Параметры вторичного ответа по b–лимфоцитам в сравнении с первичным иммунным ответом приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Параметры B–лимфоцитов при первичном и вторичном иммунном ответе

Параметр	При первичном ответе	При вторичном ответе
Частота встречаемости Аг–специфичных B–лимфоцитов в лимфоидных тканях	10–4–10–5	10–3
Изотип продуцируемых АТ	IgM >IgG	IgG, IgA, IgE
Аффинность АТ	Низкая	Высокая

T–лимфоциты памяти отличаются от зрелых неиммунных T–лимфоцитов и по частоте встречаемости антигенспецифичного клона в лимфоидной ткани (больше в 10–100 раз), и по экспрессии ряда мембранных молекул. Главное, что T–лимфоциты памяти существенно меньше, чем впервые активируемые к иммунному ответу лимфоциты, нуждаются в костимулирующих воздействиях и поэтому быстрее и легче выходят в продуктивную эффекторную фазу иммунного ответа. Сравнительная экспрессия мембранных молекул на неиммунных зрелых T–лимфоцитах и на T–лимфоцитах памяти приведена в табл. 7.2.

Таблица 7.2. Относительная экспрессия мембранных молекул на зрелых неиммунных T–лимфоцитах и T–лимфоцитах памяти

Мембранная молекула, основные функции	Относительный уровень экспрессии
	неиммунные T–клетки	T–клетки памяти
LFA–3 (CD58), лиганд для CD2; участвует в адгезии и подаче сигнала	1	10
CD2, участвует в адгезии и активации	1	3
LFA–1 (CD11a/CD18), участвует в адгезии и активации	1	3
VLA–4, обеспечивает хоминг в ткани	1	4–5
CD44, обеспечивает хоминг в ткани	1	2
CD45RO, изоформа трансмембранной тирозинфосфатазы CD45 с наименьшей молекулярной массой	1	20–50
CD45RA, изоформа трансмембранной тирозинфосфатазы CD45 с наибольшей молекулярной массой	10	1
L–селектин, хоминг в лимфатические узлы	Много	На некоторых много, на некоторых мало
CD3, инвариантный компонент TCR	1	1

Молекула CD45 — трансмембранная тирозинфосфатаза, состоящая из одной полипептидной цепи. Ген CD45 имеет не менее 7 экзонов, 3 из которых, А, В и С, кодируют часть внеклеточного участка молекулы и могут подвергаться альтернативному сплайсингу на уровне первичного транскрипта РНК. Изоформа CD45RA содержит пептидные участки всех 3 экзонов А, В и С, поэтому она имеет наибольшую молекулярную массу. CD45RA экспрессируется на неиммунных зрелых T–лимфоцитах, и на них этот фермент не ассоциирован в мембране ни с TCR, ни с корецепторами. В иммунных T–лимфоцитах экзоны А, В и С удаляются альтернативным сплайсингом РНК, и в белок транслируется лёгкая изоформа CD45RO. Но главное, что в иммунных T–лимфоцитах эта тирозинфосфатаза уже не независимо присутствует где-то на мембране клетки, а ассоциирована с TCR и корецепторами и способствует существенному снижению (на два порядка и более) порога активации лимфоцита Аг (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Структура изоформ молекулы CD45 на неиммунных T–лимфоцитах и T–лимфоцитах памяти. А. В зрелом неиммунном T–лимфоците все 7 экзонов CD45 в ДНК транскрибируются в РНК и транслируются в большой белок (тяжёлая изоформа молекулы CD45A на неиммунных лимфоцитах). Молекулы TCR, CD45, CD4 разобщены в мембране клетки. Б. В иммунных T–лимфоцитах в результате альтернативного сплайсинга РНК CD45 выщепляются три экзона и в белок транслируются только 4 оставшихся (лёгкая изоформа CD45RO у иммунных лимфоцитов). Молекулы TCR, CD45, CD4 приближены друг к другу в мембране клетки.

