффективность терапии INF-y: в группе пациентовс ХГБ, получающих этот препарат, 70 % больных не имелитяжелых проявлений инфекций в течение года, в контроле(плацебо) таких наблюдаемых было 30 %.

В редких случаях прибегают к трансплантации костногомозга. Заболевание фатально.

Синдром Чедиака — Хигаси (Chediak — Higashi). Это редкоезаболевание. На клеточном уровне патология заключается ваномалии внутриклеточных везикул, в том числе лизосом внейтрофилах, моноцитах, а также везикул в NK, меланоци-тах и тромбоцитах: везикулы сливаются, образуя внутри кле-ток крупные, но функционально недееспособные гранулы.В результате перечисленные клетки функционально дефектны,что к л и н и ч е с к и проявляется в следующих симптомах: ре-

281

куррентные инфекции пиогенными бактериями, частичныйальбинизм глаз и кожи (слившиеся гранулы меланоцитов несодержат меланина), склонность к кровоточивости, патологи-ческие проявления со стороны нервной системы (в нейронахтакже могут сливаться везикулы). Функции NK повреждены,но функции ЦТЛ сохранны.

Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу.Точный генетический дефект неизвестен. Однако недавно вы-деленный ген, названный LYST, подозревают как причинный.Есть мутантная линия мышей beige с похожими признакамипатологии на уровне клеток и организма.

Л е ч е н и е симптоматическое.Болезни с дефицитом молекул адгезии лейкоцитов (LAD —

leucocyte adhesion deficiency). Это редкая прижизненная пато-логия. В мире всего описано несколько менее 100 таких боль-ных. Анализ молекулярных дефектов выявил два варианта,обозначенных LAD-1 и LAD-2. Клинически они неразличимы.При LAD-1 имеется дефект гена /$2-субъединицы интегринов(CD 18) и соответственно недостаточности всех молекул ин-тегринов, в состав которых входит CD18: LFA-1 (CDlla/CD18), Мас-1 (CDllb/CD18), р150/95 (CD11 c/CD18). Этиинтегрины обеспечивают адгезию любого лейкоцита и лим-фоцита к клеткам эндотелия сосудов, агрегацию нейтрофи-

Т а б л и ц а 11.2. Сивдромы врожденной недостаточности фагоцитоза

Синдром (если он есть) и дефект Ассоциированные инфекциии другие патологические синдромы

Хроническая гранулематознаяболезнь (дефект системыNADPH-оксидазы)Дефект глюкозо-6-фосфатдегид-рогеназы (G6PD)

Дефект миелопероксидазы(МРО)

LAD-1 (дефект экспрессииCD18)

LAD-2 (дефект экспрессиисиалил-Lewis")Синдром Чедиака — Хигаси(слияние внутриклеточных вези-кул в гигантские функциональнодефектные)

Внутри- и внеклеточные инфек-ции; гранулемы

Недостаточная эффективностьреспираторного «взрыва» в фаго-цитах, хронические инфекцииразного родаНедостаточная эффективностьреспираторного «взрыва» в фаго-цитах, хронические инфекцииразного родаДиссеминированные инфекции,вызванные пиогенными бактери-ямиТо же

Внутри- и внеклеточные инфек-ции, гранулемы, частичный аль-бинизм глаз и кожи, кровоточи-вость, неврологические наруше-ния

282

лов, хемотаксис лейкоцитов, фагоцитоз, адгезию Т-лимфо-цитов к антигенпредставляющим клеткам, В-лимфоцитам иклеткам-мишеням (в случае ЦТЛ). Таким образом при даннойпатологии нарушаются все перечисленные процессы. Клини-чески это проявляется в плохом заживлении любых ран ирекуррентных бактериальных, грибковых, вирусных и парази-тарных инфекциях. Степень нарушений может быть разной: отполной до частичной, соответственно используют 5 градацийклинического диагноза.

При LAD-2 существует другой генетический дефект: наклетках отсутствует карбогидрат cnaiimi-Lewisx, который явля-ется лигандом для взаимодействия с Е- и Р-селектинами наактивированном эндотелии. Вероятно, дефектен ген какого-тонеобходимого фермента метаболизма фукозы. При таком на-рушении становится невозможной миграция лейкоцитов ииммунных лимфоцитов в очаг инфекции и, следовательно,его санация.

Л е ч е н и е симптоматическое.Кратко суммируем известные генетические дефекты, при-

водящие к функциональной недостаточности фагоцитов в табл.11.2.

11.4. Дефекты растворимых белков сыворотки крови(маннозосвязывающего протеина и комплемента)

Дефицит МВР (маннозосвязывающего протеина). МВР — са-мый представительный по количеству сывороточный белокострой фазы. Его концентрации в сыворотке крови могут ко-лебаться в интервале 0,1—50 мг/мл. Не так уж мало клини-ческих случаев с картиной иммунодефицита, при которых темне менее анализ субпопуляций лимфоцитов, лейкоцитов, атакже иммуноглобулинов не показывает отклонений, адекват-ных клиническим симптомам. В одном конкретном клиничес-ком обследовании детей с рекуррентными инфекциями не безудивления обнаружили, что клетки крови 11 из 43 детей несправлялись с фагоцитозом дрожжевых клеток. Оказалось, чтоу этих 11 больных в сыворотке крови отсутствует МВР. Ман-ноза присутствует в поверхностных структурах многих дрож-жей, бактерий и некоторых вирусов. Именно их быстро свя-зывает МВР, чем опсонизирует их для фагоцитоза, а такжеактивирует комплемент.

Популяционные исследования выявили, что дефекты (раз-ные точечные мутации и делеции) в гене МВР встречаютсяу 17 % людей европеоидной расы. Ген МВР клонирован. Сле-довательно, не является проблемой получение рекомбинант-ного белка, который может быть использован как фармако-логический препарат для этиопатогенетической заместитель-ной терапии у пациентов с этим наследственным дефектом.

283

Заместительная терапия рекомбинантным препаратом не не-сет в себе опасности заразить больного кровяными инфекци-ями (ретровирусными, прионными и др.). Поэтому дифферен-циальная лабораторная диагностика этой патологии чрезвы-чайно важна.

К л и н и ч е с к и эта патология выглядит как инфекцион-ный синдром, но в данном случае в патогенезе нет иммуно-дефицита, следовательно, не показана (на самом деле проти-вопоказана) иммунокоррекция иммунотропными средствами.

Инфекционный синдром характерен, но не патогномоничендля истинных иммунодефицитов, т.е. он всегда имеется прииммунодефицитах, но возможен и без иммунодефицита.

Болезни с дефицитом компонентов комплемента. Разные ком-поненты комплемента кодируются разными аутосомными ге-нами, локализованными в разных хромосомах. С МНС в хро-мосоме 6 сцеплены только гены С2, С4 и фактора В. Болез-ни дефицита компонентов комплемента встречаются редко,потому что для манифестации необходимо гомозиготное со-стояние по аутосомным аллелям. Есть единственное исключе-ние — CI INH (ингибитор С1-эстеразы): мутация этого гена,приводящая к дефициту продукта, проявляется в гетерозигот-ном состоянии фенотипом, известным под названием наслед-ственного ангионевротического отека (это редкий случай до-минантной мутации).

Система комплемента предназначена для клиренса (очист-ки) циркулирующей крови от растворимых иммунных комп-лексов и корпускулярных — как иммунных комплексов, таки свободных бактерий. Соответственно недостаточность систе-мы комплемента, если она касается первых 4 компонентов(С1 — С4), проявляется в болезнях иммунных комплексов —системных васкулитах и повреждениях почек, что обобщенноназывают синдромом системной красной волчанки (СКВ).Дефицит СЗ, а также факторов Η и I ассоциирован с повы-шенной восприимчивостью к пиогенным инфекциям. Дефи-цит компонентов, участвующих в альтернативном пути акти-вации комплемента, а также дефицит компонентов С5 — С8ассоциированы с повышенной восприимчивостью к инфек-ции, вызываемой Neisseria spp. Дефицит С9 клинически бес-симптомен.

Полный дефицит С4 встречается крайне редко еще и по-тому, что есть два гена С4А и С4В. Описано всего 25 случаевполного дефицита по С4. Все они имели клинику тяжелойСКВ. Дефицит С2 встречается часто — 1 случай на 200 чело-век основной популяции. В 50 % случаев полный дефицит С2бессимптомен, в 50 % — имеет симптоматику СКВ от слабо-выраженной (дискоидная СКВ) до средней степени выражен-ности и тяжелой форм. Дефицит СЗ проявляется также в сим-птомах СКВ, но еще и в повышенной восприимчивости к

284

Т а б л и ц а 11.3. Клинические проявления дефектов отдельныхкомпонентов системы комплемента

Известные дефектыкомпонентов

ClqClrС4С2СЗ

Фактор DФактор Ρ(пропердин)Фактор Η

Фактор IС5С6С7С8С9CI. INHDAF

CD59CR3

Клинические проявления

СКВ с гломерулонефритомСКВ»У 50 % больных СКВПиогенные инфекции, СКВ с гломеруло-нефритомИнфекция, вызванная Neisseria spp.(?) Инфекция, вызванная Neisseria spp.

Пиогенные инфекции, СКВ с гломеруло-нефритомТо жеИнфекция, вызванная Neisseria spp.То же» »» »БессимптомноНаследственный ангионевротический отекГемолиз с пароксизмальной ночной ге-моглобинуриейТо жеПиогенные инфекции

пиогенным бактериям. СКВ, как правило, прогрессирует дотяжелых форм нефрита, так как в связи с повышенной чув-ствительностью к инфекции в крови увеличено и содержаниеиммунных комплексов.

Дефекты компонентов альтернативного пути активациисистемы комплемента — фактора В, пропердина и фактораD — клинически напоминают дефицит СЗ (что и понятно —см. раздел 3.1).

Кратко суммируем данные в табл. 11.3.

Глава 12. ВТОРИЧНЫЕИММУНОДЕФИЦИТЫ

Вспомним существенную закономерность онтогенеза иммуннойсистемы: иммунная система растет и развивается в плане иколичества лимфоцитов, и разнообразия репертуара антиген-распознающих рецепторов в течение вовсе не всей жизни. Она

285

часть животного организма и растет только тогда, когда рас-тет организм как целое, т.е. в детстве и до пубертатного воз-раста — в среднем до 15 лет. Накопленное к 15 годам коли-чество клонов лимфоцитов в течение оставшейся взрослойжизни лишь поддерживается «фоновой» пролиферацией ирасходуется в процессе продуктивных иммунных ответов напатогены, проникающие во внутреннюю среду организма. Точто генерация новых клонов лимфоцитов не происходит увзрослых организмов, следует из фактов невозможности вос-становления разнообразия репертуара антигенраспознающихрецепторов, а часто и количества лимфоцитов после воздей-ствий на организм, приводящих к уничтожению большихколичеств лимфоцитов (облучение, лимфотропные вирусныеинфекции и др.)· То есть после ампутации лимфоцитов темили иным способом они не «отрастают» как новые точно также, как не «отрастает» заново ампутированная нога или лю-бой солидный орган. То что каждый лимфоцит запрограмми-рован на пролиферацию клона при иммунном ответе, не оз-начает пожизненную неограниченность потенциала лимфо-поэза: он ограничен возрастом — 15 лет. Поэтому существу-ют вторичные (или приобретенные) иммунодефициты(ВИД)». —

Если от рождения здоровый организм со здоровой иммун-ной системой в постнатальном возрасте подвергается опреде-ленным патогенным воздействиям, которые физически по-вреждают большое количество лимфоцитов, в результате воз-никает вторичный иммунодефицит. Есть системные патологи-ческие состояния, которые вызывают не столько физическуюгибель лимфоцитов, сколько функциональный «парез» иммун-ной системы. Это тоже ВИД. Но в отличие от ВИД с физи-ческим повреждением лимфоцитов функциональный «парез»или дисфункция иммунной системы может быть обратима вслучае, если причинное заболевание излечимо и продолжа-лось не слишком долго.

Исследование иммунной системы у человека при подозре-нии на ВИД предполагает определение ряда лабораторныхпоказателей в периферической крови, как и при врожденныхиммунодефицитах [анализ на ВИЧ-инфекцию; формула кро-ви; уровень IgG, IgA, IgM в сыворотке; кожные пробы ГЗТна широко распространенные микробные антигены (разрабо-таны специальные тест-системы типа CMI Multitest™], еслинадо — подсчет субпопуляций Т- и В-лимфоцитов; по спе-циальным показаниям — анализ состояния фагоцитов (наи-более простой и информативный анализ — тест на восста-новление тетразолиевого голубого красителя); по специальнымклиническим показаниям — анализ на содержание компонен-тов комплемента (начинают с СЗ и С4) или иные анализы взависимости от характера клинических симптомов.

286

12.1. Этиологические факторы

I. Факторы, вызывающие обратимые дисфункции (иммунодефи-цит) иммунной системы (обратимость в данном случае от-носительная и зависит от силы и продолжительности воз-действия патогенного фактора):

1) голодание или дефицит в диете жизненно важных ком-понентов;

2) курабельные болезни метаболизма (диабет, синдромИценко — Кушинга, дисфункция паращитовидных же-лез и т.д.);

3) психическая депрессия;4) курабельная ожоговая болезнь;5) временный дистресс любой природы.

И. Факторы, вызывающие физическую «ампутацию» (в той илииной степени) лимфоидной ткани (и следовательно, необра-тимый иммунодефицит)^«———**

1) ВИЧ-инфекция;2) повреждение иммунной системы при других инфекциях

(гиперстимуляция иммунной системы суперантигенамипри вирусных, грибковых и бактериальных инфекциях,а также по иным механизмам) — корь, гепатиты, ци-томегаловирусные инфекции: краснуха, инфекция, выз-ванная вирусом Эпштейна — Барр, стафилококковыеинфекцииг^губеркулёз, лепра, кокцидиомикоз, аспер-гиллез и др.;

3) ионизирующая радиация в запороговых дозах; >4) химические вещества с лимфотоксическим действием;5) лимс^опр^олиферативные заболевания^ возможно, и не-

которые другие злокачёствеШые опухоли.

Рассмотрим только повреждения иммунной системы приинфекциях, потому что инфекции — естественные и главные«партнеры» иммунной системы, она против них создаваласьв природе, поэтому они направленно эволюционируют в сто-рону приобретения самых разных способностей к выведениюиз строя именно иммунной системы. Поэтому при всякойпатогенной инфекции в организме идет борьба между систе-мами резистентности, в том числе иммунной, и патогеном.Патогенных инфекций, не повреждающих иммунную системутак или иначе, не бывает. Распространенный механизм по-вреждения иммунной системы патогенами —гиперстимуляцияиммунной системы суперантигенами патогенов и массовая по-ликлональная гибель (апоптозом) активированных лимфоци-тов. Своими иммунодепрессивными свойствами известны ви-русы группы герпес: вирус Эпштейна — Барр (EBV), цито-мегаЖШфусы (CMV), герпесвирусы человека 6-го и 7-го ти-

287

пов (HHV-6, HHV-7) и др. У герпесвирусов существует мно-го приемов иммунодепрессии.

Вирусные белки обладают прямым сродством к молекуламМНС клеток человека и, «залипая» на молекулах МНС, пре-пятствуют и распознаванию антигена Т-лимфоцитами, и эф-фекторной работе ЦТЛ и NK. Кроме того, прямые опыты invitro показывают, что, например, CMV и EBV значительноподавляют продукцию цитокинов активированными Т-лимфо-цитами, и иммунный ответ не развивается. Кроме того, мыуже писали о факте антиапоптозного эффекта неких белковEBV (гены которых вирус позаимствовал у клеток человекаи включил в свой геном — этот механизм характерен дляэволюции вирусов вообще) в отношении В-лимфоцитов че-ловека. Но при этом В-лимфоцит не способен к нормально-му функционированию: вирус подчиняет^ лимфоцит себе длянужд вирусной репликации, а в качестве отдаленных послед-ствий возникает В-лимфома.

Разные вирусы, оказавшись в одной клетке, способны кактивной генетической рекомбинации между собой, что уве-личивает шансы каждого из них в борьбе за выживание снашим организмом. Еще один сильный биологический приемвирусов — образование псевдовирионов. Псевдовирионы —это вирионы, содержащие геном одного вируса, а оболочкудругого. Оболочка обеспечивает тропизм инфекта к тем илииным клеткам. Поэтому, одевшись в чужую оболочку, инфек-ционное начало вируса, геном, проникает в новые для себя(но свои для оболочки) клетки-мишени.

12.2. Синдром хронической усталости

Любой человек знает, что после инфекционных болезней,особенно тяжелых, организм оказывается ослабленным. У не-которых людей после вирусных инфекций, таких как герпес-вирусные (varicella, EBV), краснуха, паротит, энтеровирус-ные, а также в исходе острого периода токсоплазмоза, бру-целлеза и других инфекций развивается синдром хроническойусталости (СХУ). Этот синдром может продолжаться до 6 меси более. Он выражается в резкой утомляемости от минималь-ных нагрузок (например, от 2—3 простых гимнастическихупражнений), ощущении потери трудоспособности уже с утраи до вечера, нарушенном сне, сне, не приносящем ощуще-ния отдыха, заметном ухудшении памяти и способности кон-центрировать внимание. Это явление иллюстрирует сильныевзаимные влияния центральной нервной и иммунной систем.Есть данные о том, что инфузии препаратов донорских им-муноглобулинов способны заметно, но временно, улучшитьсостояние пациента с СХУ. Этот метод, однако, ни в коемслучае не может быть рекомендован для лечения СХУ в свя-

288

зи с риском заражения смертельной ВИЧ-инфекцией и дру-гими кровяными инфекциями. Но это показывает прямое вли-яние факторов иммунной системы на состояние центральнойнервной системы. О том же свидетельствует существенно по-вышенная частота атопии у людей с СХУ — 50—80 % (посравнению с 20—30 % в основной популяции).

Принятая в мире тактика лечения СХУ заключается в до-зированных систематических нагрузках, оптимальной диете,применении психотропных препаратов антидепрессивногодействия, если есть симптоматика (амитриптилин и др.),мягких снотворных, поддерживающей психологической тера-пии.

В отдельном разделе мы рассмотрим роль инфекций в па-тогенезе аутоиммунных болезней. В отдельном разделе краткоразберем новую фатальную ретровирусную ВИЧ-инфекцию.

12.3. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД),вызванный ретровирусами иммунодефицита человека (ВИЧ)

В 1981 г. в июне в Центр по контролю за заболеваемостью(CDC) в Атланте (США) поступило два сообщения от двухразных врачей из различных городов о 5 пациентах (в сумме)с заболеванием, которое поразило специалистов в CDC но-визной клинической картины и исхода настолько, что по 5случаям была введена новая нозология, названная синдромомприобретенного иммунодефицита (AIDS — acquiredimmunodeficiency syndrome) — СПИД. Заболевшие были мо-лодыми мужчинами-гомосексуалистами, имевшими половыеконтакты один с другим (это навело на мысль об инфекци-онности болезни). Они умерли от грибковой пневмонии (воз-будитель Pneumocystis carinii). При анализе крови у них быловыявлено практически полное отсутствие CD4+ Т-лимфоци-тов, но при этом ничто в анамнезе не указывало на врож-денный иммунодефицит. По 5 случаям CDC объявил нацио-нальную готовность в отношении нового инфекционного за-болевания. К августу 1981 г. в CDC поступила информация ещео 111 подобных больных. С этого момента началась регистри-руемая эпидемия СПИД. К 1990 г. стало ясно, что это панде-мия — первая в известной истории человечества. Заболеваниевызывает 100 % летальность.

Здорового вирусоносительства за 19 лет наблюдения заэпидемией обнаружено не было, в связи с чем название но-зологической единицы Всемирная организация здравоохране-ния заменила со СПИД на ВИЧ-инфекцию. СПИД —клини-ческое проявление терминальной фазы ВИЧ-инфекции.

Пандемия означает, что, распространяясь в новые регио-ны, болезнь не уходит из ранее ею захваченных и не идеттам на убыль. За 10 лет она распространилась по всей плане-

Ю - 544 289

те, пока еще неравномерно, но процесс «выравнивания» идет.От нее некуда уехать. Пандемия означает также, что ни от-дельные индивидуумы, ни популяция людей (вид) не можетсанировать себя от ВИЧ природными биологическими меха-низмами. Собственно поэтому имеет смысл сосредоточитьвнимание на ментальных механизмах защиты от инфекции.

Мы приведем аргументы в пользу новизны этой болезни,кратко обозначим этиологические факторы, клиническую кар-тину и лечение. Подробное описание заболевания ВИЧ-ин-фекцией содержится в нашей монографии «СПИД» (1992,Москва), а также в огромном количестве публикаций о ВИЧи СПИД в научной медицинской периодической печати. По-нимание предмета требует глубокого профессионализма, по-этому мы самым серьезным образом предостерегаем от чте-ния на эту тему газет и журналов из средств массовой ин-формации (опыт показывает, что там преобладает неправда,что опасно для врача). Мы попробуем объяснить точку зре-ния о том, что это заболевание как эпидемическая инфек-ция новое, такого не было по крайней мере в последние 2000лет, не было в XIX в., не было в начале XX в., оно началораспространяться среди людей только со второй половиныXX в. (может быть, с конца 30—50-х годов, но большинствоспециалистов полагают, что с начала 70-х годов). Признаниефакта новизны существенно по двум причинам. Если думать,что это заболевание могло быть и раньше, только диагнозставить не умели, то это чревато выводом, что можно ниче-го специального в связи с ВИЧ не предпринимать. Но это нетак, этой болезни раньше не было. Второй вывод из призна-ния факта новизны состоит в том, что принятые до тогомедицинские правила работы могут быть полностью непри-годны в отношении нового заболевания. И это так.

А Первый аргумент в пользу новизны — факт открытиязаболевания по клинической картине всего 5 случаев.Если бы такая клиника под разными другими названи-ями была привычна для врачей, никого бы не удивили5 случаев настолько, что была введена новая нозологи-ческая единица (к сожалению, не ошиблись).

л Второй аргумент — распределение по полам между муж-чинами и женщинами. Несколько лет от начала эпиде-мии более 90 % заболевших были мужчины. К концупервой декады соотношение между мужчинами и жен-щинами выровнялось до 1:1. Это значит, что сцеплен-ных с полом ограничений в заболеваемости нет. Но,кроме того, это означает, что инфекция «пошла полюдям» недавно. Если бы она персистировала давно, тодавно бы установилось «равенство» между мужчинами иженщинами.

290

л Третий аргумент — взрывной характер манифестациизаболевания во вновь осваиваемых инфекцией регионах:в течение 10—15 лет вирус накапливается в популяциибез клинической манифестации. Но 10—15 лет — этосредний период от момента заражения индивидуума ВИЧдо клинической манифестации. Предпоследний примервзрывного накопления регистрируемых случаев — стра-ны Азии (особенно Юго-Восточной Азии и Индии).Ближайший ожидаемый регион — Россия (мы былипоследними «в очереди» по накоплению ВИЧ в попу-ляции, но, увы, догоняем остальных).

12.3.1. Этиология

Этиология заболевания как пандемической инфекции челове-ка включает два компонента: 1) вирус-возбудитель; 2) антро-погенные факторы эпидемии. Антропогенные факторы эпиде-мии нельзя не учитывать, иначе наша реакция на эпидемиюбудет неадекватной. Аналогичные ретровирусы существуют уживотных. Зараженные особи, семьи и популяции животныхтакже вымирают, но пандемии у диких животных нет. А у лю-дей есть. Следовательно, человеческий фактор существен.

Вирус-возбудитель был выделен в 1983 г. в США коллек-тивом лаборатории Роберта Галло и параллельно их француз-скими коллегами. На его изучение в связи со смертельнойопасностью заболевания западные страны потратили и про-должают тратить большие средства. Вирус изучен как ни одиндругой, с подробностями «вдоль и поперек» (рис. 12.1). Эторетровирус, его геном — две цепи РНК. Вирус имеет специ-альный фермент — обратную транскриптазу (RT —reversetranscriptase), который, после того как вирус проникнет вклетку-мишень, синтезирует ДНК по матрице вирусной РНК(т.е. RT — это ДНК-полимераза, использующая РНК в каче-стве матрицы и затравки). Второй вирусный фермент, интег-раза, катализирует ковалентную интеграцию вирусной ДНК внесколько разных мест в геном человека. ИнтегрированнуюДНК вируса называют провирусом. С этой ДНК идут синтезымРНК для трансляции белков вируса и синтез геномной РНКвируса. Оболочка вируса — мембрана клетки человека, «инк-рустированная» обол очечными белками вируса gpl20 (самыйнаружный) и gp41 (трансмембранный). Фосфолипидная мем-брана легко повреждается, что объясняет заблуждение: «лег-кая» инактивация вируса происходит под действием разныхфакторов во внешней среде. Мембрана действительно повреж-дается легко, но инфекционный потенциал заключается вРНК. А РНК, как хорошо знают биохимики, весьма устой-чива к дезинфицирующим обработкам и способна к ренату-рации после, например, термоденатурации.

10* 291

Рис. 12.1. Строение ВИЧ (схема).1 — мембрана вируса — это мембрана клетки человека; 2 — оболочечныйбелок gpl20; 3 — трансмембранный компонент оболочечного белка gp41; 4 —матриксный белок (р17); 5 — оболочка нуклеоида (р24); 6 — геном ВИЧ — двемолекулы одноцепной РНК. Ферменты ВИЧ: 7 — обратная транскриптаза (RT);8 — интеграза и РНКаза Н; 9 — протеаза.

Приведем список генов и белков ВИЧ (табл. 12.1), чтобыврачи могли ориентироваться в данных лабораторной диагно-стики инфекции (цифра в обозначениях белков — это моле-кулярная масса х 1000). На рис. 12.2 показана схема располо-жения генов ВИЧ.

Размер генома вируса около 10 000 нуклеотидов, частотаточечных мутаций около 104, т.е. каждый первый дочерний ви-рион несет хотя бы одну мутацию. Столь высокая генетическаяизменчивость характерна для РНК-содержащих вирусов и явля-ется их главным биологическим механизмом приспособления квыживанию в сильно меняющихся условиях внешней среды.Ретровирусы — не главные лидеры по изменчивости, но посовокупности своих патогенных свойств они впереди других.Подсчитано, что в теле инфицированного больного на бессим-птомной стадии развития болезни содержится до 106 генетичес-ких вариантов вируса (квазивидов), на стадии манифестировав-шего СПИД — около 108 вариантов. Цикл репликации вирусазанимает порядка 10 ч. Вирус цитопатогенен; это означает, чтопосле выхода вирионов из клетки последняя разрушается.

Инфекция ВИЧ является генерализованной инфекциейвсего организма, потому что разные квазивиды вируса современем осваивают многие типы клеток в организме. У каж-дого конкретного пациента в те или иные периоды развития

292

Т а б л и ц а 12.1. Гены и белки ВИЧ-1

Ген

env

gag

pol

tat

rev

nef

vif

vpu

vprvpx

Белок

gpl20

gp41

p24

pl7

p9P7p66

p31

plO

pl4

pl9

p27

p23

pl6

pl5pl6

Функции

Самый наружный белок, обеспечи-вает связывание с клетками-мише-нями. Лиганды — молекула CD4;галактозилцерамиды; рецепторы дляцитокиновОбеспечивает интернализацию ви-риона в клеткуСоставляет оболочку ядра вируса(нуклеокапсида)Составляет матриксное веществовирусаСвязан с геномной РНКТо жеОбратная транскриптаза (синтезДНК по матрице РНК)Интеграза (встраивает ДНК вирусав клеточный геном)Протеаза (расщепляет большие бел-ковые трансляты на дефинитивныебелки вируса)Активирует транскрипцию с вирус-ных генов, стабилизирует вируснуюмРНК, усиливает трансляцию с ви-русной мРНКСуществен для экспрессии белковоболочки (Env)(?) Может усиливать и ингибиро-вать репликацию ВИЧНеобходим для выхода новорожден-ных вирусов из клетки-мишени (ве-роятно, участвует в фолдинге бел-ков Env)Необязателен для жизненного цик-ла вируса; усиливает отпочковыва-ние вируса из клетки-мишени9

?

болезни в клинической картине может преобладать преиму-щественное поражение вирусом той или иной ткани, но убольшинства наблюдается сочетанное поражение разных тка-ней. Для инфекции в клетку ВИЧ использует молекулу мем-бран клеток человека CD4, а также рецепторы для хемоки-

293

Рис. 12.2. Структура генома ВИЧ (схема).Гены ВИЧ в значительной степени «накладываются» друг на друга. РазныемРНК и соответственно разные белки образуются в результате действияальтернативных рамок считывания с физически одних и тех же последователь-ностей ДНК. LTR (long terminal repeate) — длинные концевые повторы в 51- иЗ'-концах провируса; синтезируются в процессе интеграции ДНК провируса вгеном клетки. Структурные гены: Gag (gruop-specific antigens) — группо-специфические антигены вируса — р24 и р17; Pol (polimerase) — гены,кодирующие ферменты вируса (PR — протеазу, RT — обратную транскриптазу,RH — РНКазу Н, INT — интегразу); Env (envelope) — гены белков оболочкивируса — gp 120 и gp41.PeryraTopHbie гены: Tat (transactivator of transcription) —два экзона для белка трансактиватора транскрипции; Vif (viras infectivity factor) —белок-«фактор инфекционного вируса»; Vpr (vims protein R) — вирусныйпротеин R; Vpu (virus protein U) — вирусный протеин U; Vpt (virus protein T) —вирусный протеин Τ; Rev (regulator of virus) — белок-«регулятор вируса»; Nef(negative factor) — фактор негативной регуляции вируса.

нов семейства «СС» (RANTES, ΜΙΡ-Ια, ΜΙΡ-1/?) - такназываемый рецептор CC-CKR5. Весьма вероятно, что вирусспособен инфицировать клетки и через другие молекулы кле-точных мембран.

ВИЧ инфицирует нейроны, CD4+ Т-лимфоциты, клеткиэндотелия, дендритные клетки, моноциты/макрофаги, фиб-робласты, В-лимфоциты, CD8+ Т-лимфоциты (по крайнеймере при коинфекции вирусами HHV-6, HTLV-1), стволовыекроветворные клетки, промиелоциты, мегакариоциты, хонд-роциты. Создается впечатление, что на каждый тип клетокорганизма человека рано или поздно по мере прогрессирова-ния инфекции найдется квазивид ВИЧ, способный их инфи-цировать. У инфицированного человека вирус присутствует вовсех тканях, включая экзосекреты и продукты выделения(сперма, слизистые секреты, слюна, пот, ушная сера, моча,экскременты и т.д.).

Пути трансмиссии вируса (пути заражения) следующие:парентеральное введение крови или продуктов крови, слизи-стые контакты, трансплацентарно, грудное вскармливание.

Антропогенные факторы пандемии по крайней мере следу-ющие:

• широкое распространение (практически глобальное)гемотрансфузий и медицинское применение продуктовиз человеческой крови;

294

• обобществленный медицинский инструментарий для ма-нипуляций на слизистых оболочках (эндоскопы и др.);

• массовый трансконтинентальный транспорт;• высокая концентрация населения в больших городах;• полигамные сексуальные отношения;• вероятно массовое введение с вакцинными препарата-

ми людям продуктов, содержащих компоненты тканейживотных (занос ретровирусов животных, что создаловозможность эволюционирования их в адаптированныек человеку варианты).

12.3.2. Клиническая картина

Клинически болезнь классифицируют на 3 категории (по ре-естру CDC от 1993 г.) по манифестации индикаторных бо-лезней и числу CD4+ Т-лимфоцитов в периферической крови(табл. 12.2).

Самым ранним проявлением острой ВИЧ-инфекции, кото-рое удается диагностировать приблизительно в 70 % случаев,бывает гриппоподобный синдром. Его симптомы: лихорадка,фарингит, лимфаденопатия, артралгия, миалгия, недомогание(вплоть до летаргии), анорексия. Со стороны нервной систе-мы: головная и ретроорбитальная боль, симптомы менинго-энцефалита, периферическая нейропатия, радикулопатия,брахиальные невриты, когнитивные и аффективные расстрой-ства. Со стороны кожи: эритематозная макулопапулярнаясыпь, розеолоподобная сыпь, диффузная крапивница, деск-вамация, алопеция, кожно-слизистые ульцерации. Со сторо-ны желудочно-кишечного тракта: оральный или орофаринге-альный кандидоз, тошнота, рвота, диарея. Со стороны рес-пираторной системы — кашель.

Гриппоподобный синдром саморазрешается и наступаетмноголетний бессимптомный период.

Таблица 12.2. Классификация клинических стадий (1—3) и катего-рий ВИЧ-инфекции (по CDC от 1993 г.)

КонцентрацияCD4+

Т-лимфоцитовв крови в 1 мкл

1. > 5002. 200-5003. < 200

Клиническая категория

А

(бессимптомнаяили с генерализо-ванной лимфаде-

нопатией)

А1А2A3

В

(симптоматичес-кая, но не такая,

как С)

В1И2ИЗ

С

(СПИД)

С1С2СЗ

295

Индикаторные болезни клинических категорий А, В и С поCDC от 1993 г. следующие. Динамика их манифестации при-ведена в табл. 12.3.

К а т е г о р и я А.Бессимптомная. Либо персистирующая дольше 3 мес гене-

рализованная лимфаденопатия без видимых признаков другихинфекций.

К а т е г о р и я В.Бациллярный ангаоматоз.Кандидоз орофарингеальный.Кандидоз вульвовагинальный, персистирующий, торпид-

ный к традиционной терапии.Цервикальная дисплазия или цервикальная карцинома.Лихорадка (38,5 °С) или/и диарея более 1 месОральная лейкоплакия.Герпес-zoster, более двух эпизодов.Тромбоцитопения.Листериоз.Воспаление пельвы, часто сопутствующее тубоовариальным

абсцессам.К а т е г о р и я С.Кандидозы бронхов, трахеи, легких.Кандидоз пищевода.Цервикальный рак, инвазивный.Кокцидиомикоз, диссеминированный или экстрапульмо-

нарный.Криптококкоз, экстрапульмонарный.Криптоспороидоз, хронический кишечный (более 1 мес).Цитомегаловирусные инфекции (за пределами печени, се-

лезенки, лимфатических узлов).Цитомегаловирусный ретинит с потерей зрения.ВИЧ-энцефалопатия.Простой герпес: изъязвления долее 1 мес, с локализацией

в бронхах, легких или пищеводе.Гистоплазмоз, диссеминированный или экстрапульмонар-

ный.Изоспориоз, хронический кишечный (более 1 мес).Саркома Капоши.Лимфома типа Беркитта (Burkitt).Лимфома иммунобластная.Лимфома мозга, первичная.Mycobacterium avium complex, M.kansasii, диссеминирован-

ные или экстрапульмонарные.Mycobacterium tuberculosis любой локализации (легочной

или экстрапульмонарной).Микобактерии любых других видов, диссеминированные

или экстрапульмонарные.Пневмония Pneumocystis carinii.

296

Т а б л и ц а 12.3. Ориентировочная типичная динамика манифестациииндикаторных заболеваний при СПИД

Состояние,системаорганов

Общеесамочувст-вие

Кожа

ЦНС

ЖКТ

Глаза

Инфекции

Системакрови

Время после заражения

первые 10 нед

Лихорадка,фарингит,лимфадено-патия, арт-*ч ΟΠΡΙίΠ

pdJIl ИЯ

Эритематоз,макулярнаясыпь, кра-пивница, де-сквамация

Головнаябояь, менин-гоэнцефалит,синдромGuiliain —ВаггеИзъязвленияслизистыхоболочек,кандидозы,диарея

«Атипичные»лимфоциты

первые 5 лет

Дерматоми-коз, себо-рейный дер-матит

10 лет

Контагиоз-ный моллюск,repnec-zoster,оральныйкандидоз,саркомаКапоши,

Демиелинизирующая ней-ропатия, парезы, парали-чи

СиндромЩегрена(Sjogrens),бактериаль-ные гастро-энтериты,оральнаялейкоплакия

СиндромSicca

Персистирую-щая генера-лизованнаялимфадено-патия, CD8+-лимфоцитоз

Гастроинтес-тинальныекандидозы,неходжкинс-кие лимфо-мы

Микроваску-лопатия,HSV-кератит,неврит зри-тельногонерваТуберкулез,соплазмоз,Pneumocystisтоспороидоз

после 10 лет

СаркомаКапоши

Деменция,лимфомамозга, ней-ропатии

Кандидоз пи-щевода, пер-систирующаяинфекцияHSV, крип-тоспороидоз,цитомегало-вирусный эн-теритCMV-рети-нит, токсо-плазмоз

кандидоз, ток-пневмония

carinii, крип-, криптокок-

коз, цитомегаловирусныеинфекции, разные мико-бактериальные инфекцииЛимфомы Анемия,

тромбоцито-пения

297

заражения? 2 - 6 недГриппоподобный

синдром

Ί 0 летБессимптомный период

Симптоматическаястадия

( - 2 - 4 года)

СПИД

Рис. 12.3. Динамика содержания CD4+ T-лимфоцитов в крови ВИЧ-инфицированных людей.

Пневмония рекуррентная (> 2 эпизодов в год).Прогрессивная мультифокальная лейкоэнцефалопатия.Salmonella septicaemia, рекуррентная.Токсоплазмоз мозга.BH4-wasting-cHHflpoM (синдром истощения).Динамика содержания в крови CD4+ Т-лимфоцитов пока-

зана на рис. 12.3.Проявления иммунодепрессии начинаются задолго до клини-

ческой манифестации индикаторных болезней. Механизмы им-мунодепрессии следующие.

Н а у р о в н е C D 4 + Т - л и м ф о ц и т о в .1. Прямое цитопатогенное (разрушительное) действие

ВИЧ на CD4+ Т-лимфоциты.2. Конкурентная блокада корецептора CD4 растворимым

белком ВИЧ gpl20.3. Образование синцития.4. Растворимый gpl20, связываясь с неинфицированными

Т4-лимфоцитами, превращает их в мишень для ЦТЛ иАЗКЦТ.

5. Суперантигены ВИЧ индуцируют поликлональную акти-вацию и апоптоз Т-лимфоцитов.

Н а у р о в н е м а к р о ф а г о в .1. Угнетение хемотаксиса.2. Ухудшение функций антигенпредставляющих клеток. По-

казано, что белок вируса Tat, трансактивирующийтранскрипцию вирусных генов, значительно ингибиру-ет транскрипцию и биосинтез молекул главного комп-

298

лекса гистосовместимости MHC-I, следовательно, ипротивовирусные иммунные реакции.

3. «Ухудшение» фагоцитоза, опосредованного через Fc-pe-цептор.

4. «Ухудшение» всех макрофагальных бактерицидных меха-низмов.

Н а у р о в н е C D 8 + Т - л и м ф о ц и т о в .Лимфоцитоз, но постепенное ухудшение функционирова-ния ЦТЛ.На у р о в н е N К.Ухудшение функционирования.На уровне В-лимфоцитов и иммуноглобулинов.

Поликлональная активация самим ВИЧ, а также EBVи CMV. Соответственно гипериммуноглобулинемия (особен- <но за счет изотипов IgGl, IgG3, IgA, IgE), но снижение'антительных функций сыворотки и способности к индук-ции антигенспецифичного гуморального ответа. Кроме это-го, противовирусные антитела, ^связывая. виру£ы_^комп- г

леке, помогают им инфщгиров&гь все клетки, лмеющие ·Fc-рецеггторы (феномен усиления вирусной инфекции антите-,\ламп).ЕПГ~у ρ о в н е к л е т о к - п р е д ш е с т в е н н и к о в .ВИЧ инфицирует как стволовые кроветворные клетки, так

и тимоциты и предшественники миелопоэза, чем «подсека-ет» кроветворение «на корню».

Кроме того, цитокины, стимулирующие развитие иммунно-го ответа, в еще большей степени стимулируют репликациюВИЧ: самым сильным стимулятором ВИЧ является TNF-α.

Динамика содержания в крови свободных вирионов, вирус-ных белков, противовирусных антител и специфических анти-ВИЧ-ЦТЛ показана на рис. 12.4.

о

&8<аm §-*sit2§ro

ϋ CQ >

I

Свободные вирионыи белки вируса /"

Антитела к Env

ЦТЛ

Время

Рис. 12.4. Динамика содержания в крови ВИЧ-инфицированных людейсвободных вирионов, антител к ВИЧ, специфических ЦТЛ.

299

12.3.3. Лабораторная диагностика

Специфическая лабораторная диагностика — это определениев крови или биоптате лимфоидных тканей человека (или влюбом биоматериале) следующих компонентов:

1) РНК и ДНК вируса (методом цепной полимеразнойреакции в различных модификациях);

2) противовирусных антител (методами иммунохромато-графии или иммуноферментного анализа, в том числе мето-дом иммуноблоттинга);

3) белков вируса (ловушечным иммуноферментным анали-зом);

4) высев живого реплицирующегося вируса в культуруклеток in vitro.

Какой из лабораторных методов определения наличия ин-фекции в организме пациента разумно применять в конкрет-ных случаях — это не простой вопрос и вопрос для специа-листа, так как следует учесть, когда произошло заражение,известно ли это или приходится только предполагать, воз-можные генетические субтипы вируса в зависимости от ис-точника заражения (африканские, североамериканские, ази-атские) и их соответствие имеющимся в наличии диагности-ческим тест-системам. Например, свободные вирусные белки(р24, gpl20) можно обнаружить в крови человека в 1-е суткиманифестации гриппоподобного синдрома острой ВИЧ-ин-фекции. И это единственная возможность специфической ла-бораторной диагностики, но только в данный момент време-ни. Антител в этот период в определимых количествах еще нет.

Через 1—2 сут перестанут определяться и свободные ви-русные антигены, так как появляющиеся антитела свяжут ихв комплексы. Методы анализов с диссоциацией иммунныхкомплексов в исследовательских целях применимы, но в ди-агностических целях могут подвести в силу «капризов» мето-дик.

Если какой-то анализ показал наличие инфекции, то ре-зультат необходимо подтвердить на независимом диагности-куме и более чем одним независимым методом. Ложнополо-жительные результаты возможны, но вероятность ошибкиуменьшается с увеличением числа применяемых методов ана-лиза. В конце концов по совокупности лабораторных данныхможно прийти к определенному заключению о наличии ВИЧ-инфекции. Но обратное утверждение невозможно в принци-пе, т.е. сколько бы анализов ни было сделано конкретномучеловеку, утверждать, что в его организме отсутствуехВИЧ,нельзя. Это объясняется следующими причинами. В о - п е р в ы х .Каждая конкретная диагностическая тест-система содержитреагенты, специфичные для уже известных: ранее выделенных

300

изолятов ВИЧ. Но ВИЧ быстро эволюционирует в теле каж-дого пациента и, следовательно, в целом во времени. Значит,всегда есть вероятность, что у конкретцсугр^человека^можетдоминировать в организме такой квазивид ВИЧ, которыйнеузнаваем для диагностических, тест.-сиедед^ имеющихся враспоряжении конкретной лаборатории. В о - в т о р ы х . Дина-мика накопления вируса в организме у каждого человекасвоя, и сроки сероконверсии (появления в крови специфи-ческих противовирусных антител) колеблются от недель долет от момента заражения. Но самое главное, что в большин-стве случаев момент заражения неизвестен и теряется в чере-де событий жизни, включающих многие контакты и связи,при которых могло произойти (или не произойти) заражение.Поэтому никто не может утверждать, что скрывается за от-рицательным*анализом на ВИЧ: отсутствие вируса в организ-ме или то, что его (а также антител к нему) количества ещене достигли порога доступности для определения тем илииным методом.