В описанной выше последовательности событий иммунного ответа не учтен целый ряд параметров: химическая природа Аг (патогена), доза Аг и его способность к размножению внутри организма, входные ворота, влияние Аг на другие системы организма (нервную, эндокринную и др.), наличие адъювантов и т.д. В реальной ситуации все это имеет значение и, более того, определяет как саму возможность развития иммунного ответа, так и его качество, и преобладание тех или иных эффекторных механизмов иммунитета (антителозависимые процессы, ЦТЛ, макрофагзависимые процессы, эозинофилозависимые процессы и т.д.). Разнообразие конкретных форм иммунного ответа описано в главе 8. Здесь же подчеркнём два специфичных именно для иммунного ответа процесса — признака, позволяющего отличить иммунный ответ от других защитных биологических механизмов, несмотря на тесное переплетение и взаимосвязи одного с другим в едином организме: это пролиферация лимфоцитов и иммунологическая память.

7.3. Взаимодействия клеток в иммунном ответе

В процессе развития иммунного ответа происходят взаимодействия разных клеток друг с другом: клеток покровных тканей с лимфоцитами, лимфоцитов с эндотелием стенки сосуда, T–лимфоцитов с АПК, T–лимфоцита с B–лимфоцитом, T–лимфоцитов с лейкоцитами, лимфоцитов и лейкоцитов с межклеточным матриксом и т.д.

Каковы механизмы взаимодействия клеток друг с другом внутри многоклеточного организма? Известны по крайней мере два и их варианты.

 Межклеточные контакты мембранами — адгезия клеток: мембранные молекулы одной клетки комплементарно связываются с мембранными молекулами другой клетки.

 Одна клетка синтезирует и секретирует растворимое вещество, на мембране другой(их) клетки(ок) есть молекула, способная комплементарно связать именно это вещество (Рц — по определению). Цитоплазматические связи Рц обеспечивают проведение сигнала внутрь клетки, вызывающее определённые изменения внутриклеточного метаболизма, которые называют реакцией клетки (или биологическим эффектом).

Во втором варианте есть два существенно разных подварианта — дистантные и локальные взаимодействия.

 Дистантно осуществляются взаимодействия нервной системы с другими клетками организма и взаимодействия эндокринных гормонов с клетками–мишенями.

 Локально осуществляется множество межклеточных взаимодействий, в том числе в процессе развития иммунного ответа. В последнем случае растворимые вещества или медиаторы называют цитокинами (от греческих корней цито — клетка и кинос — движение, изменение, т.е. вещества, предназначенные вызывать изменения в клетках–мишенях). В отличие от контактных взаимодействий мембранными молекулами, которые достаточно инертны во времени, взаимодействия с помощью цитокинов гораздо более быстрые, оперативные, динамичные.

Уточним понятие комплементарного взаимодействия. Это строгое химическое и количественное понятие. Между двумя молекулами устанавливаются химические связи 4 типов: ионные, водородные, ван–дер–ваальсовы и гидрофобные. Сила связи характеризуется константой диссоциации (K_d). Для взаимодействия иммунорецепторов с Аг K_d должна иметь показатель степени по абсолютной величине не ниже 7, т.е. 10^–7–10^–11 М. Для связи пептидов–Аг с молекулами MHC–I/II характерна K_d порядка 10^–6. Для связей цитокинов с Рц для цитокинов K_d составляет 10^–10–10^–12 М, приводится и 10^–15 М. Чем больше по абсолютной величине показатель степени в значении константы диссоциации, тем при меньших концентрациях действующего вещества достигается значимый биологический эффект. Из всех известных биологически активных веществ (по крайней мере из имеющих значение для иммунологии) K_d для цитокинов наибольшие, что свидетельствует о высокой биологической активности низких концентраций цитокинов.

7.3.1. Молекулы межклеточной адгезии

Номенклатура молекул межклеточной адгезии, используемая в настоящее время, не рациональная: для одной и той же молекулы существует более чем одно обозначение. Названия, как правило, отражают экспериментальную систему, в которой молекула была впервые идентифицирована. Тем не менее по структурному принципу выделяют 4 семейства молекул межклеточной адгезии (табл. 7.3):

1) селектины;

2) муциноподобные сосудистые адрессины;

3) интегрины;

4) молекулы из надсемейства иммуноглобулинов (IgSF — immunoglobuline superfamily).

Таблица 7.3. Молекулы адгезии клеток

Наименование	Экспрессия	Лиганды
СЕЛЕКТИНЫ Начинают взаимодействие между лейкоцитом и эндотелием
L–селектин (CD62L)	Неиммунные лимфоциты; некоторые лимфоциты памяти; нейтрофилы; моноциты; эозинофилы	Углеводы: сульфатированный сиалил Lewisx; GlyCAM–1; CD34; MAdCAM–1
P–селектин (CD62P)	Активированный эндотелий; тромбоциты	Cиалил–Lewisx; PSGL–1
Е–селектин (CD62E)	Активированный эндотелий	Cиaлил–Lewisx
МУЦИНОПОДОБНЫЕ СОСУДИСТЫЕ АДРЕССИНЫ Связывают L–ceлектин при инициации взаимодействия лейкоцита с эндотелием
CD34	Эндотелий; стволовые кроветворные клетки	L–селектин
GlyCAM–1	Высокий эндотелий венул	То же
MadCAM–1	Эндотелий венул в слизистых оболочках	L–селектин; 47-интегрин
ИНТЕГРИНЫ Связывают разные молекулы адгезии на клетках и молекулы внеклеточного матрикса. Обеспечивают сильное связывание
L2 (LFA–1; CD11a/CD18)	Моноциты, макрофаги, T–лимфоциты, дендритные клетки, нейтрофилы	ICAM–1; ICAM–2; ICAM–3
M2 (Mac–1; CR3; CD11b/CD18)	Нейтрофилы, моноциты, макрофаги	ICAM–1; iC3b; фибронектин
X2 (CR4; CD11c/CD18; p150/95)	Дендритные клетки, макрофаги, нейтрофилы	iC3b
41 (VLA–4; CD49d/CD29)	Лимфоциты, моноциты, макрофаги	VCAM–1
51 (VLA–5; CD49d/CD29)	Моноциты, макрофаги	Фибронектин
47 (LPAM–1)	Лимфоциты	MAdCAM–1
E7	Внутриэпителиальные лимфоциты	Е–кадгерин
Надсемейство иммуноглобулинов Лиганды для интегринов
CD2 (LFA–2)	T–лимфоциты	LFA–3
ICAM–1 (CD54)	Лимфоциты, дендритные клетки, активированный эндотелий	LFA–1, Mac–1
ICAM–2 (CD102)	"Спокойный» эндотелий, дендритные клетки	LFA–1
ICAM–3 (CD50)	Лимфоциты	LFA–1
LFA–3 (CD58)	Лимфоциты, АПК	CD2
VCAM–1 (CD106)	Активированный эндотелий	VLA–4

Селектины — молекулы на поверхности лимфоцитов и лейкоцитов, а также эндотелия, которые обеспечивают избирательный (селективный) хоминг определённой клетки через стенку сосуда в определённой ткани. Общим в молекулярной структуре селектинов, которые содержат лишь одну трансмембранную полипептидную цепь, является наличие во внеклеточной части лектиноподобного домена. Лектины — белки, способные комплементарно связывать сахара.