В реальных ситуациях вопрос решается, учитывая эмпири-ческую вероятность по накопленному эпидемиологическомуопыту: с препаратами крови и органных трансплантатов ве-роятность заражения 100 %; трансплацентарно от матери кплоду — 15—20 %; при грудном вскармливании от матери кплоду — 30—40 %; при сексуальных контактах — вопроссложный и зависит от толщины и целостности эпителиаль-ных покровов. При нормальных слизистых оболочках на одинсексуальный контакт вероятность заражения от мужчины муж-чины — 1 %, от мужчины женщины и наоборот — 0,1 %.При воспаленных и поврежденных слизистых оболочках веро-ятность сексуальной трансмиссии существенно и неопределен-но возрастает.

12.3.4. Лечение

В мире разработки по медикаментозной терапии ВИЧ-инфек-ции используют немало финансовых ресурсов. Ежегодно про-ходят лабораторное тестирование тысячи препаратов. В сред-нем один препарат в год доводят до стадии клинических ис-пытаний.

В настоящее время пришли к коллективному заключению,что как только поставлен несомненный диагноз ВИЧ-инфек-ции, так независимо от того, есть или еще нет симптомовиндикаторных болезней, следует применять высокоактивнуюантиретровирусную химиотерапию — HAART (highly activeantiretroviral therapy), если позволит состояние печени и по-чек больного. HAART включает один ингибитор протеазы ви-руса плюс два или более ненуклеозидных ингибитора обрат-ной транскриптазы вируса. Используют и нуклеозидные ин-

301

гибиторы. Такая терапия позволяет снизить уровень продуктоввируса (включая вирусную РНК) в крови до неопределимых ко-личеств, что отражает эффективное подавление процесса реп-ликации вируса в клетках тела на период по крайней мере до1 года. Это дает реальную надежду, что за год подберут новыепрепараты, к которым будут чувствительны квазивиды ВИЧ,ставшие резистентными к предыдущей комбинации.

К 1997 г. лицензированы антиретровирусные нуклеозидныеингибиторы: зидовудин (zidovudine), диданозин (didanosine),зальцитабин (zalcitabine), ставудин (stavudine), ламивудин(lamivudine) и три ингибитора вирусной протеазы: саквуха-вит (saquhavit), ритонавир (ritonavir), индинавит (indinavit).

Монотерапия первым и до сих пор имеющим значениеантиретровирусным препаратом — зидовудином (азидотими-дин) эффективна на период времени не больше 6—18 мес.Вообще говоря, при применении любого другого препарата,равно как и комбинаций препаратов, пока не показано непо-явление резистентных квазивидов ВИЧ. Но есть априорнаянадежда, что использование меняющихся комбинаций ащи-ретровирусных препаратов будет иметь следствием такой му-тагенез вируса, который в какой-то момент может привертик потере им патогенных свойств: вирус останется в организ-ме, но не будет вызывать болезнь. Эту идею называют кон-вергентной терапией. Пока она чисто умозрительна, но вселя-ет надежду.

Пневмония, вызванная грибом Pneumocystis carinii (PPC).Р.сагпщ^присутствует у 95 % населения западных стран в

возрасте старше~5 лет. Пневмония, вызванная этим патогеном(РРС), развивается у 0,5 JH, ВИЧ-инфицированных в течение6 мес после того, как у них число Т4-лимфоцитов снизилосьдо 350—200 в 1 мкл крови. У тех, у кого этот показатель ниже200 в~ Г тмкя—крови, в течение 6 мес РРС развивается в 8—9 % случаев. У ВИЧ-инфицированных РРС имеет тенденциюманифестировать первой из оппортунистических инфекций.

Гриб Pneumocystis carinii не удается культивировать in vitro.Диагноз подтверждают микроскопическим обнаружениемпневмоцисты в мокроте при окраске метенамином серебра.Поскольку клиническая картина этой пневмонии характери-зуется сухим кашлем, «мокроту» получают после ингаляции3 % солевого раствора.

Всем ВИЧ-инфицированным с числом Т4-лимфоцитовниже 200 в 1 мкл крови показана профилактика РРС аэро-зольным пентамидином. Манифестировавшую пневмонию ле-чат триметопримом-сульфаметоксазолом (TMP-SMX —trimethoprim-sulphamethoxazole) или пентамидином внутривен-но, при непереносимости — дапсоном (dapsone).

Токсоплазмоз. Toxoplasma gondii — облигатное внутриклеточ-ное простейшее. Болезнь манифестирует как фокальный эн-

302

цефалит. Диагноз ставят по клиническим данным, подтверж-дают посмертно. Прижизненную биопсию мозга в диагности-ческих целях применяют крайне редко. Летальность не мень-ше 15 %.

Л е ч е н и е . Пириметамин (pyrimethamine), сульфадиазин(sulphadiazine), клиндамицин (clindamycin). Вторичная профи-лактика пожизненная.

Цитомегаловирусная инфекция (CMV). У ВИЧ-инфициро-ванных CMV поражает разные органы и ткани, болезнь ма-нифестирует в виде цитомегаловирусного ретинита, CMV-поражения желудочно-кишечного тракта (эзофагит, гастрит,дуоденит, холангит, колит), CMV-энцефалита, радикуломие-лопатии.

Л е ч е н и е : ацикловир, фоскарнет, фамцикловир.Другие герпесвирусные инфекции. У ВИЧ-инфицированных

часто встречаются инфекции вирусами простого герпеса иrepnec-zoster. HSV-инфекция манифестирует периорально илигенитально, иногда поражает пищевод или вызывает энцефа-лит.

Л е ч е н и е : ацикловир, фоскарнет, фамцикловир.Инфекции Mycobacterium avium complex (MAC),

Mycobacterium intracellulare. Эти инфекции, как правило, ма-нифестируют у ВИЧ-инфицированных с числом Т4-лимфоци-тов ниже 50 в 1 мкл. Патогенез инфекционного процесса неизучен. Бактерии можно высеять из респираторного и желу-дочно-кишечного трактов. Клинические симптомы: нарастаю-щая лихорадка, ночные поты, потеря массы тела, панцито-пения. Без лечения смерть наступает через 3—4 мес.

Л е ч е н и е : кларитромицин (clarithromycin), азитромицин(azithromycin).

Туберкулез. Туберкулез занимает 2-е место в мире средиинфекций как причина смерти. Соответственно он являетсясущественной проблемой и у ВИЧ-инфицированных в Афри-ке, Азии, социально и экономически «подавленных» слояхнаселения западных стран. Диагноз подтверждают микроско-пической идентификацией Mycobacterium tuberculosis при ок-раске по Ziehl — Nielsen в мазках из пораженных процессомтканей или высевом возбудителя в культуру (в течение неменее чем 6 нед).

Л е ч е н и е : изониазид (isoniazid), рифампицин (rifampicin),пиразинамид (pyrazinamide), стрептомицин (streptomycin),этамбутол (ethambutol), тиацетазон (thiacetazone). Для совре-менных штаммов Mycobacterium tuberculosis характерна муль-тилекарственная устойчивость (более чем у 50 % пациентов).Ведутся разработки новых препаратов.

Криптококкоз. Cryptococcosis neoformans поражает около10 % ВИЧ-инфицированных с числом Т4-лимфоцитов ниже200 в 1 мкл крови. Наиболее характерные места поражения —

303

мозговые оболочки и легкие. Лабораторно подтвердить диаг-ноз иногда можно по обнаружению криптококков в цереб-роспинальной жидкости по окраске индийскими чернилами(India ink).

Л е ч е н и е : флюконазол (fluconazole), амфотерицин В(amphotericin В).

Кандидоз. Орофарингеальные и вагинальные инфекцииCandida albicans встречаются у ВИЧ-инфицированных еще принебольшой выраженности синдрома иммунодефицита. Диагнозставят по данным физикального обследования. Манифестациякандидоза является плохим прогнозом приближающейся ста-дии СПИД.

Л е ч е н и е : топические формы амфотерицина В, нистати-на, кетоконазола (ketaconazole), флюконазола (fluconazole).При тяжелых или торпидных формах — амфотерицин В внут-ривенно.

Гистоплазмоз. Histoplasma capsulatum эндемична для цент-ральных и южных регионов США и Южной Америки. У ВИЧ-инфицированных манифестирует в острой или подостройформе с симптомами лихорадки, пневмонии и ульцерацииверхних дыхательных путей, спленомегалии, цитопении. Диаг-ноз ставят по данным обнаружения гистоплазмы в биопсий-ном материале, в мокроте или костном мозге или по дан-ным высева гистоплазмы in vitro.

Л е ч е н и е : амфотерицин В, итраконазол (itraconazol).Криптоспороидоз. Cryptosporiadium parvum — простейшее. Эта

протозойная инфекция поражает эпителий кишки. У ВИЧ-ин-фицированных обычно манифестирует уже в поздние срокиразвития болезни. Симптомы: боли в животе, частая водяни-стая диарея, потеря массы тела. Диссеминирует в билиарныепротоки, соответственно с симптомами обструкции.

Л е к а р с т в е н н а я т е р а п и я не подобрана.Другие инфекции желудочно-кишечного тракта. Для ВИЧ-

инфицированных характерны множественные суперинфекциии «букеты»: микроспоридиозы Enterozoon bienusi и Septataintestinalis, а также Salmonella, Shigella, Campylobacter jejuni,Giardia lamblia, Clostridium difficile.

Бактериальные респираторные инфекции. Если бактериальныереспираторные инфекции Streptococcus pneumoniae иHaemophilus influenzae вызывают у человека пневмонию 2 разаза год и более, то это должно насторожить врача в отноше-нии наличия ВИЧ-инфекции.

Л е ч е н и е : обычные антибиотики.Опухолевые заболевания на фоне ВИЧ-инфекции. Характер-

ные опухоли, сопровождающие ВИЧ-инфекцию, по сутитоже инфекции, поскольку это саркома Капоши и неходж-кинские лимфомы - и то и другое вирусного происхожде-ния.

304

Саркома Капоши. Саркомой Капоши называют полифокаль-ные очаги пролиферации клеток эндотелиального происхож-дения, локализованные в разных тканях организма: коже,слизистых оболочках (орофарингеальной области, кишечни-ка), легких, печени, лимфатических узлах.

Выделен новый герпес-вирус, ассоциированный с клетка-ми саркомы Капоши. Обозначен KSHV (Kaposi's sarcoma-associated herpes virus). Саркома Капоши в последние годывстречается только у 15 % ВИЧ-инфицированных, раньшебыло больше. Это объясняется тем, что KSHV распространя-ется преимущественно через гомосексуальные контакты, адоля гомосексуалистов среди всех ВИЧ-инфицированных впервые годы пандемии составляла до 90 %, в настоящее вре-мя она меньше в связи с распространением эпидемии наосновную популяцию населения.

Рост клеток саркомы Капоши зависит от их стимуляцииtat-белком вируса ВИЧ, а также цитокинами IL-1, IL-6 иTNF-α, онкостатином и, возможно, другими факторами.Диагноз кожной формы саркомы Капоши ставят по даннымфизикального осмотра. Иногда ее можно спутать с бацилляр-ным ангиоматозом. Висцеральную форму саркомы Капошидиагностировать труднее.

Л е ч е н и е . Локализованные формы саркомы Капоши хо-рошо отвечают на радиотерапию и локальную химиотерапию.При генерализованных и висцеральных формах назначают си-стемную химиотерапию блеомицином, винкристином, вин-бластином, доксорубицином. Эффективен INF-α в большихдозах (9—36 млн ед. в 1 сут), но только у пациентов с чис-лом Т4-лимфоцитов больше 200 в 1 мкл крови.

Неходжкинские лимфомы. Лимфомы развиваются, как пра-вило, у пациентов, получающих своевременную и надлежа-щую антиретровирусную химиотерапию и эффективную тера-пию оппортунистических инфекций. Такие пациенты «дожи-вают» до лимфом. Практически все лимфомы у ВИЧ-инфи-цированных В-клеточного происхождения, «high grade», им-мунобластные. Часто это первичная лимфома мозга. В 100 %случаев церебральной локализации в клетках лимфомы обна-руживают вирус Эпштейна — Барр, при периферическойлокализации, которая встречается реже церебральной, — в50 % случаев,

Л е ч е н и е : радио- и химиотерапия (циклофосфамид, вин-кристин, эпирубицин, преднизолон).

Чешуйчатый рак. Для пациентов с ВИЧ-инфекцией харак-терен чешуйчатый рак шейки матки или прямой кишки, ас-социированный с вирусами папилломы человека. У ВИЧ-ин-фицированных женщин и мужчин рекомендуется каждые6 мес брать мазки из соответствующих мест для анализа наприсутствие вирусов папилломы.

305

Неврологические заболевания на фоне ВИЧ-инфекции. ДляВИЧ-инфицированных характерны следующие заболеваниянервной системы: СПИД-ассоциированная деменция, про-грессирующая мультифокальная леикоэнцефалопатия, вакуо-лярная миелопатия, периферическая нейропатия.

СПИД-ассоциированная деменция (ADC — AIDS-dementiacomplex). Симптомы ВИЧ-ассоциированной деменции имеютпреимущественно субкортикальный характер. Их делят на3 группы: 1) когнитивные симптомы (снижение способностиконцентрировать внимание, ухудшение краткосрочной памя-ти, замедление мыслительных способностей); 2) моторныесимптомы (нарушение координации, ухудшение почерка,нестабильность походки); 3) изменение поведения (соци-альная апатия и самоотстранение от общественной жизни).

ADC может развиться уже через несколько недель послеинфицирования или через несколько или много месяцев. Напоздних стадиях болезни ADC прогрессирует до полной демен-ции с потерей ориентировки, мутизмом, парапарезами, не-держанием мочи и кала.

Диагноз ставят по физикальным данным. При патологоана-томическом исследовании регистрируют атрофию мозга, диф-фузное и субкортикальное повреждение белого вещества моз-га, синцитий без признаков воспалительных инфильтратов,атрофию серого вещества, реже церебральные васкулиты.

Л е ч е н и е . ADC неплохо лечится зидовудином в макси-мально переносимых дозах. Признаки клинического улучше-ния обычно наступают через 2 мес от начала лечения. Улуч-шение наступает и в тех случаях, когда доминирующие изо-ляты ВИЧ у больного резистентны к зидовудину. Зидовудиниспользуют и для первичной профилактики ADC.

Прогрессивная мультифокальная леикоэнцефалопатия (ПМЛ).ПМЛ встречается у 4 % ВИЧ-инфицированных, преимуще-ственно на поздних стадиях болезни. Этиологический агентПМЛ — вирус Creuzfeldt — Jakob (JC).

Л е ч е н и е не подобрано.Периферическая нейропатия. ВИЧ-ассоциированная перифе-

рическая нейропатия, наиболее частая неврологическая пато-логия у ВИЧ-инфицированных, встречается не меньше чем у50 % из них. Проявляется в парестезиях и онемениях сначаластоп, затем кистей.

Л е ч е н и е : мазь капсаицина, вальпроат натрия, клоназе-пам, малые дозы амитриптилина.

Возможны мононевриты и воспалительные демиелинизиру-ющие полинейропатии, а также нейропатии автономных не-рвных узлов с соответствующей висцеральной симптоматикой(аритмия сердца, гипотензия, диарея и т.д.).

Другие проявления со стороны нервной системы. Возможныасептический менингит во время острого эпизода гриппопо-

306

Таблица 12.4. Профилактика оппортунистических инфекцийи СПИД-ассоциированной деменции

Заболевание

Пневмония, вызваннаяPneumocystis carinii

Токсоплазмоз

Цитомегал овирусныеинфекции

Туберкулез

ИнфекцияMycobacterium aviumcomplex

Кандидозы

Криптококкозы

СПИД-ассоциирован-ная деменция

Первичнаяпрофилактика

Trimethoprim-sulphamethoxazole;Dapson;Pentamidine (аэрозольили внутривенно)Trimethoprim-sulphamethoxazole;Dapson;PyrimethamineGanciclovir(перорально)

Isoniazid? комбинацииClarithromycin;Azithromycin;Rifabutin

Fluconazole;KetoconazoleFluconazole;KetoconazoleZidovudine

Вторичнаяпрофилактика

Trimethoprim-sulphamethoxazole;Dapson;Pentamidine

Sulphadiazine-Pyrimethamine;Clindamycin/pyrimethamineGanciclovir(внутривенно);

rUaCclIlJCLIsoniazid/rifampicin + ?Clarithromycin;Ethambutol;Rifabutin;Clofazamine (комби-нация минимум 3препаратов)Fluconazole;KetoconazoleFluconazole;Amphotericin ВZidovudine

добного синдрома первичной инфекции, а также эпилепти-ческие припадки. Менингизм лечат малыми дозами амитрип-тилина, эпилептические припадки — антиконвульсантами(фенитоин, карбамазепин, клоназепам).

У 20 % ВИЧ-инфицированных при патологоанатомическихисследованиях находят инфаркты в базальных ганглиях мозга.

Принятую лекарственную профилактику наиболее частовстречающихся заболеваний при ВИЧ-инфекции кратко сум-мируем в табл. 12.4.

И м м у н о т е р а п и я . Под иммунотерапией понимают воз-действия, направленные на лимфоциты, или введение в орга-низм медиаторов иммунного ответа.

При развившейся ВИЧ-инфекции иммунотерапия не по-казана. Дело в том, что именно гиперстимуляция иммуннойсистемы самой этой вирусной инфекцией в первую очередь иприводит к повреждению иммунной системы задолго до того,как скажется прямое цитопатогенное действие вируса на ин-

307

фицированные лимфоциты. Кроме того, многие факторы им-мунитсета способствуют усилению репликаций вируса (TNF^α,IL-T, IL-6 и др.). ~~

Вопрос о поддержке регенерации иммунной системы вста-ет только в случаях, когда интенсивной антиретровируснойхимиотерапией (НААКТ)~удалось подавить репликацию ВИЧдо неопределяемых диагностическими методами количеств?"Показано, что у взрослых ВИЧ-инфицированных возможнос-ти регенерации иммунной системы после успешной HAARTограничены. Исследования влияния такой терапии на детейпроводятся. Известно, что ВИЧ серьезно повреждает тимусудетей. У взрослых после HAART число Т4-лимфоцитов в кро-ви возрастает в разной мере у разных пациентов, но все-такиостается ниже нормы. Отработана схема стимуляции проли-ферации лимфоцитов IL-2 (внутривенные инфузии курсом втечение 5 дней каждые 8 нед), которая приводит к заметно-му повышению в периферической крови числа Т4-лимфоци-тов. Но при этом репертуар TCR остается таким, каким онбыл на момент начала противовирусной терапии, т.е. возмож^ности развития иммунных ответов de novo остаются ограни^ченными (на «иммунодефицитном» уровне).

На стадии исследования находятся разработки по восста-новлению иммунной системы за счет ретрансплантации па-циенту собственных, но генетически модифицированных Т4-лимфоцитов. Генетические модификации в данном случаепредставляют собой трансфекцию в стволовые кроветворныеклетки или в периферические Т-лимфоциты in vitro некихгенов, привносящих невосприимчивость к заражению ВИЧили свойства, блокирующие репликацию вируса в клетке (на-пример, вектор Rev M10, который кодирует мутантный бе-лок, способный блокировать работу ключевого регуляторногопротеина ВИЧ, Rev).

Есть предварительные данные, что иммунная девиация впользу ТЫ повышает возможности иммунной системы ВИЧ-инфицированных (только после HAART) развивать иммунныйответ на неоантигены.

Глава 13. АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИИ БОЛЕЗНИ С СИНДРОМАМИИММУННОГО ВОСПАЛЕНИЯ

13.1. Этиология и патогенез

Истинные аутоиммунные болезни — это такие болезни, в па-тогенезе которых лимфоциты, запускающие механизмы дест-рукции, распознают именно нашивные молекулы мембран

308

собственных клеток или межклеточного вещества и иниции-руют иммунное воспаление.

Часто и ошибочно к аутоиммунным относят все патологи-ческие процессы, при которых имеется повреждение тканейиммунными механизмами. Но вспомним, что иммунного от-вета вообще против чужого патогенного антигена без повреж-дения собственных тканей не бывает потому, что, если пато-ген проник во внутреннюю среду, то он так или иначе всту-пил в тесную связь с клетками и межклеточным веществом:разрушая патоген, иммунная система разрушает и окружаю-щие собственные ткани (когда вырывают «зуб», то травма«челюсти» неизбежна), насколько это больно и заметно, за-висит от дозы антигена.

Если вирус заразил клетку организма, то ЦТЛ или NK,распознавшие вирусные антигены, разрушат всю клетку. Еслимикробные продукты сорбируются на межклеточном матрик-се или стенке сосудов, или на эритроцитах, то противомик-робные антитела с комплементом вызовут процессы деструк-ции матрикса, воспаление сосудистых стенок (васкулиты),гемолиз. Но это будут не аутоиммунные процессы, посколькуи ЦТЛ, и антитела направлены против микробных антигенови разрушение тканей наступает лишь потому, что микробныепродукты оказались тесно связанными с нашими тканями.

Еще одним внешним источником повышенной альтерациисобственных тканей иммунными механизмами являются хи-мические (иногда природные) вещества (медикаменты, хими-ческие добавки к пище, факторы химических производствен-ных процессов и другие вредности подобного рода), которые,проникая во внутреннюю среду организма, в прямом смыследенатурируют собственные молекулы организма, превращаяих в раздражающие иммунную систему антигены-мишени. И вэтих случаях альтерацию собственных тканей иммуннымимеханизмами тоже неправильно называть аутоиммунным про-цессом, поскольку иммунная система борется с внешнимиповреждениями на поверхности собственных тканей. Патоге-нетическим в данном случае будет лечение, направленное впервую очередь на элиминацию внешних повреждающих фак-торов, а не на супрессию собственной иммунной системы,чтобы она «не мешала» присутствию чужеродных факторов наклетках организма. Хотя, как мы увидим в главе 14, бываютклинические ситуации, когда процесс иммунного воспалениязаходит так далеко, что по жизненным показаниям его при-ходится подавлять в первую очередь. Это лишний раз говорито том, что с иммунной системой надо обращаться осторож-но, особенно при попытках стимулировать ее.

В последние 5 лет эксперименты с трансгенными мышамии мышами с нокаутом генов дали много конкретной факти-ческой информации, которая является для нас интеллектуаль-

309

ным утешением: пусть фрагментарно, но она позволяет со-ставить представление о том, что такое аутоиммунные про-цессы. До последних 5 лет по этому вопросу имело местонепроницаемое недоумение.

В норме у каждого здорового организма в периферичес-ких лимфоидных тканях есть и Т-, и В-лимфоциты с анти-генраспознающими рецепторами для «своего», т.е. манифес-тация аутоиммунных болезней не является результатом воз-никновения аномальных аутореактивных клонов лимфоцитов:они есть всегда как нормальное явление. Поэтому манифес-тация аутоиммунного деструктивного процесса инициируется^патогенным внешним фактором. Кстати, конкордантностьоднояйцевых близнецов по аутоиммунным болезням не пре-вышает их конкордантности по заболеваемости инфекционны-ми болезнями.

Как мы уже не раз отмечали в разделах, посвященныхдифференцировке лимфоцитов, их активации, иммунологи-ческой толерантности и супрессии иммунного ответа, одногофакта связывания рецептора с антигеном недостаточно длязапуска иммунного ответа, необходимы еще своевременные ко-стимуляторные взаимодействия: как минимум «CD40 —CD40L» и «В7 — CD28» (и для Т-, и для В-лимфоцитов —см. главу 7). Если связывание с лигандами антигенраспознаю-щего рецептора и костимуляторных молекул разобщено вовремени [сначала одно, потом (или никогда) другое], топроизойдет не активация лимфоцита к иммунному ответу, аанергия или апоптоз. Это доказано.

Таким образом, молекулы собственных клеток и межкле-точного вещества — не объект для распознавания (по край-ней мере Т-лимфоцитами) до тех пор, пока они каким-тообразом не попадут во внутриклеточную «машину» профес-сиональных антигенпредставляющих клеток, активированныхк экспрессии костимуляторных молекул. В норме они туда непопадают. Это происходит в результате какого-то предшеству-ющего патологического процесса (все тех же инфекций илитравм), приводящего к альтерации тканей и воспалению.

Иммунный Т-лимфоцит, уже прошедший додифференциров-ку (иммуногенез), отличается от неиммунного Т-лимфоцитапо крайней мере в двух отношениях: 1) для активации эф-фекторной функции иммунному лимфоциту достаточно толь-ко сигнала с TCR (т.е. он не зависит от костимуляторныхвзаимодействий); 2) молекулы адгезии иммунного лимфоци-та позволяют ему мигрировать в любые периферические тка-ни, тогда как неиммунный лимфоцит рециркулирует строгомежду «своими» зонами в периферических лимфоидных орга-нах и не заходит в иные периферические ткани. Поэтомуполагают, что инфекции способны инициировать аутоиммун-ные процессы по следующим механизмам.

310

• Антигенная мимикрия патогенов (эволюционно дости-гаемое уподобление микробных продуктов тканевымкомпонентам макроорганизма) индуцирует иммунныйответ с перекрестной реактивностью со своими антиге-нами. В дальнейшем аутоиммунный процесс не выходитв режим полноценной иммуносупрессии, посколькусвой антиген не может быть элиминирован и продол-жает «раздражать» иммунные лимфоциты. В этом отно-шении особенно «преуспевают» вирусы;. размножаясьвнутри клеток организма, они время от времени вклю-чают в состав своего генома какие-то из генов этогоорганизма. Это уже не мимикрия, а прямая^хенетичес-кая «кража» и затем использование«краденого».

• Микробные суперантигены вызывают поликлональнуюактивацию. Какие-то из клонов лимфоцитов с реактив-ностью к своим антигенам могут войти в режим эффек-торного иммунного ответа.

• Деструкция тканей патогеном (цитопатогенное действиевирусов, бактерий и др.) приводит к попаданию тка-невых антигенов в активированные (тем же патогеном)дендритные клетки, которые транспортируют все анти-гены в периферические лимфоидные органы, где естьособые условия для индукции продуктивного иммунно-го ответа.

м Индуцированное патогеном локальное доиммунное вос-паление сопровождается выработкой провоспалительныхцитокинов, которые способны индуцировать экспрессиюна клетках тканей (не профессиональных антигенпред-ставляющих клеток) молекулы МНС-И со своими пеп-тидами, что потенциально создает условия для инициа-п

ции иммунного ответа на свои антигены.• Два TCR на одном лимфоците. Примерно 30 % пери-

ферических Т-лимфоцитов несут по крайней мере дваразных по специфичности T C R I ^ Β "связи с «плановой»неоднократной перестройкой V-хедов α-цепи при ужеперестроенной β -цепи). Есть вероятность, что один изTCR может иметь специфичность к патогену, а вто-рой — к аутоантигену. Активация иммуногенеза лимфо-цита патогеном приведет к созданию клона иммунныхлимфоцитов, которые будут работать в качестве эффек-торов против обоих «своих» антигенов — чужого и сво-его.

Таким образом, начавшись так или иначе, но в связи синфекцией аутоиммунное воспаление не может нормальнымобразом"" остановиться, потому что аутоантиген не исчезает,пока вся ткань, его экспрессирующая, не будет разрушена ивыброшена из организма (см. раздел 7.6).

311

Ассоциация аутоиммунных болезней с определенными ан-тигенами МНС (см. табл. 13.1) может быть понята именно сучетом «инфекционного» компонента патогенеза, так какименно МНС представляют антигены (в том числе и микроб-ные) для распознавания Т-лимфоцитам: как представят, та-кой иммунный ответ и будет.

Вспомним, какие есть эффекторные механизмы нормальногоиммунного ответа.

• Антитела — комплемент, фагоцитоз, АЗКЦТ, сосудис-тые и гладкомышечные реакции, опосредованные меди-аторами тучных клеток и базофилов. Антительный ответконтролируют и программируют преимущественно либоCD4+ Th2, либо цитокины из Thl и CD8+ ЦТЛ.

• ГЗТ: клетки-исполнители — активированные макрофа-ги, клетки-инициаторы и регуляторы — CD4+ Thl.

• Деструкция клеток-мишеней CD8+ ЦТЛ.

Еще в 1969 г. патофизиологи П.Джелл (P.Gell) и Р.Кумбс(R.Coombs) сформулировали представление о 4 типах имму-нологического повреждения тканей (иногда то же самое назы-вают типами аллергических реакций — не вполне точно, нопо привычке):

I тип — IgE-опосредованные реакции (раньше их назы-вали реагиновыми);

II тип — опосредован антителами, связывающимися споверхностью клеток или матриксным веще-ством соединительной ткани;

III тип — опосредован растворимыми иммунными комп-лексами;

IV тип — опосредован Т-эффекторами (как мы теперь по-нимаем, CD4+ ТЫ с макрофагами или CD8+

ЦТЛ).

Эти 4 типа соответствуют перечисленным выше конкрет-ным эффекторным механизмам иммунной санации организ-ма от антигенов. Те, кто хорошо знают патологическую фи-зиологию, но меньше современную иммунологию, например,ГЗТ всегда рассматривают как патологический (а то и аллер-гический) процесс. Между тем ГЗТ — один...из.-нормальныхмеханизмов эффекторно^^этага^ммуныого .ответа. И воспри-нимается ГЗТ (как и любой другой эффекторный иммунныйпроцесс) как патология только в случаях, когда доза^штиге-на велика или баланс субпопуляций Thl:Th2 ненормален,, илинарушены проце£ш1но]эмалшш-- супрессии,- ймму.ннощ„ртве-та, устанавливаются порочные круги и т.п. Запуск деструктив-ного этапа иммунного ответа, направленного на аутоантиге-ны — пример тяжелой, чем-то внешним спровоцированнойпатологии.

312

Аутоиммунных болезней как нозологических единиц выде-лено не так уж много (табл. 13.1). Интересно, что у разныхпациентов аутоантигены-мишени (в тех случаях, когда ониизвестны) одни и те же в пределах нозологии, а не то, что укаждого человека — свой уникальный аутоантиген. Механиз-мы повреждения тканей при аутоиммунных болезнях точно теже, что обеспечивают санирующий иммунный ответ на чу-жие антигены. „Генетический анализ репертуара ТСКГу Т-лим-фоцитов от лиц с разными аутоиммунными болезнями не вы-явил никаких особых TCR или доминирования каких-то ва-риантов над остальными.

Т а б л и ц а 13.1. Примеры аутоиммунных болезней человека

Название Аутоантиген Основные симптомы

II тип повреждения тканей — антитела к клеточнымили матриксным антигенам

Аутоиммунная гемо-литическая анемия

АутоиммуннаягромбоцитопеническаяпурпураСиндром Гудпасчера(Goodpasture)

Вульгарная пузырчатка(Pemphigus vulgaris)Острая ревматическаялихорадка

Пернициозная анемия

Аутоиммунный гипер-тиреоидизм [болезньГрейвса (Graves)]

Первичная микседема[болезнь Хашимото(Hashimoto)]

Rh-антигенэритроцитов

Интегрин тромбоци-тов GpIIb/IIIa (рецеп-тор для фибриногена)Неколлагеновый до-мен молекул колла-гена IV типа базаль-ных мембранКадхерин эпидермиса

Антигены миокарда,перекрестно реагирую-щие с антигенамиклеточной стенкистрептококковМембранные молеку-лы париетальных кле-ток желудка (протон-ный насос) и внут-ренний фактор дляусвоения витамина Вп

Рецептор для тиро-стимулирующего гор-мона гипофиза (TSH)

Тироидная перокси-даза (ТРО)

Разрушение эритро-цитов комплементоми фагоцитозом ->анемияРазрушение тромбо-цитов —* кровоточи-востьГломерулонефриты;геморрагии в легких

Отслойка эпидермисав виде пузырейМиокардит, артриты

Гастрит типа А ивдмолатическая В | 2-дефицитная анемия

Гиперстимуляция щи-товидной железы ан-тителами к рецепторудля TSHДеструктивное воспа-ление щитовиднойжелезы, зоб и в 50 %случаев гипофункция

313

Продолжение таблицы

Название Аутоантиген Основные симптомы

Инсулиннезависимыйдиабет (II типа)

Синдромгипогликемии

Myasthenia gravis

ГранулематозВегенера (Wegener)Хроническая идиопа-тическая крапивница

Рецепторы для инсу-лина — антитела бло-кирующие (антагонис-ты инсулина)Рецепторы для инсу-лина (антитела —агонисты инсулина)Рецепторы никотино-вого типа для ацетил-холина (антителаблокируют рецептор)

Протеиназа-3 гранулнейтрофиловВысокоаффинныйрецептор для IgE(FcfRI)

Гипергликемия, кето-ацидоз

Гипогликемия

Мышечная слабость

НекротизирующийваскулитКрапивница, не свя-занная с конкретны-ми аллергенами (ан-титела класса G кэтому рецептору вы-зывают его перекрест-ную сшивку и дегра-нуляцию тучных кле-ток)

III тип повреждения тканей — иммунными комплексами

Идиопатическая крио-глобулинемия

Системная краснаяволчанка

IgG (комплексы IgGс ревматоиднымфактором)ДНК, гистоны,рибосомы

Системные васкулиты

Гломерулонефриты,васкулиты, артриты

IV тип повреждения тканей — Т-эффекторы (ТЫ, ЦТЛ)

Инсулинзависимыйдиабет (I типа)

Рассеянный склероз(в эксперименте ауто-иммунный энцефало-миелит)

Синдром Шегрена(Sjogren)

Антиген (?) β -клетокпанкреатических ост-ровков (островковЛангерганса)

Основный протеинмиелина (МБР);протеолипидный про-теин нервной ткани

Неизвестный(е)антиген(ы) экзокрин-ных желез

Разрушение β -клетокпанкреатических ост-ровков CD8+ и/илиТЫ Т-лимфоцитами-» инсулинзависимыйдиабетТЫ-опосредованноевоспаление мозга -*параличи и другиенарушения нервнойдеятельностиКератоконъюнктивит,ксеростома, разруше-ние экзокринных же-лез (слюнных, слез-ных)

314

При многих болезнях с явным компонентом иммунноговоспаления в патогенезе причинные антигены не известны изадействованы разные эффекторные механизмы иммунноговоспаления. Клиницисты такие болезни все равно часто на-зывают аутоиммунными, хотя этиологический антиген(ы) не-известен(ы) и, вероятно, большинство болезней — не истин-ные аутоиммунные.

При некоторых заболеваниях этиология иммунного воспа-ления связана не с конкретными антигенами, а, например,с нарушениями в нормальных механизмах апоптоза лимфо-цитов. При этом органная или тканевая локализация зависитот локализации причинного фактора, действующего на лим-фоциты.

Например, при ревматоидных артритах, как показали не-давние исследования, иммунное воспаление суставов вызва-но тем, что зрелые иммунные Т-лимфоциты в синовиальныхполостях своевременно не погибают апоптозом, а продолжа-ют продуцировать провоспалительные цитокины, потому чтосами получают патологический сигнал на выживание от изме-ненных (возможно, инфекцией) фибробластов стромы сино-виальных хрящей. В синовиальных Т-лимфоцитах аномальноповышена экспрессия антиапоптозных белков Вс1-2 и Bcl-xL.

Можно наблюдать и системное (во всем организме) нару-шение апоптоза всех клонов лимфоцитов. У человека описангенетический дефект в гене Fas (это специализированныйрецептор для запуска апоптоза), который клинически прояв-ляется в лимфопролиферативном синдроме с системными«аутоиммунными» проявлениями, точнее, с системным им-мунным воспалением. Заболевание летально.

Учитывая трудности в точной диагностике аутоиммуннос-ти, приведем краткое описание некоторых болезней, в тече-нии которых, очевидно, имеет значение не просто иммунноевоспаление, а иммунопатогенез ведущих симптомокомплексов.При этом более чем вероятно, что изначально этиологичес-ким фактором в развитии этих болезней явилась та или иная,распознанная или нераспознанная и скорее всего вируснаяинфекция, которую иммунная система не сумела санироватьи со временем установились «порочные круги», приводящиек альтерации собственных тканей иммунными механизмами.Мы заведомо не перечислим все подобные болезни потому,что их сотни по всем частным медицинским специальностям.

Для всех заболеваний, называемых «аутоиммунными»,характерно длительное, хроническое, прогредиентное те-чение с периодами ремиссий и обострений, как для хрони-ческих инфекционных болезней.

315

13.2. Заболевания эндокринных желез

Аутоиммунный гипертироидизм [болезнь Грейвса (Grawes)].Встречается у 0,5 % населения, у женщин в 7 раз чаще, чему мужчин. Является наиболее частой причиной гипертироидиз-ма. Более чем в 90 % случаев удается обнаружить антитела крецептору для тиростимулирующего гормона гипофиза. Этиантитела вместо гормона стимулируют функциональную ак-тивность клеток щитовидной железы, что и приводит к раз-витию симптомокомплекса гипертироидизма. Конкордантностьпо этому заболеванию у гомозиготных близнецов 50 %, удизиготных — 5 %. Риск заболевания в 4 раза больше средне-го у людей, имеющих аллель HLA-DR3.

Л е ч е н и е . В иммунодепрессантах необходимости нет, кро-ме тяжелых случаев экзофтальма (тогда применяют высокиедозы стероидов, циклофосфамид, циклоспорин А). Обычно до-статочно антитироидных блокаторов: метимазола (methimazole),пропилтиоурацила (propylthiouracil). Когда лекарственная тера-пия перестает поддерживать компенсированное состояние, осу-ществляют хирургическое удаление части щитовидной железы.

Аутоиммунный зоб [болезнь Хашимото (Hashimoto)]. В началь-ный период заболевания у 75 % пациентов функциональныйстатус щитовидной железы в пределах нормы, у 20 % — ги-потироидизм, у 5 % — гипертироидизм. Первые признаки об-наруживают, как правило, в подростковом возрасте, но кли-нически значимое состояние развивается в большинстве(90 %) случаев после 45 лет. По мере прогрессирования бо-лезни у 50 % пациентов развивается гипотироидизм. Более чему 95 % больных выявляют антитела к тироидной пероксидазе(микросомный антиген), иногда к тироглобулину (протогор-мон, мол. масса 600 000).

Л е ч е н и е . Заместительная терапия тироидными гормона-ми (ТЗ и Т4) под контролем уровня гормонов в сывороткекрови.

Инсулинзависимый диабет (ИЗД). ИЗД развивается в резуль-тате селективного разрушения β -клеток панкреатических ост-ровков (островков Лангерганса) (а- и <5-клетки целы) CD8+

ЦТЛ и CD4+ Thl-опосредованным иммунным воспалением.Инициирующий иммунный ответ антиген — мишень неизве-стен. Этиология болезни предположительна. Конкордантностьоднояйцевых близнецов не более 40 %, следовательно, име-ют значение факторы окружающей среды. Прослеживаютсяклинические ассоциации с рядом вирусных инфекций (крас-нуха, вирус коксаки В4, реовирусы 1-го и 3-го типов и др.),а также с интоксикацией такими химическими соединения-ми, как К-3-пиридил-метил-1Ч-Р-нитрофенилмочевина, стреп-тозотоцин (2-дезоксиметил-нитромочевина-глюкопиранозид),мезоксалилмочевина.

316

Клинически болезнь манифестирует «остро» симптомамииолиурии, полидипсии и быстрого похудания (дни, недели).Но процесс разрушения β-клеток протекает в течение не-скольких лет до этого (о чем свидетельствуют результаты па-тологоанатомических исследований) и при жизни не диагно-стируется в связи с компенсированностью клинической кар-тины. В преклинической стадии диагностическое значениеимеет определение в сыворотке крови антител к клеточнымантигенам β -клеток, антиинсулиновых антител, антител кглютаматдекарбоксилазе (анти-GAD) и антител к тирозин-фосфатазе ΙΑ-2, а также тесты на толерантность к глюкозе(внутривенный и пероральный).

Поскольку существуют модели на мышах (NOD — non-obese diabetic) и крысах (ВВ — Bio-Breeding diabetes-prone),то собственно эффекторный механизм иммунной деструкцииβ -клеток лимфоцитами CD8+ ЦТЛ и ТЫ-эффекторами ГЗТизучен лучше, чем при многих других болезнях. Но незнаниеинициирующего иммунный ответ антигена(ов) и этиологичес-ких кофакторов не позволяет осуществлять ни раннюю док-линическую диагностику, ни профилактику.

Л е ч е н и е . Заместительный инсулин.Недостаточность надпочечников (болезнь Аддисона). Встреча-

ется с частотой 6 на 100 000 населения, у женщин в 2 разачаще, чем у мужчин. Поражается кора, но не мозговое веще-ство надпочечников. У 80 % больных обнаруживают антителак 17сх-гидроксилазе.

Л е ч е н и е . Заместительная терапия гормонами коры над-почечников.

Болезнь Кушинга (Cusching). Это микронодулярная адрено-кортикальная гиперплазия. Вызвана антителами к рецепторудля адренокортикотропного гормона (АКТГ), которые стиму-лируют надпочечники вместо АКТГ. Как правило, у 50 %больных выявляют множественные эндокринопатии и антите-ла к другим тканевым антигенам: у 20 % — патология щито-видной железы, у 15 % — диабет, у 8 % — патология яични-ков, у 4 % — гипопаратироидизм.

Л е ч е н и е симптоматическое.Гипокальциемия. В 95 % случаев гипокальциемии, вызван-

ной нарушениями на уровне почечной недостаточности, об-наруживают блокирующие антитела к рецептору почечныхканальцев для паратироидного гормона. Гипокальциемия ин-дуцирует вторичный гиперпаратироидизм.

Л е ч е н и е симптоматическое.

13.3. Заболевания желудочно-кишечного тракта

Гастрит и пернициозная анемия. Встречаются с частотой 0,1 %в западных странах. Характеризуются атрофией слизистой обо-

317

лочки желудка с потерей париетальных и chief-клеток. У 90 %больных обнаруживают антитела к мембранному белку пари-етальных клеток (Н+/К+-зависимой АТФазе, мол. масса 114 000/60 000—90 000) и у 70 % — к внутреннему фактору для ви-тамина В,,. Слизистая оболочка инфильтрирована лимфоци-тами (CD4+, CD8+, В).

Л е ч е н и е симптоматическое.Целиакия. Описана впервые в 1940 г. врачом Dicke. Хрони-

ческое воспалительное заболевание тонкой кишки с атрофи-ей ворсинок, гиперплазией крипт, лимфоцитарным инфиль-тратом эпителия и lamina propria, мальабсорбцией.

Заболевание Развивается при использовании в пище глю-тена — компонента пшеницы. В 50 % случаев выявляется враннем детском аозрасте, в 50 % — у взрослых. Распростра-нено с частотой 1;300 в Ирландии, 1:2000 в Великобритании,1:6000 в Швеции и крайне редко встречается в странах Азиии Африки. Болезнь ассоциирована с HLA-DQ2: этот аллель эк-спрессирован более чем у 95 % больных целиакией, у осталь-ных 5 % экспрессированы HLA-DR4 или HLA-DQ8. Но цели-акия развивается далеко не у всех людей, имеющих аллельHLA-DQ2, а лищ ь у низкого процента из них.

Кроме пшеницы, перекрестную токсичность проявляют вотношении этих людей рожь, ячмень и овес (антигенамиявляются спирторастворимые проламины эндоспермов этихзлаковых растений — глиадин, секалин, хордеин, авенин).

В слизистой оболочке тонкой кишки повышено содержа-ние внутриэпителиальных CD7+ Ту δ, CD4+ Thl, а такжеплазмоцитов, продуцирующих антитела преимущественноклассов G и Μ (β норме в слизистой оболочке ЖКТ преоб-ладает продукция igA), эозинофилов и тучных клеток. Имму-нопатогенез тем не менее неизвестен. Не исключен факторинфекции каким-то энтеровирусом. Гистологическая картинаслизистой оболочки дает основания признать наличие ГЗТ[сначала гипертрофия, затем атрофия ворсин; гиперплазиякрипт; увеличенное число внутриэпителиальных лимфоцитов;признаки активации Т-лимфоцитов и макрофагов (DR+, IL-2R+, повышенная продукция INF-y; дегрануляция тучныхклеток в слизистой оболочке). В lamina propria много Т-лимфо-цитов, реагирующих на глиадин, представленный в комплек-се с HLA-DQ2.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . У детей отставание в росте,диарея, обильный стул, увеличение живота, анорексия, об-щая слабость. В π одростковом возрасте возможно спонтанноеулучшение. У взрослых диарея, потеря массы тела, анемия,герпетиформный ^дерматит, у 50 % — гипоспленизм.

Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й д и а г н о з ставят по даннымлабораторного обследования: определяют в сыворотке кровиантитела к глиади^у, выполняют гистологический анализ био-

318

птата слизистой оболочки тонкой кишки. Анализ на антигли-адиновые антитела класса G более чувствителен (95 %), клас-са А — более специфичен (нормальные показатели зависят отвозраста и наличия в диете продуктов, содержащих глиадин).В связи с повышенной проницаемостью воспаленной слизис-той оболочки в сыворотке крови могут быть антитела к дру-гим пищевым антигенам (β-лактоглобулину, казеину, оваль-бумину). Роль этих антител в патогенезе, однако, непонятна,вероятно, это эпифеномен.

Л е ч е н и е . Пожизненное исключение из диеты всех про-дуктов, содержащих глиадин и перекрестно реагирующие про-ламины. В тяжелых случаях назначают кортикостероиды и им-мунодепрессанты до улучшения клинического состояния игистологической картины биоптата тонкой кишки.

Некупированная целиакия часто осложняется ассоцииро-ванной с энтеропатией Т-клеточной лимфомой (из CD7+

внутриэпителиальных Т-лимфоцитов).Воспалительные заболевания кишечника (Inflammatory bowel

disease). Этим «сборным» термином обозначают идиопатичес-кий язвенный колит и нечетко отличающуюся от него болезньКрона (Crohn). Встречаются с частотой 10—15 случаев на100 000 населения в западных странах. Как правило, манифе-стируют в возрасте 20—40 лет. Этиология неизвестна, но по-дозревают инфекцию, особенно в случае болезни Крона. Ги-стологическая картина: трансмуральное воспаление с лимфо-идными агрегатами и гранулемами из синцития и эпителио-подобных клеток, характерна гипертрофия нервов и подсли-зистого мезентериального сплетения. Инфильтрат состоит изнейтрофилов, макрофагов, плазмоцитов и лимфоцитов.

При болезни Крона симптомы зависят от конкретной ло-кализации и размеров воспаления: лихорадка, боли в живо-те, диарея, потеря массы тела. Возможны симптомы обструк-ции, фистулы, абсцессы.

В крови больных определяют антитела к пищевым антиге-нам и кишечным бактериям-комменсалам, но это рассматри-вают как эпифеномен (результат патологически повышеннойпроницаемости воспаленного кишечника). Определяют такжеантитела, связывающиеся с поверхностными структурамиэпителиальных клеток толстой кишки. Достоверно показано,что эти антитела перекрестно реагируют с микробными про-дуктами E.coli. Однако, поскольку болезнь Крона и язвенныйколит редко сочетаются с другими аутоиммунными расстрой-ствами, более вероятны инфекционная этиология и индуци-рованное инфекцией хроническое иммунное воспаление.

Л е ч е н и е . Сульфасалазин, аминосалицилаты (месалазин,олсалазин), в тяжелых случаях кортикостероиды. В 80 % слу-чаев болезни Крона возникает необходимость в хирургичес-ком вмешательстве.

319

13.4. Заболевания крови

Аутоиммунная гемолитическая анемия. Различают по крайнеймере две формы: тепловую и холодовую.

При тепловой гемолитической анемии (протекающей принормальной температуре внутренней среды организма, 36,8—37 °С) эритроциты человека аномально покрыты антителамипреимущественно класса G и компонентами комплемента СЗи С4. В таком виде эритроциты подвергаются повышеннойэкстраваскулярной деструкции макрофагами печени и селезен-ки. Этиология неизвестна. Бывают идиопатические случаи,встречаются так называемые вторичные варианты, т.е. ассо-циированные с другими заболеваниями, в первую очередьлимфопролиферативными, а также с коллагеновыми болезня-ми, инфекциями, синдромами иммунодефицитов.

Л е ч е н и е . В первую очередь лечат основную болезнь. Притяжелой анемии показаны гемотрансфузии; иногда улучшениесостояния достигают применением глюкокортикоидов, имму-носупрессивных препаратов, спленэктомии.

Холодовую гемолитическую анемию вызывают антитела клас-са М, обычно направленные против таких антигенов эритро-цитов, как 001, i, PΓ. Она бывает также идиопатическая иливторичная. Вторичная ассоциирована с заболеваниями, вызы-ваемыми Mycoplasma pneumonia, и инфекционным мононук-леозом, как правило, в подростковом и молодом возрасте,саморазрешается при выздоровлении от основной болезни.У пожилых пациентов холодовая гемолитическая анемия чащевсего является осложнением лимфопролиферативных процес-сов и имеет хроническое длительное течение.

Антиэритроцитарные антитела присоединяются к эритро-цитам только в периферических сосудах, где температура кро-ви ниже 32 °С, затем в глубоких сосудах комплекс эритро-цит — антитела фиксирует комплемент и развивается внут-рисосудистый гемолиз. Гемолиз происходит эпизодами в свя-зи с переохлаждением и ознобами, может сопровождаться(или нет) желтухой и гемоглобинурией.

Л е ч е н и е . Избегание переохлаждений — это главное. Глю-кокортикоиды и спленэктомия улучшения не приносят.

Кратко остановимся еще на 3 видах разрушения эритроци-тов, опосредованного иммунными факторами, но не являю-щихся аутоиммунными процессами:

• гемолиз, связанный с введением в организм лекарствен-ных препаратов;

• гемолитическая болезнь новорожденных;• гемотрансфузионные осложнения.

Лекарственный гемолиз. Некоторые лекарственные препара-ты у некоторых людей могут сорбироваться на поверхности

320

эритроцитов или образовывать комплексы с белками крови,в том числе и иммуноглобулинами. И в той и в другой ситу-ации эритроциты оказываются под угрозой комплементопос-редованного лизиса и/или повышенного фагоцитоза макрофа-гами печени и селезенки. В клинической практике явлениятакого рода замечены при применении пенициллина и ы-метилдопа. Учитывая количество фармакохимических препара-тов, следует иметь в виду возможность подобных осложненийв связи с другими препаратами. Прогноз зависит от размерагемолиза.

Л е ч е н и е сводится к коррекции осложнений, из которыхнаиболее опасна почечная недостаточность.

Гемолитическая болезнь новорожденных. Представляет собойэкстраваскулярное разрушение эритроцитов плода антиэрит-роцитарными антителами матери, проникшими через плацен-ту (IgG). Чаще всего такая ситуация возникает при несовме-стимости по АВО и группе крови 0 у матери. Степень выра-женности патологического процесса у новорожденного силь-но варьирует, поскольку антигены АВО к моменту рожденияеще недостаточно экспрессированы на эритроцитах, а анти-тела к антигенам А и В принадлежат преимущественно к суб-классу G2, плохо фиксирующему комплемент и слабо опсо-низирующему к фагоцитозу. Вопрос об обменном перелива-нии крови или плазмы решают в зависимости от степенианемии, наличия желтухи и общего состояния новорожден-ного.

Как правило, гораздо сильнее проявляется так называемыйрезус-конфликт в случае Rh-отрицательной матери и Rh-no-ложительного плода. Антигены Rh(D) хорошо экспрессирова-ны на эритроцитах еще в пренатальном периоде, а антителак Rh(D) принадлежат к субклассам G1 и G3, которые хоро-шо активируют комплемент и опсонизируют к фагоцитозу.При сильно выраженном процессе плод может погибнуть ещев матке с явлениями водянки. При рождении живого ребенкачасто необходимо обменное переливание крови или плазмыв зависимости от выраженности анемии. Иногда это делаютеще in utero. Если у Юг(О)-отрицательной матери при преды-дущих беременностях были травмы, геморрагии плаценты,эктопическая беременность, акушерские процедуры, при ко-торых клетки плода могли бы попасть в организм матери, тодля профилактики резус-конфликта при текущей беременно-сти женщине вводят анти-Ю].(В)-сыворотку [что, напомина-ем, через FcyRIIB на В-лимфоцитах ингибирует продукциюантител В-лимфоцитами именно клона анти-Йпф)].

Гемолиз при трансфузионных осложнениях. В настоящее вре-мя известны 22 системы антигенов групп крови (АВО, MNS;Р; Rh; Lutheran; Kell; Lewis; Dufii; Kidd; Diego; Cartwrigh; Xg;Scianna; Dombrock; Colton; LW; Chido/Rogers; H; Kx; Gerbich;

11-544 321

Cromer; Knops) и коллекции антигенов: Indian; Cost; Ii; Er;Pk; LKE; Lewiss-like (Le°, Led); Wright. Системы групп кровиимеют порядковые номера от 001 до 022. Чаще всего гемолизпри трансфузиях обязан антителам класса Μ к антигенамсистемы АВО, а также антигенам Tj% Vel, Lea.

При гемотрансфузиях активируются процессы интраваску-лярного комплементзависимого гемолиза, экстраваскулярногоразрушения эритроцитов, а также анафилотоксины из систе-мы комплемента — С5а и СЗа, система коагуляции крови икининовая система. Клинически значимые симптомы могутпоявиться от вливания всего 30 мл чужой крови. Основныеклинические симптомы гемотрансфузионных осложнений: оз-ноб, лихорадка, чувство жжения в месте инфузии, боли вгрудной клетке и спине, диспноэ, нервное возбуждение, чув-ство психического дискомфорта (ощущение обреченности); за-тем гипотензия, олигурия, гемоглобинурия, анурия, шок,кровоточивость.

Л е ч е н и е . Интенсивная противошоковая терапия и лече-ние синдрома диссеминированного внутрисосудистого сверты-вания.

Идиоматическая аутоиммунная тромбоцитопеническая пурпу-ра. Заболевание развивается у взрослых. У 10 % больных на-ступает спонтанное излечение. Антитела направлены противинтегринов тромбоцитов GpIIb/IIIa. С этим заболеваниемлюди живут долго, если не появляются усугубляющие его об-стоятельства. Симптомы: петехии, склонность к синякам, ре-куррентные носовые кровотечения, меноррагии у женщин.

Л е ч е н и е . Глюкокортикоиды, в тяжелых случаях спленэк-томия.

Болезнь необходимо дифференцировать с постинфекцион-ной тромбоцитопенией (подобной той, которая бывает у де-тей после вирусных инфекций), вторичной тромбоцитопени-ей ВИЧ-инфицированных, больных хроническими лимфопро-лиферативными заболеваниями, болезнью Ходжкина, систем-ной красной волчанкой, ревматоидным артритом, с тромбо-цитопенией, индуцированной лекарственными препаратами(квинином, квинидином, седормидом, солями золота, аспи-рином, гепарином).

Аналогичные аутоиммунные и не «ауто», но иммуноопос-редованные патологические процессы известны в отношениивсех других клеток крови.

13.5. Заболевания нервной системы с компонентомиммунного воспаления

Перечислим заболевания нервной системы, в патогенезе ко-торых прослеживаются процессы иммунного воспаления. В пе-риферической нервной системе это полинейропатии (синдром

322

Guillam — Barre; хроническая демиелинизирующая полиради-кулонейропатия; мультифокальная моторная нейропатия;плексопатии; парапротеинемическая нейропатия). Нервно-мы-шечные нарушения: миастения гравис (myasthenia gravis), син-дром Lambert — Eaton. Нарушения спинного мозга: тропичес-кий спастический парапарез, синдром Stiff-man. В централь-ной нервной системе это рассеянный склероз, острый диссе-минированный геморрагический энцефаломиелит, подострыйсклерозирующий панэнцефалит, паранеопластический синд-ром (дегенерация мозжечка, энцефаломиелит, опсоклонус-миоклонус). Кратко опишем только рассеянный склероз иmyasthenia gravis.

Рассеянный склероз. Заболевание описано в 1868 г. врачомCharcot. Иммунное воспаление в патогенезе заболевания за-подозрено в работах патофизиологов 50-х годов. Заболеваниев западных странах встречается с частотой 1:1000 населения(т.е. весьма распространено).

При этом заболевании происходит диссеминированная де-миелинизация аксонов мозга преимущественно в перивентри-кулярных областях и в corpus callosum. Бляшки демиелиниза-ции бывают размером от менее чем 1 мм до нескольких сан-тиметров. Олигодендроциты разрушаются, астроциты избыточ-но пролиферируют, в области бляшек развивается ацеллюляр-ный фиброз. В периваскулярных областях отмечается лимфо-цитарная инфильтрация.

Экспериментальной моделью этого заболевания считаютЕАЕ — экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит умышей и крыс. Аутоантиген — МВР — главный основныйпротеин миелина. Иммунопатогенез состоит в повреждениимиелина по механизму ГЗТ, т.е. опосредован ТЫ. Как ужеотмечали, факта наличия в организме Т-лимфоцитов с TCRдля МВР недостаточно для развития заболевания. Мыши,трансгенные по TCR для МВР, у которых все Т-лимфоцитыв организме специфичны к МВР, здоровы. Но если такихмышей искусственно иммунизировать МВР с полным адъю-вантом Фрейнда (содержащим микробные продукты), у нихбыстро разовьется клиническая картина энцефаломиелита.Спровоцировать клиническую манифестацию можно иначе —инфицировать мышей нейротропным изолятом вируса гепа-тита мышей, без иммунизации МВР. Тем не менее этиологи-ческие факторы рассеянного склероза у человека не иденти-фицированы.

К л и н и ч е с к а я картина. Характерны (в соответствии слокализацией бляшек демиелинизации) симптомы невритазрительного нерва, офтальмоплегия (нистагм при отведениии невозможность полного приведения глазного яблока), дип-лопия при попытке пристального взгляда, головокружения,гемистезии, гемипарезы, нарушения координации, спиналь-

II* 323

ные синдромы у 30 % больных. При прогрессировании — спу-танное сознание, депрессия, деменция. Симптомы невритазрительного нерва практически патогномоничны для рассеян-ного склероза: у 75 % женщин, обратившихся впервые с жа-лобами на симптомы неврита зрительного нерва, в дальней-шем оказывается рассеянный склероз.

Д и а г н о з ставят только по клинической картине. Адек-ватных лабораторных методов дифференциальной диагности-ки нет.

Л е ч е н и е . Адекватного лечения нет. У некоторых пациен-тов отмечают временный эффект от больших доз метилпред-низолона (1 г внутривенно в течение 3 дней). Иммунодепрес-санты (азатиоприн, циклоспорин, циклофосфамид), как пра-вило, неэффективны. Клинические испытания INF-y показа-ли, что он усугубляет течение болезни (что и следовало ожи-дать). Клинические испытания WIF-β (рекомбинантного, не-гликозилированного), возможно, более обнадеживающи, ноеще не подтверждены.

В эксперименте на грызунах достоверное улучшение удает-ся достичь пероральным введением (скармливанием) причин-ного антигена — МВР (ожидаемая индукция толерантностипри пероральном пути введения антигена). На людях такойподход не испытывали.

П р о г н о з . Через 15 лет от момента манифестации 10 %пациентов не могут обходиться без инвалидного кресла, 50 %вынуждены пользоваться палкой или посторонней помощьюпри ходьбе.

Миастения гравис (Myasthenia gravis). Заболевание описанов 1672 г. Th. Willis. Получило название myasthenia gravis (сла-бость «до гробовой доски») в 1895 г. (F. Jolly). Тимэктомия влечебных целях впервые была сделана в 1911 г. Заболеваниевстречается в Европе с частотой 2—4 на 100 000 населения,чаще у женщин. Пик манифестации — в возрасте 20—30 лет.

Э т и о л о г и я неясна. П а т о г е н е з известен: обусловленблокирующими антителами к рецептору для ацетилхолина(никотинового типа), обеспечивающему передачу нервногоимпульса с двигательных нервов на поперечнополосатыемышцы (в нервно-мышечном синапсе). У большинства паци-ентов с myasthenia gravis есть аномалии в тимусе: в 70 % слу-чаев они могут быть выявлены только микроскопически ипредставляют собой лимфоидную фолликулярную гиперпла-зию. В 10 % случаев макроскопически обнаруживают доброка-чественную тимому. При этом опухолевые клетки тимуса име-ют морфологические и биохимические признаки подобияклеткам поперечнополосатых мышц. Степень повреждения по-стсинаптических рецепторов к ацетилхолину колеблется от 30до 50 %. Соответственно различается и степень выраженностиклинических симптомов: от средней степени птоза только до

324

тяжелой мышечной дебильности и дыхательной недостаточ-ности при вовлечении в процесс мышц, участвующих в рес-пираторных движениях. Болезнь приходится дифференцироватьс множеством неврологических патологий. При генерализован-ной миастении антитела к ацетилхолиновому рецептору об-наруживают у 75 % пациентов с myasthenia gravis, при толькоокулярной форме — у 50—60 %.

У больных с тимомами обнаруживают антитела не толькок рецептору для ацетилхолина, но также антитела к актину,«-актинину, миозину, танину, рецептору для райнодина(ryanodine receptor — кальциевый канал в саркоплазматичес-ком ретикулуме поперечнополосатых мыши). Обнаружениеантител к рецептору для райнодина коррелирует с наиболеетяжелыми клиническими формами myasthenia gravis. В стацио-наре возможно проведение специального теста с введениемэдрофониума (edrophonium) (Tensilon) и регистрацией резуль-татов физикально или электромиографией.

Л е ч е н и е . Ингибиторы ацетилхолинэстеразы, тимэктомия,стероиды, иммунодепрессанты. При применении ингибиторовацетилхолинэстеразы (неостигмин, пиридостигмин) требует-ся подбор доз в стационаре, поскольку побочные эффектыизлишней стимуляции мускариновых рецепторов представля-ют проблему и нуждаются в тщательной коррекции (тошно-та, спазмы в животе, диарея, излишнее слюно- и потоотде-ление). Стероидные препараты, а также иммунодепрессанты(азатиоприн, циклоспорин, циклофосфамид) у некоторыхпациентов дают улучшение. Следует избегать применения подругим показаниям (например, анестезии) препаратов, усу-губляющих синдром миастении (D-tubocurarine, pancuronium,succinylcholine, quinine, quinidine, procainamide, аминоглико-зиды, местные анестетики, β-блокаторы).

П р о г н о з . Еще 30 лет назад от myasthenia gravis умиралкаждый 4-й больной. Риск летального исхода максимален в те-чение 1-го года после постановки диагноза. Если человек пе-реживает этот срок без признаков быстрой прогрессии, топрогноз благоприятен. Если в первые 2 года после манифес-тации произведена тимэктомия, то у некоторых пациентовдостигается перманентная ремиссия. Если в течение 7 лет за-болевание при любом способе лечения не выходит в «режим»быстрой прогрессии, то риск тяжелого релапса невелик.

13.6. Первичные системные васкулиты

Первичными системными васкулитами называют заболевания,при которых развиваются (по неизвестным причинам) воспа-ление и некроз стенок сосудов, а патологические процессы вокружающих тканях вторичны по отношению к поражениюсосудов.

325

Т а б л и ц а 13.2. Классификация нозологических форм первичныхсистемных васкулитов

Калибр кровеносныхсосудов

Мелкие

Средние

Крупные

Наличиегранулематоза

ГранулематозВегенера (Wegener)

Синдром Churg —Strauss

ГигантоклеточныйартериитАртериит Такаясу(Takayasu)

Отсутствиегранулематоза

Микроскопическийполиангиит (васкулитгиперчувствительнос-ти)Пурпура Геноха —Шенлейна (Henoch —Schanlein)Узелковый периарте-риит (polyarteritis nodosa)Болезнь Кавасаки(Kawasaki)

В связи с неясностью этиологии васкулиты до настоящеговремени классифицируют по морфологическим признакам, аименно по калибру поражаемых сосудов и наличию или от-сутствию гранулем вокруг пораженных участков сосудов (табл.13.2).

Системный васкулит был впервые описан как клиничес-кий случай врачами Kussmaul и Maier в 1866 г. При патоло-гоанатомическом исследовании они наблюдали множествен-ные узелковые воспаления артерий мышц, которые имеликалибр коронарных и печеночных сосудов. Следующее описа-ние полиартериитов с морфологическим исследованием (мик-роскопический полиартериит с некротическим гломерулонеф-ритом) появилось в медицинской литературе только в 1948 г.(Davson). Затем Zeek в 1953 г. описал ангиит гиперчувствитель-ности, который он связывал с реакцией на лекарства и ин-фекции. Постепенно ряд синдромов, описываемых в разноевремя разными врачами, нашли свое место в ряду васкули-тов: пурпура Геноха — Шенлейна (1837, 1974), гранулематозВегенера (1936), синдром Churg — Strauss (1952), болезньКавасаки (1967) и др.

Если этиология ни одного из этих васкулитов неизвестнаи можно лишь предполагать инфекционное начало, то меха-низмы патогенеза, по крайней мере гранулематоза Вегенера(в остальных случаях можно предполагать по аналогии), вкакой-то мере изучены. У 85 % больных гранулематозом Ве-генера обнаруживают антитела к сериновой протеиназе-3(РгЗ) нейтрофилов. Эти антитела в литературе обозначают какANCA (anti-neutrophil cytoplasm antigens). Фермент локализо-

326

пан в гранулах нейтрофилов, но при активации клеток эксп-рессируется на мембране. Антитела к РгЗ, связываясь с нейт-рофилами, индуцируют выброс из клеток агрессивных мета-болитов (активных радикалов кислорода и перекиси водоро-да, ферментов), которые разрушают стенки сосудов. Крометого, есть данные, что такой провоспалительный цитокин,как TNF-α, индуцирует экспрессию РгЗ на клетках эндоте-лия и они становятся прямой мишенью иммунной атаки и,следовательно, деструкции. Кроме антител к РгЗ, у больныхваскулитом обнаруживают антитела к другим компонентамнейтрофилов: к ферментам — мяелопероксвдазе (МРО), эла-стазе, лизоциму, лактоферрину, катепсину G.

Прежде чем дать краткое описание к л и н и ч е с к о й к а р -т и н ы отдельных нозологии васкулитов, обращаем вниманиена общие признаки: цикличность чередования обострений и ре-миссий, сезонность обострений (в холодное время года) и об-щность так называемых конституциональных неспецифическихсимптомов (общая слабость, лихорадка, потеря массы тела,ночные поты, повышение СОЭ и содержания в сывороткеС-реактивного протеина — СРП).

Л е ч е н и е . При системных васкулитах оно одинаково, не-зависимо от нозологии, так как неизвестна конкретная этио-логия отдельных форм, применяют индуктивную терапию навысоте атаки — иммунодепрессанты (циклофосфамид или поподбору на эффективность) и высокие дозы стероидов; под-держивающую терапию — стероиды плюс симптоматическиесредства в зависимости от локализации процесса и присоеди-нившихся патологий. В периоды ремиссий — отдых от медика-ментов. Поскольку при всех васкулитах рано или поздно по-вреждаются почки, в тяжелых случаях единственным методомспасения жизни становится трансплантация донорской почки.

Гранулематоз Вегенера (Wegener). Заболевание встречаетсяв любом возрасте, одинаково распределено по полу.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Некротизизующий васкулитмелких сосудов развивается в первую очередь в верхних инижних дыхательных путях, поражает почки и в разной сте-пени у разных пациентов может затронуть другие органы.У некоторых пациентов заболевание развивается бессимптом-но в течение многих месяцев и даже лет, симптомы нараста-ют постепенно. У некоторых больных наблюдают молниенос-ное развитие симптоматики (за несколько недель) с жизне-угрожающим поражением органов. Верхние дыхательные пути:выделения из носа с примесью крови, боли в параназальномсинусе, изъязвление слизистой оболочки носа, перфорацияперегородки и деформация седла носа. Возможно развитиехронического гнойного среднего отита в связи с блокадойслуховой (евстахиевой) трубы, боли по ветвям VIII нерва.Возможны осиплость голоса и стридор, стеноз трахеи. В сину-

327

сах могут образовываться фистулы с бактериальными суперин-фекциями. Нижние дыхательные пути: гранулемы в паренхи-ме легких вызывают симптомы непродуктивного кашля, дис-пноэ, плеврита, кровохарканья. Возможны окклюзии бронхови сегментарные коллапсы легких. Васкулит в почках начинаетпроявляться как клинически бессимптомная протеинурия игематурия. Скорость развития поражения почек непредсказуе-ма. При биопсии почечной ткани наблюдают картину грану-лематозного тубулоинтерстициального нефрита. Около 50 %больных гранулематозом Вегенера имеют поражение глазвплоть до потери зрения (конъюнктивит, увеит, склерит,ишемия зрительного нерва).

Поражения других органов (миалгии, артралгии, инфарктыногтевых валиков, пурпура на коже, мононевриты, менинге-альный синдром, инсульты мозга, поражение коронарныхартерий, соответственно инфаркты сердца, перикардиты,аритмии и т.д.), как правило, развиваются позже и по-раз-ному у разных пациентов.

Диагноз ставят по клиническим симптомам и даннымбиопсии. Лабораторным подтверждением является обнаруже-ние антител ANCA. Из неспецифических лабораторных дан-ных характерны нейтрофильный лейкоцитоз, нормохромнаянормоцитная анемия, тромбоцитоз, повышение СОЭ и СРП,у 80 % больных увеличено содержание общих иммуноглобу-линов в сыворотке крови, у 50 % определяется ревматоид-ный фактор.

Микроскопический полиангиит. Это воспаление мелких со-судов, которое может затронуть любой орган или несколькоорганов, но чаще поражаются почки, кишечник и кожа. Умногих пациентов обнаруживают антитела к компонентамнейтрофилов, особенно к миелопероксидазе (МРО).

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Глубокая общая слабость,лихорадка, потеря массы тела, ночные поты. Если затронутыпочки, наблюдают протеинурию, гематурию и быстро про-грессирующий нефрит. Легкие: кашель с кровохарканьем, дис-пноэ, симптомы плеврита. Бывают профузные кровотечения.На коже пурпурная сыпь, геморрагии в местах мелких травм(типа занозы). ЖКТ: боли в животе, диареи, гастроинтести-нальные геморрагии.

Диагноз ставят по клиническим признакам и даннымбиопсии почки. Лабораторные данные, характерные для всехваскулитов: нормохромная нормоцитная анемия, нейтрофи-лия, повышение СОЭ и СРП, тромбоцитемия, гаперглобули-немия. Дифференциальный диагноз поставить трудно, какправило, только по исключению других причин для вышеназ-ванной симптоматики.

Polyarteritis nodosa. Polyarteritis nodosa — васкулит артерийсреднего размера. Встречается в любом возрасте, у мужчин в

328

2 раза чаще, чем у женщин. Характерно частое образованиеаневризм в пораженных участках сосудов. Клиническая мани-фестация зависит от локализации и размеров пораженныхсосудов: инфаркты органов (кишечника, почек, мозга, серд-ца), типична гипертензия средней или высокой тяжести.У некоторых пациентов polyarteritis nodosa сочетается с нали-чием микроскопического полиангиита. Антитела ANCA обна-руживают редко (только если есть еще микроскопический по-лиангиит). Часто выявляют вирус гепатита В. Поражение по-чек у многих является непосредственной причиной смерти.У некоторых пациентов polyarteritis nodosa поражает преиму-щественно один внутренний орган и манифестирует под ви-дом острого холецистита, панкреатита или аппендицита,иногда некроза печени.

К л и н и ч е с к а я картина. На коже polyarteritis nodosaпроявляется в виде пурпуры и крапивницы и в более тяже-лых случаях в виде подкожных геморрагии, вплоть до гангре-ны. Пальпируемые узелки по ходу поверхностных артерийявляются диагностическим признаком этого заболевания.

Диагноз ставят по клиническим симптомам, подтверж-дают биопсией и ангиографией. Специфических лабораторныхтестов нет. Неспецифические лабораторные данные — те же,что при всех васкулитах: нормохромная нормоцитная анемия,нейтрофилия, повышение СОЭ и уровня СРП.

Синдром Churg — Strauss. Этот васкулит поражает преиму-щественно легкие и характеризуется эозинофилией (< 20хЮ9/л).Проявляется в виде астмы и признаков системного васкулита.Астма чаще имеет тяжелую форму. Со стороны ЖКТ: симп-томы абдоминальных болей, при биопсии — эозинофильныйинфильтрат, широко распространенный по разным отделамЖКТ.

Диагноз ставят по клиническим признакам, подтверж-дают биопсией. Характерны эозинофилия в крови и эозино-фильный инфильтрат на биопсии. Дифференцировать с гипер-эозинофильным синдромом (эндокардит Loeffler) позволяютлабораторные данные: при гиперэозинофильном синдромечисло эозинофилов в крови превышает 20х109/л, при микро-скопическом исследовании эозинофилы имеют аномальнуюморфологию (потеря гранул, вакуолизация цитоплазмы). Пригиперэозинофильном синдроме астма бывает, но редко.

Пурпура Геноха — Шенлейна (Henoch — Schonlein). Это дет-ский некротизирующий васкулит, поражающий кожу, ЖКТ ипочки. Заболевают в возрасте от 2 до 10 лет, редко — взрос-лые (тогда средний возраст манифестации 43 года). При этомзаболевании есть какая-то патология IgA, потому что в пора-женных капиллярах кожи, мезангиума клубочков почек ииных местах откладываются депозиты IgA. Часто уровень IgAповышен и в сыворотке крови.

329

К л и н и ч е с к а я картина. Клиническая триада симпто-мов у детей: сыпь на коже, абдоминальные и почечные сим-птомы в сочетании с лихорадкой и артралгиями (что указы-вает на системный васкулит). Сыпь на коже может начинать-ся как крапивница, но со временем приобретает типичныйдля васкулитов вид слегка бугристой пурпурной сыпи на раз-гибательных поверхностях конечностей и на ягодицах. Боли вживоте могут быть весьма сильными, обычно после приемапищи, возможна мелена. Боли могут выглядеть как «острыйживот». Почки поражаются у 40 % пациентов, у большинстванаступает спонтанное излечение и лишь у 10 % нефрит про-грессирует.

Диагноз ставят по клиническим признакам и результа-там биопсии, при которой можно обнаружить (методами им-муноцитохимии) депозиты IgA, C3 и фибриногена, преиму-щественно в посткапиллярных венулах. Специфических лабо-раторных тестов (без биопсии) нет. В сыворотке крови могутопределяться повышенные количества свободного IgA, IgA всоставе иммунных комплексов, а также ревматоидного фак-тора класса IgA (антитела к IgG). Дифференциальный диаг-ноз поставить трудно. Приходится дифференцировать с болез-нью Крона и другими формами васкулитов.

Релапсирующий лолихондрит. Редкое заболевание пожилыхлюдей (после 60 лет), при котором поражаются мелкие сосу-ды хрящей наружного уха, носа, гортани, трахеи, что сопро-вождается лихорадкой, общей слабостью и потерей веса. Спе-цифических лабораторных тестов нет, но как всегда при вас-кулитах отмечаются нормохромная анемия, лейкоцитоз, по-вышение СОЭ и уровня СРП.

Васкулиты крупных сосудов. Гигантоклеточный артериит —генерализованный артериит крупных артерий. Чаще первымстановится очевидным поражение экстракраниальных ветвейсонной артерии. Процесс редко «спускается» ниже шеи. Такихбольных учтено около 16 млн, возраст большинства — более50 лет. Женщины болеют в 3—4 раза чаще, чем мужчины. Пато-гистологически выявляются сегментарные поражения стенкисосуда с инфильтратом преимущественно из CD4+ T-лимфоцитов и гигантскими клетками-синцитием; гладкомышеч-ные клетки частично подвергаются некрозу, часть их пролифе-рирует, что может прогрессировать вплоть до окклюзии сосуда.

Клиническая картина. Головная боль, боль в плечах,болезненность участков головы (скальпа), анорексия, тошно-та, лихорадка, потеря массы тела. Возможна болезненность вчелюстях при жевании и разговоре. У 30 % больных в пато-логический процесс вовлечена артерия сетчатки, что без ле-чения чревато необратимой потерей зрения.

Диагноз ставят по клиническим данным, подтверждаютбиопсией сонной артерии. СОЭ обычно повышена до 100 мм/ч.

330

Как всегда увеличен уровень СРП и есть нормохромная ане-мия — около 11—12 г/л.

Л е ч е н и е . Атаку лечат сначала большими дозами стерои-дов (40—60 мг/сут), через 4—6 нед их плавно снижают до 5—10 мг/сут. Кортикостероиды обычно принимают около 2 лет,после чего возможна ремиссия в течение нескольких лет.Только в случае неэффективности стероидов назначают аза-тиоприн или циклофосфамид или подбирают иммунодепрес-санты ex juvantibus.

Артериит Такаясу (Takayasu) встречается у молодых людейв 15—20-летнем возрасте, у женщин на порядок чаще, чем умужчин, преобладает в странах Азии (особенно в Японии).

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Выделяют 3 клинические ста-дии. Первая преходящая, саморазрешается за несколько недель.Симптомы гриппоподобны: лихорадка, слабость, тошнота, го-ловная боль, ночные поты, потеря массы, миалгии, артрал-гии. Вторая атака имеет признаки васкулита крупных артерий(подключичных, сонных, почечных, ниспадающей дуги аор-ты, мезентериальных, легочных и подвздошных артерий), нотакже саморазрешается, после чего наступает бессимптомныйпериод на 5—10 лет. Третья атака у большинства больных за-канчивается вазоокклюзией.

Д и а г н о з ставят по клиническим данным, подтверждаютна третьей стадии ангиографией.

Л е ч е н и е . Сначала применяют кортикостероиды, при ихнеэффективности — иммунодепрессанты.

Болезнь Кавасаки (Kawasaki) чаще встречается у детей счастотой 60—200 на 100 000 населения.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Развивается как острое феб-рильное мультисистемное заболевание: в первые 10 дней вы-сокая температура тела и лимфаденопатия на шее. Через 2—4 нед присоединяются симптомы системного васкулита и мио-кардита (похоже на polyarteritis nodosa). С 4-й по 6-ю неделюсимптомы васкулита стихают, но появляются симптомы фиб-роза. В течение времени вплоть до последующих 4 лет проис-ходят процессы образования аневризм, рубцов и организациитромбов. Примерно у 25 % пациентов развиваются аневризмыкоронарных артерий. Летальный исход возможен на любойстадии заболевания.

Л е ч е н и е нетрадиционно: эффективны препараты донор-ских иммуноглобулинов. Механизм их действия точно неизве-стен. Весьма вероятна инфекционная природа заболевания.

Болезнь Бехчета (Behcet) — мультисистемный васкулит,для которого характерны рекуррентные ульцеративные про-цессы в полости рта и половых органах, также возможныкожный васкулит, воспаление синовиальных оболочек, уве-ит, менингоэнцефалит. Заболевание ассоциировано с HLA-В51.

331

Т а б л и ц а 13.3. Ассоциации аутоиммунных болезней с МНС и полом

Болезнь

Острый увеит (воспалениесосудистой оболочки глазногояблока)Анкилозирующий спондилит(болезнь Бехтерева)Синдром Гудпасчера(Goodpasture)Рассеянный склерозБолезнь Грейвса (Graves)Myasthenia gravisСистемная красная волчанкаИнсулинзависимый сахарныйдиабетРевматоидный артритПузырчатка вульгарнаяТиреоидит Хашимото(Hashimoto)

HLA-аллель

В27

»

DR2

»DR3

»»

DR3, DR4

DR4»

DR5

Рискзаболевания

К »)

10

88

16

54263

4143

Соотношениеженщин и

мужчин

1:2

1:3

1:1

10:14:11:1

15:11:1

3:11:14:1

Д и а г н о з можно поставить только по клиническим при-знакам. Специфических лабораторных тестов нет.

Л е ч е н и е нестандартное: колхицин (0,6 мг 2—3 раза вдень), дапсон и нестероидные противовоспалительные сред-ства. На стероиды и иммунодепрессанты ответ не всегда есть,при необходимости иммунодепрессанты подбирают.

В заключение приведем известные ассоциации аутоиммун-ных болезней с МНС и распределение по полу (табл. 13.3).

Глава 14. АЛЛЕРГИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ

14.1. Определение терминов

Термин «аллергия» в 1906 г. ввел австрийский педиатр К.Пир-ке (Clemens Von Pirquet) для обозначения состояний необыч-но повышенной реактивности у детей, которые он наблюдалиногда при инфекционных болезнях или при сывороточнойболезни.

Allos — другой, иной, не такой как все. Синоним аллер-гии — реакции гиперчувствительности. Острое и сильно вы-раженное проявление гиперчувствительности называют ещеанафилаксией (anaphylaxis как противоположность prophylaxis).

332

И если «профилактический» — защитный, то «анафилакти-ческий» — противоположный защитному, т.е. разрушающий.Суть аллергических реакций, позволяющая отличать их отдругих реакций, заключается в том, что они в принципе незащитные, так как развиваются равно как на биологическибезопасные воздействия, так и на опасные, т.е. факт опаснос-ти воздействия не имеет никакого значения. Поэтому аллер-гия — всегда патология, защитного «смысла» в ней нет. Ме-ханизмы развития аллергических реакций — те же (но толькос элементом патологии) эффекторные иммунные и доиммун-ные механизмы резистентности млекопитающих к воздействи-ям факторов внешней среды. При аллергии человек можетсмертельно задохнуться в ответ на попадание на его барьер-ные ткани минимальных количеств пыльцы березы или отзапаха рыбы и др.

В 1930 г. Р.Кук классифицировал реакции гиперчувствитель-ности на немедленные (развиваются в пределах 30 мин от мо-мента воздействия) и замедленные (развиваются спустя 24—48 ч или позже после воздействия). Немедленные реакции — этогладкомышечные и сосудистые реакции: спазмы мускулатурыбронхов и желудочно-кишечного тракта, расширение сосудов,падение давления крови в сосудах, повышение проницаемос-ти сосудистых стенок, выпот сыворотки или плазмы в тка-ни, увеличение секреции слизи на слизистые оболочки. Этипроцессы вызваны «дружным» выбросом в участок тканей(местный процесс) или в кровь (системный процесс) биоло-гически активных медиаторов из гранул тучных клеток и ба-зофилов, что называют активацией и дегрануляцией тучныхклеток и базофилов.

В главе 8 приведены перечень и характеристика свойств •·медиаторов тучных клеток--й^-§азефшша;__^ратко напомним:медиаторов 4 группы —(вазоактивные аминь^и протеоглика-ны (гистамин, гепарин)/ ^1Т]ЭДкь№ медиатор*ф (лейкотриены,простагландины, РАР)/^)ермш«^Цтаиптаза, химаза, карбок-,сипептидаза, катепсин о)т/цятбкины/(TNF-α, IL-4, -13, ~Ъ(-5, GM-CSF). На тучных клЕткяхТГбазофилах есть нескольковидов иммунорецепторов — рецепторов для Fc-фрагментов им-муноглобулинов. Среди них имеются рецепторы, через кото-рые клетки активируются, и рецепторы, через которые акти-вация клеток подавляется. Активирующий иммунорецептор —

.высокоафсЬинный рецептор для IgE..(связывающий свободные—IffE) — FCERI: перекрестное связывание этого рецептора че-рез_1йЕ-антитело~шттигенота'"ВШываёт" дегрануляцию тучных~" * й фф л

~Однако есть и другие факторы, способные вызвать дегра-нуляцию без участия IgE и антигенов. С точки зрения «чис-у

той» иммунологии, дегрануляция тучных клеток по любомумеханизму удовлетворяет понятию «аллергия», если порог раз-

333

дражения у конкретного человека много ниже, чем у боль-шинства людей. Но в классической аллергологии антигенза-висимую дегрануляцию тучных клеток и базофилов и пато-физиологические последствия этого принято называть истин-ной аллергией, а антигеннезависимую дегрануляцию с теми жепатофизиологическими последствиями псевдоаллергией. Будемпридерживаться этого деления. Есть еще один термин, кото-рый следует определить без разночтений:

атопия — это IgE-опосредованная аллергия.

Факторы, приводящие к дегрануляции тучных клеток ибазофилов, приведены в табл. 14.1.

Хотя в некоторых контекстах термины «аллерген» и «анти-ген» — синонимы по сути, следует иметь в виду, что на прак-тике любой аллерген — это антиген, но не наоборот: не вся-кий антиген — аллерген. Это означает, что аллергены отлича-ются некими особыми физическими и химическими свойства-ми, а также особенностями поступления в организм, т.е. ал-лергены — как бы подмножество во множестве антигеноввообще. Если аллергены — белки, то чаще всего это фермен-ты протеазы. Аллергены имеют относительно невысокую мо-лекулярную массу, способны сорбироваться или агрегировать-

Таблица 14.1. Факторы активации и дегрануляции тучных клетоки базофилов

При истинной аллергии(IgE-опосредованной)

При псевдоаллергиях (IgE-независимая)

Перекрестная сшивкаF R I антигеном

1. Перекрестная сшивка FcfRI аутоантите-лами к этому рецептору

2. Перекрестная сшивка FcyRIII агрегиро-ванными IgG

3. Субстанция Ρ4. Продукты деградации коллагена5. Хемокины (IL-8, МСР-1, М1Р-1а,

RANTES)6. Цитокины (IL-3, GM-GSF)7. Продукты активированного комплемен-

та — анафилотоксины — С5а, СЗа *8. Лекарственные препараты (опиаты, ас-

пирин, нестероидные противовоспали-тельные препараты, цитостатики, ра-диоконтрастные вещества)

9. Физические факторы (физические на-грузки, переохлаждение, инсоляция)

334

ся в мелкие частицы и в таком виде проникать (диффунди-ровать) в слизистые секреты и покровные ткани, без види-мого травмирования покровных тканей. При этом аллергеныхорошо растворимы и легко элюируются в жидкие среды орга-низма. Аллергены отличаются химической стабильностью in vivo(не метаболизируются, по крайней мере быстро). Если аллер-гены — не белки, то их отличает способность вступать в хи-мические соединения с собственными белками организма.

Аллерген проявляет свое действие в крайне малых дозах,например патогенно значимая суммарная доза аллергеновамброзии может составлять всего 1 мкг за год.

14.2. Аллергены

Перечислим группы веществ, на которые у людей чаще, чемна другие вещества, развиваются аллергические реакции.

и Белки.Пищевые компоненты (яйца, молоко, орехи, ракообраз-ные, моллюски, бобовые)Яды пчел, осКомпоненты вакцин (кори, гриппа, столбнячного ток-соида)Гормоны (инсулин, АКТГ, ТСГ)Сыворотки и препараты кровиФерментные препараты (стрептокиназа, химопапаин)Латекс (хирургические перчатки, эндотрахеальные труб-ки, презервативы и др.)Белковые компоненты клещей домашней пыли, пыль-цы трав и деревьев, выделений животных

я Гаптены.Антибиотики (пенициллин, цефалоспорин)МиорелаксантыВитамины (тиамин и др.)Цитостатики (цис-платина, циклофосфамид, цитозинарабинозид)Опиаты

и Полисахариды.ДекстранДекстран-железоПолигелин

14.3. Замедленные реакции гаперчувствителыюети

Замедленные реакции гиперчувствительности — это иммун-ное воспаление по любому другому эффекторному механиз-му, кроме «IgE/тучные клетки или базофилы» [ГЗТ (Thl/

335

макрофаги); ЦТЛ (CD8+); АЗКЦТ и др.] (II, III и IV типы поДжелу и Кумбсу), при котором интенсивность воспалительно-го и деструктивного процесса неадекватна биологической опас-ности и дозе аллергена. Замедленность означает, что патологи-ческий процесс развивается в течение от суток до несколькихдесятков суток после попадания аллергена в организм.