Лигандами для селектинов являются так называемые адрессины — муциноподобные молекулы на поверхности эндотелия. Адрессины CD34 и GlyCAM–1 экспрессированы на клетках высокого эндотелия посткапиллярных венул в лимфатических узлах. САМ — Cell Adhesion Molecules (молекулы клеточной адгезии). Адрессин MAdCAM–1 (Mucosal Adressin Cell Adhesion Molecule–1) экспрессирован на эндотелии сосудов в слизистых оболочках и «ловит» лимфоциты, предназначенные для функционирования в слизистых оболочках. Селектины и адрессины обеспечивают относительно слабую адгезию клеток, достаточную для селективной остановки клетки в нужном органе, но недостаточную для проникновения сквозь стенку сосуда и миграции по межклеточному матриксу (рис. 7.4). Для более сильных взаимодействий нужны интегрины и молекулы адгезии надсемейства иммуноглобулинов. Молекулы этих же семейств обеспечивают взаимосвязи лимфоцитов с АПК и в дальнейшем лимфоцитов–эффекторов с их клетками–мишенями или клетками–партнёрами.

Рис. 7.4. Этапы процесса экстравазации лимфоцитов и лейкоцитов из крови в ткани. A. Стадия «роллинга». Лейкоцит «причаливает» к эндотелию в результате взаимодействий молекул Е–селектина на эндотелии с молекулами S-Le^X на лейкоците и «катится» вдоль стенки сосуда (rolling). Б. Стадия прилипания. Между лейкоцитом и клетками эндотелия устанавливаются дополнительные, более сильные взаимосвязи через молекулы ИЛ–8R—ИЛ–8 и LFA–1—ICAM–1. B. Стадия диапедеза. На лейкоците экспрессируются молекулы CD31 (те же, что обеспечивают контакт между клетками эндотелия), и лейкоцит с их помощью внедряется в межэндотелиальную связь и проникает сквозь стенку сосуда в ткань (диапедез).

Все интегрины — гетеродимеры, состоящие из более крупной –цепи и меньшей по размеру –цепи. Интегрины группируются в подсемейства на основании общей –цепи. Их два варианта — ₁ и ₂. К интегринам принадлежат молекулы LFA–1,2,3. LFA–1 — наиболее важный интегрин для активации любого T–лимфоцита, так как АТ к LFA–1 способны блокировать активацию как неиммунных, так и иммунных T–лимфоцитов. Однако анализ врождённых генетических дефектов молекул адгезии у человека показывает, что другие интегрины, например CD2 из подсемейства ₁, способны компенсировать отсутствие LFA–1. VLA (very late activation antigens) — поздние Аг активации. Эти интегрины экспрессируются на T–лимфоцитах на 2–4-е сутки от начала активации и имеют наибольшее функциональное значение для проникновения уже иммунного T–лимфоцита в очаг воспаления, где ему надлежит организовать санацию от Аг.

Надсемейство иммуноглобулинов включает в себя собственно иммуноглобулины, Рц T–лимфоцитов для Аг (TCR), корецепторные молекулы T–лимфоцитов CD4, CD8 и B–лимфоцитов CD19, инвариантные домены молекул MHC, а также ряд молекул межклеточной адгезии — ICAM (Intercellular Adhesion Molecules — ICAM–1, 2 и 3). ICAM–1 и ICAM–2 экспрессированы на эндотелии и АПК. ICAM–3 экспрессирована только на лейкоцитах и играет существенную роль при взаимодействии T–лимфоцитов с АПК.

Неиммунные T–лимфоциты, попав в T–зависимую зону лимфатического узла (и любого другого периферического лимфоидного органа), активно, но обратимо «прилипают» ко всем доступным АПК благодаря взаимодействиям LFA–1, CD2 и ICAM–3 на T–лимфоците с ICAM–1, ICAM–2, LFA–1 и LFA–3 на АПК. Во время этого «прилипания» TCR пытается узнать свой комплекс «пептид–MHC». Если узнавание произошло, то сигнал с агрегированных TCR и корецепторов (CD4 или CD8) идёт в клетку, и среди прочих последствий этого сигнала ранним является изменение конформации молекулы LFA–1, усиливающее её связь с ICAM–1 и ICAM–2. Связь между T–лимфоцитом, узнавшим свой Аг, и АПК поддерживается несколько дней, во время которых происходит пролиферация клона T–лимфоцитов. Дочерние клетки клона также прилипают к АПК на все время, пока идёт их дифференцировка в лимфоциты–эффекторы.

Существенная закономерность развития иммунного ответа состоит в том, что одного только факта связывания Рц для Аг с Аг недостаточно для того, чтобы лимфоцит активировался к иммунному ответу (т.е. начал пролиферировать и дифференцироваться). Недостаточно для активации и описанных выше адгезивных взаимодействий, недостаточно и корецепторных связей CD4 или CD8 с MHC. Все перечисленное необходимо. Но для того чтобы начался процесс пролиферации лимфоцита, необходимо ещё одно взаимодействие T–лимфоцита с той же АПК: это взаимодействие молекулы B–7 на АПК с молекулой CD28 на T–лимфоците. Известно две разновидности молекулы B–7: B–7.1 (CD80) и B–7.2 (CD86). Структурно они подобны — это гликопротеины гомодимеры, принадлежат к надсемуйству иммуноглобулинов (IgSF). CD28 тоже гомодимер и принадлежит к IgSF. Таким образом, экспрессия молекул B–7 — важнейший признак профессиональных АПК.

Активация уже иммунных лимфоцитов не зависит от CD28. Предположительно корецептором активации иммунных T–лимфоцитов является индуцибельная мембранная молекула, названная ICOS. Молекула ICOS имеет 19% гомологии с молекулой CD28. Возможно, что ICOS работает и при реактивации иммунных лимфоцитов памяти, и на эффекторном этапе работы иммунного лимфоцита в очаге деструкции повреждённой ткани.

Активация T–лимфоцита Аг происходит при сочетанном взаимодействии некоторых молекул на поверхности T–лимфоцита с рядом комплементарных молекул на поверхности АПК. Это взаимодействие принимает форму, получившую название иммунологического синапса (см. рис. 7.1). В экспериментах на лимфоцитах от трансгенных по генам TCR мышей (у которых все T–лимфоциты имеют одинаковый TCR, Аг для которого точно известен) можно прямо наблюдать эти структуры под флюоресцентным микроскопом высокого разрешения.

Иммунологический синапс имеет нечто материально общее с нервными синапсами, а именно в синаптической щели и нервного и иммунологического синапса присутствует протеогликан — агрин. В нейромышечном синапсе агрин обеспечивает кластеризацию Рц со стороны мышечной клетки. В иммунологическом синапсе T–лимфоцит синтезирует агрин, секретирует его в синаптическую щель, и там этот протеогликан обеспечивает кластеризацию TCR и корецепторов. Взаимодействующие молекулы мембран между двумя клетками иногда называют ещё межклеточным интерфейсом. Интерфейс между T–лимфоцитом и АПК состоит из молекул: со стороны T–лимфоцита — TCR/CD3/CD45, CD4 или CD8, CD28, CD40L; со стороны АПК комплементарные молекулы–лиганды соответственно пептид— MHC–I или II, MHC–II или MHC–I, B–7, CD40.

Известные пары «Рц–лиганд», вовлекаемые в процессы костимуляции лимфоцитов со стороны АПК, представлены в табл. 7.4.

Таблица 7.4. Пары «рецептор–лиганд», участвующие в костимуляции при взаимодействии T–лимфоцитов с АПК

Рецепторы на T–лимфоците	Лиганды на АПК
CD28	B7.1 (CD80); B7.2 (CD86)
CTLA–4 (CD152)	B7.1 (CD80); B7.2 (CD86)
CD40L (CD154)	CD40
OX40	OX40L
HSA	HSA
LFA–1	ICAM–1 (CD54); ICAM–2 (CD102); ICAM–3 (CD50)
CD2	LFA–3 (CD58)
VLA–4	VCAM–1 (CD106)
CD99	?
CD95 (Fas)	FasL