14.4. Эпидемиология аллергических болезней

Как любой иммунный ответ, аллергический иммунный от-вет — это взаимодействие внешнего аллергена и внутреннихфакторов организма. Ни у кого не вызывает сомнений объек-тивная статистика во всемирном масштабе, показывающаянеобыкновенно большое возрастание частоты встречаемостиаллергических болезней во второй половине XX в. по сравне-нию с первой половиной и предыдущими периодами. В за-падных странах количество больных аллергиями в настоящеевремя составляет в среднем 20 % всего населения, местами —до 40—50 %. Существенно меньше таких больных (единицыпроцентов) в сообществах, ведущих более «первобытный»образ жизни. Такая быстрая динамика прироста числа боль-ных аллергиями определенно свидетельствует, что в этиоло-гии аллергий имеет значение не генетическая предрасполо-женность как таковая, а быстро нарастающее несоответствиефизиологической нормы реакции биологического вида Homosapiens факторам внешней среды, очевидно антропогенным.Причем проблема не только в загрязнениях окружающей сре-ды неоантигенами. Для современных больных аллергией впол-не аллергенны пыльца березы, тимофеевки, эпителий кош-ки — их не отнесешь к экологически новым. Проблемы обра-за жизни современных людей (особенно в городах) глубокии многофакторны. Достоверная научная эпидемиология аллер-гических болезней четко показывает, что людям как обще-ству, чтобы меньше болеть, необходимо не столько делатьновые лекарства (а перед этим «наживать» новые болезни),сколько познать законы своего существования в согласии сприродой и следовать им, а не нарушать с безумным и мас-совым упорством.

Недавние исследования по эпидемиологии аллергическихболезней в сочетании с исследованиями в области молекуляр-ной иммунологии дали довольно неожиданные результаты.Например, получены данные о закономерностях индукциииммунного^ ответа в виде синтеза IgE на гельминтные инфек-ции. Концентрация IgE в крови на пике ответа в среднем едвадостигает 30 мкг/мл, что на порядок с лишним меньше, кон-центрации самого малочисленного из субклассов G — G4a

(его концентрации в сыворотке составляют 600—700 мкг/мл).*Но относительно исходных фоновых концентраций прирост

336

IgE составляет не менее двух порядков (а то и три), что зна-чительно больше, чем для любого из субклассов G. Самоеинтересное, что природное место OCHOJHOJL .ШШ&JgE не вкрови (в~кровй остаётся""менёе^ТГ % синтезированного IgE):более 99 % IgE организм декретирует через эпителий ЖКТ впросвет кишки. Просвет.,_шшШ^^Ш1^Ш9Ё^^ЯШ^ЗШШМ-ства известных гельминтных вдвдзий., _.

Зоологам известггсг, "чтоу позвоночных животных гельмин-тные инфекции являются самым сильнодействующим внешнимфактором, контролирующим численность и ареалы обитанияпопуляций животных. Вероятно, гельминтные инфекции —мощный фактор естественного отбора защитных структур ифункций в иммунной системе позвоночных. И человек посвоей природе вряд ли имеет основания быть исключением.Эпидемиологические исследования показали, что у людейпрослеживается сильная обратная корреляция между гельмин-тозами и аллергическими болезнями.—- чем меньше гельмин-тозов, тем больше аллергических болезней. Исследования про-водили в экологически однородных регионах, но на группахнаселения, ведущих значительно различающийся образ жиз-ни (разные социальные слои).

В Венесуэле, в одной стране, на одном экологическомфоне обследовали группу богатых и образованных людей, ве-дущих санированный образ жизни, и группу аборигенов, ве-дущих антисанитарный образ жизни. Среди «антисанитарных»аборигенов гельминтозы выявлены у 88 % человек (у детейтотально), средний уровень общего IgE.а.сыворотке крови уних составил 13 088 МЕ/мл, но при этом аллергичесщш .бо-лезни в этой группе выявлены менее чеМ у 2 % человек, Дру-гая картина у богатых и образованных сограждан: гельминто-зы обнаружены менее чем у 10 % человек, средний уровеньобщего IgE в сыворотке крови J70 МЕ/мл, аллергическиеболезни — у 43 % человек. ИсследованйеТтроЪодили специа-листы из США в течение 5 лет, предполагать гипо- или ги-пердиагностику аллергий нет оснований. Сходную картинувыявили при сравнительном обследовании цивилизованныхжителей западной Австралии и живущих неподалеку абориге-нов из Папуа Новая Гвинея. Среди западных австралийцевбронхиальная астма обнаружена у 28 % взрослого населенияи у 7 % детей, среди аборигенов Папуа у взрослых — у 0,3 %населения, у детей астмы не нашли. Мы ни в коем случае непредлагаем сделать отсюда «рабочий» вывод, что для профи-лактики аллергий детей надо заражать гельминтозами. Но этиданные свидетельствуют об очень большом значении внешнихфакторов среды и образа жизни для онтогенеза иммуннойсистемы в постнатальном периоде. Естественно приобретаемыегельдовдт-ваы^в^детстве йбедпечивают такое рйзТЖие щюШр-Ций встбдопуляциях лимфоцитов71сотор6е'на"всю оставшу-

337

юся ждзвь предохраняет; о£ганизм, например, ох„„аллергий.Конечно, гельминтозы""— "неединственный фактор, програм-мирующий постнатальное развитие иммунной системы, ноэто пример.

Приведем примеры реакций (и соответствующих нозоло-гии) гиперчувствительности немедленного и замедленноготипов (табл. 14.2; 14.3).

Кратко опишем бронхиальную астму, системную анафилак-сию, крапивницу и синдромы эпидермального некролиза (какосложнения при приеме лекарственных препаратов).

Таблица 14.2. Примеры IgE-опосредованных аллергических болезней

Синдром

Системная ана-филаксия (ана-филактическийшок)

Крапивница (пу-зыри и покрас-нение кожи)

Аллергическийринит (сеннаялихорадка) илириноконъюнк-тивитБронхиальнаяастма

Пищевая аллер-гия

Типичныеаллергены

Продуктыкрови(сыворотка);лекарственныепрепараты; яды;арахис

Укусы насеко-мых; внутри-кожное введе-ние разных ал-лергеновПыльца расте-ний; аллерге-ны клещей,домашней пы-лиПыльца расте-ний; аллергеныпыли

Аллергены раз-личных пище-вых продуктов

Путьпоступления

(«входные ворота»)аллергенов

Внутривенноили быстраяабсорбция сослизистых обо-лочек

Внутрикожно;подкожно

Ингаляционно

»

Перорально

Типичныеклинические

симптомы

Расширение со-судов (коллапс);п о в ы ш е н и епроницаемостисосудов (отеки);окклюзия тра-хеи и бронхо-спазм; спазмгладкой муску-латуры ЖКТ.Высока вероят-ность летально-го исходаЛокальное уве-личение прони-цаемости сосу-дов и кровотокав участках кожиОтек, раздраже-ние слизистойоболочки носа;э к с с у д а ц и яжидкостиВоспаление ды-хательных пу-тей; бронхо-спазм; усилениесекреции слизив бронхахТошнота; диа-рея; зуд кожи;к р а п и в н и ц а(сыпь); анафи-лаксия

338

Т а б л и ц а 14.3. Примеры реакций гиперчувствительности с разнымимеханизмами повреждения тканей

ТИП

аллергенов

Исполни-тели эф-фекторныхреакций

Примеры

Механизм повреждения тканей

I тип

Th2, IgE

Раствори-мый

Тучныеклетки ибазофилы

Системнаяанафилак-сия; аллер-гическийринит; ал-лергичес-кая астма

II тип

IgG

Ассоции-рованныес мембра-нами кле-ток или сматрикс-ным ве-шествомКомпле-мент;FcyR+клетки(фагоциты,NK)Аллерги-ческиереакциина неко-торые ме-дикаменты(пеницил-лин)

III тип

IgG

Раствори-мые

Компле-мент;нейтро-филы;макрофаги

Сыворо-точнаяболезнь;реакцияАртюса

IV-

Thl

Раствори-мые

Активиро-ванныемакрофаги(ГЗТ)

Контакт-ныйдерматит

ran

CD8+ ЦТЛ

Клеточные

ЦТЛ

Контакт-ный дер-матит; син-дромы Сти-в е н с о н а -Джонсонаи Лайела

14.5. Бронхиальная астма

Суть заболевания заключается в хроническом воспалении сли-зистой оболочки дыхательных путей с синдромом гиперреак-тивности бронхов (ГРБ). Определяющие к л и н и ч е с к и ес и м п т о м ы : кашель, «свистящее» дыхание, затрудненныйвыдох, поверхностное дыхание, возможны диспноэ, потеря го-лоса, цианоз, синкопальные состояния от физических нагру-зок (как следствие гипоксии). Вспомним, что без кислородамозг может жить малое количество минут, поэтому заболева-ние, приводящее к затрудненному дыханию, весьма серьезно.

Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й д и а г н о з требует исключенияопухолей в крупных дыхательных путях, попадания туда ино-родного тела (в том числе пищи при гастроэзофагальной ас-пирации), недостаточности левого желудочка сердца, рекуррен-тных эмболии малых сосудов легких, васкулита (Churg—Strauss).

Бронхиальная астма бывает идиопатическая (intrinsic asthma).Предположительно эту форму относят к инфекционно-ауто-иммунным процессам. В большинстве случаев бронхиальная

339

астма (в том числе и аллергическая бронхиальная астма)обусловлена внешними этиологическими факторами (extrinsicasthma).

Из таких факторов имеют значение вирусные инфекции,тропные к эпителию дыхательных путей (рино- и коронави-русы). Большую роль играют профессиональные вредности,наносящие удар по системе дыхания (изоцианаты, соли пла-тины, карбид вольфрама, смолы, мучная и древесная пыльи др.).

При любой этиологии астмы п а т о м о р ф о л о г и ч е с к а як а р т и н а воспалительного процесса в дыхательных путяхсходна: обструкция мелкокалиберных дыхательных путей сли-зью, содержащей фибрин и эозинофилы; эпителий бронховистончен и слущивается в просвет воздухопроводящих путей;базальная мембрана тоже истончена; в субэпителиальном слоефиброз; слизистая оболочка в целом отечна, кровеносныесосуды расширены; в тканях выраженный клеточный инфиль-трат из эозинофилов, Т-лимфоцитов и нейтрофилов. Состоя-ние эозинофилов своеобразно: они не только активированы,но и разрушаются цитолизом с высвобождением кластеровсвободных гранул эозинофилов, обозначаемых английскойаббревиатурой Cfegs (Clusters of free eosinophil granules). Суще-ственным патоморфологическим процессом в стенке дыхатель-ных путей при бронхиальной астме является выраженная экс-судация белков плазмы из сосудов микроциркуляторного рус-ла. Для всех форм заболевания характерно повышение неспе-цифической реактивности бронхов (НРБ), выражающееся втом, что приступ обструкции дыхательных путей может воз-никнуть в ответ на разные раздражители типа холодного воз-духа, неорганической пыли, табачного дыма, запахов парфю-мерии, красок и т.п.

Рассмотрим п а т о г е н е з аллергической бронхиальной аст-мы (АБА). В последние 10 лет он более или менее изучен, от-крытым остается все тот же вопрос о первичных причинах на-чала болезни (почему пыльца березы или мятлика, например,для данного человека так вредоносна?).

Механизм развития хронического воспалительного процессав дыхательных путях при АБА заключается в патологическомсдвиге дифференцировки аллергенспецифических Т4-лимфо-цитов в сторону Th2 именно в лимфоидной ткани слизистойдыхательных путей, а не системно и соответственно локаль-ной гипертрофии Тп2-зависящих эффекторных процессов им-мунного воспаления с участием IgE, тучных клеток и эози-нофилов. При попадании специфического аллергена в дыха-тельные пути у больного развивается либо только однофаз-ная ранняя реакция бронхоспазма, которая заметна уже че-рез 5—10 мин (с пиком через 15—20 мин) от момента попа-дания аллергена в дыхательные пути (ОРФ — ответ ранней

340

Таблица 14.4. Огаосительный вклад отдельных медиаторов тучныхклеток в формирование патологических симптомов приступа бронхиаль-ной астмы

Симптом

Бронхоконстрик-цияОтек слизистойСекреция слизиХемотаксис иактивация лим-фоцитов и лей-коцитов в тканяхдыхательных пу-тейПовышение не-специфическойр е а к т и в н о с т ибронхов (НРБ)

Медиаторы

гистамин

—

лейкотриены

LTD, > LTC, >LTE.LTC4, LTD4LTC4, LTD4

LTB4

LTB4,кратко-временно

PAF простагландины

PGD;,; PGF2

PGE2

PGD2,не более30 мин

фазы), либо, кроме ОРФ, через 3—9 ч (с пиком в среднемна 5-м часу) развивается еще ответ поздней фазы (ОПФ).ОРФ разрешается через 1—2 ч, ОПФ продолжается от несколь-ких часов до нескольких суток. В отличие от ОРФ ОПФ объяс-няется не спазмом крупных дыхательных путей, а закупоркоймножества мелких дыхательных путей. Наличие ОПФ свиде-тельствует о более тяжелой клинической форме бронхиальнойастмы, чем в случаях, когда есть только ОРФ. Механизмы раз-вития ОРФ и ОПФ зависят от аллергенспецифических IgE итучных клеток. Только ОРФ — результат действия медиаторовгранул тучных клеток, выбрасываемых немедленно после свя-зывания аллергена с IgE на FcfRI, в первую очередь гиста-мина. Поэтому симптоматика ОРФ может быть купированаантигистаминными препаратами. ОПФ — результат действиямедиаторов тех же активированных тучных клеток, но другихмедиаторов, для синтеза и секреции которых требуется не-сколько часов, — метаболитов арахидоновой кислоты (лейко-триены, простагландины, PAF) и цитокинов (IL-4, -13, -8,-1, -5, -6 и -3; TNF; GM-CSF). Липидные медиаторы ответ-ственны за длительную обструкцию дыхательных путей за счеткак бронхоспазма, так и повышенного отделения слизи. Ци-токины ответственны за хемотаксис, экстравазацию, актива-цию лимфоцитов (в первую очередь Th2), эозинофилов инейтрофнлов (табл. 14.4).

Лейкотриены D4, С4 и Е4 в совокупности патофизиологиназывают медленно реагирующей субстанцией анафилаксии.

341

Чтобы в дальнейшем были понятны точки приложениялекарственных препаратов, приведем основные биохимическиепути синтеза липидных медиаторов тучных клеток.

Из фосфолипидов мембран клетки под катализом фосфо-липазы А2 образуется арахидоновая кислота. Из нее как изсубстрата под катализом разных ферментов образуются разныепродукты: под катализом 5-липоксигеназы — LTA4. Из LTA4

под катализом 1ЛА4-гидролазы образуется LTB,, а под ката-лизом ЬТС4-синтетазы — LTC4, LTD4 и LTE4. Под катализомциклооксигеназы из той же арахидоновой кислоты образуют-ся простагландины.

LTB4 является весьма сильным хемоаттрактантом для ней-трофилов и эозинофилов.

В патогенезе бронхиальной астмы эозинофилам принадле-жит особая роль как клеткам-эффекторам деструкции тканей.IL-5, GM-CSF и IL-3, продуцируемые в повышенных коли-чествах у больных Тп2-лимфоцитами и активированными туч-ными клетками, являются активаторами как эозинофилопоэ-за в костном мозге, так и зрелых эозинофилов на месте — втканях дыхательных путей. Активированные эозинофилы, какмы помним, продуцируют и секретируют по сигналу с IgEна FcfRII несколько высокотоксичных белков (ЕСР, МБР,ЕРО), а также LTC4. Кроме того, пероксидаза эозинофилов(ЕРО) катализирует образование супероксидного аниона иперекиси водорода, а также гипохлорной кислоты. Эозинофи-лы секретируют эти метаболиты в свое микроокружение, чтов совокупности вызывает повреждение тканей, в том числегибель эпителия. Кроме того, стимулированные IL-4 Th2 на-чинают вырабатывать повышенные количества TGF/?, чтостимулирует миофибробласты к пролиферации и продукцииколлагенов III и V типов в интерстициальных пространствахпод базальной мембраной. В результате нарушается водно-со-левой обмен и эластичность в тканях воздухопроводящих пу-тей.

Д и а г н о з аллергической бронхиальной астмы ставят посовокупности данных анамнеза, физикально выявляемым сим-птомам, по данным лабораторного анализа на аллергенспе-цифические IgE или/и кожных проб с предполагаемыми ал-лергенами, инструментального обследования параметров фун-кции внешнего дыхания (патогномоничен для астмы параметробъема форсированного выдоха ОФВ). Подозрение именно нааллергическую этиологию бронхиальной астмы возникает,если у пациента уже есть диагноз других проявлений атопии,в первую очередь аллергического ринита.

В случае обнаружения «причинных» аллергенов возможнопровокационное исследование с вдыханием дозированныхколичеств аллергена и измерением ОФВ, что позволяет выя-вить ответы ранней и поздней фаз и тем самым подтвердить

342

диагноз и оценить степень тяжести заболевания. Однако сле-дует иметь в виду, что некоторые тяжелобольные, у которыхесть ОПФ, могут в результате такого диагностического обсле-дования войти в status asthmaticus и намного недель или ме-сяцев потерять работоспособность.

Л е ч е н и е . Программа лечения складывается из трех боль-ших направлений:

1) улучшение функции внешнего дыхания и снижение не-специфической реактивности бронхов за счет направленнойинтенсивной противовоспалительной терапии дыхательных пу-тей;

2) строгий самоконтроль пациента своего поведения сцелью избегания контактов с аллергеном, а также неспеци-фическими факторами раздражения бронхов (холодный воз-дух, табачный дым, острые запахи, запыленность и т.д.)

3) кризис-план. Поскольку заболевание бронхиальной астмойчревато смертельным приступом удушья, у каждого больного всознании и на бумаге должен быть разработанный врачом планэкстренных мер по спасению жизни, которые можно попытатьсяреализовать вне стационара (там, где случится приступ).

П р о т и в о в о с п а л и т е л ь н а я т е р а п и я . Уже много летосновным (и патогенетически обоснованным) лечением брон-хиальной астмы являются кортикостероиды. Нечасто, но бы-вают случаи стероидрезистентной бронхиальной астмы. Онипредставляют большую проблему для лечения, чем случаи,курируемые стероидами. Стероидные гормоны давно извест-ны своим противовоспалительным действием. Чтобы диффе-ренцировать случаи стероидрезистентной астмы (если возник-ли такие подозрения), назначают 2-недельный курс предни-золона перорально: при стероидчувствительной форме насту-пает видимое улучшение. В последние годы для основногокурса лечения применяют ингаляторные лекарственные фор-мы стероидов (топические), например беклометазон дипропи-онат (beclomethasone dipropionate), будезонид (budesonide),флютиказон (fluticasone). Однако не следует забывать, что итопические стероиды (кроме флютиказона) всасываются сослизистых оболочек и при дозах 1600—2000 мкг в день придлительном применении могут вызывать типичные побочныеэффекты (остеопороз, истончение кожи, задержку роста удетей и др.). Поддерживающую терапию топическими стерои-дами обычно проводят дозами 200—1600 мкг 2 раза в день.Эффект оценивают по объему форсированного выдоха и уров-ню неспецифической реактивности бронхов. Иногда непрерыв-ный курс стероидов продолжается до 6 мес в году, в тяже-лых случаях — перманентно. В острой ситуации приступа илив тяжелых хронических случаях назначают перорально пред-низолон в дозе 30—40 мг в течение 5 дней с постепенным

343

уменьшением доз в последующие 10 дней до минимальныхклинически значимых (10—20 мг, лучше 7,5 мг). Клиническийответ на ударную дозу преднизолона должен проявиться ужечерез 2 ч и достигнуть максимума примерно через 16 ч. Такаядоза перорально входит в кризис-план. Краткосрочная перо-ральная терапия преднизолоном вызывает незначительныепобочные эффекты (задержка жидкости в организме, голов-ная боль) и не всегда.

Альтернативными противовоспалительными препаратами прибронхиальной астме являются кромогликат (cromoglycate) илинедокромил (nedocromil) натрия. Кромогликат натрия (Intalforte) применяют в виде ингаляции твердого порошка по 10—20 мг 4 раза в день. Препарат не метаболизируется, эффектдостигается быстро, продолжается 2—6 ч. Обычно эти препа-раты назначают на период вынужденной экспозиции с аллер-генами (например, на период цветения «причинных» расте-ний), на период физических нагрузок, холодного временигода, после вирусных инфекций. Механизм действия этих пре-паратов неизвестен. Предполагали, что они являются стабили-заторами мембран тучных клеток, но «молекулярных» доказа-тельств этому предположению нет. Кромогликаты на физиоло-гическом уровне ингибируют активность блуждающего нерва(n.vagus), на клеточном уровне — транспорт ионов хлора.

Б р о н х о д и л а т а т о р ы — это средства симптоматическойтерапии. К ним относятся /?,-агонисты [сальметерол(salmeterol), формотерол (formoterol), бамбутерол (bambuterol)и другие препараты, действующие непосредственно на 02-ре-цепторы гладких мышц, вызывая их расслабление, и, следо-вательно, бронходилатацию. Обычно их назначают во времяприступа бронхоспазма. Эффект наступает уже через 10 мин,достигает максимума через 2 ч, продолжается 6—12 ч (в за-висимости от формы препарата и индивидуального ответа).Для /?2-агонистов типичны серьезные побочные эффекты (ги-покалиемия, тремор, тахикардия, возможна сердечная арит-мия). При назначении /?2-агонистов рекомендуют соблюдатьследующие правила:

1) монотерапия не показана, за исключением случаев еди-ничных приступов с нормальными показателями функциивнешнего дыхания вне приступа;

2) показано сочетание с топическими стероидными пре-паратами.

/32-Агонисты для перорального применения (bambuterol)являются компонентом кризис-плана и рекомендуются дляпопытки прерывания внезапно возникшего приступа.

М е т и л к с а н т и н ы — теофиллин (theophylline), амино-филлин (aminophylline) — в настоящее время в лечении аст-мы отходят на второй план. Они вызывают бронходилатирую-

344

щий эффект, усиливают мукоцилиарный клиренс бронхов, донекоторой степени улучшают сократительную способность ос-лабленных воспалением мышц бронхов, но имеют выражен-ные побочные эффекты (раздражение центральной нервнойсистемы, гипотензия, тахикардия, аритмия сердца). Тем неменее во время острого приступа астмы иногда еще приме-няют внутривенно аминофиллин. Теофиллин иногда назнача-ют в схеме поддерживающей терапии у пациентов, у кото-рых проявились побочные эффекты /?2-агонистов.

А н т и х о л и н е р г и ч е с к и й п р е п а р а т — ипратропиумбромид (ipratropium bromide, Atrovent) — относительно из-бирательно действует (снижает тонус) на ветви блуждающегонерва, иннервирующие дыхательные пути, синергичен с β2-агонистами в отношении эффекта бронходилатации. Показанв сочетании с топическими стероидами больным с призна-ками повышенного отделения слизи в дыхательные пути имучительным кашлем. Во время острого приступа астмы ат-ровент (500 мкг в аэрозольной форме, каждые 4 ч) добавля-ют к 02-агонистам до снятия приступа.

А д р е н а л и н не является средством поддерживающей те-рапии при бронхиальной астме, но, как при всех аллерги-ческих болезнях, он является средством спасения жизни вслучае острого состояния с угрозой или явлениями систем-ной анафилаксии: если процесс развития анафилаксии начал-ся, то адреналин начинают вводить внутримышечно по 0,5 млраствора в разведении 1:1000 каждые 30 мин под контролемосновных симптомов общего состояния (артериального давле-ния, явлений бронхоспазма, отеков, спазма гладкой муску-латуры ЖКТ и др.).

Таким образом, аптечка кризис-плана больного астмойдолжна содержать как минимум адреналин, преднизолон, β2-агонисты плюс индивидуальные совместимые препараты длякоррекции сопутствующих заболеваний, если таковые имеются.Кроме того, больному следует носить, например, браслет синформацией о своем заболевании и кризис-планом.

В щадящем образе жизни больного астмой имеет значениеисключение из диеты ряда продуктов, содержащих раздражаю-щие компоненты, которые могут неспецифически спровоци-ровать приступ:

1) пищевые консерванты Е220, 221,222, содержащие дву-окись серы и метабисульфит, обладающие прямым раздража-ющим действием на дыхательные пути;

2) пищевые добавки — тартразин и красители (Е102);3) пищевые продукты, содержащие гистамин;4) нитриты, глютамат натрия.

Несмотря на современный прогресс в средствах диагнос-тики и в производстве фармакологических препаратов, миро-

345

вая статистика показывает, что в последние 5 лет во многихстранах смертность от астмы возросла. Угрожающие жизниприступы могут развиваться у пациентов, клиническая кар-тина у которых расценивалась как умеренно выраженная, ане только у заведомо тяжелобольных. Выделяют следующиегруппы повышенного риска среди больных бронхиальной астмой.

1. Больные, имеющие (или имевшие) эпизоды анафилак-сии в ответ на:а) пищевые добавки (метабисульфит, глютамат натрия,

тартразины);б) лекарства (аспирин и нестероидные противовоспали-

тельные средства);в) ингаляцию двуокиси серы, табачного дыма, специ-

фических химических соединений, бытовых аэрозо-лей;

г) укусы насекомых;д) инъекции пенициллина.

2. Психически лабильные больные с выраженной повы-шенной неспецифической реактивностью бронхов, пло-хо понимающие свое состояние и недооценивающие егосерьезность, впадающие в панику, не способные при-менить кризис-план или вовсе не имеющие его.

3. Больные с рекуррентным ангионевротическим отекомгортани и языка, попавшие в специальные клиничес-кие ситуации (например, необходимость интратрахеаль-ного наркоза при хирургических вмешательствах и т.п.).

14.6. Системная анафилаксия

Системная анафилаксия — наиболее драматическое клиничес-кое проявление массивного высвобождения медиаторов изгранул тучных клеток и базофилов. Она характеризуется быс-трым наступлением симптомов (в пределах 30 мин от моментавоздействия причинного фактора) во многих органах и потен-циально смертельно опасна.

Собственно анафилаксией принято называть патологическийпроцесс, инициация которого происходит через взаимодей-ствие антиген — IgE-FctRI — тучная клетка/базофил. Но, какмы помним, дегрануляция тучных клеток/базофилоЁ можетпроисходить под действием множества других факторов, кро-ме «антигена-IgE» (см. табл. 14.1). IgE-независимые процессыпринято называть анафилактоидными. Клинически анафилак-сия и анафилактоидные реакции неотличимы, но терапевти-ческая тактика одинакова только в острый период и различ-на в межприступные периоды. Поэтому дифференциальнаядиагностика, с одной стороны, нужна, с другой — представ-ляет немалые трудности и посильна клиницистам высокой

346

квалификации. В дальнейшем при описании клинической кар-тины болезни мы будем говорить для краткости об анафилак-сии, но все то же самое применимо к анафилактоидным ре-акциям.

К л и н и ч е с к а я к а р т и н а . Анафилаксия развивается че-рез несколько минут после причинного воздействия, и смертьможет наступить через несколько минут. Но процесс можетзатянуться и на несколько часов и даже дней. Патологоана-томически наблюдают следующее:

1) отек верхних дыхательных путей (включая гортань), чтоможет привести к острому удушью;

2) бронхоконстрикцию, усиленную секрецию слизи в ниж-них дыхательных путях, субмукозный отек, застой крови,эозинофильную инфильтрацию;

3) отек легких, иногда геморрагии и ателектазы;4) системную вазодилатацию периферических сосудов,

повышение проницаемости сосудов, отеки в тканях и умень-шение объема крови внутри сосудов, соответственно резкоепадение кровяного давления, «побледнение» сердечной мыш-цы (ухудшение кровоснабжения миокарда), ишемию почек идругих внутренних органов;

5) застойные явления в печени, селезенке, стенке кишеч-ника;

6) отек кожи;7) спазмы гладкой мускулатуры мочевыводящих путей и

кишечника.

Проявления со стороны респираторной системы превалиру-ют в 70 % случаев системной анафилаксии, со стороны кар-диоваскулярной системы — в 25 % случаев.

Патогенез анафилаксии объясняется системным массив-ным выбросом медиаторов тучных клеток и базофилов (см.выше).

Клиническая манифестация анафилаксии чаще всего выгля-дит следующим образом: сыпь, часто в виде крапивницы;симптомы ринита и конъюнктивита; ангиоэдема, особенно вобласти лица и шеи, верхних дыхательных путей и конечно-стей; симптомы астмы; рвота, диарея и колики в животе; не-произвольное мочеиспускание, гипотензия. Могут наблюдать-ся также цианоз, аритмия сердца и потеря сознания.

При IgE-опосредованной анафилаксии на пищевые аллерге-ны симптомы могут развиваться во времени двухфазно: пос-ле первичной манифестации наступает относительно бессим-птомный период, а за ним вновь симптоматический и, какправило, более тяжелый и продолжительный; в некоторыхслучаях больных поддерживают на искусственной вентиляциилегких и на вазопрессорных препаратах в течение несколькихдней и даже недель.

347

Из «причинных» аллергенов системную анафилаксию вызы-вают, как правило, 3 типа: яды жалящих насекомых (пере-пончатокрылых — пчел и ос), пищевые аллергены и лекар-ственные препараты. При этом анафилаксия на укусы насе-комых незначительно коррелирует с атопией, на пищевые ал-лергены —коррелирует в высокой степени.

Как всякая пищевая аллергия, системная анафилаксия напищевые аллергены чаще поражает маленьких детей, но мо-жет быть и у взрослых, особенно с тяжелыми воспалитель-ными заболеваниями ЖКТ. В раннем детстве (до 3 лет) наи-более часто «причинными» продуктами бывают яйца, коро-вье молоко, соя, в более старшем возрасте и у взрослых —арахис, древесные орехи (бразильский, фундук, грецкий), ра-кообразные. В случае истинной аллергии на пищевые продук-ты тесты на специфические IgE сильно положительны. Ана-филаксию могут вызвать следовые количества специфическихаллергенов (запахи, следы на посуде).

Специального внимания при сборе и анализе анамнеза, атакже специальных приемов физикальной диагностики требу-ют случаи анафилаксии, инициируемой физическими факто-рами: холодовой, связанный с физическими нагрузками (осо-бенно после приема определенной пищи).

Лечение. В остром периоде системная анафилаксия требуетэкстренных, часто реанимационных мер.

Если ведущим симптомом является бронхоспазм, то впервую очередь применяют аэрозольные формы бронходи-лататоров (/?2-агонистов). Если симптоматика тем не менеепродолжает нарастать и присоединяются сосудистые явле-ния, то применяют кислородную маску и адреналин внут-римышечно [по 0,3—0,5 мл раствора 1:1000 (у детей по0,01—0,015 мл/кг) с интервалами 5—10 мин под контролемответа организма]. Внутривенное введение адреналина резер-вируют на случай развития тяжелого шока или респиратор-ной асфиксии (кроме того, внутривенное введение адрена-лина может вызвать аритмию сердца). При внутривенномвведении применяют метод инфузии раствора в разведении1:10 000 со скоростью не больше 1 мл/мин. В тяжелых слу-чаях адреналин вливают с большим объемом кровезамени-телей (предпочтительны коллоидные растворы типа поли-гелина) в течение нескольких часов в дозе 5—15 мкг/мин.В остром периоде антигистаминные препараты и кортико-стероиды неэффективны, и применять их не имеет смысла.Однако для профилактики поздней фазы стероиды иногдаиспользуют.

В межприступном периоде в случае удачной диагностики,выявившей этиологические фактор(ы), главное — строго из-бегать контактов с аллергеном, холодом и другими провоци-рующими воздействиями. В случае анафилаксии на укусы пе-

348

репончатокрылых насекомых эффективна специфическая им-мунотерапия в течение 3—5 лет (иммунизация специфическимантигеном в течение 4—6 нед 1 раз в 1 год).

14.7. Пищевая аллергия

пбсуггим] ^тп_ такое ^(ишевая аллергия, поскольку онаособенно трудна для корректной диагностики: ее неоохоттимгГотличать от явлении непереносимости тех или иных ПРОДУК-ТОВ"^ основе_которой~ лежит дефицит пищеварительных фер-менТбв или кофакторов пш.пр.иярр.ния'). а также от проявле-

' пиши4—~3ря~1}иагностики именн^аМергиит\ пищу необходимо:

1) четко выявить воспроизводимость патологических сим-птомов в «слепых» провокационных тестах на инкапсулиро-ванные пищевые антигены;

2) методами лабораторной диагностики показать наличиеиммунных механизмов патогенеза.

Пищевая аллергия встречается у 4—6 % детей в возрастедо 3 лет, у 1—2 % детей более старшего возраста и менеечем у 1 % взрослых. Склонность детей младшего возраста кпищевой аллергии объясняется тем, что у детей выше про-ницаемость кишечного барьера для нерасщепленных пищевыхвеществ. Если аллергия проявляется в возрасте до 2—3 лет,

! то, как правило, к подростковому возрасту человек из нее^«вырастает» (укрепляется пищеварительнмй_б^рьеп и жлрни-"ч^ские сТШптОТгы аллергии исчезают! ВеМГ%лертия^ йрояв-^ляется у ребенка после 3 лет, то вероятнос^ктого, что он изнее «вырастет», меньше.ч__

Наиболее ра^спространенные пищевь1Б~аллергеньПтредстав-ляют собой гликЪнротеиды с молекулярной массой 18 000—36 000. Они устойчивы к термия^яшй"обработке^^кислой_среде. Для 80—90 % детей с пищевой аллергией^йритатшё"'^аллергены содержатся в небольшом числе продуктов — это,1Гйца, молоко, арахис, соя, пшеница. Для большинства взрос-

г~лы'х аллергенны арахис, ракообразныег ры5а. _1Непереносимость пищевых продуктов проявляется головной

болью, недомоганием, вялостью, миалгией. Нередко отмеча-ют симптомы, неотличимые от аллергии: крапивница и режеангиоэдема.

К л и н и ч е с к и е п р о я в л е н и я пищевой аллергии у де-тей — это чаще всего экзема и жблудочно-кишечные рас-стройства^Нри высоком уровне аллергенспецифических IgE

"ТтрТТТТСТПад нии аллергена per os вероятны острые проявле-ния: оте*?губ, языка и горла; чувство жжения, затем рвота,спазмы в животе, боль и диарея. По мере всасывания аллер-гена и распространения его по организму могут развиться ге-

349

нерализованная крапивница, бронхоспазм, в тяжелых случа-ях — системная анафилаксия.

Отрицательные даяные~лабораторных анализов на IgE-ан-титела к пищевым аллергенам имеют большое диагностичес-кое значение в плане исключения аллергической природызаболевшиярДля подтверждения диагноза пищевой аллергии

Хнайболёеинформативны слепые, контролируемые плацебопровокационные тесты. Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й диагнозпоставить трудно, помогает высокоточная лабораторная диаг-ностика.

Лечение. Элиминационная диета, причем исключают нетолько продукты, в которых выявлены специфические аллер-гены, но и довольно много продуктов, содержащих факторынеспецифической дегрануляции тучных клеток: природныесалицилаты, консерванты (двуокись серы, метабисульфит),пищевые добавки (тартразин, красители и др.). В случае аст-матических проявлений пищевой аллергии применяют опи-санное выше противоастматическое лечение, в случае общейанафилаксии — описанную выше интенсивную терапию, вслучаях, когда ведущим проявлением служит крапивница, —соответ£ащаощее лечение (см. далее).

•""""Анализ значения пищевых продуктов в этиологии заболе-вания начинают после сбора анамнеза с апробации элимина-ЦИОННЫХ диет, fi nqpRym очервгть

ц е н н ы м содержанием природных салицилатов, пищевыхсервантов и й Ш 5 Ъ й ~ 1 Д

Нй Яр

нимумНйя Я—4салицилаты, консерванты и красители^

ТКГТфидуктам" со "значительным количеством природных" сали-цилатов относятся многие фрукты и овощи (малина, краснаясмородина, черная смородина, вишня, слива, ананас, апель-сины, мандарины, грейпфрут, киви, авокадо, томаты, бак-лажаны, огурцы, арбуз и др.), травы и приправы (мята, ук-роп, острые перцы и др.), мед, чай, натуральный кофе,цикорий, вина (портвейны, ликеры, сухие вина, ром), пиво.Не следует также забывать, что салицилаты могут быть впарфюмерных изделиях, зубных пастах, а также в медикамен-тах (аспирин и др.). Таким образом, на период испытанияэлиминационной диеты надо тщательно подобрать средстваличной гигиены и медикаменты и исключить все, чтосодержит салицилаты. Кроме того, следует избегать бытовыхаэрозолей и прочей бытовой химии.

Консерванты добавляют во все коммерческие продуктыпитания длительного хранения: во фруктовых соках исполь-зуют бензоаты, в сухофруктах — сорбат или двуокись серы, вмясных изделиях — нитриты, в продуктах, содержащих дрож-жи, — пропионат, в жиросодержащих продуктах — антиок-сиданты.

Пищевые красители (тартразин, эритрозин и др.) исполь-iyioT во многих коммерческих продуктах.

Производители обязаны уведомлять на этикетках изделийо содержании конкретных консервантов и красителей.

При первой попытке применения элиминационной дие-ты исключают все коммерческие продукты длительного хра-нения (консервированные, сушеные) и составляют меню изосновных свежеприготовленных продуктов (говядина, бара-пина, свинина, домашняя птица без кожи, крольчатина,свежая рыба, яйца, любая крупа, кроме кукурузы, свежеемасло без антиоксидантов, бананы, груши, петрушка, чес-нок и т.п.), не применяя перечисленные выше продукты свысоким содержанием природных салицидатов. Если через3—4 нед диагностически значимый результат не получен,то еще на 2—3 нед назначают более «узкую» диету. Напри-мер, разрешены баранина, телятина, домашняя птица безкожи, яйца, подсолнечное масло без тепловой обработкии антиоксидантов, белый картофель, белый рис, саго,пшеничные хлопья, груша без кожуры, белый сахар, изприправ — соль, петрушка, лимонная кислота. Исключенывсе виды соленого и обработанного мяса (колбасы, ветчи-на и т.п.), сыры, все виды маргаринов и масел с антиок-сидантами, все фрукты (кроме очищенной груши), другиекрулы, мед, заменители сахара, уксус, специи, натураль-ный лимонный сок. Если и в данном случае диагностичес-ки значимый результат не получен, пробуют элиминациок-ные диеты с исключением каких-либо частных продуктов,если об этом есть данные в анамнезе больного. Если при-ч и н н ы й ^ ) продукт(ы) не выявлен(ы), то, вероятно, убольного не пищевая аллергия и значение пищевых продук-тов в этиологии невелико.

Есть еще такое редкое проявление иммуноопосредованнойпатологии ЖКТ, как эозинофильный гастроэнтерит. Как пра-вило, он бывает у пациентов с тяжелой атопией. Слизистыеоболочки желудка и кишечника инфильтрированы эозинофи-лами. К л и н и ч е с к и болезнь проявляется хроническими илирекуррентными желудочно-кишечными симптомами, сопро-вождаемыми мальадсорбцией, железодефицитной анемией,иногда асцитом. Л е ч а т кортикостероидами, per os кромо-гликатом натрия и кетотифеном.

14.8 Крапивница и ангиоэдема

Крапивница — четко очерченный процесс в коже в виде зудя-щих папул или пузырей размером от нескольких миллиметровдо нескольких сантиметров с эритематозом по перифериипузырей и между ними. Крапивница развивается быстро пос-ле этиологического воздействия. Острая крапивница самораз-

351

решается в течение нескольких часов. Встречается рекуррент-ная хроническая крапивница.

Ангиоэдема — отек подкожных и субмукозных тканей, пре-имущественно в области головы, шеи, ладоней рук, подошвстоп и половых органов. В 45 % случаев ангиоэдема сочетает-ся с крапивницей, так как они имеют общий патогенез.

Крапивница и ангиоэдема в той или иной форме поража-ют не менее 15—25 % всех людей.

Крапивница и ангиоэдема представляют собой локализо-ванные в отдельных участках дермы или в подкожных и суб-мукозных тканях отеки и покраснения, обусловленные рас-ширением сосудов микроциркуляции и повышением их про-ницаемости для жидких компонентов сыворотки крови поддействием на них гистамина, гепарина и нейтральных проте-аз, секретированных из тучных клеток. На биопсии кожибольных хронической крапивницей в периваскулярной соеди-нительной ткани выявляют в 10 раз больше тучных клеток ив 4 раза больше Т-лимфоцитов, чем в норме. В случаях ост-рой крапивницы клеточного периваскулярного инфильтратанет. Вероятно, фактором, предрасполагающим к крапивнице,является дефицит биохимических механизмов распада гиста-мина в межклеточной соединительной ткани (клиренс гиста-мина).

Выброс гистамина из тучных клеток при крапивнице так-же может зависеть от «аллергена-IgE-FcfRI», но может зави-сеть и от любых других факторов, способных вызвать дегра-нуляцию тучных клеток (см. табл. 14.1).

Более 70 % всех случаев крапивницы являются хронически-ми или рекуррентными. Большинство же случаев хроническойкрапивницы — не истинная аллергия, т.е. не зависят от ка-ких-либо аллергенов. Как уже отмечалось, в большинстве слу-чаев хронической крапивницы дегрануляцию тучных клетоквызывают аутоантитела к рецептору FceRI. При отсутствииспециальных методов лабораторного выявления таких аутоан-тител свидетельством их присутствия в крови больного мо-жет быть появление пузырей и покраснения кожи при инт-радермальном введении небольших количеств собственнойсыворотки больного.

У 20—30 % больных с хронической крапивницей имеетсяи васкулит. В таких случаях кожные симптомы могут держать-ся не менее 24 ч, обычно 3—7 сут. Зуд может быть, но уме-ренный, превалирует чувство потепления или жжения в оча-гах. После исчезновения проявлений крапивницы как таковойна ее месте остаются синяки или окрашенные пятна. У 70 %таких пациентов имеются также симптомы артралгии и арт-рита, а также возможны боли в животе, тошнота, общаяслабость или даже лихорадка. СОЭ обычно повышена и опре-деляется С-реактивный протеин.

352

Этиологическим фактором рекуррентной ангиоэдемы без кра-пивницы (наследственный ангионевротический отек) можетбыть генетический дефект компонента системы комплемен-та — С1-ингибитора. Нормальные концентрации С1-ингиби-тора в сыворотке составляют 18—22 мг/л. С1-Ингибитор яв-ляется ингибитором сериновых протеаз, причем не толькокомпонентов комплемента Clr и Cls (для них он единствен-ный ингибитор), но также кининовой системы и фибрино-лиза (факторов ХПа, XHf). При дефиците С1-ингибитора по-вышены активность системы комплемента в целом, а такжепродукция вазоактивного брадикинина. Именно брадикинин иответствен за незудящую (гистамина нет) ангиоэдему. Дляпрофилактики и поддерживающей терапии назначают андроге-ны, которые, как оказалось, усиливают транскрипцию итрансляцию С1-ингибитора: danazol 400—600 мг/сут илиstanozolol 4—6 мг/сут. При острой атаке необходима замести-тельная терапия свежезамороженной плазмой или концентра-том С1-ингибитора. Инъекция такого концентрата показана иперед стоматологическими манипуляциями, операциями вобласти рта и гортани или перед интубацией.

Редко, но встречаются случаи ангионевротического отека,в основе которого лежит не дефект гена С1-ингибитора, а по-явление в организме инактивирующих анти-С1-антител. В этойситуации показана иммуносупрессирующая терапия.

Острая крапивница составляет около 30 % всех случаевкрапивницы и, как правило, имеет аллергическую природу,т.е. есть специфический(е) аллерген(ы). Различают крапивни-цу на пищевые аллергены (чаще других аллергены яиц, мо-лока, орехов, ракообразных), контактные аллергены (латекс,растительные и животные продукты), медикаменты (пеницил-лин, сульфаниламиды).

Преходящая крапивница характерна для вирусных инфекций,вызванных, например, вирусами гепатита В и вируса Эпштей-на — Барр.