Примечания. CD99 находится в процессе изучения. Поликлональная стимуляция T–лимфоцитов in vitro АТ к CD3 плюс АТ к CD99 индуцирует повышение внутри клеток уровня свободного Ca²⁺, а также биосинтез TNF– и ИФН– что характерно для Тh1. Воздействия на Th2 при этом не выявлено. Результаты стимуляции T–лимфоцитов через молекулу Fas зависят от стадии развития T–лимфоцита: если АТ к CD3 плюс АТ к молекуле Fas воздействовать на неиммунный T–лимфоцит, то произойдет индукция апоптоза. Если той же парой АТ воздействовать на иммунный T–лимфоцит памяти, то сначала будет индуцирована пролиферация лимфоцита, затем лимфоцит претерпит индуцированную активацией клеточную смерть (AICD). Если на неиммунные Т4–лимфоциты воздействовать указанной парой АТ, но в присутствии ИЛ–4, то эти лимфоциты также сначала пролиферируют наподобие лимфоцитов памяти.

7.3.2. Антигенпредставляющие клетки. Дендритные клетки

Существенное различие между антигенраспознающими молекулами-иммуноглобулинами и антигенраспознающими молекулами–Рц T–лимфоцитов состоит в том, что иммуноглобулины (АТ) связывают нативные молекулы Аг, тогда как TCR не связывают нативные Аг, но способны «увидеть» и связать только определённые структуры на поверхности клеток своего организма, а именно комплексы молекул MHC с пептидами, т.е. до T–лимфоцита и для T–лимфоцита Аг поглощают, перерабатывают и экспрессируют на своей поверхности другие клетки. Это и объясняет облигатную зависимость развития иммунного ответа от доиммунного воспаления. Доиммунное воспаление заключается в непосредственном связывании патогена (распознавании патогена) и поглощения его некими клетками в месте внедрения патогена — в естественных условиях это покровные ткани. Существует понятие профессиональных АПК. Таких клеток у человека и млекопитающих 3 типа:

 дендритные клетки костномозгового происхождения;

 B–лимфоциты;

 макрофаги.

Если лимфоцит свяжет Рц специфический Аг, но не получит одновременно и от той же АПК костимуляторный сигнал «B–7–CD28», то не просто не начнется активация лимфоцита, а произойдет такое изменение состояния лимфоцита, которое называют анергией. Лимфоцит в состоянии анергии рефрактерен к возможной стимуляции. Эта закономерность лежит в основе так называемой периферической толератности T–лимфоцитов к тканям собственного организма.

Характеристика АПК представлена в табл. 7.5.

Таблица 7.5. Свойства профессиональных АПК

	Тип АПК
Свойство	дендритные клетки	B–лимфоциты	макрофаги
Рц для патогенов (или их первичных акцепторов)	TOLL–подобные Рц	Рц для компонентов активированного комплемента	Рц для маннозы; Рц для ЛПС; TOLL–подобные Рц
Способ поглощения Аг	Эндоцитоз; макропиноцитоз; инфекция вирусов	Опосредованный Рц (Ig) эндоцитоз	Фагоцитоз; эндоцитоз
Экспрессия MHC	Конститутивная ++++	Конститутивная, возрастает при активации, от +++ до ++++	Индуцируемая бактериями или цитокинами от — до +++
Костимуляторная активность	Конститутивная	Индуцируемая, от — до +++	Индуцируемая от — до +++
Какие Аг представляют	Белки, аллергены (?), вирусные Аг	Растворимые Аг, токсины, вирусные Аг	Фагоцитируемые Аг (частицы, бактериальные)
Локализация в организме	Барьерные ткани, лимфоидные органы	Лимфоидные органы, периферическая кровь	Соединительная ткань, паренхиматозные органы и полостей

Если у B–лимфоцитов и макрофагов есть и иные, причём главные для этих клеток, функции — продукция иммуноглобулинов у B–лимфоцитов, фагоцитоз и экспансивное «переваривание» у макрофагов, — то у дендритных клеток, насколько это известно в настоящее время, нет иных функций в организме, кроме как представлять Аг и костимулирующие сигналы лимфоцитам.