При переливаниях крови и введении кровепродуктов (на-пример, иммуноглобулинов) может произойти излишняя ак-тивация системы комплемента иммунными комплексами, ианафилатоксины С5а и СЗа вызовут дегрануляцию тучныхклеток, в том числе в микроциркуляторном русле кожи, чтопроявится крапивницей. Крапивницу могут вызвать физичес-кие факторы: сдавление, холод, перегрев, инсоляция, вибра-ция, физические нагрузки.

Среди лекарственных веществ есть такие средства, которыеспособны вызвать дегрануляцию тучных клеток напрямую, безучастия IgE-антител и соответственно лекарственную, но неаллергическую крапивницу: аспирин, нестероидные противо-воспалительные препараты (напроксен, индометацин и др.),радиоконтрастные препараты, местные анестетики.

12 - 544 353

Есть компоненты пищи, способные также без участия IgE,напрямую вызвать дегрануляцию тучных клеток. Это все те жепродукты, богатые природными салицилатами, а также кон-серванты (двуокись серы, метабисульфит) и пищевые добав-ки (тартразины, бензоаты и др.). Этих продуктов следует из-бегать всем пациентам, причем как с истинной аллергенза-висимой аллергией, так и с псевдоаллергией. Выше приведенкраткий список нерекомендуемых продуктов.

Бывает и так называемая холинергическая, или нейрогенная,крапивница (крапивница на нервной почве). Высыпания чащеобразуются на туловище и конечностях, отмечается некото-рое повышение температуры тела и потоотделения (например,при физических нагрузках). Папулы при такого рода крапив-нице мелкие, окруженные интенсивным покраснением.

Л е ч е н и е . При всех формах крапивницы необходимы эли-минация причинного агента или воздействия, диета, «не бес-покоящая» тучные клетки, избегание перечисленных выше ле-карств, также «беспокоящих» тучные клетки. Подбор диетытребует большого труда от пациента, от семьи и от врача.

Если меры по подбору диеты оказались неэффективными,то крапивницу лечат неседативными антигистаминными пре-паратами, как правило, антагонистами Η,-рецептора для ги-стамина: astemizole, cetirizine, loratadine, terfenadine, telfast.

Индивидуальный ответ организма больного на разные ан-тигистаминные препараты может быть различен, поэтому це-лесообразно подбирать подходящий препарат. На метаболизмв печени астемизола и терфенадина значительно влияют ан-тибиотики типа эритромицина и кетоконазола, их совмест-ное применение недопустимо (осложнением может стать арит-мия сердца).

В трудных случаях хронической крапивницы может оказать-ся полезным doxepin — трициклический антидепрессант исильный блокатор Η,-рецепторов.

Также в трудных случаях к блокаторам Н.-рецепторов до-бавляют блокаторы Н2-рецепторов (ranitidine, cimetidine,famotidine). Иногда оказываются эффективны ketotifen,nifedipine, danazol.

14.9. Аллергические и неаллергические реакциина медикаменты

IgE-опосредованные аллергические реакции на медикаментывстречаются менее чем в 10 % всех случаев неблагоприятныхреакций на медикаменты. Практически все лекарства вызыва-ют побочные эффекты, у многих — весьма серьезные, мно-гие — просто токсичны. Среди неспециалистов-иммунологовсловосочетание «аллергия на лекарство» используют гораздочаще, чем есть именно аллергия, а не иной по механизму

354

неблагоприятный эффект. Поэтому для дифференциальнойдиагностики лекарственной аллергии необходимы специаль-ные лабораторные исследования на наличие иммунных меха-низмов в патогенезе патологического процесса. Не менее чему 30 % пациентов развиваются какие-либо отрицательныереакции на лекарства, угрожающих жизни из них около 0,2 %.

Аллергию с механизмом I типа подозревают в случае на-личия следующих признаков:

1) в анамнезе есть сведения о приеме данного (или пере-крестно реагирующих) препарата в прошлом;

2) острая атака возникает при попадании в организм ми-нимальных доз;

3) симптомы развиваются вскоре после приема препарата(в пределах 30—45 мин) и по проявлениям похожи на аллер-гию немедленного типа любой этиологии (на пищевые анти-гены, укусы насекомых).

Кожные прик-тесты или их аналог in vitro (определениеспецифического IgE) могут быть информативны, как пока-зывает практика, только в отношении следующих препаратов:пенициллина, цефалоспорина, противотуберкулезных средств,квинидина, инсулинов, антиконвульсантов, мышечных релак-сантов, местных анестетиков. Диагностическое значение име-ет определение триптазы тучных клеток в сыворотке крови.Тест на высвобождение гистамина практического диагности-ческого значения в данном случае не имеет.

Если результаты лабораторных методов не дают четкогоответа, а какой-то препарат под подозрением, но есть серь-езные клинические показания для его применения, то тера-певтическую дозу не следует вводить одномоментно: препа-рат начинают вводить минимальными дозами с интервалами20—30 мин и, если не возникает осложнений, «добираются»до терапевтической дозы.

Иммуноопосредованные реакции чаще всего встречаются вотношении следующих медикаментов: пенициллина, сульфон-амидов, тиазидов, цефалоспоринов, противотуберкулезныхсредств, мышечных релаксантов, противосудорожных средств,тиопентала, квинидина. Эти препараты способны связыватьсяс белками сыворотки или поверхности клеток и выступать вроли гаптенов. В качестве полных антигенов иммунная систе-ма способна распознавать такие препараты, как гормоны иферменты (инсулин, АКТГ, химопапаин и др.). Антибиотикииз группы β-лактамов вызывают 40—50 % всех случаев не-благоприятных реакций, аспирин и нестероидные противовос-палительные препараты (ингибиторы циклооксигеназы) —17—27 %, психотропные препараты — 10—12 %.

Частый и беспорядочный прием препарата располагает кразвитию на него IgE-ответа.

12* 355

Существенный клинический факт состоит в том, что на-личие вирусных инфекций является сильнодействующим ко-фактором для развития тяжелых реакций на лекарства. Напри-мер, если обычно в ответ на ампициллин макулопапулезнаясыпь развивается примерно у 5 % пациентов, то у пациентовс инфекцией вирусом Эпштейна — Барр — в 70—100 % слу-чаев. При введении пенициллина иммунологические реакцииразного рода возникают примерно в 8 % случаев, но у ин-фицированных вирусом Эпштейна — Барр в 100 % случаевпоявляется как минимум макулопапулезная сыпь. Аналогично,если обычно на триметоприм-сульфонамиды кожные реакциивозникают у 3 % пациентов, то у ВИЧ-инфицированных набессимптомной стадии — в 12 % и больных СПИД — в 30—70%.

IgE-опосредованные анафилактические реакции развивают-ся чаще всего в ответ на антибиотики из группы β-лактамов,блокаторы нервно-мышечной передачи, а также, что ожида-емо, на продукты крови.

Анафилактоидные реакции без участия IgE, но зависящиеот выброса медиаторов из тучных клеток и базофилов в ре-зультате иного воздействия (а именно, прямого воздействиялекарственного препарата) развиваются в ответ на аспирин,нестероидные противовоспалительные средства, радиоконтра-стные препараты. Кроме того, некоторые препараты крови(например, иммуноглобулины) при введении в кровь боль-ного способны активировать систему комплемента, и образу-ющиеся анафилатоксины С5а и СЗа, как известно, могут вы-звать дегрануляцию тучных клеток.

У некоторых больных образуется значительное количествоIgG-антител к пенициллину, который способен сорбировать-ся на эритроцитах. В этой ситуации при введении больших дозпенициллина может развиться острая гемолитическая анемия.

III тип повреждающих реакций по Джеллу и Кумбсу —образование иммунных комплексов — если развивается, точерез 1—3 нед от начала приема лекарства. Проявляется сим-птомами лихорадки, общей слабости, крапивницы, артралгии.Реакции такого рода бывают на ксеногенные сыворотки, ан-тибиотики из группы /?-лактамов, сульфонамиды, стрептоми-цин, тиоурацил, гидантоин, аминосалициловую кислоту.

Органоспецифическая манифестация неблагоприятных реак-ций на медикаменты. Кожа. Наиболее частые проявления накоже реакции организма на медикаменты типа Д-лактамов,сульфонамидов, антиконвульсантов выглядят как макулопапу-лезная сыпь, эритематоз или кореподобная сыпь. Но бываюти более травматичные проявления: erythema multiforme, экс-фолиативный дерматит, везикулярная (в том числе крупно-волдырная) сыпь; фотосенсибилизация. Зуд и крапивница сангиоэдемой нередко развиваются не по иммунологическим

356

механизмам, а в результате прямой дегрануляции тучных кле-ток под действием медикамента (аспирин, нестероидные про-тивовоспалительные) .

Редко вслед за erythema multiforme патологический процессв коже прогрессирует в сторону генерализации, в него вов-лекаются слизистые оболочки — развивается фебрильный сли-зисто-кожный (mucocutaneous) синдром, называемый синдро-мом Стивенса — Джонсона (Stevens — Johnson). Кроме зна-чительно выраженной erythema multiforme на коже и слизис-тых оболочках, развиваются лихорадка и явления общей ин-токсикации. В наиболее тяжелых случаях, которые названысиндромом Лайела (Lyell), патологический процесс охватываеткожный покров тотально, слизистые оболочки глаз, генита-лий, развивается эпидермальный некролиз, эпидермис отсла-ивается и сбрасывается. В среднем при синдроме Лайела ле-тальность составляет до 35 % (рис. 14.1). Чаще других указан-ные проявления вызывают сульфонамиды, триметоприм-суль-фаметоксазол, барбитураты, фенитоин, аспирин, нестероид-ные противовоспалительные средства. Иммунопатогенез малоизучен. Как правило, описанные клинические симптомы раз-виваются через 1—3 нед от начала приема препарата. В био-псийном материале из очагов поражения кожи находят вповышенном количестве CD8+ Т-лимфоциты.

Л е ч е н и е проводят в режиме реанимации. Защитить об-наженную дерму от инфекции удается в условиях стерильныхпалаток (типа противоожоговых) и с помощью интенсивнойпротивомикробной медикаментозной терапии. Вводят большиеобъемы кровезаменителей, глюкокортикоиды. Чрезвычайноважны местное противовоспалительное и эпителизирующеелечение кожи и слизистых оболочек, профилактика их сра-щения.

Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й д и а г н о з приходится прово-дить с буллезной формой пемфигоида, герпетиформным дер-матитом, генерализованным герпесом кожи и слизистых обо-лочек, генерализованными васкулитами, пустулезной формойпсориаза.

Легкие. Из реакций легких на медикаменты наиболее изве-стна реакция на нитрофурантоин, выражающаяся сначала ввиде интерстициальных инфильтратов, которые затем могутпрогрессировать в пульмонарный фиброз. Сходные осложне-ния связаны с приемом блеомицина, фенитоина, метотрек-сата.

Печень. Осложнения со стороны печени характерны приприеме эстрогенов, хлорпромазина, фенитоина, галотана,сульфонамидов, ацетоаминофена.

Кровь. Гемолитическая анемия встречается в связи с при-емом пенициллина, квинина (quinine), квинидина (quinidine),нитрофурантоина (nitrofurantoin). Тромбоцитопения возможна

357

Рис. 14.1. Больной с синдромом Лайела.А. Острая стадия. Синдром Лайела, или острый тотальный эпидермальныйнекролиз, развился в ответ на введение в организм терапевтических дознестероидного противовоспалительного препарата пиразолонового ряда. Какправило, патологический процесс проявляется через 1—3 нед от начала приемапрепарата. Первым симптомом неблагополучия бывает erythema multiforme. Еслипроцесс затрагивает слизистые оболочки, то это состояние называют синдромомСтивенса — Джонсона. Вероятность быстрого прогрессирования его в тоталь-ный острый эпидермальный некролиз велика. Дифференциальный диагноз до-статочно сложен и его необходимо проводить по крайней мере сгенерализованной герпетической инфекцией кожи и слизистых оболочек, бул-

358

при приеме квинина, квинидина, седормида (sedormid). Ме-ханизм известен: препараты или их дериваты сорбируются наповерхности клеток, в ответ на них, как на гаптены, орга-низм вырабатывает антитела, которые связываются с антиге-ном на поверхности клеток, активируют комплемент и фаго-цитоз, что в свою очередь разрушает клетки.

Рассмотрим отдельные препараты.Пенициллин. Реальная частота иммунологических реакций на

пенициллин неизвестна, предположительно около 8 %, нопри наличии инфекции, вызванной вирусом Эпштейна —Барр, она составляет 100 %. Клиническая манифестация мо-жет проявляться (в порядке убывания частоты): сыпь на коже,лихорадка, бронхоспазм, васкулиты, эксфолиативные дерма-титы, синдром Стивенса — Джонсона, анафилаксия. Еслиреакции проявляются в первые 3 дня от начала приема пре-парата, то это чаще всего анафилаксия, крапивница, ангио-эдема, бронхоспазм. В более поздние сроки отмечаются гемо-литическая анемия, нейтропения. Анафилаксия развивается в0,04% случаев, летальность составляет 0,001 %. ВыявляемостьIgE-сенсибилизации к пенициллину не превышает 80 %. Еслиу человека аллергия на пенициллин, то вероятность реакцийна другие антибиотики у него на порядок выше, чем в сред-нем в популяции. С течением лет человек может перестатьболеть аллергией на пенициллин. Возможна десенсибилизацияметодом специфической иммунотерапии.

Ампициллин и амоксициллин. Макулопапулезная сыпь на кожев связи с приемом этих препаратов обычно появляется толь-ко при инфекции, вызванной вирусом Эпштейна — Барр илицитомегаловирусом, а также у больных хроническим лимфо-лейкозом. Как правило, IgE-антител нет даже в тех случаях,когда кожные проявления напоминают крапивницу. Сыпь дер-жится около 1 нед.

Цефалоспорин и другие антибиотики группы β-лактамов.Перекрестная реактивность препаратов этой группы с пени-циллином составляет 10—50 %. Наименее реактогенны новыепрепараты этой группы — карбапенем (carbapenem) и моно-бактам (monobactam).

Сульфонамиды вызывают реакции в виде макулопапулезнойсыпи, иногда сопровождающейся лихорадкой примерно у 3 %

леэной формой пемфигоида, генерализованными васкулитами, пустулезнойформой псориаза. Лечение возможно, но требует специально оборудованногостационара со стерильными палатками, аппаратами искусственной вентиля-ции легких, оборудованием и медикаментами для интенсивной терапии, атакже специально подготовленного персонала. Б. Тот же пациент после лечения.Фотографии представлены лечащим врачом, заведующим отделениемреанимации и интенсивной терапии Института иммунологии МЗ РФ, докт. мед.наук Т.В.Латышевой.

359

пациентов, при наличии ВИЧ-инфекции — у 30 % или боль-ше в зависимости от стадии инфекции. Перекрестная реактив-ность противомикробных сульфонамидов ожидаема с препа-ратами той же природы, но иного назначения — с диурети-ками, сахаропонижающими средствами, диаксозидом.

Стрептокиназа вызывает аллергические реакции у 17 %больных. Для предварительной оценки риска рекомендуетсяпроведение кожной пробы.

Химопапаин применяют в составе растворов для контакт-ных линз, добавляют в пиво, используют для смягчения мясапри изготовлении мясных изделий. Анафилактические реакциивозникают у 1 % пациентов, которым назначают химопапаинв медицинских целях. Рекомендуется проведение кожных тес-тов или определения IgE in vitro.

Инсулин может вызывать образование против себя IgG- иIgE-антител. Для диагностики аллергического компонента па-тогенеза тех или иных неблагоприятных реакций у реципиен-тов инсулинов показаны кожные тесты и определение IgE/IgG in vitro.

Радиоконтрастные вещества вызывают анафилактоидныереакции примерно у 2 % пациентов. IgE-антитела к ним не оп-ределяются. Однако даже при умеренно выраженной клиничес-кой симптоматике возможен летальный исход. Поскольку пред-варительные анализы на чувствительность не разработаны, пе-ред применением этих средств для профилактики рекоменду-ется дать пациенту антигистаминные препараты и стероиды.

Местные анестетики в большинстве случаев вызывают ток-сические или вазовагальные реакции и менее чем в 1 % слу-чаев иммунные реакции, которые проявляются в виде дерма-тита, крапивницы, ангиоэдемы или даже анафилаксии. Диаг-ностический смысл может иметь предварительное тестирова-ние на коже (только надо предусмотреть, чтобы в препаратене содержался адреналин) или определение IgE in vitro.

При общей анестезии крапивница, бронхоспазм, тахикар-дия, гипотензия и коллапс как реакция на наркотизирующиепрепараты или миорелаксанты (suxamethnium, d-tubocurarine,gallamine, thiopental, amytal sodium, opiates) отмечаются край-не редко (1:10 000), но с летальностью 4—6 %. У чувстви-тельных пациентов рекомендуется перед общим наркозомпоставить кожные пробы или провести анализ на специфи-ческие IgE.

Кратко подытожим алгоритм терапии аллергических болез-ней.

• Дифференциальная диагностика аллергического патоге-неза заболевания: анамнез, поиск аллергена(ов) мето-дами лабораторной диагностики (определение IgE invitro) и провокационными тестами in vivo (кожные про-

360

бы; при подкожном введении малых доз аллергена про-исходит локальная дегрануляция тучных клеток и раз-вивается локальная реакция «wheal-and-flare» — пузыри,покраснение), per os капсулы с пищевыми аллергена-ми (если аллерген всасывается в кровь, то типично раз-витие крапивницы; местно в ЖКТ реакция в виде со-кращения гладких мышц приводит к рвоте и диарее),ингаляционные провокационные тесты [аллергическийринит (верхние дыхательные пути), астматический брон-хоспазм (нижние дыхательные пути), возрастание сек-реции слизи и ирритация эпителия].

• Если выявлен(ы) аллерген(ы) экзогенного происхожде-ния, то элиминация аллергена может стать радикальнымметодом лечения, если патологический процесс еще невышел в самоподдерживающиеся порочные круги илине наступили необратимые органические изменения.

• При том же условии выявления этиологического(их)аллергена(ов), но невозможности элиминировать его(их)из среды обитания рекомендуется такой эмпирическийметод, как специфическая иммунотерапия (СИТ). Онапоказана при IgE-опосредованных аллергиях и состоитв осторожной курсовой иммунизации больного в тече-ние 3—5 лет или больше малыми дозами «причинного»аллергена вне периодов обострения. У многих больныхпри этом предположительно происходит либо иммунноеотклонение в соотношении субпопуляций CD4+ Т-лим-фоцитов в сторону Till, либо супрессия продукции IgEна уровне воздействия на ингибирующие рецепторы В-лимфоцита. Точные механизмы лечебного эффекта СИТнеизвестны.

• Медикаментозная терапия показана во всех случаях ата-ки аллергического заболевания и не имеет альтернати-вы при невозможности элиминировать аллерген(ы) инеэффективности СИТ или наличии противопоказаний.Медикаментозная терапия описана выше, в разделе оконкретных нозологических единицах. Назначение каж-дого препарата объясняется представлениями о ведущихпроцессах в патогенезе. Традиционным средством аллер-гологов остаются глюкокортикоидные гормональныепрепараты (стероиды) в связи с их системным проти-вовоспалительным и «лимфоцитусмиряющим» эффектом.Следующий уровень фармакологического противодей-ствия — препараты против медиаторов тучных клеток:кромогликат и недокромил натрия, а также антигиста-минные и антилейкотриеновые средства.

Другие назначения зависят от конкретной нозологическойформы болезни, локализации ведущего и сопутствующих па-

361

тологических процессов (при бронхиальной астме — бронхо-дилататоры, при атопическом дерматите — средства, способ-ствующие заживлению кожи, при пищевых аллергиях — пре-параты пищеварительных ферментов и т.д.).

• В случаях общей анафилаксии и анафилактоидных реак-ций — cito адреналин, реанимационные меры по пока-заниям (интубация гортани, искусственная вентиляциялегких, дефибрилляция сердца), инфузии кровезамени-телей, профилактика ДВС-синдрома. После выведенияиз ургентного состояния показаны интенсивная симп-томатическая терапия и по возможности патогенетичес-кая терапия (см. выше).

• При втором типе ургентных состояний, в основе пато-генеза которых лежат иммунные механизмы реакций намедикаменты — синдромы обширных некротическихпоражений кожи и слизистых оболочек (Стивенса —Джонсона или Лайела), проводят реанимационные ме-роприятия (см. выше): стерильные палатки, противоин-фекционная терапия, глюкокортикоиды, кровезамените-ли, местная обработка слизистых оболочек для профи-лактики сращений.

Глава 15. ИММУНОКОРРИГИРУЮЩАЯТЕРАПИЯ И ВАКЦИНАЦИЯ

15.1. Принципы иммунокорригирующей терапии

Известно по крайней мере 4 способа воздействия на иммуннуюсистему.

• иммунодепрессия (антигеннеспецифическая или индук-ция антигенспецифической толерантности);

• иммуностимуляция (антигеннеспецифическая);• иммунизация заданным антигеном. Есть две разновидно-

сти, применяемые в клинической практике.А. Вакцинация (индукция иммунологической памяти пу-

тем иммунизации целевым антигеном).Б. Специфическая иммунотерапия (СИТ) аллергических

заболеваний (иммунизация специфическим аллерге-ном с целью изменения соотношения факторов лим-фоцитарного иммунитета, индуцирующих патофизи-ологические реакции аллергических процессов);

• Системная адаптация индивидуального организма к ус-ловиям внешней среды: тренировка нервно-сосудистых

362

реакций (процедуры закаливания), качественное и пол-ноценное питание, поддержание или реконструкция вслучаях нарушения естественных биоценозов между те-лом человека, его эпителиальными барьерами и микро-флорой, психологическая адаптация и тому подобное.

15.2. Иммунодепрессивная терапия

С помощью химиотерапевтических препаратов иммунодепрес-сивного назначения осуществляется наиболее разработанныйв прикладном плане фармакологический контроль иммуннойсистемы.

Иммунодепрессивная терапия в современной медициненеобходима реципиентам аллогенных трансплантатов, в тяже-лых случаях аутоиммунных заболеваний и хронического им-мунного воспаления. В экспериментах на животных иммуно-депрессию можно вызвать ионизирующим облучением, бло-кирующими моноклональными антителами к функционально-значимым молекулам лимфоцитов и химиопрепаратами.

В клинической практике используют только медикаментоз-ную иммуносупрессию. Дадим краткую характеристику исполь-зуемых в клинике иммунодепрессивных медикаментов.

Глюкокортикоиды. Они воздействуют на организм как регу-ляторы экспрессии более чем 1 % генов, являются индукто-рами апоптоза активированных лимфоцитов, кроме того, ак-тивно влияют на клетки эндотелия кровеносных сосудов. Глю-кокортикоиды в тучных клетках индуцируют синтез липокор-тина, который является ингибитором метаболизма арахидоно-вой кислоты — источника активных провоспалительных ли-пидных медиаторов (лейкотриенов и простагландинов). В це-лом глюкокортикоиды обладают комплексным противовоспа-лительным действием на организм. Их широко применяют длялечения аутоиммунных и аллергических заболеваний. В транс-плантологии их использование ограничено, так как значимуюсупрессию отторжения могут обеспечить только весьма боль-шие дозы стероидов, при которых проявляются побочныеэффекты.

Антиметаболиты. А з а т и о п р и н сам по себе неактивен, нов печени больного превращается в активное соединение — 6-меркаптопурин. Последний ингибирует биосинтез de novoпуриновых азотистых оснований, что приводит к остановкебиосинтезов ДНК и РНК. Азатиоприн тормозит функциони-рование и деление Т-лимфоцитов и гранулоцитов, мало вли-яет на В-лимфоциты. Его используют главным образом втрансплантологии. Основные побочные эффекты — нейтропе-ния, тромбоцитопения, анемия.

М е т о т р е к с а т блокирует превращение фолиевой кисло-ты в тетрафолат, необходимый для синтеза тимидиловой кис-

363

лоты. Поэтому метотрексат супрессирует биосинтез толькоДНК (не РНК) и, следовательно, пролиферацию клеток, втом числе лимфоцитов.

Цитотоксические препараты. К ним относятся алкилирую-щие агенты, блокирующие синтез ДНК в премитотическойфазе клеточного цикла. Ц и к л о ф о с ф а м и д превращается вактивное вещество только в печени. Его используют в тяжелыхслучаях васкулитов (системная красная волчанка, гранулематозВегенера и др.) и при трансплантациях костного мозга.

Х л о р а м б у ц и л отличается активным воздействием наВ-лимфоциты, его применяют преимущественно при лечениизлокачественных лимфом.

Иммунодепрессанты из грибов. Ц и к л о с п о р и н (cyclo-sporin) представляет собой высокогидрофобный циклическийпептид из 11 аминокислот. В клетках млекопитающих для негоесть рецептор — внутриклеточная молекула (белок с молеку-лярной массой 17 000), названная циклофилином (cyclophilin).Циклофилин присутствует во многих клетках организма, ноэффект циклоспорина наиболее выражен именно в Т-лимфо-цитах, где комплекс циклоспорин — циклофилин вступает вовзаимодействие с кальмодулином, который в свою очередьсвязывает калъцийневрин. Эти взаимодействия внутри Т-лимфо-цита приводят к нарушению процесса конформации (фолдин-га) факторов транскрипции, и в результате в Т-лимфоцитестановятся невозможными биосинтезы цитокинов — IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IFN-y и др. В итоге подавляется иммунное вос-паление. В настоящее время циклоспорин используют как обя-зательный препарат для иммуносупрессии при транспланта-циях органов. Его применяют при агрессивных формах ауто-иммунных болезней (псориаз, увеит, апластическая анемия,ревматоидный артрит), но следует помнить, что релапс на-ступает сразу после отмены препарата. Обычно циклоспоринназначают только в случае стероидрезистентных форм забо-леваний. На фоне циклоспорина усиленно проявляется онко-генный потенциал герпес-вирусов — Эпштейна — Барр, сар-комы Капоши и др. Неходжкинские лимфомы развиваются у1 — 10 % пациентов, получающих продолжительные курсыциклоспорина. Все чаще стала манифестировать саркома Ка-поши у реципиентов органных трансплантатов.

F K 5 0 6 — это тоже препарат из грибов, но имеющийиные структуру и акцептор в клетках млекопитающих, чемциклоспорин. FK506 в 10—100 раз сильнее, чем циклоспо-рин, подавляет биосинтез иммуноцитокинов IL-2, IL-3, IL-4,IL-5, IFN-y и др. Побочные эффекты те же, что у цикло-спорина.

М и к о ф е н о л о в а я к и с л о т а блокирует синтез пури-нов (следовательно, синтез ДНК), а также ингибирует гли-козилирование молекул адгезии (следовательно, взаимодей-

364

ствие клеток, в том числе в иммунном ответе) и пролифера-цию гладкомышечных клеток.

15-Д е з о к с и с п е р г у а л ин (15-deoxyspergualin) активноподавляет пролиферацию В-лимфоцитов и синтез иммуногло-булинов.

Р а п а м и ц и н (rapamycin) нарушает функционированиепротеинкиназ, обеспечивающих проведение сигналов внутрьклеток, в том числе лимфоцитов, блокирует пролиферациюлимфоцитов.

Б р е к в и н а р н а т р и я (brequinar sodium) ингибируетсинтезы пиримидинов, следовательно, ДНК.

15.3. Вакцинация

Вакцинация — целенаправленное введение в организм чело-века заданного антигена в неагрессивной форме и в неагрес-сивных, но иммуногенных дозах с целью индукции защитно-го иммунного ответа и формирования иммунологической па-мяти для профилактики реального инфекционного заболева-ния в будущем.

Динамика индукции иммунологической памяти при вакци-нации и реализации ее при вторичном иммунном ответе при-ведена на рис. 7.1.

Вакцинация теоретически — самый лучший метод имму-нотерапии и иммунопрофилактики. Вакцинация — это анти-генспецифичная стимуляция иммунитета. Но при вакцинацииесть свои проблемы, наиболее трудные из них мы рассмот-рим. Первая проблема — биогенное (биотехнологическое)происхождение вакцинных препаратов, одна из сторон ко-торого — применение живых аттенуированных вирусных вак-цин.

В «аттенуации» (манипуляциях по ослаблению патогенныхсвойств микроорганизмов in vitro или на животных) скрытаследующая проблема. Дело в том, что «выпуская» аттенуиро-ванного в лабораториях, но живого микроба в живые чело-веческие тела, мы не можем отменить и даже контролиро-вать дальнейшую эволюцию микроорганизма в сторону нара-стания его патогенности, генетических рекомбинаций с дру-гими микроорганизмами (а таких фактов много) с образова-нием новых форм жизни. Поэтому как бы ни хорош был за-щитный эффект живых вакцин, применяя их, никто не мо-жет реально прогнозировать персональный риск неблагопри-ятных последствий для конкретного человека, даже если боль-шинству других людей такая вакцинация не приносит види-мого вреда.

Еще одна проблема уже обсуждалась выше. Она заключа-ется в том, что вакцина — одна на всех людей в популяции,а антигенпредставляющие возможности молекул MHC-I/II у

365

каждого человека свои согласно семейной наследственности.Поэтому закономерным является то, что не каждого челове-ка в принципе может защитить какая бы то ни была стан-дартная вакцина.

Кроме того, традиционными методами изготовления вак-цинных препаратов пока не удалось получить протективныхвакцин против многих инфекционных заболеваний (в частно-сти, большинства венерических, паразитарных, многих вирус-ных). Многие применяемые вакцинные препараты содержатзначительное количество (до 90 %) примесей, ломимо целе-вого(ых) антигена(ов).

Более 20 лет в Институте иммунологии МЗ под руковод-ством академика Р.В.Петрова и академика РАМН Р.М.Хаи-това идут работы по созданию принципиально новых вакци-нирующих препаратов контролируемого содержания. В их ос-нове —определенные высокоочищенные антигены, в том чис-ле синтетические или рекомбинантные аналоги протективныхантигенов возбудителей. Но сам по себе антиген — еще невакцина. Для индукции протективного иммунного ответа су-щественно молекулярное «сопровождение» антигена или но-сители. В Институте иммунологии ведут приоритетные работыпо созданию особых полимерных молекул-носителей для це-левых антигенов. Эксперименты на животных показывают, чтоопределенные полимерные носители в составе вакцинирую-щих препаратов позволяют индуцировать значимый иммунныйответ у особей (линий животных), которые по генетическимпричинам сами по себе слабо отвечают на данный антиген(фенотипическая коррекция иммунного ответа). Прошла ус-пешные клинические испытания и получила разрешение наприменение в клинической практике трехвалентная противо-гриппозная вакцина «гриппол». Эта вакцина уже несколько летприменяется для защиты населения от гриппа. Гриппол —первая в мире вакцина, которая представляет собой химичес-кий конъюгат основного антигена вируса гриппа с полимер-ным иммуномодулятором.

Разрабатываются аналогичные вакцинные препараты про-тив бруцеллеза, брюшного тифа, лепры, туберкулеза. Этиразработки не имеют аналогов в мире.

Делом разработчиков вакцин должны стать разумное реше-ние проблем и создание вакцинирующих препаратов, удовлет-воряющих необходимым критериям:

• вакцина не должна быть источником побочной биоло-гической опасности;

• вакцина не должна индуцировать патогенные иммунныепроцессы (типа усиливающих инфекцию антител и др.);

• вакцина должна эффективно индуцировать протектив-ный иммунитет;

366

• если цель вакцинации, напротив, подавить какой-либонежелательный иммунный процесс в организме, то вак-цинный препарат должен индуцировать антигенспеци-фичную иммунологическую толерантность (т.е. ареактив-ность или делецию клона лимфоцитов);

• врач-иммунолог должен уметь контролировать созданиезаданного иммунитета у человека с помощью лаборатор-ных методов.

Общая задача всей современной медицины и, вероятно,шире — всего общества, но отнюдь не только иммунологии,сосредоточиться, собраться с силами и начать настоящие раз-работки по созданию биологически безопасных и при этомэффективных в плане защиты от реального инфекционногозаболевания вакцинных препаратов.

15.4. Иммуностимулирующая терапия

В результате интенсивных исследований отечественными уче-ными иммунотропных лекарственных средств стимулирующе-го назначения в настоящее время в клиническую практикувнедрен ряд препаратов:

1) синтетический полимер — полиоксидоний (N-оксиди-рованное производное полиэтиленпиперазина) (авторы:Р.В.Петров, А.В.Некрасов, Р.М.Хаитов, Р.И.Атауллаханов идр.). Механизм действия — стимуляция активности макрофа-гов, а также Т- и В-лимфоцитов;

2) миелопид (авторы: Р.В.Петров, А.А.Михайлова и др.) —комплекс пептидов из кроветворного костного мозга свиней.В настоящее время ведутся успешные работы по химическомусинтезу аналогичных пептидов. Механизм действия «широко-масштабный» — препарат влияет практически на все компо-ненты иммунной системы;

3) ликопид (авторы: Ю.А.Овчинников, И.Б.Сорокина,Т.М.Андронова и др.) — производное мурамшшептидов. Пер-воначально препарат выделили из клеточной стенки бактерииL.bulgaricus, затем его воспроизвели химическим синтезом.В механизме действия на первый план выступает активациямакрофагов.

В отечественных справочниках по лекарственным средствамописан еще ряд препаратов (синтетических и природного про-исхождения) иммуностимулирующего назначения. Материалыпо их составу и механизмам действия приведены в специаль-ной периодической литературе и монографиях.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Избранные методы исследования в иммунологии

Кратко остановимся всего на двух принципах методов исследованияв иммунологии, которые являются основными методами «добычи»современных знаний о природе — клонировании и твердофазныхиммуноанализах.

/. Клонирование

Клонирование — получение множества одинаковых копий некоторо-го биологического объекта. Клонируют организмы, отдельные клет-ки, отдельные гены. Возможность какого бы то ни было клонирова-ния в исследовательских целях основана на использовании фунда-ментального свойства живого вещества земной природы — способ-ности к репликации, т.е. воссозданию, синтезу себе подобного. Раз-множение живого основано на свойстве нуклеиновых кислот синте-зировать свою копию при участии полимераз, с использованиемсебя в качестве матрицы. Вслед за ДНК удваиваются клетки. Деле-ние клеток позволяет воссоздать целый дочерний организм.

1.1. Клонирование животных: инбредные линии мышей

Иммунология как экспериментальная наука началась в конце про-шлого века с выведения чистых линий мышей. Это пример клони-рования организмов. Как уже отмечалось в начале учебника, мыша-ми воспользовались потому, что это мелкие млекопитающие, име-ющие продолжительность беременности 21 день, число детенышейв потомстве — 5—7 на роды. Такие количественные параметры реп-родукции популяции позволяют в приемлемые для человека (отно-сительно периода трудоспособной жизни и творчества исследовате-ля) сроки провести инбридинг и в итоге вывести чистую линиюмышей. Инбридинг — близкородственное скрещивание родных брать-ев и сестер, родителей и детей. После нескольких инбредных скре-щиваний у потомков начинают взаимно пересаживать кожные лос-куты и для будущих скрещиваний отбирают только те пары, кото-рые дольше других не отторгают трансплантаты друг друга. Вспом-ним, что быстрое отторжение трансплантата зависит от генов/анти-генов главного комплекса гистосовместимости, не очень быстрое —от неглавных генов/антигенов гистосовместимости, которыми явля-ются все белки организма. Поэтому понятно, что в результате инб-ридинга и отбора для скрещивания пар, все хуже и хуже отторгаю-щих и, наконец, не отторгающих кожный трансплантат, получают-

368

ся мыши, генетически одинаковые — сингенные. Понятно, что син-генные инбредные мыши одного пола гомозиготны по всем генам,самцы отличаются от самок по генам хромосомы Y. Чистоту инб-редной линии необходимо контролировать и поддерживать, выбра-ковывая мутантов по возможности в каждом поколении или с не-обходимой достаточной регулярностью.

1.2. Клонирование клеток

В начале 70-х годов XX в. научились клонировать клетки. Для этогопонадобилось разработать питательные среды, материалы для лабо-раторной посуды и термостаты-инкубаторы, условия которых смог-ли бы сымитировать для клеток млекопитающих внутреннюю средуорганизма. В течение 10—12 лет удавалось клонировать только опухо-левые клетки, поскольку их собственным свойством является спо-собность неограниченно делиться митозом. Г.Келлер и У.Мильштейнв 1974—1975 гг. разработали методику получения гибридных клеток,одна из которых опухолевая (миелома), вторая — нормальный лим-фоцит (рис. П.1). Получающиеся гибридные клетки имели какую-точасть хромосом (следовательно, и свойств) нормального лимфоцита(другая часть хромосом выбрасывалась из клеток в течение первыхделений, пока геном не стабилизировался) и какую-то часть — отопухоли. Росли только клетки, унаследовавшие способность к нео-граниченному делению. Параллельно в них шел биосинтез тех илииных продуктов нормального лимфоцита, например антител. Неогра-ниченно делящиеся клетки «позволяют» себя клонировать, т.е. фи-зически «рассадить» по одной (каждую в отдельную посуду) и по-лучить клоны клеток — потомков одной клетки. Такие клетки на-звали гибридомами.

Если гибридома синтезирует антитела, то их называют монокло-нальными. Как показал опыт, все клетки клонированной гибридомысинтезируют одинаковые антитела и по специфичности активногоцентра, и по изотипу тяжелой цепи, т.е. моноклональные антителане только продукт моноклона, но это и чистый препарат одинако-вых иммуноглобулинов. В конце 70-х годов научились выращивать invitro и клонировать Т-лимфоциты. Это стало возможным только пос-ле открытия фактора роста для Т-лимфоцитов, позже названного IL-2. Именно клонирование Т-лимфоцитов позволило открыть субпопу-ляции Thl и Th2 и сделать множество других открытий, в том чис-ле идентифицировать ВИЧ (достаточные для исследования количе-ства генов и белков вируса смогли наработать только на Т-лимфо-цитах, культивируемых in vitro в присутствии фактора роста). В-лим-фоциты без превращения их в гибридомы можно заставить делиться(что позволяет их клонировать), если инфицировать их вирусомЭпштейна — Барр (он трансформирует нормальные В-лимфоциты вопухоль из В-лимфоцитов).

1.3. Клонирование генов. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

Следующим методическим этапом исследования природы «вглубь»стало клонирование генов. Еще его называют молекулярным клони-рованием, поскольку где ген, там и белок, транслированный с это-го гена. Когда говорят о рекомбинантных белках, то имеют в виду

13-544 369

Опухолевая клетка(мивлома) Φ

Нормальныйиммунныйлимфоцит

О) Гибридная клетка

1У Гi f l I , Гибридная клетка

Клонирование(рассаживание по1 клетке в лунку)

Моноклон _гибридомы Разросшийся

моноклонгибридомы

Рис. П.1. Получение гибридом.

Клеточный реактор илимышь для массовойнаработки гибридныхклеток и их продуктов

именно белки, синтезированные в той или иной системе экспрессии(в бактериальных клетках, дрожжевых клетках и др.) с клонирован-ного гена, который ввели (трансфицировали) в систему экспрессии.Таким образом, молекулярное клонирование — это получение чистогоклона гена и вслед за ним чистого клона молекул белка, кодируе-мого этим геном.

Для того чтобы клонировать конкретный ген, сначала надо уз-нать первичную последовательность нуклеотидов этого гена, если нецеликом (что, конечно, лучше всего), то хотя бы последовательно-сти нуклеотидов по краям гена и соседние с ними (фланкирующиепоследовательности). Таким образом, возможность развития методовмолекулярного клонирования появилась после развития методовмолекулярной биологии и биохимии нуклеиновых кислот, позволя-

370

ющих определять первичную последовательность нуклеотидов (такназываемый сиквенс, от англ. sequence — последовательность).

Необходимо было также научиться искусственно синтезироватьнедлинные отрезки ДНК (20—30 нуклеотидов) со строго заданнойпоследовательностью нуклеотидов. Их называют олигонуклеотидами ииспользуют в качестве затравки (праймера, от англ. priemer — ини-циатор, зачинщик) для синтеза длинных молекул ДНК, пользуясьестественным свойством природы, которое заключается в том, чтовсе ДНК-полимеразы хотя и используют в качестве матрицы однуиз цепей двойной спирали ДНК, но начать синтез могут только сдвуспирального участка. Двуспиральный участок в нужном месте (вначале искомого гена) создают с помощью олигонуклеотидныхпраймеров, предварительно вызвав диссоциацию двойной спиралиДНК на одиночные цепи нагреванием до 92—95 °С (термоденатура-ция). Научившись этому, а также открыв и выделив целый ряд фер-ментов, работающих с ДНК (рестриктазы —рестрикционные эндо-нуклеазы, которые расщепляют цепь ДНК в специфических точках,термостабильные ДНК-полимеразы), молекулярные биологи разра-ботали новый и очень «мощный» метод получения препаративныхколичеств копий заданного гена. В 1983 г. Кэри Б.Мюллис описалметод цепной полимеразной реакции (polymerase chaine reaction,PCR) — ПЦР. Он догадался, как можно за один рабочий день био-химика получить 100 млрд копий заданного гена. Если так много ненужно, то за 20 циклов реакции (это «золотая середина», при кото-рой и количество продукта достаточное, и ошибок накапливается впределах «терпимого»), можно получить 2т копий искомого гена (этопримерно 1 млн).

За прошедшие 17 лет этот метод использовали столь широко повсему миру, что возникло большое количество конкретных методик(гнездная ПЦР, RT/PHK — ПЦР, вырожденная ПЦР, ПЦР с «го-рячим стартом» и т.д.). Суть и техническое исполнение самой ПЦРпросты (рис. П.2). Сложно то, что необходимо сделать перед этим —

Рис. П.2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР).1 — ДНК биопробы; цикл ПЦР: а — термоденатурация (94—96 °С); б — отжигпраймеров (40—60 °С); в — элонгация цепи (72 °С). Если η — число цикловреакции, то число получаемых в результате копий заданного гена равно 2".

13* 371

не ошибиться в определении сиквенса ДНК искомого гена и/илифланкирующих последовательностей, не ошибиться в синтезе прай-меров, запастись высококачественными исходными реагентами.

В самом простом варианте реакция выполняется следующим об-разом. В одну пробирку вносят все компоненты реакции сразу, т.е.смешивают ДНК (содержащую искомый ген), два вида олигонукле-отидных праймеров, один из которых комплементарен последова-тельности нуклеотидов одной из цепей ДНК в начале гена (или пососедству с «левого фланга»), второй комплементарен последователь-ности нуклеотидов второй цепи в конце гена (или по соседству с«правого фланга»), добавляют 4 типа дезоксирибонуклеогидтрифос-фатов (из которых строится ДНК), термостабильную ДНК-полиме-разу Taq (из термофильной бактерии Thermus aquaticus), солевойбуфер (с оптимальным для работы фермента солевым составом).Общий объем реакционной смеси может быть всего несколько де-сятков микролитров (или по потребности). Пробирку тщательно зак-рывают плотной пробкой и ни разу не открывают до конца реак-ции. Один цикл реакции представляет собой следующее. 1. Термоде-натурация: пробирку нагревают до 94—96 °С в течение 1—2 мин, приэтом цепи двойной спирали ДНК несколько расплетаются в коли-честве, достаточном, чтобы праймеры могли присоединиться к сво-им комплементарным последовательностям. 2. Гибридизация (отжиг)праймера: чтобы это произошло, пробирку охлаждают до оптималь-ной для отжига температуры 40—60 °С. 3. Элонгация — биосинтездвойной спирали ДНК от праймеров и в сторону 5'-конца: пробир-ку нагревают до оптимальной для элонгации температуры 72 "С. Цельодного цикла достигнута — получены две копии заданного гена. Об-щее время одного цикла — от 5 до 10 мин (в зависимости от объе-ма реакционной смеси и параметров прибора — термоцикл ера).Можно проводить второй цикл — нагревать пробирку вновь до 94—96 °С и все повторить, и так 20—40 раз (сколько требуется и какоекачество воспроизведения гена необходимо). За 20 циклов получаютоколо 1 млн одинаковых копий одного искомого гена. Итоговый про-дукт анализируют (электрофорезом в геле) и препаративно выделя-ют из реакционной смеси (разными методами, например аффиннойгибридизацией на твердой фазе или препаративным электрофоре-зом).

Получив столь «мощный» метод биосинтеза отдельных генов вчистом виде, стали «делать» трансгенных мышей и мышей с направ-ленным разрушением определенного гена — мышей с генетическимknock-out. Это два самых «сильных» гносеологических метода иссле-дования в современной биологии. Разрешающий уровень — отдель-ный ген и даже отдельные участки определенного гена. Вероятно,это методически предельный уровень «раскладывания природы пополочкам», ибо дальше дробить некуда — отдельные атомы в моле-куле уже не несут признаков биологической специфичности.

1.4. Трансгенные мыши

Трансгенная мышь — это мышь, в геном которой введен посторон-ний экзоген. Чтобы «сделать» трансгенную мышь, необходимо иметьв качестве препарата чистую ДНК, строго воспроизводящую после-довательность заданного экзогена (как минимум). Обычно к ДНКэкзогена с определенным смыслом пристраивают еще регуляторные

372

последовательности ДНК — промоторы и энхансеры. Получают век-тор экспрессии.

«Готовят» мышь-самку: ей вводят фолликулостимулирующий гор-мон и хорионический гонадотропин для индукции суперовуляции.Такую самку спаривают с самцом, после чего из самки быстро из-влекают оплодотворенные яйцеклетки. Микроманипулятором в муж-ской пронуклеус инъецируют ДНК экзогена в дозе несколько соткопий, и такие яйцеклетки имплантируют в матку или яйцеводыдругой подготовленной псевдобеременной самки. И ждут от нее по-томства. Опыт показывает, что примерно 25 % новорожденных мы-шат несут экзоген (теперь уже трансген) в своем геноме. Экзогеныковалентно встраиваются (интегрируются) в одно или до несколь-ких десятков мест собственного генома мыши (кстати, как ретрови-русы ВИЧ). Если в собственном геноме нет генов, гомологичныхэкзогену, то встраивание экзогена происходит в случайные местагенома.

Встраивание осуществляется очень быстро после ввода экзоген-ной ДНК в пронуклеус — до первой репликации ДНК зиготы, таккак большинство мышей, получивших экзоген (75 %), имеют его вкаждой клетке своего тела, включая гаметы. Интересно, но факт, чтовстраивание чужеродной ДНК в геном в большинстве случаев до-пускает нормальное развитие и рождение организма, разумеется,если трансген не кодирует синтез токсичного для организма белка.В первом поколении мышей трансген находится в гетерозиготном со-стоянии. Таких мышей спаривают, и во втором поколении отбираютгомозигот по трансгену. Вот они уже и есть полноценные трансген-ные мыши.

Дополнение трансгена тканеспецифичными и/или индуцибельны-ми промоторами позволяет манипулировать экспрессией трансгенапо усмотрению экспериментатора (не во всех клетках, а только,например, в Т-лимфоцитах или только в β-клетках островков Лан-герганса, не постоянно, а только после введения в организм ин-дуктора). Таким образом можно изучить, как будут проходить разви-тие и жизнедеятельность организма при излишней экспрессии оп-ределенного гена (overexpression).

1.5. Генетический нокаут (knock-out),или направленный мутагенез

Метод нокаута генов — это метод получения клеток или целых орга-низмов (мышей), в которых целенаправленно разрушен определенныйген. Для того чтобы это сделать, необходимо иметь: 1) клонирован-ный заданный ген; 2) два «методических» гена для целей селекцииискомых клеток с удачно инактивированным геном и соответствую-щую селективную среду культивирования; 3) особую уникальную ли-нию перевивных стволовых эмбриональных клеток мышей — ES(embryonic stem cell line), которые сохраняют способность дифферен-цироваться в надлежащих условиях во все без исключения типыклеток организма мыши и, кроме этого, здоровых мышей и трудо-любие примерно на год упорной работы.

Такой метод основан на природном феномене гомологичной ре-комбинации. При половом размножении живых организмов природа«предусмотрела» мейоз и кроссинговер в мейозе, при котором про-

373

HSV-tk

О

Рис. П.З. Метод генетического нокаута (гомологичной рекомбинации,или направленного мутагенеза).I — искусственная генетическая конструкция, содержащая разрушенный за-данный ген (разрушение достигается встраиванием внутрь данного генапостороннего гена, например пеог) и специальные гены, которые в дальней-шем позволят провести метаболическую селекцию нужных клеток; 1 — HSV-tk — ген тимидинкиназы вируса простого герпеса; 2 — заданный ген, внутрькоторого встроен ген резистентности к нсомицину пеог

II — схема собственно гомологичной рекомбинации: 3 — хромосома в клеткеES, несущая нормальный искомый ген; 4 — искусственная генетическаяконструкция — трансген (1) находит в клетке именно хромосому (3) благодаряналичию в трансгене некоторого, но достаточного количества последователь-ностей нуклеотидов, комплементарных последовательностям в нормальном гене(гомологичные последовательности спариваются); 5 — между последователь-ностями нуклеотидов нормального гена и последовательностями трансгенапроисходит обмен — это и есть гомологическая рекомбинация ДНК, в результатена месте нормального гена оказываются мутантные последовательности и клетка-носитель такого гена лишается функций и продукта нормального гена; 6 —хромосома, которой «достался» ген тимидинкиназы вируса простого герпеса.Клетки, имеющие такие хромосомы, погибнут в селективной среде сганцикловиром; 7 — хромосома, в которую на месте нормального гена встроилсямутантный ген с включением гена резистентности к неомицину (пеог), клет-ки, имеющие такую хромосому, выживут в среде с неомицином, что и позво-лит их отделить от ненужных вариантов клеток.

Сначала делают искусственную генетическую конструкцию (трансген),содержащую последовательности ДНК, гомологичные ДНК заданного гена.Внутрь этой гомологичной последовательности встраивают постороннюю ДНКметодического назначения, например ген резистентности к неомицину (пеог).Такая вставка и является «разрушителем» нормальной структуры гена,превращающая его в мутантный. Рядом на коротком, но значимом расстоянии

374

исходят физическое сближение гомологичных генов в гомологичныххромосомах и обмен участками ДНК между гомологичными генами.Оказывается, если в клетку ввести отдельный ген, то он тоже всостоянии найти в хромосомах гомологичный себе ген (одноимен-ный) и вступить с ним в гомологичную рекомбинацию, т.е. произ-вести обмен участками ДНК. С целью направленного мутагенеза, илинокаута, заданного гена в клетку вводят не интактный гомологич-ный ген, а умышленно поврежденный. Дальше все происходит поприродным механизмам: поврежденный, но гомологичный экзогеннаходит одноименный интактный клеточный ген, вступает с ним вгомологичную рекомбинацию и в результате в хромосоме на местепрежнего интактного гена появляется поврежденный «подлог». Цельдостигнута.

Учитывая выдающиеся возможности этой методики, опишем ееподробнее (рис. П.З). В качестве «методических» генов используютобычно два — ген резистентности к неомицину пеог и ген вирус-ной тимидинкиназы из вируса простого герпеса HSV-tk. Если в не-кой клетке есть ген пеог, то такая клетка способна жить в присут-ствии препарата — аналога неомицина G418. Клетки, не имеющиегена пеог, погибают в присутствии G418. Если в клетке есть вирус-ный ген HSV-tk, то такая клетка погибнет при добавлении в средукультивирования противовирусного препарата ганцикловира. Клет-кам, не имеющим гена HSV-tk, ганцикловир не страшен.

Сначала в ДНК препарата заданного гена (т.е. in vitro) примернов середину последовательности встраивают ген пеог. Сбоку на неко-тором расстоянии пристраивают ген HSV-tk. Это и есть экзогенети-ческая конструкция, необходимая и достаточная для попытки на-правленного мутагенеза в какой-либо клетке. Для «создания» целоймыши без заданного гена используют клетки линии ES. 15 них транс-фицируют описанную выше генетическую конструкцию, клетки по-мещают в селективную культуральную среду, содержащую G418 иганцикловир.

Возможны 3 варианта внутриклеточной «судьбы» экзогенетичес-кой конструкции:

1) она не встраивается в хромосомы и бесследно теряется приделении клетки. Такие клетки, просто ES, погибают в селективнойсреде от отравления препаратом G418;

присоединяют ген селективного назначения, например тимидинкиназы вирусапростого герпеса (HSV-tk). Такой искусственный трансген вводят в клетки ли-нии ES (эмбриональные стволовые клетки мыши). Рассчитывают на то (и таконо и происходит в действительности), что трансген вступит в гомологичнуюрекомбинацию с гомологичным геном клетки. В результате в культуре образуется3 типа клеток, которые можно отделить (точнее, выделить единственный иско-мый) на селективной среде, содержащей иеомицин (яд для клеток, не имею-щих гена резистентности к неомицину) и ганцикловир (яд для клеток, несу-щих ген тимидинкиназы вируса простого герпеса).Клетки, не включившие трансген, погибают под действием неомицина; клет-ки, встроившие трансген в случайные места в хромосомах, погибают под дей-ствием ганцикловира; и только искомые клетки, в которых в результате гомо-логичной рекомбинации на месте нормального гена встроился разрушенныймутантный ген с включением пеог, выживают на среде с неомицином иганцикловиром, вместе взятыми.

375

2) экзогенетическая конструкция встраивается в случайные мес-та в геноме. При этом она, как правило, сохраняет свою целост-ность и несет и ген пеог, и ген HSV-tk. Такие клетки тоже погибаютв селективной среде, но под действием ганцикловира;

3) экзогенетическая конструкция находит гомологичный клеточ-ный ген и вступает с ним в гомологичную рекомбинацию. Эти клет-ки и есть искомые. При этом «хвост» с геном HSV-tk (он вне гомо-логичной области) выщепляется и теряется при делении клетки. Генпеог, поскольку он расположен в середине гомологичной последова-тельности ДНК, как раз оказывается встроенным в хромосому.В результате искомые клетки несут ген пеог, но не несут ген HSV-tk и поэтому способны жить и делиться на селективной среде, со-держащей и G418, и ганцикловир. Таким образом их и выделяют измассы ненужных клеток.

В описанном варианте направленный мутагенез, или нокаут гена,произошел на одной из гомологичных хромосом. Его можно выпол-нить и на обеих гомологичных хромосомах, для чего нужны еще двадругих «методических» гена для селекции. Но мышей с нокаутомгена можно получить и в случае нокаута одного из гомологичныхгенов в клетках ES. Для этого поступают следующим образом. От«свежезабеременевшей» мыши выделяют эмбрионы на стадии блас-тулы (или проводят оплодотворение in vitro). В бластулы инъецируютодномутированные клетки ES и имплантируют подготовленной псев-добеременной самке. Из такой сконструированной бластулы разви-ваются здоровые эмбрионы, рождаются мышата-мозаики, часть кле-ток которых во всех тканях, включая половые клетки, происходитиз одномутированных клеток ES. Поскольку половые клетки гапло-идны, то часть из них несет в «чистом виде» нокаутированный ген.

Таких мышат используют для инбредного размножения, и в по-томстве второго поколения какая-то часть мышат обязательно полу-чается гомозиготной по нокаутированному (испорченному) гену. Этои есть конечная цель работы. Чтобы удостовериться в правильностиполученного результата, выполняют контрольную ПЦР на ген пеог.

Таких мышей можно размножить инбридингом и получить необ-ходимое и достаточное для запланированной работы число особей сзаданным генетическим нокаутом (т.е. с отсутствием функциональ-но дееспособного гена).

Получить организм с генетическим нокаутом можно только вотношении генов, отсутствие которых тем не менее позволяет орга-низму развиться, родиться и начать жить. Если какой-то ген абсо-лютно необходим для реализации онтогенеза организма, то нокаутпо этому гену можно осуществить в перевиваемых in vitro клетках ив какой-то мере на моделях in vitro исследовать последствия отсут-ствия гена для жизнедеятельности клетки.

Этим исследовательские возможности метода не исчерпываются.Можно получить библиотеку экзогенов, в которых «методический»ген (а собственно, его внедрение и нарушает генетический код, т.е.является мутирующим фактором) повреждает разные участки иссле-дуемого гена. Одним из генов библиотеки производят нокаут. Затемв отдельные «нокаутированные» клетки трансфицируют интактныйген (если происходит реставрация экспрессии соответствующего бел-ка, то это является доказательством «от противного» того, что ис-ходно сделанный нокаут был истинным), а также по одному раз-ные гены из библиотеки поврежденных. Анализируют, не произой-

376

дет ли реставрация экспрессии продукта в случае ретрансфекциикаких-то генов из поврежденных. Таким образом удается установитьфункциональную нагрузку разных участков одного гена.

//. Методы иммуноанализов

Как Вы помните, еще в 30-е годы после работ К.Ландштейнера пополучению антител к искусственно синтезированным гаптенам, кантителам стали относиться как к специфическим реагентам, изби-рательно связывающим то или иное вещество (способное быть ан-тигеном для иммунизации животного), и, следовательно, антителаможно использовать для обнаружения и определения количестваэтого вещества в тех или иных смесях. Иммуноанализами называютразличные тест-системы для выявления какого-либо вещества, вкоторых ключевой специфической реакцией является связывание ан-титела с антигеном. Антитела — растворимые молекулы белков. Ан-тигены бывают разные, но далеко не все видны невооруженнымглазом и большинство также растворимые. Связывание двух раство-римых молекул часто приводит к образованию также растворимогокомплекса, следовательно, невидимого глазом. Поэтому с техничес-кой стороны разные тест-системы иммуноанализов различаются меж-ду собой средствами визуализации факта связывания антитела с ан-тигеном. С 30-х и до конца 60-х годов методы визуализации комп-лексов антиген — антитело представляли собой преципитацию в геле(методы Оухтерлони, Манчини, разнообразные иммуноэлектрофоре-зы в гелях), — т.е. выпадение этих комплексов в осадок, а такжегемолиз или гемагглютинацию, т.е. использовали хорошо видимыеэритроциты, на поверхность которых сорбировали либо антиген,либо (реже) антитела. До настоящего времени в некоторых случаяхэти методы применяют (например, метод Манчини) для определе-ния содержания иммуноглобулинов классов М, G и А в сывороткекрови. Но для определения уровня IgE метод преципитации в гелеуже неприменим, так как не «хватает» его чувствительности (как тойнаименьшей концентрации искомого вещества, которая еще можетбыть достоверно определена данным методом).

В фундаментальных исследованиях по иммунологии используютвсе известные в естественных науках методы. Самые современныеметоды в иммунологии — это методы молекулярной биологии имолекулярной генетики. В прикладной клинической иммунологииметодическая база не столь широка. Применяемые методы можноразделить на 6 категорий. По сути иммунологическими методами на-зывают такие методы, в которых так или иначе визуализируются ре-акции антиген — антитело.

• Методы фракционирования — физического разделения гумо-ральных факторов иммунитета (молекул) или клеток:— электрофорезы;— проточная микроцитофлюорометрия.

• Методы, использующие партикулярные антигены (непосред-ственная агглютинация антигена, гемагглютинация, латекс-аг-глютинация, нефелометрия).

м Методы, использующие технологию гемолиза (тесты фиксациикомплемента, метод Йерне).

• Иммуногистохимические методы (иммунофлюоресцентная

377

микроскопия; микроскопия препаратов тканей или клеток сфиксированными антителами, меченными ферментной мет-кой).

н Методы иммуноанализов (радиоиммуноанализ, иммунофер-ментный анализ).

ш Методы молекулярной биологии [полимеразная цепная реак-ция; иммуноблоттинг (определяет белки); Southern-блотт(определяет ДНК); Northern-бдотт (определяет РНК)].

Кратко рассмотрим только методы иммуноанализов как наиболеешироко применяемые Б клинической диагностике в самых разныхобластях медицины.

Как правило, термин иммуноанализы используют не вообще вслучае любого анализа в иммунологии, а конкретно применительнок иммуноферментным и радиоиммунным методикам определения техили иных растворимых веществ в самых разных их модификациях.

Иммуноанализами называют такие методы качественного иколичественного определения растворимых веществ, в основекоторых лежит взаимодействие антигена с антителом (т.е. им-мунологическое распознавание), которое детектируется (визу-ализуется) с помощью специальной метки, заранее конъ-югированной либо с антителом, либо с антигеном. В качествеметок используют вещества, которые при определенных ус-ловиях может увидеть либо тот или иной прибор, либо глазчеловека. Приборы могут не только «увидеть», но и измеритьколичество метки.

Метки:

1) радионуклид, анализ называют радиоиммунным (РИА);2) ферменты, катализирующие превращение субстрата с образо-

ванием цветного или флюоресцирующего продукта. В данном случаеанализы называют иммуноферментными (ЙФА) или, как разновид-ность, иммунофлюоресцентными;

3) флюоресцирующие или люминесцирующие вещества и др.

В случае РИА результат измеряют на тех или иных счетчикахрадиоактивности в зависимости от того, какие частицы или квантыизлучает конкретная метка-радионуклид. Результаты РИА нельзя за-регистрировать без приборов. В случае ИФА при образовании цвет-ного продукта результат реакции определяют с помощью спектро-фотометра, измеряющего поглощение света с определенной длинойволны. Без прибора на глаз реакцию можно оценить качественно —«да» или «нет». При использовании в качестве метки фермента, ка-тализирующего образование флюоресцирующего продукта, результатреакции определяют на флюориметре, измеряющем излучение в оп-ределенном диапазоне длин волн. Без прибора в данном случае необойтись.

Принцип любого 1шмуноанализа иллюстрирует рис. П.4.Первыми были разработаны методы РИА в самом начале 70-х

годов. За разработку РИА Розалин Ялоу была удостоена Нобелевс-кой премии. Менее чем через год после описания РИА в качестве

378

Рис. П.4. Общий принцип иммуноанализов.1 — антиген; 2 — антитело; 3 — метка (фермент, радионуклид, краситель).

метки стали использовать ферменты, и появились ИФА. По чувстви-тельности и специфичности РИА и ИФА одинаковы, так как этипоказатели определяются антителом и антигеном, а не качествомметки. Однако ИФА применяется значительно шире, чем РИА, глав-ным образом потому, что реагенты для ИФА существенно более ста-бильны во времени и, следовательно, технологию ИФА проще стан-дартизировать, чем РИА. В РИА используют радионуклиды, которыеизлучают непрерывно, и радиоактивность их также непрерывно из-меняется со временем. Для мечения белков применяют радионукли-ды йода, у которых период полураспада весьма короток и реагентынеобходимо обновлять примерно раз в 1 мес.

Первые разработки иммуноанализов были в так называемых го-могенных вариантах, или без разделения компонентов, т.е. в растворе.Но вскоре стали использовать твердую фазу, анализы стали назы-вать твердофазными, или с разделением компонентов, или иммуно-сорбентными (по-английски — ELISA — Enzyme-Linked Immuno-sorbent Assay). Технологически твердофазные анализы несравнимоудобнее гомогенных, и в настоящее время применяют только твер-дофазные варианты методик ИФА. На твердую фазу сорбируют либоантиген, либо антитело. В качестве такой фазы используют следую-щие материалы:

1) пластмассу (полистиролы, поливинилхлориды) в виде стандар-тно штампованных микропанелей с 96 или 60 лунками (или шари-ки, колпачки и т.п. для постановки единичных проб в пробирках);

2) пористые материалы типа нитроцеллюлозы в виде наполни-телей в объеме или в виде плоских листов или полосок (стрипов).Стрипы используют в методиках типа иммуноблоттинга и иммуно-хроматографии. В пористых материалах часть реагентов фиксирован-но сорбирована, а другая часть диффундирует по порам.

Принцип сорбентных иммуноанализов заключается в том, что наматериале твердой фазы просто в соответствии с физико-химичес-кими свойствами сорбируется либо антиген, либо антитело (рис. П.5).Если заданный антиген в силу своей химической природы плохосорбируется на выбранной твердой фазе, то подбирают посредни-ка — подложку, которая с одной стороны хорошо свяжет твердуюфазу, с другой — антиген. Практически потребность в подложке воз-никает крайне редко. Все остальные реагенты тест-системы исполь-зуют в виде растворов. Их добавляют поочередно, и несвязавшиесяреагенты легко удаляют отмывкой твердой фазы (в этом главное тех-нологическое преимущество твердофазных иммуноанализов). Резуль-тат реакции «остается» на твердой фазе, на которой его регистриру-ют количественно.

Существует много вариантов конструкций тест-систем для имму-ноанализов. Мы разберем всего несколько базисных, на которыхпроиллюстрируем значения терминов.

379

/\

1 2Рис. П.5. Твердофазный иммуноанализ.1 — на твердой фазе сорбирован антиген; 2 — на твердой фазе сорбированыантитела.

11.1. Прямые иммуноанализы

Прямыми называют анализы, в которых метку присоединяют либо кзаданному антигену, либо к специфичному против заданного антиге-на антителу непосредственно. Прямой вариант используют в гомоген-ных системах и некоторых гетерогенных: в конкурентном, ингибитор-ном, сэндвич-ИФА и иммуноферментометрическом анализе.

Конкурентный ИФА (рис. П.6). Если целевой антиген — какое-либовещество, подлежащее определению в биологических жидкостях, тона твердой фазе сорбируют антитела к этому антигену. Антиген-пре-парат метят ферментом. При проведении анализа к твердой фазедобавляют испытуемую биологическую жидкость и меченый антиген.Последний конкурирует с антигеном в испытуемой пробе за иммо-билизованные на твердой фазе антитела. В результате реакции фер-ментативная активность на твердой фазе оказывается обратно про-порциональной концентрации определяемого в пробе антигена.

Ингибиторный ИФА (рис. П.7). В ингибиторном ИФА на твердойфазе иммобилизуют антиген. Растворимые антитела как реагентконъюгированы с ферментом. Определяемый антиген в испытуемойпробе конкурирует с иммобилизованным на твердой фазе антиге-ном за растворимые антитела. В итоге ферментативная активность,измеряемая на твердой фазе, обратно пропорциональна концентрацииопределяемого вещества в пробе.

Рис. П.6. Конкурентный иммуноанализ.1 — антитела иммобилизованы на твердой фазе; 2 — чистый меченый антиген;3 — биопроба, испытуемая на содержание антигена. Меченый антигенконкурирует с антигеном в испытуемой пробе за иммобилизованные на твердойфазе антитела. Результат реакции на твердой фазе обратно пропорционаленконцентрации определяемого антигена в пробе.

380

Рис. П.7. Ингибиторный иммуноанализ.1 — антиген, иммобилизованный на твердой фазе; 2 — биопроба с антигеном;3 — меченые антитела. Антиген из биопробы конкурирует с антигеном на твердойфазе за растворимые меченые антитела. В итоге результат реакции на твердойфазе обратно пропорционален концентрации определяемого вещества в пробе.

Сэндвич-ИФА (рис. П.8). Сэндвич-ИФА разработан для антигенов,на которых есть не менее двух неперекрывающихся эпитопов. Про-тив обоих эпитопов получают в качестве реагентов специфичныеантитела. Антитела к одному из эпитопов сорбируют на твердой фазе.Испытуемую пробу добавляют к твердой фазе, инкубируют, отмы-вают. После отмывки вносят конъюгат антител ко второму эпитопус ферментом. Ферментативная активность, остающаяся на твердойфазе, прямо пропорциональна содержанию антигена в пробе.

Сэндвич-ИФА не требует препаратов очищенных антигенов, чтовыгодно отличает его от конкурентных и ингибиторных методик,поскольку чистые антигены всегда дороги. Чувствительность сэндвич-ИФА потенциально выше, чем конкурентных и ингибиторных. Ана-логичная технология применима и с использованием одного анти-тела (и на твердой фазе, и в составе конъюгата с ферментом) вслучаях наличия на целевом антигене повторяющихся эпитопов. В со-временных модификациях ту же технологию называют ловушечнымИФА (capture IA) — антитела на твердой фазе ловят свой антигениз смеси веществ в биопробе.

Иммунометрические анализы (рис. П.9). При иммунометрическиханализах к испытуемой пробе, предположительно содержащей оп-ределяемый антиген, в пробирку добавляют заведомый избыток

m

Рис. П.8. «Сэндвич»-иммуноанализ.1 — антитела к эпитопу № 1 сорбированы на твердой фазе; 2 — антиген вбиопробе; 3 — антитела к эпитопу № 2 растворимы и несут метку, их добавля-ют в систему вслед за биопробой, содержащей антиген. Результат реакции натвердой фазе прямо пропорционален содержанию антигена в пробе.

381

\ /νΞΗΖτΞ-

©

*

*

3

Рис. П.9. Иммунометрический анализ.1 — пробирка с биопробой; 2 — в пробиркус биопробой вносят заведомый избытокантигена, сорбированного на мелкодис-персном твердофазном носителе; 3 — за-тем в ту же пробирку вносят заведомыйизбыток меченых антител; 4 — материалинкубируют, центрифугируют и в супер-иатанте определяют количество метки. Ре-зультат реакции в супернатанте прямопропорционален содержанию антигена виспытуемой пробе. Иммунометрическиеанализы наиболее чувствительны по срав-нению со всеми другими вариантами им-муноанализов.

меченых антител. Затем к этой смесидобавляют также заведомый избыток

4 иммобилизованного на мелкодиспер-сной твердой фазе антигена. После

инкубации отделяют растворимую фракцию (супернатант) и в нейизмеряют ферментативную активность (если метка — фермент). Фер-ментативная активность супернатанта прямо пропорциональна содер-жанию антигена в испытуемой биопробе. Благодаря использованиюизбытка реагентов этот метод более чувствителен, чем конкурент-ный ИФА, и его аналитические возможности приближаются к пре-дельным.

П.2. Непрямые иммуноанализы

Непрямые методики применяют шире, чем прямые. Непрямыми им-муноанализами называют анализы, в которых метку присоединяют нек целевому антигену и не к антителу против целевого антигена, а ктак называемым вторым антителам — антивидовьш антииммуногло-булиновым антителам, т.е. антителам к иммуноглобулинам того видаживотных или человека, с биологическим материалом которого ра-ботают. Таким образом, один и тот же препарат конъюгата антигло-булиновых антител с ферментом используют в качестве проявляю-щего стандартного реагента в разных тест-системах для определенияразличных конкретных антигенов или антител. Принцип метода ил-люстрирует рис. П. 10.

Вместо антивидовых антиглобулиновых антител для конъюгациис ферментом может быть использован, например, протеин А ста-филококка, который по своей природе с высокой аффинностьюсвязывается с иммуноглобулинами класса G некоторых видов мле-копитающих, включая человека. Все схемы постановки ИФА, опи-санные для прямого варианта анализа (конкурентный, ингибитор-ный, сэндвич, иммунометрический), выполняют и в непрямом ва-рианте. Непрямые варианты ИФА не требуют очистки искомых ан-тигенов или антител. Чистым должен быть только препарат антиви-довых антииммуноглобулиновых антител.

382

Рис. П. 10. «Непрямые» иммуноанализы.1 — антиген; 2 — антитело к заданному антигену; 3 — антииммуноглобулино-вые антитела, несущие метку (конъюгат). Главное преимущество непрямых им-муноанализов состоит в том, что один и тот же препарат меченых антиимму-ноглобулиновых антител (конъюгат, хорошо проверенный, охарактеризованныйи стандартизованный) используют в анализах с самыми разными парамиконкретных антигенов и антител.

В качестве ферментов-меток в ИФА используют следующие фер-менты и субстраты для них:

1) пероксидазу из корней хрена [субстраты: орто-фенилендиамин(продукт желто-коричневый, растворимый, поглощает при 420 нм);3,3'-диаминобензидин (продукт коричневый, нерастворимый); 3-амино-9-этилкарбазол (продукт красный, нерастворимый); 5-амино-салициловая кислота (продукт коричневый, растворимый, поглоща-ет при 405 нм); 2,2'-азино-бис(3-этилбензтиазолин)-6-сульфоноваякислота (продукт зеленый, растворимый, поглощает при 405 нм); 4-хлоро-1-нафтол (продукт голубой, нерастворим); 3,3'-диметокси-бен-зидин (продукт желто-оранжевый, растворимый, поглощает при 405 нм);3,3',5,5'-тетраметилбензидин (продукт голубой, растворимый, погло-щает при 450 нм); ABTS — 2,2'-азино-ди(3-этилбензтиазолин)-6-сульфоновая кислота]. Нерастворимые продукты ферментативныхреакций используют в методах иммуногистохимии и иммуноблоттин-га, растворимые — в иммуноферментных анализах, в которых ре-зультат регистрируют количественно спектрофотометрически;

2) β-галактозидазу (субстраты — дериваты /3-галактозида, напри-мер, 4-метилумбелиферил- β - D-галактозин);

3) щелочная фосфатаза [субстраты: 5-бромо-4-хлоро-3-индолилфосфат в комбинации с голубым тетразолиевым (продукт голубой,нерастворимый); р-нитрофенил фосфат (продукт желтый, раствори-мый, поглощает при 405 нм)];

4) уреазу [субстрат — мочевина в комбинации с бромкрезоломпурпурным (продукт образуется очень быстро, пурпурного цвета,растворимый, поглощает при 590 нм)].

Встречаются оригинальные разработки с использованием другихферментов-меток.

Чувствительность иммуноанализов. Термин «чувствительность» при-менительно к иммуноанализам имеет два разных смысла. Во-первых,как минимально определяемая данным анализом концентрация ис-комого вещества в пробе. Как правило, для большинства ИФА тест-систем чувствительность в этом понимании составляет нанограммыв миллилитре. Второе понимание термина «чувствительность» попу-

383

ляционное и относится к диагностическим тест-системам, предназ-наченным для выявления тех или иных маркеров заболеваний, чащевсего инфекционных. При разработке любой тест-системы пользуют-ся биологическим материалом, например пробами крови, от людей,заведомо больных данным заболеванием (эти пробы называют исти-но позитивными), и от людей, заведомо не больных данным забо-леванием (эти пробы называют истино отрицательными).

Параметры рассчитывают по приведенным ниже формулам, гдеN — число тех или иных результатов конкретных анализов на био-логическом материале от пациентов с достоверно известными диаг-нозами.

Диагностическая N истинно позитивныечувствительность = х 100 (%)тест-системы N истинно позитивные +

+ N ложнонегатавные

Специфичность иммуноанализов. Специфичность диагностическойтест-системы характеризует ее распознавательные возможности вотношении именно данного заболевания, которое она «не путает» сдругими.

N истинно негативныеСпецифичность = х 100 (%)

N истинно негативные ++ N ложнопозитивные

Диагностическая эффективность тест-системы. Она характеризуетвозможности данной тест-системы одновременно правильно опреде-лять позитивные пробы как позитивные, а негативные пробы какнегативные.

N истинно негативные +„ , , + N истинно позитивныеЭффективность _тест-системы N и с т и н н о П 0 3 И Т И вные +

+ N ложнопозитивные++N истинно негативные +

+ N ложнонегативные

Положительная и отрицательная предсказательная значимость тест-системы. Есть еще и такие характеристики диагностических тест-си-стем, как положительная предсказательная значимость (ППЗ) и от-рицательная предсказательная значимость (ОПЗ). Эти характеристи-ки в отличие от приведенных выше чувствительности и специфич-ности подразумевают знание реальной распространенности данно-го инфекционного заболевания в обследуемых популяциях населе-ния.

384

ППЗ рассчитывают как частоту инфицированных людей средивсех индивидуумов, определенных данной тест-системой как пози-тивные.

N истинно позитивныеППЗ = х ЮО (%)

N истинно позитивные ++ N ложнопозитивные

Отрицательную предсказательную значимость тест-системы рас-считывают как частоту неинфицированных людей среди всех инди-видуумов, определенных данной тест-системой как отрицательные.

N истинно негативные

опз = χ ЮО (%)N истинно негативные +

+ N ложнонегативные

Таблица

CD-антиген

GDIa, b,с, d

CD2

CD3

CD4

CD5

CD6

CD-маркеров

На каких клеткахэкспрессирован

Дендритные клетки,В-лимфоциты(CDlc), тимоцитыкоры, эпителийкмшки, эндотелий(CDld), гладкиемышцыТимоциты,Т-лимфоциты,нормальныекиллеры

Т-лимФоциты

СубпопуляцияТ-лимфоцитов(73), моноциты/макрофаги, некото-рые нейроны, эози-нофилы, возможно,другие клеткиТимоциты, частьТ-лимфоцитов,В-1-лимфоциты

Тимоциты,Т-лимфоциты,В-лимфоциты прихроническомлимфолейкозе

Мол. масса(X 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

4 3 - 4 9Суперсемейст-во иммуногло-булинов

45-58Суперсемейст-во иммуногло-булинов

У - 25-28;β - 20;ε - 20

Суперсемейст-во иммуногло-булинов

55Суперсемейст-во иммуногло-булинов

67Семейство«рецепторовдля мусора»(scavengerreceptor)

100-130Семейство«рецепторовдля мусора»(scavengerreceptor)

Что известно офункциях

Ассоциированы сДг-микроглобулиномподобно MHC-I.Предположительнопредставляют липид-ные антигены

Адгезивная молеку-ла, лигатзд для CD58(LFA-3). Участвует вактивавдш Т-лимфо-цитов (связываеттирозинкиназу Lck).На активированныхТ-лимфоцитахизоформа CD2RАссоциированы сTCR. Необходимыдля экспрессии TCRна мембране и про-ведения сигналавнутрь Т-лимфоци-тов. В цитоплазмати-ческих доменах со-держат ITAM и свя-зывают тирозинки-назыКорецептор для свя-зи TCR Т-лимфоци-тов с МНС-Н, свя-зывает Lck в цито-плазме активируемо-го Т-лимфоцита

Рецептор для«мусора»

Рецептор для «мусо-ра»Лиганд для CD 166

386

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD7

CD8

CD9

CD10

CD] la

C D l l b

C D l l c

C D l l d

CD12w

На каких клеткахэкспрессирован

Стволовые крове-творные клетки,тимоциты,Т-лимфоцитыМаркер субпопуля-ции Т-лимфоци-тов - ЦТЛ

Пре-В-лимфоциты,моноциты, эозино-филы, тромбоциты,нейроны, гладкиемышцы сосудов,активированныеТ-лимфоцитыКлетки стромыкостного мозга,клетки — предшест-венники лимфоци-тов (Т и В)Лимфоциты,макрофаги,гранулоциты

Миелоциты,нормальныекиллеры

Миелоциты

Лейкоциты

Моноциты,гранулоциты,тромбоциты

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

40Суперсемейст-во иммуногло-булиновос - 32-34;β - 32-34

Суперсемейст-во иммуногло-булинов

24Суперсемейст-во молекул с4 трансмемб-ранными сег-ментами

100

180

170

150

125Интегрин α

90-120

Что известно офункциях

?Маркер острого Т-клеточного и стволо-воклеточного лейкозаКорецептор при свя-зывании TCR сMHC-I.Связывает Lck в ци-топлазме активируе-мого Т-лимфоцитаУчаствует в агрега-ции тромбоцитов,миграции других кле-ток; возможно — вактивации черезFcyRII

Фермент Zn-метал-лопрогеиназа. Мар-кер острого пре-В-клеточного лейкоза(CALLA)Субъединица a L

интегрина LFA-1(ассоциирована сCD 18). Лиганд дляICAM-1,2,3 (CD54,102, 50)Субъединица ам

интегрина CR3(ассоциирована сCD 18). Лиганды -ICAM-1, iC3b, бел-ки внеклеточногоматриксаСубъединица <хх

интегрина CR4(ассоциирована сCD18). Лиганд —фибриногенСубъединица а°интегринов,ассоциирована сCD 18; связываетCD50

387

Продолжение таблицы

CD-антиген

CDJ3

CD14

CD15(Lewis X,

Lex)

CD15s(сиали-

рованнаяформаCD15)CD16

CD17w

CD18

CD19

CD20

На каких клеткахэкспрессирован

Миеломоноциты

Миеломоноциты,макрофаги

Нейтрофилы,эозинофилы,моноциты

Лейкоциты, клеткиэндотелия

Нейтрофилы,макрофаги,нормальныекиллеры

Нейтрофилы,моноциты,тромбоциты

Лейкоциты

В-лимфоциты

В-лимфоциты

Мол. масса(X 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

150-170

5 3 - 5 5

?

?Поли-1Ч-аце-тиллактозамин

50-80Суперсемейст-во иммуногло-булинов

?

95Интегрин β

95Суперсемейст-во иммуногло-булинов

33-37Суперсемейст-во молекул с4 трансмемб-раннымисегментами

Что известно офункциях

Zn-металлопротеи-наза (аминопептида-за Ν)Рецептор для комп-лекса липополисаха-ридсвязывающегопротеина (LBP) сЛПСТерминальный раз-ветвленный трисаха-рид в составе глико-липидов и многихгликопротеидов по-верхности клетокСвязывает молекулыадгезии CD62F,CD62P

Компонент низкоаф-финного Fc-рецепто-ра для IgG —FcyRIII. Опосредуетфагоцитоз и АЗКЦТГликосфинголипидклеточной поверх-ности — лактозилI IСИЛ 'Л X Я Λ Л ΠЦСраМИД

Субъедипица /32интегринов. Ассо-циирована сCDlla,b,c,dКомпонент корецеп-торного комплексаВ-лимфоцитов [сов-местно с CD21(CR2) и CD81(ТАРА-1)]. В цито-плазме ассоциированс тирозинкиназойPI 7г 1-J

Олигомеры CD20формируют каналдля Са2+ в мембране

388

Продолжение таблицы

CD-антиген

С21

CD22

CD23

CD24

CD25

CD26

CD27

CD28

На каких клеткахэкспрессирован

Зрелые В-лимфо-циты, фолликуляр-ные дендритныеклетки

ЗрелыеВ-лимфоциты

Зрелые В-лимфо-циты, активирован-ные макрофаги,эозинофилы,фолликулярныедендритные клетки,тромбоциты

В-лимфоциты,гранулоциты

АктивированныеТ-лимфоциты,В-лимфоциты,моноциты

АктивированныеВ-лимфоциты,Т-лимфоциты имакрофагиМедуллярныетимоциты,Т-лимфоциты,нормальные кил-леры, некоторыеВ-лимфоцитыЧасть Т-лимфоци-тов, активирован-ные В-лимфоциты

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

145белок системыконтролякомплемента(ССР)

а-130/3-140

Суперсемейст-во иммуногло-булинов

45Лектин С-типа

35-45

α-55белок системыконтролякомплемента(ССР)

110трансмембран-ный гликопро-теин II типа

55суперсемейст-во рецепторовдля TNF

44Суперсемейст-во иммуногло-булинов

Что известно офункциях

Рецептор CR2 длякомпонента компле-мента C3d, а такжедля вируса Эпшгей-на—Барр. Совместнос молекулами CD 19и CD81 формируеткорецепторный ком-плекс В-лимфоцитаСвязываетсиалоконъюгаты

FcfRII — низкоаф-финный рецептор-для IgE; регулируетсинтез IgE. Связы-вается также с коре-целторным комплек-сом В-лимфоцитовCD19/CD21/CD819Возможно, гомологтермостабильного ан-тигена (HSA) мышейα-Цепь рецепторадля 1L-2

Экзопсптидаза.Отщепляет с Ν - Κ Ο Η -ца дипептиды Х-Ргоили Х-А1аСвязывает CD70.Костимуляция Т- иВ-лимфоцитов

Активация неиммун-ных Т-лимфоцитов.Рецептор для кости-мулирующих сигна-лов от лигандовCD80(B7.1) или В7.2

389

Продолжение табли

CD-антиген

CD29

CD30

CD31

CD32

CD33

CD34

CD35

CD36

CD37

На каких клеткахэкспрессирован

Лейкоциты

АктивированныеТ-лимфоциты,В-лимфоциты,нормальные кил-леры и моноциты

Моноциты,тромбоциты,гранул оциты, частьТ-лимфоцитов,клетки эндотелия

Моноциты,гранул оциты,эозинофилы,В-лимфоциты

Клетки-предшест-венники миелопоэ-за, моноциты

Клетки-предшест-венники гемопоэза,эндотелий капил-

л я ровЭритроциты,В-лимфоциты, мо-ноциты, нейтро-филы, эозинофилы,фолликулярныедендритные клеткиТромбоциты, моно-циты, клетки эндо-телия

Зрелые В-лимфоци-ты, Т-лимфоцитыи миелоциты

Мол. масса(X 1000).

субъединичныйсостав,

семейство

130Интегрин β

120Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

130-140Суперсемейст-во иммуногло-булинов

40Суперсемейст-во иммуногло-булинов

67Суперсемейст-во иммуногло-булинов

105-120Муцин

250белок системыконтролякомплемента(ССР)

88

40-52Суперсемейст-во молекул с4 трансмемб-ранньши сег-ментами

Что известно о Шфункциях ι|Η••

J•

Субъединица βΐ ИННтегринов. АссоцйШирована с CD49Sв VLA-1 •Связывает CD30|i(CD153). УсиливавЯпролиферацию Т- тВ-лимфоцитов. |1Участвует в сигнале!к апоптозу 1Молекула адгезии Λобеспечивающая!контакты эндотели·]альных клеток между 1собой и лейкоцитов'с эндотелиемНизкоаффинныйFcyRII рецептор для !агрегированных им- !

муноглобулинов икомплексов анти-ген—антителоСвязывает сиало-конъюгаты

Лиганд для L-селек-тина CD62L

Рецептор 1-го типа(CR1) для компо-нентов комплемен-та - СЗЬ, С4Ь.Опосредует фагоци-тозМолекула адгезиитромбоцитов (GPIIIb).Рецептор для связы-вания апоптозныхтелец

Связывается с CD53,CD81, CD82,МНС-И

390

Продолжение таблицы

CD-ш потен

CD38

CD39

CD40

CD41

CD42a.b.c.d

На каких клеткахэкспрессирован

Незрелые В- иТ-лимфоциты,В-лимфоциты вгерминативныхцентрах, активиро-ванные Т-лимфо-циты, плазмоцитыАктивированныеВ-лимфоциты,активированныенормальные кил-леры, макрофаги,дендритные клеткиДендритные клетки,В-лимфоциты, мак-рофаги, базальныйэпителий

Мегакариоциты.тромбоциты

Мегакариоциты.тромбоциты

Мол. масса(х 1000).

субъединичныйсостав,

семейство

45

78

48Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

ДимерGPIIba - 125;GPIIbb - 22Интегрин α

а - 23,b - 135, 23

с - 22d - 85

Семействомолекул сповторами,обогащеннымипо остаткамлейцина

Что известно офункциях

Никотинамид динук-леотид (NAD) глико-гидролаза. Усиливаетпролиферацию В-лим-фоцитов

? Возможно, участ-вует в адгезии В-лим-фоцитов

Связывает CD40L(CD154). Важнейшийрецептор для кости-муляторных сигналовдля В-лимфоцитов;необходим для про-лиферации, диффе-ренцировки, пере-ключения изотипов,иммуноглобулинов вВ-клетках; необхо-дим для продукциицитокинов в денд-ритных клетках имакрофагахИнтегрин а в ассо-циации с CD61 об-разует GPIIb, кото-рый связывает фиб-риноген, фибрино-нектин, фактор Вил-лебранда, тромбос-пондинСвязывают факторВиллебранда и тром-бин. Существенныдля адгезии тромбо-цитов в месте пов-реждения сосуда

391

Продолжение таблицы \

CD-антиген

CD43

CD44

CD45

CD45R0

CD45RA

CD45RB

CD46

CD47

CD48

CD49a

На каких клеткахэкспрсссирован

Лейкоциты, за иск-лючением неиммун-ных В-лимфоцитов

Лейкоциты, эрит-роциты

Все кроветворныеклетки

Моноциты, макро-фаги, иммунныеТ-лимфоциты, им-мунные В-лимфо-цитыМоноциты, неим-мунные Т- и В-лим-фоцитыНекоторые Т-лим-фоциты, В-лимфо-циты, моноциты,макрофаги, грану-лоцитыГематопоэтическиеи другие ядросодер-жащие клетки

Все клетки тела

Лейкоциты

АктивированныеТ-лимфоциты, мо-ноциты, нейроны,гладкомышечныеклетки

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

115-135 (нанейтрофилах);95-115 (наТ-лимфоцитах)Муцин

80-95Link-протеин

180-240(несколькоизоформ).Семействофибронек-тина III типа

180ФибронектинII типа

205-220ФибронектинII типа

190-220ФибронектинII типа

56/66(альтернатив-ный сплайсинг).Белок системыконтроля комп-лемента (ССР)

47-52

40-47Суперсемейст-во иммуногло-булинов

200Интегрин а

Что известно офункциях

Имеет протяженнуювнешнюю структуру(45 нм). Вероятно, ан-тиадгезивен

Связывает гиалуроно-вую кислоту, обес-печивает адгезиюклетокТрансмембраннаятирозинфосфатаза.Усиливает сигнал сTCR, BCR

Изоформы CD45, несодержащие экзоновА, В и С

Изоформа CD45,содержащая экзон А

Изоформы CD45,содержащие экзон В

Связывает компонен-ты комплемента СЗЬ,С4Ь, способствуя ихдеградации с участи-ем Factor I

Неизвестно.Ассоциирован сгруппой крови резус(Rh)Неизвестно

VLA-1. Интегрин а1,ассоциирован с CD29.Связывает коллаген,ламинин-1

392

Продолжение таблицы

На каких клеткахэкспрсссирован

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

В-лимфоциты, мо-ноциты, тромбо-циты, мегакарио-циты, нейроны,эпителий, эндоте-лий, остеокластыВ-лимфоциты,многие прилипаю-щие клетки

В-лимфоциты, ти-моциты, моноцитыдендритные клетки,гранулоциты

Т-лимфоцитыпамяти, моноциты,тромбоциты

Т-лимфоциты,моноциты, мегака-риоциты, тромбо-циты, трофобластТимоциты, Т-лим-фоциты, В-лимфо-циты, моноциты,гранулоцитыМегакариоциты.тромбоциты

Тимоциты,Т-лимфоциты,В-лимфоциты, мо-ноциты, гранул оциты, сперматозоиды

Лейкоциты

160Интегрин а

125, 30 (димер)Интегрин а.

150Интегрин я

135, 25 (димер)Интегрин аСвязывает фибтин, инвазии125, 25 (димер;Интегрин α

130Суперсемейст-во иммуногло-булинов125, 24 (димер;Интегрин а

25

35-42Суперсемсйст-во молекул с

VLA-2. Интегрин а2,ассоциирован с CD29.Связывает коллаген,ламинин

VLA-3. Интегрин а1,ассоциирован с CD29.Связывает коллаген,ламинин-5, фибро-нектин, энтактин,инвазииVLA-4. Интегрин «4,ассоциирован с CD29.Связывает фибронек-тин, MAadCAM-1,VCAM-1VLA-5. Интегрин а!,ассоциирован с CD29.

VLA-6. Интегрин а6,ассоциирован с CD29.Связывает ламинин,инвазии, мерозинICAM-3. СвязываетинтегринCDlla/CD18

Интегрин «v. Ассо-циирован с CD61.Связывает витронек-тин, фактор Вилле-бранда, фибриноген,тромбоспондин. Яв-ляется рецепторомдля апоптозных те-лецНеизвестно. Являетсямишенью для анти-тел, используемых втерапии для удаленияТ-клеток из костногомозгаНеизвестно

393

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD54

CD55

CD56

CD57

CD58

CD59

CD60-W

CD61

На каких клеткахэкспрессирован

Гематопоэтическиеи другие клетки

Гематопоэтическиеи другие клетки

Нормальныекиллеры

Нормальные килле-ры, некоторые Т-лим-фоциты, В-лимфо-циты, моноцитыГематопоэтическиеи другие клетки

Гематопоэтическиеи другие клетки

Часть Т-лимфоци-тов, моноциты,тромбоциты

Тромбоциты, мега-кариоциты, макро-фаги

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

4 трансмем-браннымисегментами

75-115Суперсемейст-во иммуногло-булинов

60-70белок системыконтролякомплемента(ССР)

135-220Суперсемейст-во иммуногло-булинов

9

55-70Суперсемсйст-во иммуногло-булинов

19

?

ПОИнтегрин β

Что известно офункциях

ICAM-1 — молекуламежклеточной адгезии,связывает интегриныCDlla/CD18(LFA-1) иCDllb/CD18.Является рецепторомдля риновирусовDAF-фактор, ускоря-ющий распад комп-лемента.Связывает СЗЬ, раз-рушая СЗ/С5-конвер-тазуNKH -1. Адгезивнаямолекула. Изоформамолекул адгезиинейронов (NCAM)HNK-1. Олигосаха-рид. Найден на мно-гих гликопротеинахповерхности клетокLFA-3. Связываетадгезивную молекулуCD2

Связывает компонен-ты комплемента С8и С9, чем препятст-вует формированиюкомплекса атаки намембрану и лизисуклетки9-О-ацетилированнаядисиалил-группа ган-глиозидов, преиму-щественно ганглио-зида D3Субъединица β}

интегринов. Образуеткомплексы с CD41(GPIIb/IIIa) и CD51(рецептор для витро-нектина)

394

Продолжение таблицы

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

Эндотелий

В- и Т-лимфоциты,моноциты, нор-мальные киллеры

Тромбоциты, мега-кариоциты, эндо-телий

Активированныетромбоциты,моноциты,макрофаги

Моноциты,макрофаги

Миелоциты

НейтроФилы

Гранулоциты

140Лектин С-типаСуперсемейст-ва EGF иССР

150Лектин С-типаСуперсемейст-ва EGF и ССР

140Лектин С-типаСуперсемейст-ва EGF и ССР

53Суперсемейст-во молекул с4 трансмем-браннымисегментами

72Суперсемейст-во иммуногло-булинов

160-180Суперсемейст-во иммуногло-булинов

95-100Суперсемейст-во иммуногло-булинов

Ε-се лектин. Эндоте-лиальная молекулаадгезии (ELAM).Связывает сиалил-Lewisx на нейтрофи-лах и обеспечиваетроллинг нейтрофи-лов по эндотелиюL-селектин. Молеку-ла адгезии лейкоци-тов (IAM). Связыва-ет CD34 и GlyCAMи обеспечивает рол-линг лейкоцитов поэндотелиюР-селектин. Молеку-ла адгезии. Связыва-ет PSGL-1 (CD162).Обеспечивает взаимо-действие тромбоци-тов с эндотелием имоноцитамиЯвляется компонен-том мембран лизо-сом, транслоцируе-мым на клеточнуюмембрану при акти-вации клеткиВысоко аффинныйрецептор для IgG(FcyRI). Сила связиубывает в порядке:I gG3>IgGl>IgG4>»IgG2. Опосредует фа-гоцитоз, сорбциюантигенов

Олигосахаридныйкомпонент церамидадодекасахарида? Гомологичен рако-во-эмбриональнымантигенам

? Гомологичен рако-во-эмбриональнымантигенам

395

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD66c

CD66d

CD66e

CD66f

CD68

CD69

CD70

CD71

CD72

CD73

CD74

CD75

На каких клеткахэкспрессирован

Нейтрофилы, клет-ки рака толстойкишки

Нейтрофилы

Эпителий толстойкишки, клеткиколонокарциномы

?

Моноциты, макро-фаги, нейтрофилы,базофилы, большиелимфоцитыАктивированныеТ- и В-лимфоциты,нормальные килле-ры и макрофагиАктивированныеТ- и В-лимфоцитыи макрофагиВсе пролиферирую-щие клеткиВ-лимфоциты(не плазмоциты)

Часть Т- и частьВ-лимфоцитов

МНС-П-экспресси-рующие клетки(дендритные, В-лим-фоциты, моноци-ты, макрофаги)Зрелые В-клетки,часть Т-клеток

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

90Суперсемейст-во иммуногло-булинов

30Суперсемейст-во иммуногло-булинов

180-200Суперсемейст-во иммуногло-булинов

9Суперсемейст-во иммуногло-булинов

ПОМуцин

28, 32(гомодимер)

ЛектинС-типа75, 95, 170СемействоTNF

95(гомодимер)

42(гомодимер)

ЛектинС-типа

69

33, 35, 41, 43(альтернатив-ная инициациятранскрипцииили силайсинг)

Что известно офункциях

? Гомологичен рако-во-эмбриональнымантигенам

? Гомологичен рако-во-эмбриональнымантигенам

Раково-эмбриональ-ный антиген

? Гомологичен рако-во-эмбриональнымантигенам. Гликопро-теин, специфичныйдля беременности? Макросиалин

Ранний маркер акти-вации

Лиганд для CD27.Костимулятор Т- иВ-лимфоцитовРецептор для транс-феррина1

Экто-5'-нуклеотидаза.Дефосфорилируетнуклеотиды, обеспе-чивает включениенуклеозидовИнвариантная цепь(li), ассоциирован-ная с МНС-И

Сиалогликан. Лиганддля CD22. Обеспечи-вает адгезию В-лим-

396

Продолжение таблицы

CD-антиген

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(X 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

CD76

CD77

Зрелые В-клетки,часть Т-клеток

В-клетки в зароды-шевых центрах фол-ликулов

CD78-WCD79ot.g

В-лимФоцитыВ-лимфоциты

CD80 Часть В-лимфо-цитов

CD81

CD82

Лимфоциты

Лейкоциты

а - 40-45/3 — 37Суперсемейст-во иммуногло-булинов

60Суперсемейст-во иммуногло-булинов

26Суперсемейст-во молекул с4 трансмем-браннымисегментами

50-53Суперсемейст-

фоцитов с В-лимфо-цитамиа -2,6-Сиалирован-ный полилактозамин.Входит в состав по-верхностных глико-сфинголипидов игликопротеиновНейтральный гли-к о с ф и н г о л и п и д(Galal->4Gal01-»4Glc/31-»церамид).Гомотипная агре-гация вызывает апо-птоз клетки. Связы-вает токсин шигеллы.Антиген группы кро-ви Рк

9Iga, Ig/J — инвари-антные компонентырецепторов В-лим-фоцитов для антиге-на. Обеспечивают эк-спрессию рецепторана мембране и про-ведение сигнала пос-ле связывания анти-гена иммуноглобу-линомВ7.1. Лиганд дляCD28 и CTLA-4на Т-лимфоцитах.Участвует в Т-В-вза-имодействии и взаи-мосвязях Т-лимфо-цитов с антиген-представляющимиклеткамиТАРА-1 (мишень дляантипролифератив-ных антител). В комп-лексе с CD19 и CD21формируют корецеп-тор В-лимфоцитов9

397

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD83

CD84-W

CD85

CD86

CD87

CD88

CD89

CD90

CD91

На каких клеткахэкспрессирован

Дендритные клетки,клетки Лангерганса,В-лимфоциты

Моноциты, тром-боциты, циркули-рующие В-лимфо-цитыМоноциты, цирку-лирующие В-лим-фоцитыДендритные клетки,моноциты, активи-рованные В-лимфо-циты

Гранулоциты, мо-ноциты, макрофагиТ-лимфоциты, нор-мальные киллеры,многие некрове-творные клеткиГранулоциты,макрофаги, тучныеклетки

Моноциты, макро-фаги, нейтрофилы,гранулоциты, частьТ- и В-лимфоци-тов, энтероцитыCD34+ протимоци-ты (V человека),тимоциты. Т-лим-фоциты (ν мыши)Моноциты, многиенекроветворныеклетки

Мол. масса(X 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

во молекул с4 трансмем-браннымисегментами

43Суперсемейст-во иммуногло-булинов

73

120, 83

80Суперсемейст-во иммуногло-булинов

35-59

43Суперсемейст-во рецепторовG-связываю-щих белков

50-70Суперсемейст-во иммуногло-булинов

18Суперсемейст-во иммуногло-булинов515, 85 (димерСуперсемейст-во рецепторовдля LDL, EGF

Что известно офункциях

?

?

В7.2. Лиганд дляCD28 и CTLA-4 наТ-лимфоцитах. Обес-печивает взаимосвязьТ-лимфоцитов с ан-тигенпредставляю щи-ми клеткамиРецептор для акти-ватора плазминоге-на — урокиназы

Рецептор для компо-нента комплементаС5а (анафилотокси-на)

FcaR — Fc-рецеп-тор для IgA

? (Thy-1 у мышей)

Рецептор для«2-макрогяобулина

398

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD92w

CD93

CD94

CD95

CD96

CD97

CD98

CD99

CD100

CD101

CD 102

CD103

На каких клеткахэкспрессирован

Нейтрофилы, моно-ноциты, тромбоци-ты, эндотелийНейтрофилы, моно-циты, эндотелийЧасть Т-лимфоци-тов, нормальныекиллерыIn vivo точно неиз-вестно. На многихперевивных линияхклеток

АктивированныеТ-клегки, нормаль-ные киллеры

АктивированныеТ- и В-лимфоциты,моноциты, грануло-циты

Т- и В-лимфоциты,нормальные килле-ры, гранулоциты,все перевивные ли-нии клеток человекаТимоциты, перифе-рические лимфоци-тыГематопоэтическиеклетки

Дендритные клетки,моноциты, грануло-циты, активирован-ные Т-лимфоциты

Эндотелий (макси-мум), неактивныелимфоциты, моно-циты

Интраэпителиаль-ные лимфоциты,

Мол. масса(х 1000),

субьединичныйсостав,

семейство

70

120

43ЛектинС-типа

43Суперсемейст-во рецепторовдля факторанекроза опу-холей (TNF)

160Суперсемейст-во иммуногло-булинов

75-85Суперсемейст-во рецепторовG-связываю-щих белков.EGF

80, 45(гетеродимер)

нокислот

32

150(гомодимер)Semaphrin

120(гомодимер)Суперсемейст-во иммуногло-булинов

55-65Суперсемейст-во иммуногло-булинов

150, 25Интегрин α

Что известно офункциях

9

?

?

Fas или Аро-1. Рецеп-тор для FasL — Fas-лиганда. Индуцируетапоптоз клетки

?

Связывает CD55

Предположительнотранспортер для ами-

9

?

?

ICAM-2. Связываетинтегрин CD Па/CD18 (LFA-1), но несвязывает CD lib/

Интегрин (ХЕ

399

Продолжение таблиц

CD-антиген

CD104

CD105

CD106

CD107a

CD107b

CD108-W

C D 109

C D 1 1 0 -CD113CD114

CD115

На каких клеткахэкспрессирован

2—6 % лимфоцитовпериферической~br't\ f\n Τ ЯS\.\jOlSyi

CD4 ,СО8-тимоци-ты, нейроны, эпи-телий, эндотелий,шванновские клет-ки (леммоциты),трофобластЭндотелий, активи-рованные моноцитыи макрофаги, частьклеток костногомозгаЭндотелий

АктивированныеТ-лимфоциты,тромбоциты,нейтрофилы,эндотелий

АктивированныеТ-лимфоциты,тромбоциты,нейтрофилы,эндотелий

Эритроциты, цирку-лирующие лимфоци-ты, лимфобластыАктивированныеТ-лимфоциты и тром-боциты, эндотелий

Недостаточно иссле-дованыГранулоциты, моно-циты

Моноциты, макро-фаги

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

220Интегрин β

90 (гомодимер)

100, ПОСуперсемейст-во иммуногло-булинов

ПО

120

80

170

150Суперсемейст-во иммуногло-булинов.ФибронектинIII типа

150Суперсемейст-

Что известно офункциях

? Интегрин β4.Ассоциирован сCD49f. Связываетламинины

Связывает TGF-β

Молекула адгезии(VCAM-1). Лиганддля VLA-4

? Компонент мемб-раны лизосом(LAMP-1), трансло-цируемый на клеточ-ную мембрану приактивации клетки? Компонент мемб-раны лизосом(LAMP-2), трансло-цируемый на клеточ-ную мембрану приактивации клетки? (антиген GR2 груп-пы крови John Milton-Hagen)?GR56 — фактор ак-тивации тромбоци-тов

Рецептор для грану-лоцит-колониестиму-лирующего фактора(G-CSE-R)

Рецептор для моно-цит-колониестиму-

400

Продолжение таблицы

CD-антиген

На каких клеткахэкспрессирован

Мея. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

CD116

CD117

CDU8

CD119

CD120a

CD120b

CD121bw

CD122

CD123

14 - 544

Моноциты, нейтро-филы, эозинофилы,эндотелий

Гематопоэтическиеклетки-предшест-венники

Многие клеткиорганизмаМакрофаги, моно-циты, В-лимфоци-цы, нормальныекиллеры, эндотелийЭпителий (макси-мум), гематопоэти-ческие и другиеклеткиМиелоциты (макси-мум), другие крове-творные и некрове-творные клетки

Тимоциты.Т-лимФоциты

В-лимфоциты, мак-рофаги, моноциты

Нормальные кил-леры, часть неактив-ных Т- лимфоцитов,некоторые линииВ-лимфоцитов

Стволовая крове-творная клетка,

во иммуногло-булинов.Тирозинкиназа

70-85Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

145Суперсемейст-во иммуногло-булинов.Тирозинкиназа

90-100ФибронектинIII типа

50-60Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

75-85Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

80Суперсемейст-во иммуногло-булинов

60-70Суперсемейст-во иммуногло-булинов

75Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

лирующего фактора(M-CSF-R). Являет-ся тирозинкиназой(c-fms)α-Цепь рецептора кгранулоцит-макрофаг-колониестимулирую-щему фактору(GM-CSF-RoO

Рецептор для факто-ра стволовых клеток(CSF-R или c-kit).Тирозинкиназа

Рецептор для а- иβ-интерфероновРецептор дляу-интерферона

Рецептор для TNF-αи TNF-β (1Л) (TNFR-I)

Рецептор для TNF-αи TNF-/J (TNFR-II)

I тип рецептора дляинтерлейкина-1.Связывает IL-1» иIL-10II тип рецептора дляинтерлейкина-1.Связывает IL-la иIL-10/3-цепь рецепторадля интерлейкина-2(IL-2R/?)

401

Продолжение таблицы

CD-антиген

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

CD 124

CD125

CD 126

CD127

CD128w

CD129

CD130

гранулоциты, моно-циты, мегакарио-циты

Кроветворные клет-ки-предшественники,зрелые Т- и В-лим-фоциты

Эозинофилы, базо-филы, активирован-ные В-лимфоциты

Плазматическиеклетки (максимум),активированныеВ-лимфоциты,лейкоциты (слабо)

Клетка-предшест-венник лимфоцитовв костном мозге,про-В-лимфоциты,зрелые Т-лимфоци-ты, моноцитыНейтрофилы, базо-филы, часть Т-лим-фоцитов

Недостаточно изу-ченМногие клетки,особенно активиро-ванные В-лимфо-циты и плазмоциты

70Суперсемейст-во рецепторовДЛЯ ЦИТОКИНО1ФибронектинIII типа

130-150Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

55-60Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

80Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

68-79(гомодимер)Суперсемейст-во фибронек-тина III типа

58-67Суперсемейст-во рецепторовдля G-связы-вающих про-теинов

130Суперсемейст-во иммуногло-булинов.Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

сх-цепь рецепторадля интерлейкина-3(IL-3R.0C)

Рецептор для интер-лейкина-4 (IL-4R)

Рецептор для интер-лейкина-5 (IL-5R)

Субъединица α ре-цептора для интер-лейкина-6 (IL-6Ra)

Рецептор для интер-лейкина-7 (IL-7R)

Рецептор для интер-лейкина-8 (IL-8R)

Общая β-субъедини-ца рецепторов дляIL-6, IL-11, OSM(онкостатину-М),LIF (лейкемию ин-гибирующему факто-РУ)

402

Продолжение таблицы

CD-антиген

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(х 1000),

субьединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

CD131W

CD 132

CD133CD 134

CD135

CD136w

CD137w

CD138

CD139CD 140

a,b

CD141

Миелоидные клет-ки-предшественни-ки, гранулоциты

В- и Т-лимфоциты,нормальные килле-ры, тучные клетки,нейтрофилыНе исследованАктивированныеТ-лимфоциты

Ранние кроветвор-ные клетки-пред-шественники, клет-ки-предшественни-ки миелоцитов иВ-лимфоцитовМоноциты, эпите-лий, центральныеи периферическиенейроны

Т- и В-лимфоциты,моноциты, некото-рые эпителиальныеклеткиВ-лимфоциты

В-лимфоцитыКлетки стромы, не-которые эндотели-альные клетки

Эндотелий сосудов

140Суперсемейст-во рецепторовдля цитокиновФибронектинIII типа

64Суперсемейст-во рецепторовдля цитокинов

50Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

130, 155Суперсемейст-во иммуногло-булинов.Тирозинкиназа

180Тирозинкиназа

Суперсемейст-во рецепторовдля TNF

1Протеогликан

209, 228а - 180;b - 180

105Лектин С-типа.EGF

Общая β -субъедини-ца рецепторов дляIL-3, IL-5, GM-CSF

Общая у-субъедини-ца рецепторов дляIL-2, IL-4, IL-7,IL-9, IL-15

ОХ40. Костимуляторв отношении моле-кул адгезии

Рецептор для факто-ров роста.Тирозинкиназа

Тирозинкиназа.Участвует в процес-сах хемотаксиса, фа-гоцитоза, роста кле-ток и дифференци-ровкиКостимулятор в отно-шении пролиферацииТ-лимфоцитов

Протеогликангепа-рин-сульфат (Synde-сап-1). Связывает кол-лаген I типа?а- и β-цепи рецеп-тора к фактору ростаиз тромбоцитов(PDGF-R)Тромбомодулин.Антикоагулянт,связывает тромбин вкомплекс, которыйзатем активируетпротеин С

14* 403

Продолжение таблицы

CD-антиген

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

CD142

CD143

CD144

CD145

CD146

CD147

CD148

CD149CD150

Кератиноциты, эпи-телий, астроциты,шванновские клет-ки (леммоциты).Экспрессируетсятолько при индук-ции медиаторамивоспаленияЭндотелий некруп-ных сосудов (кро-ме сосудов почки),эпителий щелочнойкаймы в почках итонкой кишке, ней-роны, активирован-ные макрофаги,часть Т-лимфоци-тов. Есть раствори-мая форма в плаз-ме кровиЭндотслиальныеклетки

Эндотелий сосудови некоторые клет-ки стромыЭндотелиальныеклетки

Эритроциты, лейко-циты, тромбоциты,эндотелий сосудов

Гранулоциты, мо-ноциты, дендрит-ные клетки, Т-лим-фоциты, фибробла-сты, нейроныНе исследованТимоциты, активи-рованные лимфо-циты

45-47Суперсемейст-во фибронек-тина III типа

170-180

130 Cadherin

25, 90, 110

130Суперсемейст-во иммуногло-булинов

55-65Суперсемейст-во иммуногло-булинов

240-260Суперсемейст-во фибронек-тина III типа

75-95Суперсемейст-во иммуногло-булинов

Главный тканевойфактор коагуляцииили тромбопластин.Связывает факторVila. Этот комплексактивирует факторыVII, IX, X

Ангиотензин-конвер-тирующий фермент.2п2+-металлопепти-даза (дипептидилпеп тидаза). Выщеп-ляет ангиотензин Iи брадикинин из мо-молекул-предшест-венников

Кадхерин-5 (VE-cad-herin). Обеспечиваетсцепление клетокэндотелия между со-бой9

Молекула адгезииклеток в долгосроч-ных контактах

Молекула адгезии

Контактная ингиби-ция роста клеток.Протеинтирозин-фосфатаза

404

Продолжение таблицы

На каких клеткахэкспрессирован

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

Что известно офункциях

Тромбоциты, мега-кариоциты, эпите-лий, эндотелий

АктивированныеТ-лимсЬоциты

АктивированныеТ- и В-лимфоциты,макрофаги и нейт-рофилы

АктивированныеCD4+ Т-лимфо-циты

Моноциты, макро-фаги, тимоциты,центральные ней-роныНейтрофилы, моно-циты

Гранулоциты, моно-циты, клетки стро-мы костного моз-га, эндотелий, фол-ликулярные денд-ритные клеткиСубпопуляция нор-мальных киллеров

32Суперсемейст-во молекул с4 трансмем-браннымисегментами

33Суперсемейст-во иммуногло-булинов

38-40Суперсемейст-во TNF

30 (тример)Семейство ре-цепторов дляTNF

80-90Суперсемейст-во иммуногло-булинов

69

42-45, 50(на моноцитах

50, 58Суперсемейст-во иммуногло-булинов

Ассоциирован с βι

интегринами

CTLA-4. Негативныйрегулятор активнос-ти Т-лимфоцитов.Лиганд для В7.1(CD80) и В7.2(CD86)CD30L. Лиганд дляCD30. Участвует вкостимуляцииТ-лимфоцитов и виндукции апоптозаCD40L. Лиганд дляCD40. Необходимдля активацииВ-лимфоцитов, ихпролиферации, диф-ференцировки и пе-реключения синтезаклассов иммуногло-булинов при Τ—Β-взаимодействииВ норме функции неизвестны. Являетсярецептором для ви-русов полиомиелитаМеталлопротеаза.Возможно, участвуетв экстравазации лей-коцитов (дезинтегрин)АДФ-рибозилцикла-за, гидролаза дляциклической АДФ-рибозы

р50.1 и р58.1. Связы-вают на клетках-ми-шенях молекулыMHC-I и ингиби-руют цитотоксичес-кую активность ΝΚ

405

Продолжение таблицы

CD-антиген

CD 158b

CD159CD160CD161

CD 162

CD163

CD164

CD165

CD166

Цепь ζTCR

На каких клеткахэкспрессирован

Субпопуляция нор-мальных киллеров

Не исследованНе исследованНормальные килле-ры, Т-лимфоциты

Нейтрофилы, лим-фоциты, моноциты

Моноциты.макрофагиЭпителиальныеклетки, моноциты,клетки стромыкостного мозгаТимоциты, эпите-лиальные клеткитимуса, централь-ные нейроны, клет-ки островков под-желудочной железы,капсула Боумена(Bowman)Эпителий тимуса,фибробласты, ней-роны, активирован-ные Т-лимфоциты

Т-лимфоциты, нор-мальные киллеры

Мол. масса(х 1000),

субъединичныйсостав,

семейство

50, 58

44Лектин С-типа

120(гомодимер)Муцин

130

80Муцин

37

100-105Суперсемейст-во иммуногло-булинов

12 (гомодимер)

Что известно офункциях

р50.2 и р58.2. Связы-вают на клетках-ми-шенях молекулыHLA-Cw3 и родст-венные им, ингиби-руют цитотоксич-ность NK

NKRP-1. Регулируетцитотоксичностьлимфоцитов-кил-леровPSGL-1.Лиганд для CD62P

?

? Мультигликозили-рованный протеин

Адгезия тимоцитовк клеткам эпителиятимуса

Лиганд для CD6.Участвует в ростеаксонов нейронов

Внутриклеточныйкомпонент рецепто-ра Т-клеток и NK.В каждой цепи со-держится по 3 ITAM

П р и м е ч а н и е . Подчеркнуты маркеры, которые в настоящее время выяв-лены на клетках единственного типа дифференцировки. EGF — epidermalgrowth factor; ССР — complement control protein.

406

Краткий словарь терминов

Авидиость связи антигена с антителом — это сила связи цельноймолекулы антигена, т.е. всех доступных для антитела эпитопов, совсеми доступными антигенсвязывающими центрами цельной моле-кулы антитела. Авидность связи количественно оценивают чаще все-го по такому измеряемому параметру, как константа диссоциации(kd, размерность 1/моль) цельной молекулы антигена с цельной мо-лекулой антитела.

Адгезия клеток — взаимосвязи между клетками, как правило, не-сильные и обратимые, осуществляемые взаимно комплементарнымимолекулами клеточных мембран.

Аллергия — (от греч. allos — иной, не такой, как большинство) —патологическая реакция организма в ответ на попадание вовнутреннюю среду каких-либо веществ из внешней среды. Сутьаллергических реакций, позволяющая отличить их от любых другихфизиологических или патофизиологических процессов в организме,состоит в том, что аллергическая реакция — это интенсивная воспа-лительная реакция того или иного типа в ответ на безопасные дляорганизма вещества и в безопасных дозах. То есть при аллергииорганизм испытывает боль и нарушение функций, главным образомв результате альтерации собственных тканей при воспалительномпроцессе, а не в результате прямого повреждающего действияаллергена.

Амогенный — генетически отличный организм в пределах одногобиологического вида.

Антигены — любые вещества, которые могут быть распознанырецепторами лимфоцитов (TCR) на Т-лимфоцитах или иммуногло-булинами (в составе BCR на В-лимфоцитах или в растворе). Внеорганизма антигенами называют вещества (в составе микро-организмов или свободные вещества), которые при введении ворганизм животного потенциально способны вызвать на себя иммун-ный ответ, т.е. распознавание, наработку иммунных Т-лимфоцитови антител, деструкцию и выведение их из организма. В таком внеш-нем аспекте для млекопитающих иммуногенны корпускулярныеформы (микроорганизмы), макромолекулярные вещества (белки,полисахариды, гликопротеины, липополисахариды, липопротеины)и гаптены (низкомолекулярные вещества, конъюгированные свысокомолекулярным носителем). Внутри организма для В-лимфоци-тов и свободных иммуноглобулинов антигенами являются любыенативные молекулы (растворимые либо в составе мембран клетокили межклеточного матрикса); для Т-лимфоцитов объектомраспознавания является только поверхность клеток своего организма,а именно комплексы молекул МНС (I класса, II класса или неклас-сических) с пептидами. Ύγδ способны распознавать небелковые ан-тигены, например фосфолипиды.

Может или не может какой-то цельный исходный белок стать«антигеном» для Т-лимфоцитов того или иного организма, зависитне только от наличия Т-лимфоцитов с соответствующим рецеп-тором, но и от антигенпроцессирующих свойств антигенпред-ставляющих клеток, а также от сродства конкретных пептидныхфрагментов к имеющимся в организме немногочисленным молеку-лам МНС (максимум 12 вариантов).

407

Антигенпредставляющие клетки — специализированные клетки,которые поглощают и преобразуют аликвоту антигена до того, какон будет распознан лимфоцитами. Для Т-лимфоцитов антигенпредставляют дендритные клетки, В-лимфоциты и макрофаги. Этиклетки поглощают антиген, расщепляют его до пептидов размером9—11 или 11—18 аминокислотных остатков (если антиген белок),внутриклеточно формируют комплексы этих пептидов с молекуламиMHC-I или II и экспрессируют эти комплексы на клеточнуюмембрану. Одновременно антигенпредставляющие клеткиэкспрессируют специальные корецепторные молекулы и синтезируютактивационные цитокины, что строго необходимо для индукциилимфоцита, распознавшего целевой антиген в направлении развитияиммунного ответа. В-лимфоциты способны распознавать (связывать)свободные нативные антигены. Но для В-лимфоцитов есть специаль-ные антигенпредставляющие клетки — фолликулярные дендритные,которые способны продолжительное время нести на своейповерхности антиген, связанный в комплекс с антителом, которыйв свою очередь связан с Fc-рецептором мембраны FDC.

Антитела — специальные белки, продуцируемые В-лимфоцита-ми, имеющие характерную общую структуру (в основе тетрамер —симметричный комплекс из двух легких и двух тяжелых полипеп-тидных цепей) и физико-химические свойства, что отражает ихвторое групповое название — иммуноглобулины. Самым характернымобщим свойством антител и их природным предназначением явля-ется огромное популяционное разнообразие (109—1016) связывающихсвойств в отношении возможных лигандов (антигенов). Fc-фрагмен-ты молекул иммуноглобулинов, которых у человека 9 разныхвариантов (изотипов), предназначены для взаимосвязи комплексовантиген—антитело с другими белками сыворотки крови и клеткамиорганизма.

Анафилаксия — термин, имеющий значение, противоположноепрофилактике (prophylaxix — защита), т.е. беззащитность. Егоприменяют для обозначения такой реакции организма на внешнеевещество, которая не столько защищает организм от внешнего ве-щества, сколько вызывает повреждение тканей собственногоорганизма. Анафилаксия — вариант аллергии с выраженнымпроявлением системных или обширных острых патофизиологическихпроцессов.

Апоптоз — биологический механизм гибели клетки по тому илииному сигналу извне, который активирует внутри клеткиопределенные системы ферментов, обеспечивающих повреждениемитохондрий, фрагментацию ДНК на отрезки в 50—300 п.н. и за-тем фрагментацию ядра и цитоплазмы клетки. В результате клеткараспадается на окруженные мембраной апоптозные тельца, которыемогут быть фагоцитированы макрофагами или поглощеныдендритными клетками. Содержимое погибающей клетки не попада-ет во внеклеточную среду. В ткани не развивается воспаление.

Артюса реакция — экспериментальный феномен, представляющийсобой локальную воспалительную реакцию в коже, вызванную инъ-екцией антигена в дерму животного, у которого уже есть антителакласса G против данного антигена. Антиген образует комплексы стакими антитела в межклеточных пространствах ткани, иммунныекомплексы активируют систему комплемента и макрофаги, что всвою очередь вызывает развитие воспаления.

408

Аутоиммунные болезни — болезни, в патогенезе которых современем ведущим компонентом становится иммунное воспаление,направленное на какой(ие)-либо нативный(ё) антиген(ы) собствен-ных клеток или межклеточного вещества. Полагают, что изначаль-ная инициация данного иммунного воспаления вызвана каким-либоинфекционным патогеном, но в дальнейшем по тому или иномумеханизму иммунные лимфоциты «переключаются» на собственныеткани.

Аффинность связи антигена с антителом (или иного лиганда сакцептором) — это сила связи одного эпитопа на молекуле антиге-на с одним активным центром антитела. Количественно аффинностьсвязи оценивают по величине константы диссоциации одного актив-ного центра с одним эпитопом.

Белки острой фазы — это определенные сывороточные белки за-щитного антибактериального назначения. У человека это С-реа-ктивный протеин (СРП) и маннансвязывающий лектин (МСЛ), угрызунов — еще и сывороточный амилоид. Эти белки синтезируетпечень в ответ на соответствующие раздражители в первые часы пос-ле повреждения и секретирует их в кровь. Не имея ничего общегопо составу и структуре с иммуноглобулинами (СРП — пентраксин,МСЛ — кальцийзависимый сахарсвязывающий белок семейства кол-лектинов), белки острой фазы связывают бактерии, имеющие соот-ветствующие молекулы-лиганды на клеточной стенке (антигеныС-стафилококков, остатки маннозы), и опсонизируют их для фаго-цитоза. МСЛ, кроме того, по функции (не по структуре) похож наClq и активирует протеазы, расщепляющие С4 и С2, чем обеспе-чивают антибактериальную защиту внутренней среды в первые часыпосле инфицирования крови, пока антитела еще не успели выра-ботаться.

Вакцины — специально разработанные формы иммуногенов,предназначенные для иммунизации человека или животных с цельюиндукции протективного в отношении определенной болезни имму-нитета.

В-лимфоциты — одна из двух больших разновидностей лимфо-цитов. В-лимфоциты — единственные продуценты иммуноглобули-нов в организме. В-2-лимфоциты дифференцируются в костном моз-ге из стволовой кроветворной клетки. В-1-лимфоциты дифферен-цируются в постнатальной жизни из автономной клетки-предшест-венницы в плевральной и брюшной полостях.

Гиперчувствительность — повышенная по сравнению со сред-нестатистической реактивность организма на тот или иной факторвнешней среды. Гиперчувствительность тем не менее — не синонималлергии, так как понятие гиперчувствительности включает в себякомпонент нервной реактивности, который может быть «наряду с»или «отдельно от» реакций, иницируемых аллергеном.

Главный комплекс гистосовместимости — МНС (major histocom-patibility complex) — это понятие, относящееся к двум видам «живо-го вещества» — к ДНК (генам) и белкам. Термин «МНС» использу-ют для обозначения как конкретного комплекса генов, так и длякодируемых этими генами определенных молекул клеточныхмембран, «выносящих» на поверхность клетки в виде комплексовразнообразные пептиды размером от 9—11 до 13—30 аминокислот-ных остатков, образующиеся при протеолизе в клетке. Именно ком-плекс пептид-молекулы МНС является лигандом для распознавания

409

рецептором Т-лимфоцита для антигена. Молекулы MHC-I —гетеродимер из α-цепи и 02-микроглобулина. Молекулы МНС-П —гетеродимеры из равновеликих а- и β -цепей. Есть еще инеполиморфные, так называемые неклассические молекулы МНС.Иногда их называют МНС-подобными (например, CD1). Гены,кодирующие белки главного комплекса гистосовместимости, лока-лизованы у человека в хромосоме 6 в виде комплекса генов МНС.Размер этого комплекса около 2—3 сантиморганов, т.е. 4 · 106 парнуклеотидов ДНК. Такое количество ДНК соответствует примерно 50генам. Гены /?2-микроглобулина и инвариантной цепи локализованыв других хромосомах.

Гуморальный иммунный ответ (от лат. humor — жидкость) — им-мунный ответ, при котором происходит продукция антител кинтересующему(им) антигену(ам). Антитела секретируются в кровь,где они способны связывать растворимые или корпускулярные ан-тигены с образованием иммунных комплексов. Антитела могутпроникать в ткани и там связывать свои антигены. Антитела классовА и Ε экскретируются через слизистые оболочки на внешнююсторону барьерных тканей и там способны связывать антигены доих проникновения во внутреннюю среду. Антителоопосредованныхмеханизмов деструкции антигенов существует несколько (см. главу8), они конкретно зависят от изотипа иммуноглобулина и свойствантигенов.

G-протеины — белки, способные связывать гуанозинтрифосфат(GTP) и превращать его в гуанозиндифосфат (GDP). Такие белкиучаствуют в проведении сигналов внутрь клетки. Известно дверазновидности. Первая — ассоциированные с рецепторами G-протеины. По структуре они являются гетеротримерами и состоят изцепей α, β и у. Вторые — мелкие G-протеины, такие как Ras иRaf. Они участвуют в биохимических реакциях проведения сигнала«в глубине» клетки (downstream).

Дендритные клетки (DC) — отростчатые клетки. В организме су-ществует несколько разновидностей этих клеток. К иммунологииимеют отношение два типа:

Первый тип DC — клетки костномозгового происхождения,развивающиеся из общей клетки-предшественницы лимфоцитов. ЭтиDC — главные антигенпредставляющие клетки. В коже и слизистыхоболочках они известны морфологам как клетки Лангерганса.В покровных тканях эти клетки сорбируют антигены и поглощаютих эндоцитозом. По путям лимфодренажа они несут процес-сированный антиген в регионарные лимфоидные органы, в тимус-зависимые зоны и там представляют антиген лимфоцитам. DC тогоже происхождения в тимусе участвуют в процессах позитивной и не-гативной селекции тимоцитов.

Второй тип DC — клетки некостномозгового происхождения. Этофолликулярные дендритные /слетки (FDC) — клетки стромы фолли-кулов лимфоидных органов, где пролиферируют и проходят имму-ногенез В-лимфоциты. FDC облигатно необходимы для процессовсозревания аффинности антител по мере развития иммунного отве-та. FDC несут на своей поверхности, не поглощая, в течение дли-тельного времени комплексы антиген—антитело.

ДНК-вакцины — препараты ДНК, содержащие последовательно-сти нуклеотидов, кодирующие заданные белки-антигены. Такиепрепараты ДНК предлагают вводить в организм в расчете на то, что

410

они проникнут в клетки (наподобие вирусов) и с использованиемклеточных ферментов произойдет синтез белков-антигенов, в ответна которые организм должен будет развить иммунный ответ.Некоторые представители медицинской науки рассматриваютприменение ДНК-вакцин как перспективное направление исследо-ваний, другие — как запрещенный подход, поскольку по сути ДНК-вакцины — это «рукотворные» вирусы. Имманентным свойствам вся-кой нуклеиновой кислоты, в том числе и конструкций ДНК-вак-цин, является способность к репликации, мутациям, рекомбина-циям, т.е. к саморазвитию. Следовательно, как только человек выпу-стит ДНК-вакцину из рук — в прямом смысле произведет инъек-цию препарата в живое тело, в тот же момент он утратит всякийконтроль над этой ДНК: она может начать рекомбинировать с на-шим геномом либо вирусными или бактериальными нуклеиновымикислотами, мутировать, размножаться. Последствия для организма вцелом и для вида (если технологии ДНК-вакцинации примут мас-совый характер) принципиально нельзя прогнозировать.

Идиотип антитела — уникальные детерминанты на поверхностимолекулы иммуноглобулина, локализованные в области антигенсвя-зывающих частей молекулы иммуноглобулина или ассоциированныхс этой областью. Идиотип антитела — отражение специфичностиантитела по антигену.

Изотипы иммуноглобулинов — классы и подклассы иммуноглобу-линов. У человека 9 изотипов иммуноглобулинов (IgM, IgGl, IgG2,IgG3, IgG4, IgAl, IgA2, IgE, IgD). Изотипы иммуноглобулинов ме-тодически определяют по их реактивности с антиизотипическимиантисыворотками, т.е. антителами против детерминант, локализован-ных в Fc-фрагментах тяжелых цепей иммуноглобулинов. Каждыйизотип кодируется отдельным С-геном тяжелой цепи.

Иммуноанализы — методы определения (качественного, количе-ственного, полуколичественного) веществ, в основе которых лежитреакция «антигена с антителом», которую делают видимой илирегистрируемой прибором с помощью той или иной метки. Меткизаранее конъюгируют либо с антителами, либо с антигенами. Мет-ки бывают радионуклидными, ферментными, флюорохромными,люминесцирующими, соединениями тяжелых металлов. Соответствен-но наиболее известные варианты иммуноанализов называютрадиоиммуноанализами (РИА), иммуноферментными анализами(ИФА), иммунофлюоресцентными анализами, иммунолюминесцен-тными анализами, иммунохроматографией.

Иммуноглобулины — у-фракция глобулярных белков сывороткикрови млекопитающих. Все антитела относятся к этой фракции.

Иммунорецепторы — рецепторы на клетках, которые способнысвязать антиген и обеспечить реакцию клетки на этот антиген.К иммунорецепторам относят три типа мембранных молекул: TCRна Т-лимфоцитах, BCR на В-лимфоцитах и FcR — разные на разныхтипах лейкоцитов и тканевых клетках костномозговогопроисхождения. TCR и BCR связывают антиген непосредственносами. Для FcR антиген предварительно связывают иммуноглобулины(антитела).

Иммунные комплексы — комплексы антиген—антитело. Какправило, этот термин применяют в отношении растворимых комп-лексов антиген—антитело, а не, например, к комплексам антителс антигенами клеточной поверхности.

411

Иммунный ответ — в норме защитная реакция организма в от-ношении проникающих из внешней среды патогенов, в первуюочередь инфекционных. Эта реакция заключается в распознавании ан-тигена лимфоцитами, синтезе лимфоцитами специальных эффектор-ных молекул и деструкции и элиминации поврежденных патогеномклеток с привлечением общевоспалительных механизмов, в первуюочередь клеток крови и белков сыворотки крови.

Интегрины — одно из 4 известных семейств молекул межклеточ-ной адгезии. Интегрины — гетеродимеры, состоящие из несколькихразновидностей ос- и β-цепей, в связи с чем по составу этих цепейих подразделяют на подсемейства #χβ γ . Интегрины экспрессированына лимфоцитах, моноцитах, макрофагах, нейтрофилах, дендритныхклетках. Лигандами для интегринов являются либо другие молекулыадгезии на мембранах других клеток, либо молекулы межклеточногоматрикса. Интегрины обеспечивают сильные взаимосвязи клеток.Примеры интегринов: LFA-1; CDlla,b,c/CD18; CR3; CR4; VLA-4;VLA-5 и др.

Комплемент — система растворимых сывороточных белков (21) ивзаимодействующих с ними молекул мембран клеток (рецепторов длябелков комплемента, их 6, а также мембранных ингибиторов — 3),общее функциональное назначение которых заключается в связыва-нии микроорганизмов и комплексов антигенов с антителами и обес-печении либо лизиса микробных клеток, либо фагоцитоза иммунныхкомплексов с последующей деструкцией патогенов внутри фагоцитов.

Корецепторы — инвариантные молекулы клеточной мембраныантигенпредставляющих клеток или лимфоцитов, которыеэкспрессируются либо конститутивно (например, CD4 или CD8 наТ-лимфоцитах), либо только в состоянии активации клетки. Пред-назначены для связывания с комплементарными молекулами-лиган-дами на лимфоцитах или их партнерах или с гуморальными фак-торами (например, с компонентами комплемента). Сигналы с коре-цепторных молекул обязательно необходимы в дополнение к сигна-лам от антигснраспознающих рецепторов для того, чтобы ин-дуцировать лимфоцит в направлении развития иммунного ответа.Связывание антигенраспознающего рецептора с антигеном при от-сутствии связывания корецепторных молекул с высокой вероят-ностью приводит к анергии и апоптозу лимфоцита. Корецепторныйкомплекс В-лимфощта представлен молекулами CD19, CD21, ТАРА-J.Наиболее значимыми корецепторньши взаимодействиями Т-лимфоци-та с антигенпредставляющей клеткой являются CD28—CD80, CD 154(CD40L)—CD40. Иногда термин «корецептор» используют в болеешироком смысле для обозначения того или иного (не обязательнооблигатного) дополнительного рецептора по отношению к какому-то рассматриваемому рецептору.

Ксеногенный — организм другого биологического вида.Кумбса тест (Combs test) — лабораторный метод, позволяющий

выявить неагглютинирующие антитела к эритроцитам. Этот тест ис-пользуют, например, для определения группы крови по резус-анти-генам. Сначала эритроциты инкубируют с противоэритроцитарнымиантителами, затем добавляют антитела к иммуноглобулинам, кото-рые и вызывают видимую агглютинацию эритроцитов.

Лектины — белки, по своей биохимической природе способныесвязывать те или иные углеводы комплементарными связями (ион-ными, водородными, ван-дер-ваальсовыми и гидрофобными).

412

Лимфоциты — истинные иммуноциты — особые клетки,специализированные на распознавании антигенов в организме. Уни-кальность дифференцировки лимфоцитов состоит в физическойперестройке ДНК генов рецепторов лимфоцитов для антигенов, врезультате чего на каждом созревающем лимфоците формируетсясвой неповторимый рецептор. Поэтому при внешнем морфо-логическом единообразии малых лимфоцитов (круглое компактноеядро, малый объем цитоплазмы) разнообразие антигенраспознающихрецепторов на лимфоцитах достигает 10'—1016—1018 вариантов.Разнообразие распознающих рецепторов лимфоцитов — эволюцион-ный ответ консервативных многоклеточных организмов быстроэволюционирующим инфекционным микроорганизмам.

Маркер — та или иная биомолекула мембраны клеток, межкле-точного матрикса или сыворотки крови, о распределении которых втканях в норме и при патологии известно достаточно много. К нимполучены высокоспецифичные антитела, которые используют в ка-честве реагентов для детекции данной биомолекулы в испытуемыхбиопробах.

Митогены — вещества, способные индуцировать митотическое де-ление лимфоцитов без участия антигенраспознающих рецепторовлимфоцитов. Митогенами для Т-лимфоцитов являются, например,фитогемагглютинин (ФГА), конканавалин А. Митогенами для В-лим-фоцитов являются липополисахариды (ЛПС) и митоген из фитол-лаки американской (PWM).

Нокаут гена (gene knock-out) — метод получения мышей, укоторых физически отсутствует определенный заданный ген. В осно-ве метода получение искусственной генетической конструкции,содержащей запланированную ошибку, введение данной конструк-ции в особые перевиваемые эмбриональные стволовые клетки (ES)в расчете на гомологичную рекомбинацию экзогена с одноименнымэндогеном, имплантация модифицированных ES-клеток в бластулуэмбриона in vitro, имплантация бластулы в матку «подготовленной»к беременности самки, отбор искомых мышей с нокаутом заданно-го гена методами контролируемого размножения.

Нормальные киллеры (NK) — разновидность лимфоцитов, накоторых нет антигенраспознающих рецепторов, т.е. ни иммуногло-булинов, ни TCR. По функции NK — киллеры, они способны уби-вать клетки-мишени. На одной из двух известных субпопуляций NK(преобладает в циркулирующей крови и селезенке) есть рецепторыдля Fc-фрагментов IgG. Через эти рецепторы NK присоединяются кклеткам, покрытым антителами класса G, и осуществляют антите-лозависимую клеточную цитотоксичность (АЗКЦТ). NK второй суб-популяции локализуются в синусоидах печени (Pit-клетки), слизис-той оболочке матки и децидуальной оболочке. На NK экспрес-сированы особые рецепторы, способные связывать молекулы MHC-Iкласса клеток своего организма, причем это связывание ингибируеткиллерный потенциал NK, в связи с чем такие рецепторы называ-ют KIR — killer inhibitory receptors.

Некроз — гибель клеток под воздействием случайныхтравмирующих факторов (механических, химических, осмотических,температурных и т.д.). При некротической гибели клетки внутри-клеточное содержимое попадает во внеклеточное пространство ииндуцирует воспалительный процесс в окружающих тканях.

413

Опсонизация — явление усиления поглощения бактерий и другихмикроорганизмов фагоцитами в присутствии определенных раство-римых белков сыворотки крови. Белки, способствующие усилениюфагоцитоза, называют опсонинами. Опсонинами являются белкиострой фазы — С-реактивный протеин и маннансвязывающий лек-тин; липополисахаридсвязывающий протеин; белки системы комп-лемента СЗЬ, С4Ь; сурфактантные протеины легких SP-A, SP-D;антитела класса G. Механизм опсонизации состоит в том, что опсо-нины имеют химическое сродство к тем или иным компонентамклеточной стенки микроорганизмов, связываются с ними, а сдругой стороны на фагоцитах есть специальные рецепторы для мо-лекул опсонинов.

Пентраксины — белки, молекула которых состоит из 5 одинако-вых субъединиц. К пентраксинам относится С-реактивный протеинсыворотки крови.

Плазма крови — жидкая составляющая крови, включающаяфибриноген.

Полиморфизм генетический — наличие в популяции множества ал-лелей одноименного гена (у разных особей различные аллели).

РТПХ — реакция «трансплантат против хозяина» — процессы им-мунного воспаления в тех или иных тканях реципиентов, получив-ших донорские трансплантаты кроветворных тканей, которыесодержат несингенные лимфоциты, в первую очередь Т-лимфоциты.В клинике РТПХ можно наблюдать у реципиентов костного мозга.Для профилактики РТПХ перед введением реципиенту из суспен-зии клеток костного мозга стараются удалить Т-лимфоциты. Клини-ческие симптомы РТПХ напоминают те, что бывают при попада-нии в организм суперантигенов: перемежающаяся лихорадка, разнойстепени выраженности васкулиты, органная патология.

Рецепторы — молекулы мембран клеток, предназначенные длявосприятия клеткой тех или иных химических сигналов, т.е. длякомплементарного связывания с внешними для клетки молекулами-лигандами, и проведения сигнала внутрь клетки. В результате в дан-ной клетке инициируются те или иные жизненные процессы (акти-вация или ингибиция). На клеточных мембранах экспрессированы имолекулы, предназначенные для комплементарного связывания, закоторым не следует проведение сигнала внутрь клетки. Такие моле-кулы называют несигнализирующими рецепторами. Примером могутслужить молекулы гликозаминогликанов на поверхности клеток эн-дотелия сосудов. Они связывают молекулы хемокинов, напримерRANTES. При этом в эндотелиальную клетку сигнал не проводится.RANTES в свою очередь связывает лимфоциты и лейкоциты из по-тока крови, чем обеспечивает возможность их экстравазации в очагвоспаления в ткани.

Селектины — одно из семейств молекул межклеточной адгезии.Известны 3 селектина — L, Р, Е. L-селектин (CD26L) экспресси-рован на неиммунных лимфоцитах, некоторых иммунных лимфоци-тах, нейтрофилах, моноцитах, эозинофилах. Р-селектин (CD62P)экспрессирован на активированном эндотелии и тромбоцитах. Е-се-лектин (CD26E) экспрессирован на активированном эндотелии. Ли-гандами для селектинов являются карбогидратные молекулы сиалил-Lewisx, CD34, GlyCAM-1, MAdCAM-1 и др. Селектины начинаютвзаимодействие между мембраной лейкоцита и эндотелиемкровеносного сосуда.

414

Сингенный — генетически тождественный организм. Сингенны од-нояйцовые близнецы и однополые мыши «внутри» одной инбреднойлинии.

Суперантигены — определенные вещества, как правило, продуктымикробного происхождения, которые благодаря своей химическойприроде способны связывать антигенраспознающие рецепторы лим-фоцитов не в местах активных центров, а в других участкахрецепторов. Поэтому суперантигены связывают Т-лимфоциты илииммуноглобулины поликлонально. Тем самым они блокируют возмож-ный направленный специфичный иммунный ответ, но вызываютполиклональную, индуцированную активацией, гибель Т-лимфоци-тов или поликлональную функциональную блокаду иммуноглобули-нов, что проявляется симптомами иммунодефицита. Суперантигеныдля Т-лимфоцитов (энтеротоксины стафилококков, токсин синдроматоксического шока — TSST-1, мембранный протеин вируса опухо-лей молочных желез мышей, суперантигены ВИЧ, вирусов Эпштей-на—-Барр, бешенства и др.) связываются с боковыми участкамиα-цепи TCR и одновременно с V-областью jS-цепи того же TCR.В результате суперантиген блокирует возможное связывание с дан-ным TCR специфических антигенов и вызывает бессмысленную ак-тивацию лимфоцита. Для иммуноглобулинов пока описаны 3 супер-антигена — протеин А стафилококка (SpA), поверхностный gpl20ВИЧ и кишечный сиалопротеин. Один такой суперантиген можетсвязать более 80 % всех иммуноглобулинов крови. При этом имму-ноглобулины теряют способность связывать специфичные анти-гены.

Сыворотка крови — жидкая составляющая крови без фибрино-гена/фибрина.

Т-лимфоциты — исторически так названы лимфоциты, которыедифференцируются из стволовой кроветворной клетки на территориитимуса. В настоящее время мы знаем, что в тимусе дифферен-цируются лимфоциты Та/?. Вторая разновидность Т-лимфоцитов —Ту δ, вероятно, дифференцируется преимущественно в слизистыхоболочках, главным образом в слизистой оболочке ЖКТ. Идентифи-кационными признаками Т-лимфоцитов является наличие TCR (αβили у5), комплекса полипептидов CD3 (цепи у, δ, ε) и ζ-цепей.

Тимоциты — лимфоциты тимуса.Толерантность иммунологическая — отсутствие активации лимфо-

цитов к продуктивному иммунному ответу при наличии в доступ-ном им пространстве специфических антигенов.

Трансгенные мыши — экспериментально созданные мыши, име-ющие определенный лишний ген, называемый трансгеном. Искусст-венно синтезированную генетическую конструкцию вводят in vitro воплодотворенную яйцеклетку, которую затем имплантируют в маткугормонально «подготовленной» к беременности самки.

Фагоцитоз — явление поглощения эукариотической клеткоймакромолекулярных соединений и корпускулярных объектов,расщепления их внутри клетки в специальных органеллах — лизосо-мах с целью выведения мелких метаболитов из организма. И.И.Меч-ников открыл защитную, санитарную роль фагоцитоза в интересахорганизма в целом.

Фагоциты — клетки, способные к фагоцитозу и содержащие спе-циальные органеллы — лизосомы, в которых имеются специальныеферменты для расщепления и окисления органических макромолекул

415

(протеазы, гидролазы, каталазы, NO-синтазы, ферменты генерациисвободных радикалов и активных форм кислорода). У человека фаго-цитами являются нейтрофилы и макрофаги. Они имеют общуюпромежуточную клетку-предшественницу при дифференцировке вкостном мозге.

Фолдинг (от англ. folding — сворачивание) — принятие молеку-лой правильной конформации, единственно подходящей для выпол-нения белком его физиологических функций. Фолдинг белков в клет-ке обеспечивают специальные белки — шапероны. В настоящее времяпредполагают существование болезней конформации белков, илимис-фолдинг. Вероятно, именно такой патологический процесс су-ществен в патогенезе прионных инфекций (губчатый энцефалит,болезнь Альцгеймера и др.).

Хемоаттрактанты — вещества, которые способны заставитьклетку физически передвигаться в тканях организма. Хемоатграктантыобъединяет то, что все они воздействуют на определенного типарецепторы клеточной мембраны, а именно 7TMR — 7-складчатыетрансмембранные структуры, ассоциированные в клетке с G-npo-теинами. К хемоаттрактантам относят хемокины (идентифицированоболее 40), компоненты комплемента С5а и СЗа, лейкотриен LTB4,ряд малых пептидов типа fMLP.

Хемокины — цитокины — лиганды для рецепторов типа 7TMR,оказывающие на клетки-мишени хемоаттрактантное действие (см.выше).

Цитокины — медиаторы локальных межклеточных взаимодей-ствий, в большинстве случаев, вероятно, взаимодействия двух кле-ток. Цитокины — белки, разнообразные по размеру и структуре.Цитокины растворимы и действуют на клетку-мишень через специ-альные рецепторы на клеточной мембране.

Цитотоксичностъ иммунологическая — убийство клетки-мишенис участием иммунных факторов — антител или лимфоцитов-киллеров. Известны по крайней мере 4 конкретных механизма им-мунологической цитотоксичности: 1) клетка-мишень + антитела ++ комплемент (действует против бактериальных клеток); 2) клетка-мишень + антитела + NK (АЗКЦТ, действует главным образомпротив вирусинфицированных клеток); 3) клетка-мишень + ЦТЛ(действует против вирусинфицированных клеток); 4) клетка-мишень ++ антитела класса Ε + эозинофил.

Шапероны — специальные белки, которые обеспечиваютсворачивание других вновь синтезированных в клетке белков вправильную функциональную конформацию.

Экстравазация — активные процессы выхода из кровеносных со-судов в ткани клеток крови и/или компонентов плазмы илисыворотки.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Петров Р.В. Иммунология. — М.: Медицина, 1987.

Ульянкина Т.И. Зарождение иммунологии. — М.: Наука, 1994.

Xaumoe P.M., Игнатьева Г.А. СПИД. — М., 1992.

Хаитов P.M., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммуноло-гия. - М.: ВНИРО, 1995.

Федосеева В.Н., Порядим Г.В., Ковальчук Л.В., Чередеев А.Н., Лусс Л.В.,Гофман Э.Л., Скороход Н.И. Руководство по аллергологии и кли-нической иммунологии. — Львов, 1997.

Abbas А.К., Lichtman А.Н., Pober J.S. Cellular and molecular immuno-logy. — Harcout Brase & Сотр. — 1994.

1 Adorini L., Goldman M., Kabelitz D. et al. Apoptosis, tolerance, andimmunoregulation — integrated pathways for immune system homeo-stasis // The Immunologist. — 1998. — Vol. 6, N 2. — P. 92-94.

' Adorini L, Trembleau S. Autoimmune diabetes as a test for the Thl/Th2paradigm // The Immunologist. — 1998. — Vol. 6, N 4. — Ρ 146—150.

Bell R.G. IgE, allergies and helmint parasites: a new perspective on anold conumdram // Immunol Cell Biol. — 1996. — Vol. 74, N 4. — P.337-345.

Bemardini R. et al. Adenylate-cyclase-dependent pituitary adrenocorti-cotropin secretion is defective in the inflammatory-disease-susceptibleLevis rat // Neiroendocrinology. — 1996. — Vol. 63, N 5. — P. 468—474.

ίBoman E.G., Broekaert W.F. Peptide antibiotics come of age // TheImmunologist. - 1998. - Vol. 6, N 6. - P. 234-238.

Clinical immunoligy / Ed. By Braadley J., McCluskey J. — Oxford Univ,Press. - 1997.

ι Daeron M. ITIM-bearing negative coreceptors. Fc.RIIB and the family ofITIN-bearing negative coreceptors // The immunologist. — 1997. —Vol. 5, N 3. - P. 79-86.

417

Doherty P.С, Belz, Flynn K.J. The continuing revolution in virus-specificCD8+ Τ cell-mediated immunity // The Immunologist. — 1998. — Vol.6, N 5. - P. 173-177.

Gonzalo J.A., Gonzalo-Garcia Α., Carlos M.-A. et al. Glucocorticoid-media-ted control of the activation and clonal deletion of peripheral Τ cellsin vivo // J. Exper. Med. - 1993. - Vol. 177, N 5. - P. 1239-1246.

Grewal I.S., Guerder S., Flavell R.A. Lesson from genetically manipulatedanimal models. Approaches to study activation of self-reactive Τ cellsin autoimmune diseases // The Immunologist. — 1998. — Vol. 6,N 3 . - P. 106-111.

Hayakawa S. et al. Expression of the recombinase-acctivating gene (RAG-1) in the murine early embryogenesis // Immunol. Cell Biol. —1966. - Vol. 74, N 1. - P. 52-56.

Hodgkin P.O. Role of cross-reactivity in the development of antibodyresponses // The Immunologist. — 1998. — Vol. 6, N 6. — P. 223—226.

Janeway C.A., Trovers P., Walport M., Capra J.D. Immunobiology. Theimmune systen in health and disease. — Current biology lim. — 1999.

Kaveri S.V., Lacroix-Desmazes S., Mouthon L., Kazatchkine M.D. Humannatural autoantiboodies: lessons from physiology and prospects fortherapy // The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 6. - P. 227-233.

Janeway C.A., Kupfer C. et al. T-cell development, survival, and signalling.A new concept of the role of self-peptide: self-MHC complexes //The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 6. - P. 5-12.

Kincade P.W., Medina K., Yamashita Y. The transition of stem cells to Вlymphocytes // The Immunologist. — 1998. — Vol. 6, N 2. — P. 43—47.

MacLennan I.СМ., Gulbmnson-Judge Α., Toellnek K.-M. Thl and Th2activity rapidly developing in a single node // The Immunologist. —1998. - Vol. 6, N 5. - P. 179-181.

Mason D. Antigen cross-reactivity: essential in the function of TCRs //The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 6. - P. 220-222.

Molecular immunology / Ed. By Hames B.D., Glover D.M. — OxfordUniv. Press. — 1996.

Paul W.E. Fundamental Immunology. — Lippincott-Raven, New York,1999.

Romagnani P., Annunziato F., Romagnani S. Pleiotropic biologic functionsof CD30/CD30L Does it contribute to negative selection in thymus?// The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 4. - P. 137-141.

' Salmon M., Pilling D., Borthwick N.J., Akbar A.N. Inhibition of T-cellapoptosis — a mechanism for persistence in chronic inflammation //The immunologist. - 1997. - Vol. 5, N 3. - P. 87-92.

418

\t' Schwatz R., Banchereau J. Immune tolerance // The immunologist. —1996. - Vol. 4, N 6. - P. 211-218.

Sieling P.A. Abroader role for CDI in the spectrum of immune responses// The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 3. - P. 112-115.

Stair S.E. Immune reconstitution in HIV-infected individuals — What willit take? // The Immunologist. - 1998. - Vol. 6, N 1. - P. 19-22.

Progress in Allergy and Clinical Immunology. Vol. 4 / Ed. By Oehling,Huerta, Lopez J.G. — Hogrefe & Huber Publishers. — 1997.

Jshurin G., Shanks N., Nelson L. et al. Hypothalamic-Pituitary-Adrenalactivation by the bacterial superantigen staphylococcal enterotoxin B:role of macrophages and Τ cells // Neuroendocrinology. — 1997. —Vol. 65, N 1. - P . 18-28.

/Zinkemagel R.M., Kelly J. How antigen influences immunity // TheImmunologist. - 1997. - Vol. 5, N 3. - P. 114-118.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Авидность связи антитела с ан-тигеном 79

Адгезия межклеточная при им-мунном ответе 170

Адрессины 170Адъюванты 29Активация комплемента 53—61

активаторы 69— лимфоцита 146Аллели МНС человека, схема

137, 138Аллельное исключение 88Аллергены 29, 335Аллергические болезни 332

аллергены 335— — эпидемиология 336— реакции на медикаменты 354Аллергия 261, 332— пищевая 349Аллергология 17, 28Аллоантигены 219Аллотипы иммуноглобулинов 90,

91Аллотрансплантация 219Альтерация клеток 31Аминокислоты 67, 78, 130Анатомия иммунной системы

34органы инкапсулирован-

ные 36, 42, 44, 47ткань лимфоидная 37, 48

Анафилаксия 332, 346Анафилатоксины комплемента 55Ангионевротический отек на-

следственный 58, 285Ангиоэдема 351, 352Анергия лимфоцита 100

Антигенная детерминанта см.Эпитоп

Антигены 28, 72, 79, 81, 136,261, 335

— гистосовместимости неглавные123

— иммунный ответ 161— опухольассоциированные 225— пептидные 134— роль лимфатических узлов 45— тимуснезависимые 205Антисыворотки антиидиотипи-

ческие 91— антитоксические 71Антитела 30, 71, 79, 91, 107, 242— аффинность 60, 79, 104— моноклональные 66— свойства 79— — реликтовые 242— нормальные см. Иммуноглобу-

лины конститутивные— функции 107Антителозависимая(ые) клеточ-

ная цитотоксичность 236— механизмы защиты от патоге-

на 233лимфоцитарного иммуните-

та 228Антитоксин 71Апоптоз 100, 151, 259Артериит гигантоклеточный 330— Такаясу 331Атаксия — телеангиэктазия 280Аутоиммунные болезни 308, 313,

322— ассоциация с МНС 332

— полом 332Аффинность антител 60, 79, 104

420

вБазофилы 41, 237Белки, аллергены 335— антиапоптозные 154— Бенс-Джонса 243— ВИЧ 292— ДНК-свизывающие 97— клеточных мембран 51— комплементрегулирующие 51,

54— — ковалентные связи 54— LPS-реактивные 69— мембранные 58, 128, 140— онковирусов 226— острой фазы 25, 50, 60— раково-эмбриональные 64— системы комплемента 52, 53— сывороточные 51, 58Беркитта лимфома фолликуляр-

ная 106Биологические механизмы защи-

ты организма от фактороввнешней среды 19, 61

резистентности к инфекци-ям 50

Болезнь(и) Аддисона 317— аллергические(ая) 332, 335

бронхиальная астма 340— аутоиммунные 308, 313— Бехтерева 332— Бехчета 331— гемолитическая новорожден-

ных 321— гранулематозная хроническая

281— Грейвса 316, 332— Кавасаки 331— Кушинга 317— с дефицитом компонентов

комплемента 284молекул адгезии лейко-

цитов 282— — синдромами иммунного

воспаления 308, 332— Хашимото 313, 316, 332Бронхиальная астма 339

Вазоактивные амины 239Вакцинация 362, 365Вальдестрема макроглобулинемия

106Вариабельный иммунодефицит

общий 274Васкулиты крупных сосудов 330— системные первичные 309

325, 328Вегенера гранулематоз 314, 327Взаимодействие(я) клеток в им-

мунном ответе 169антигенпредставля-

ющие клетки 176молекулы межкле-

точной адгезии 170хемокины 183цитокины 177

рецепторы 186семейство 189

— молекул комплементарные 26Взаимосвязи иммунной, не-

рвной, эндокринной систем256

— факторов лимфоцитарногоиммунитета с лейкоцитами228

Вирус Эпштейна — Барр 58, 356Вискотта — Олдрича синдром

269, 280ВИЧ-инфекция 262, 289—301— анализ иммунного статуса че-

ловека 266В-лейкозы клеточные 106В-лимфоциты 45, 48, 50, 57 71

76, 106— активация 97— анергия 100— антигенпредставляющие 176— дифференцировка 81, 92, 102— коагрегация иммунорецепто-

ров 158— клон 76— лимфопоэз 88, 92— — стадии 98— отличие от плазмоцитов 204

421

— параметры при иммунном от-вете 166

— рецептор для антигена 95Воспаление 26, 33, 70, 151, 179— доиммунное 31, 225— иммунное 308Вульгарная пузырчатка 313

Гаптены 28, 335Гассаля тельца 43Гематопоэтины 189Гемопоэз 179Генетический нокаут 373Геном 30— ВИЧ 294Гены, аллельное исключение 88— ATM 225— ВИЧ 292

клонирование 369— — метод нокаута 373— гипермутагенез 86— главного комплекса гистосов-

местимости 126, 129, 137— дефекты 267— зародышевые 81, 82— конверсия 88— молекулярное клонирование

112, 141— рекомбинация непродуктивная

87— эукариотических клеток 67Гены-мишени 85Гепагоциты 25, 130— апоптоз при алкогольном цир-

розе печени 156Герминативный центр см. Фолли-

кулы лимфоидныеГетеродимерные эндонуклеазы

85Гипермутагенез 86Гиперчувствительность типа за-

медленного 246немедленного 237

Гипокальциемия 317Гистамин 239, 240Гистоплазмоз 304

Главный комплекс гистосовмес-тимости 28, 126, 140

— — — генетический полимор-физм 137

локусы 128механизмы образования

комплексов пептидов-антиге-нов* с молекулами МНС 131

— — — расположение генов вхромосоме 6 129

Гранулематоз Вегенера 314, 327

Д

Дезоксинуклеотидилтрансфераза87

Делеция клона лимфоцитов217

Деструкция матрикса 309Дефекты растворимых белков

сыворотки крови 283Дефицит IgA 275— маннозосвязывающего протеи-

на 283— селективный IgM 276

субклассов IgG 276— функций антител при нор-

мальном уровне иммуногло-булинов 276

Диабет инсулинзависимый 316,332

Ди Джорджи синдром 268, 279ДНК 81-89, 242, 291, 300— кодирующая 82— нуклеотиды 84—86— феномен рекомбинации 81,

85, 113, 137— цепи молекул Ig 75, 83, 85Домены 74, 160Дифференцировка клеток много-

клеточных организмов 26консервативная 26

Дихотомия 207

Заболевания ЖКТ 317—319— крови 320— нервной системы с компонен-

422

том иммунного воспаления322

— с дефектами фагоцитов 281болезнь гранулематоз-

ная 281дефицитом молекул адгезии

лейкоцитов 282— эндокринных желез 316Законы трансплантации 127Зародышевые(ая) гены иммуно-

глобулинов 81, 82— конфигурация см. Гены зароды-

шевыеЗащитные системы организма

биологические 19, 23, 25— физиологические 23, 138

иммунитет 31, 79— — — — иммунный(е) ответ

161, 165реакции 132

— — — — конститутивные им-муноглобулины 106

— — — — ответ на аллоантиге-ны 219

Зоб аутоиммунный см. БолезньXauiuMomo

И

Идиотип(ы) антитела 91— иммуноглобулинов 90Изотипы иммуноглобулинов 72,

76, 84, 90Иммунизация 19, 24, 28, 46Иммунитет врожденный 24— индукция 29— лимфоцитарный 22—25, 40,

65, 164, 228— механизмы эффекторные 228,

230— — — Т-лимфоцитзависимые

243— определение 19, 23, 30, 79,

103— отклонение 207— первичный 161— приобретенный 24— протективный 165

— супрессия 212— теории 33— функции 15, 21Иммунный(ая) ответ, взаимо-

действие клеток 169— — закономерность развития

175— — определение 31, 79, 103,

122, 161— подсистема слизистых оболо-

чек 49— система 22, 34, 82

анатомия 34взаимосвязи с другими си-

стемами 256влияние инфекций 287—289закономерность онтогенеза

285и опухоли 224локализация в организме 36

— — патология, классификация261

— — — болезни аллергические332

аутоиммунные 308с синдромами им-

мунного воспаления 322иммуногенез 28, 37

— — — иммунодефицита 267,285

вторичные 285первичные 267

структура 15функции 15цитология 34

— статус человека 266— этапы 161Иммуногенез см. Иммунный от-

ветИммуногены см. АнтигеныИммунодепрессия 298Иммунодефицит(ы) 136, 224,

262— вариабельный общий 274— вторичные 285, 287— первичный(е) 267

с дефектами Т-лимфоцитов277

423

дефицитом IgA 275— — — функций антител при

нормальном уровне иммуно-глобулинов 276

— тяжелые комбинированные см.ТКИД

Иммунологическая память 164— специфичность рецепторов

лимфоцита для антигена 27— толерантность 216Иммунология, введение в пред-

мет 15— методы исследования 368

иммуноанализы 377-382— генетический нокаут 377

клонирование 368мутагенез направленный

373— основные причины нового

внимания к науке 16, 262Иммунопатогенез 263Иммунорецепторы лимфоцитов

121, 157— коагрегация на В-лимфоците

158Интегрины 171Интерлейкины 189—192, 196—

198Интерфероны 64, 69, 193Инфекции(я) влияние на им-

мунную систему 287— герпесвирусные 303— желудочно-кишечного тракта

317-319— защитные системы 23, 256— пиогенные 285— резистентность организма 23— цитомегаловирусная 303

К

Кандидоз 304Капоши саркома 192, 296, 305Карликовость 279Каспазы 153Клетки(а) антигенпредставляю-

щие 28, 135, 137, 148, 176,203

— дендритные 41, 45, 121, 130,162, 171, 176, 247

интердигитальные 46— иммунной системы 34— клонирование 369— купферовские 62— Лангерганса см. Эпидермоциты

белые отростчатые— нормальные киллеры 25, 47,

143, 250— плазматические 204— стволовые кроветворные 26,

35, 39, 41, 116— тучные 158, 241, 267, 341— эпителиальные 130— эукариотические 67, 131Клетка-мишень 189Клетки-предшественники 26,

39-41, 102, 299Клеточные гены нормальные 106— В-лейкозы 106Клонирование молекулярное 85Коллектины 60, 69Компонент секреторный 78Комплекс(ы) антиген—антитело

51, 56, 75, 79, 233авидность 79аффинность 79

— бактериальных липосахаридов63

— гистосовместимости главный82, 108, 123, 126

неглавный 123— корецепторный лимфоцитов

100— макромолекулярные 62— пептид - МНС 28, 117, 156— пептидов-антигенов 131— рекомбиназ ДНК 113Комплемент 51, 53, 283Комплементарные(ое) взаимо-

действия молекул 26— связывание см. Т-лимфоциты,

дифференцировкаКонверсия генов 88Корецепторы лимфоцитов 157Крапивница 351Криптококкоз 303

424

Криптоспороидоз 304Кроветворение, схема 37, 39,41,

42, 62, 99Кроветворный костный мозг 35,

37, 62

Л

Лейкоз лимфобластный острый106, 125

хронический 125Лейкотриены 241Лейкоцитарный интерферон

194Лейкоциты 61— полиморфно-нуклеарные 57Лектины 50, 60, 68, 170— маннозосвязывающие см. Бел-

ки острой фазыЛиганды для интегринов 172— — селектинов 170Лимфатические групповые фол-

ликулы 48— узлы 44Лимфоидное(ые,ая) глоточное

кольцо Пирогова 48— клетки 47— система см. Иммунная система— ткань слизистых оболочек 37,

48— фолликулы 45Лимфолейкозы хронические 106Лимфопоэз 37, 40—42— дифференцировка В-лимфоци-

тов 98, 102— ограниченность потенциала

286— схема 39Лимфоцитарный(ая) иммунитет

20-26, 29, 40, 66, 164, 228— система 25Лимфоциты 20—25, 47, 85— активация 146, 156, 179— взаимодействие Т- и В-лим-

фоцитов 202— вооруженные 38— зрелые неиммунные 37— иммунный ответ 161, 172

— клоны 76, 163, 217, 286пролиферация 38, 45

— миграция 49— регуляторы дифференцировки

179— самораспознавание 123— с функцией молекулярного

распознавания 23—26— феномен рекомбинации ДНК

81— функционально зрелые субпо-

пуляции 40— экстравазация из крови в тка-

ни 173— эффекторные 38Локусы МНС 127-129

Μ

Макроглобулинемия Вальдестре-ма 106

Макрофаги 26, 57, 62, 65, 68,154, 171, 176, 181, 248, 253

— иммунодепрессия 298Мастер-гены 85Мегакариоцитопоэз 41Медиаторы базофилов 239— доиммунного воспаления 179— липидные 70, 239, 241, 341— тучных клеток 238, 341Медуллярные тяжи 46Метод(ы) исследования, генети-

ческий нокаут 373иммуноанализы 377—382

— — иммунного статуса челове-ка 266

клонирование генов 369животных 368, 372клеток 369

мутагенез направленный см.Генетический нокаут

Механизм(ы) апоптоза 153, 154— биологической защиты от

вредных факторов 19, 25, 26антителозависимые 233

— взаимодействия клеток в им-мунном ответе 169

— деструкции 308

425

— иммунитета эффекторные 227,243, 246

— лимфоцитарной цитотоксич-ности 236, 244, 246

— молекулярные 88— образования комплексов пеп-

тидов-антигенов с молекула-ми МНС 191

— при разной локализации пато-генов 253

— работы ингибирующих коре-цепторов 160

нормальных киллеров 250— резистентносги к инфекции

доиммунный 24, 164— — — продуктам повреждения

собственных клеток 23— супрессии иммунного ответа

212Миелома множественная 106Миелопоэз 41Микроглия 62МНС см. Комплекс гистосовмес-

тимости главныйМолекулы адгезии клеток при

иммунном ответе 170— антигенов нативные 79— — — сила связи 80— антигенпредставляющие 140— антигенраспознающие 81— иммуноглобулинов, строение

75— корецепторные Т-лимфоцитов

115— костимулирующие 218— МНС 64, 126, 134

структура 131— на поверхности эндотелия см.

Адресаты— TNF 198— эффекторные 37Мононуклеоз инфекционный см.

Вирус Эпштейнй — БаррМоноциты 41, 57, 62— маркеры 64МСЛ см. Лектин маннансвязыва-

ющийМутагенез направленный 373

Η

Нейтрофилы 41, 62, 66, 130, 171Некроз 151Нуклеотиды 84, 86, 114

О

Онковирусы 226Онкостатин Μ 192Опсонины 25, 50, 54Опсонизация 50, 57, 60, 71Опухоли см. В-лейкозы— и иммунная система 224— тимуса 125Органы иммунной системы 34—47Ответ иммунный 161, 207, 261— — взаимодействие клеток

169-204дихотомия 207

— — иммунологическая память164

толерантность 216— — молекулярно-генетические

родственники 79— — отторжение трансплантата

219супрессия 212

— — тимуснезависимые антиге-ны 205

Отек ангионевротический на-следственный 58

Π

Память иммунологическая 164Папаин 78Патогены 233, 253, 261, 286, 311Патологические процессы с уча-

стием иммунных реакций 263первичные им-

мунодефициты 267Пейеровы бляшки см. Лимфати-

ческие групповые фолликулыПентраксины 60, 71Пептиды 67, 110, 123, 130-132,

156Пептиды-агонисты 156Пептиды-антагонисты 156

426

Пептиды-антибиотики эндоген-ные 67

Перфорин 37, 245Печень 47, 62— макрофаги 62Пирогова глоточное кольцо 48Плазмоцитома 106Плазмоциты 204Пневмония, вызванная грибом

P. carinii 302Полиангиит микроскопический

328Полимеразная цепная реакция

369Полиморфизм генов МНС 138Полисахариды см. АллергеныПолихондрит релапсирующий

330Простагландины 65, 70, 241Протеаза(ы) сывороточная 52,

54— цистеиновые 153Пропердин 54, 55Протеинкиназа ДНК-зависимая

86Протеины внутриклеточные не-

гативной регуляции 160— кальцийзависимые сахарсвя-

зывающие 60— кофакторные мембранные 59— LPS-связывающие 71— маннозосвязывающие 283— регуляторные 58—60— сурфактантные 68— токсичные 236Протектин 59Протоонкогены 106Пузырчатка вульгарная 313, 332Пурпура Геноха — Шенлейна

329— тромбоцитопеническая 313

Распознавание антигенов лимфо-цитами 26, 31, 120, 123, 136

Рассеянный склероз 314, 323,332

Реакции(я) иммунной системы31, 237, 354, 369

— — — аллергические на меди-каменты 354

анафилактические 356воспалительные 31

— — — гиперчувствительностизамедленные 335

— неаллергические 354— опосредованные медиа-

торами базофилов 237— — — — тучных клеток 237— — — ответ на аллоантигены

219— — — полимеразная цепная

369Ревматоидный артрит 332Резистентность организма к ин-

фекциям 23, 50, 68, 256— — — — биологические меха-

низмы 50Рекомбиназа 85Рекомбинация ДНК 81, 85, 113,

137— гомологичная 374Ретикулоэндотелиоциты звездча-

тые см. Клетки купферовасиеРецепторы антигенраспознающие

27, 30, 52, 59, 108, 121, 285— вируса Эпштейна — Барр 58— В-лимфоцитов для антигена

95— для клеточных мембран мак-

рофага 63— — комплемента 56, 62

маннозы на макрофагах 68— — «мусора» 69— — фактора некроза опухолей

186хемокинов 184, 188цитокинов 186

— клеточные 56— лимфоцитов 157— мембраны макрофага 63— нормальных киллеров 144— Т- лимфоцитов 109, 113

427

Саркома Капоши см. СПИДСахарный диабет инсулинзависи-

мый 316, 332CD-маркеры 386Сезари синдром 125Селезенка 47Селектины 170Семейство интерферонов 193— молекул TNF 198— цитокинов 189Сенсибилизация организма 28Синдром Вискотта — Олдрича

269, 280— «голых лимфоцитов» 279— гипогликемии 314— Гудпасчера 313, 332— Ди Джорджи 279— иммунодефицита(ов) тяжело-

го 191первичных 268

с дефектами иммуногло-булинов 273

— приобретенного 289— иммунологического воспале-

ния 308— инфекционный 272— Лайела 358— лимфопролиферативный X-

сцепленный 279— недостаточности фагоцитоза

врожденной 282— Сезари 125— Churg - Strauss 329— Чедиака — Хигаси 271, 281— Шегрена 314Система белков сывороточных 51— иммунная, структура, функ-

ции 15, 24, 30, 66, 82центральные органы 37

— комплемента 50,53, 283пути активации 53

— лимфоцитарного иммунитета66

— ферментативная гуморальная 23— ферментов фагоцитов 65— эндокринная 256, 316

Системная(ые) анафилаксия 346— васкулиты 325— красная волчанка 314, 332СПИД 17, 192, 289, 296, 305— анализ иммунного статуса че-

ловека 266— геном ВИЧ-инфекции 294— диагностика 300— клиническая картина 295— лечение 301— факторы пандемии антропо-

генные 294— этиология 291С-реактивный протеин см. Белки

острой фазыСубстанция анафилаксии мед-

ленно реагирующая см. Лей-котриены

Суперантигены 136, 155Суперсемейство иммуноглобули-

нов 172Супрессия иммунного ответа 212

Тельца вилочковой железы 43— Гассаля см. Тельца вилочковой

железыТерапия иммунокорригирующая,

принципы 362вакцинация 365

— — иммунодепрессивная 363иммуностимулирующая 367

Тимома 124Тимоциты 42, 44, 116— селекция негативная 118

позитивная 118Тимус, строение 42— дифференцировка Т-лимфоци-

тов 116, 119, 125Типы Fc-рецепторов 234—- — гиперчувствительность орга-

низма 237, 246Тиреоидит Хашимото 313, 316,

332Ткани(ь) иммунной системы 35,

48— лимфоидная 37, 48

428

ТКИД с дефектом LAP 70, 279— дефицитом аденозиндезамина-

зы 278— Х-сцегшенный 278Т-лейкоз 125Т-лимфоциты, активация 146— апоптоз 151— дифференцировка 108, 116— — в тимусе 116, 119— иммунный ответ 163— иммунодефицит 136— иммунорецепторы 157— корецепторные молекулы 115— неиммунные 174— противовирусная защита 134— рецептор(а) для антигенов,

строение 109гены а- и /?-цепей 112

— — субпопуляций нормальныхкиллеров 143

— цитотоксические 244Токсоплазмоз 302Толерантность иммунологическая

216центральная 218

Трансплантация 22, 218, 222— иммунитет 22— иммунологически привилеги-

рованные места в организме222

— отторжение трансплантата 219антигены гистосовмести-

мости неглавные 123Тромбоциты 41, 57, 59Туберкулез 303

— системы ферментов 65Фагоцитоз 25, 57, 61, 255Фактор(ы) гранулоцит-колоние-

стимулирующий 192— гуморальные иммунной систе-

мы 38— доиммунной резистентности к

инфекциям 68— защиты организма 79— иммунного отклонения 208— лимфоцитарного иммунитета

228— некроза опухолей-α 64, 69,

198-201— пандемии СПИД антропоген-

ные 294— Ρ см. Пропердин— системы комплемента 53— ускоряющий распад 59Феномен иммунологической па-

мяти 164— рекомбинации ДНК 81, 85,

113, 137Фенотип 30Ферменты рекомбиназы 85— эндонуклеазы гетеродимерные

85— ядерные ДНК 86— цистеиновые протеазы 153Фибробластный интерферон

194Фолликулы лимфоидные 45, 48«Формула» иммунного ответа 31Фрейнда адъювант 29Fc-фрагменты 74

Увеит острый 332Узлы лимфатические 44, 172, 174

Φ

Fab-фрагмент 75Фагосомы 62Фагоцит(ы) 25, 50, 62, 65— дефекты 281— распознавание объектов воз-

действия 26

Хемокины 183, 236Хромосомы 84, 88, 94, 111, 129— аллельное исключение 88— расположение МНС мыши в

хромосоме 17, 129— — человека в хромосоме 6,

129Х-сцепленная агаммаглобулине-

мия Брутона 273— — с синдромом гипер-IgM

274

429

цЦелиакия 318Цепи молекул иммуноглобули-

нов 75, 83, 90, 94, 98, ПО— полипептидные 115Циклогеназа 241Цитокины 37, 40, 64, 69, 177— «бессемейственные» 195— влияние на продукцию имму-

ноглобулинов 205— гематопоэтины 189— рецепторы 186— свойство пар цитокин — клет-

ка-мишень 189— Т-лимфоцитов, биологический

эффект 178, 180— тучных клеток 241— функциональные группы 179— «цитокиновый взрыв» 66Цитомегаловирусная инфекция

303

Цитолизины 37Цитотоксины 245Цитотоксические Т-лимфоциты

244Цитотоксичность клеточная анти-

телозависимая 236

Э

Экстравазация лейкоцитов изкрови в ткани 173

Эндонуклеазы гетеродимерные85

Эозинофилы, биологически актив-ные продукты 41, 232, 236, 267

Эпидермоциты белые отростча-тые 46

Эпитоп 80, 91Эритропоэз 41Эритропоэтин 189Эритроциты 41, 130Эффекторные молекулы 37

Учебник

Рахим Мусаевич Хаитов,Галина Алексеевна Игнатьева,Игорь Георгиевич Сидорович

ИММУНОЛОГИЯ

Зав. редакцией Т.П.ОсокинаНаучный редактор Е.А.ГоголинаХудожественный редактор С.М.ЛъшинаТехнический редактор Т.Н.ЖильцоваКорректор М.П.Молокова

ЛР № 010215 от 29.04.97. Сдано в на-бор 11.05.2000. Подписано к печати29.06.2000. Формат бумаги 60х90у16.Бумага офсетная № 1. Гарнитура Тайме.Печать офсетная. Усл. печ. л. 27,0.Усл. кр.-отт. 65,0. Уч.-изд. л. 28,32.Тираж 10 000 экз. Заказ № 544.

Ордена Трудового Красного Знаменииздательство «Медицина».101000, Москва, Петроверигский пер.,6/8.

ОАО «Ярославский полиграфкомбинат».150049, Ярославль, ул. Свободы, 97.

ISBN 5-225-04543-Х