Известно, что первичный иммунный ответ возможен только с участием дендритных клеток — ДК (не макрофагов и не B–лимфоцитов). Какой именно конкретный характер примет иммунное воспаление или разовьется иммунологическая толерантность, вероятно, тоже определяется на уровне именно дендритных клеток (ДК).

Термин «дендритные» отражает внешний облик клеток под микроскопом — клетки с отростками. В развитии иммунных процессов участвуют 3 разных типа клеток, в названии которых присутствует определение «дендритные». 2 типа — костномозгового происхождения: лимфоидные дендритные клетки — ДК₂ и миелоидные дендритные клетки — ДК₁. Именно эти клетки — профессиональные АПК. Третий тип — фолликулярные дендритные клетки (ФДК) — уникальные клетки стромы лимфоидных фолликулов. Они, скорее всего, не костномозгового происхождения, и функции у них особые (обеспечение возрастания аффинности иммуноглобулинов со временем по мере развития иммунного ответа), они не профессиональные АПК.

Значительная часть фактической информации о дендритных клетках получена в экспериментах с их культивированием и изучением in vitro. Эта методология не позволяет надежно отличать природные закономерности от культуральных артефактов. Поэтому приводимая характеристика ДК не является «прописной истиной». Но есть и данные исследований in vivo. У человека эти клетки происходят из общей лимфоидной клетки–предшественницы, из которой развиваются T– и B–лимфоциты, NK. На ДК есть маркёры лимфоцитов (CD2, CD5, CD7 и мРНК –цепи пре-T–Рц для Аг) и не определяются маркёры, характерные для миелоидных ростков клеток (CD11c, CD13, CD33, Рц для маннозы). Маркёрами предшественников лимфоидных ДК человека являются вариант молекулы Рц для ИЛ–3 — ИЛ–3R и экспрессия одного из двух иммуноглобулиноподобных Рц (ILT3⁺ или ILN1^–).

Большинство иммунологов полагают, однако, что есть две разновидности дендритных АПК: лимфоидные (их обозначали ДК₂) и миелоидные, происходящие из моноцитов (их обозначали ДК₁). Если принять такую дуалистическую точку зрения, то ДК₁, вероятно, можно рассматривать как разновидность макрофагов, специализирующихся на представлении Аг T–лимфоцитам.

Дендритные клетки широко распространены в организме. Их много в покровных тканях (клетки Лангерганса в коже), лимфоидных органах.

Первая особенность ДК состоит в том, что в покое они активно и непрерывно поглощают вещества из окружающей среды эндоцитозом и макропиноцитозом. Если в организм не проникают патогены, ДК поглощают вещества собственных тканей и представляют этот материал T–лимфоцитам, но без корецепторного стимула. В результате иммунное воспаление в отношении собственных тканей не развивается и поддерживается активное состояние иммунологической толерантности.

Вторая особенность ДК заключается в том, что на них есть Рц «эволюционной памяти» для продуктов микроорганизмов (патогенов), так называемые «Рц, распознающие рисунок» — PRR. На макрофагах и/или ДК₁ это Рц для маннозы, Рц для ЛПС, TOLL–подобные Рц TLR2 и TLR4, способные обеспечивать реакцию активации этих клеток на продукты грамотрицательных и грамположительных бактерий. На лимфоидных ДК (ДК₂) есть PRR для вирусов и бактериальной ДНК, содержащей неметилированные последовательности нуклеозидов CpG — TLR7 и TLR9. Кроме того, на лимфоидных дендритных клетках есть свой особый лектиновый Рц (идентифицируется АТ BДКA2), связывающий, например, вирус гриппа.

Третья особенность ДК состоит в том, что в отличие от макрофагов эти клетки не оседлые. Если в покровных тканях они распознают патоген, то они активируются и начинают мигрировать по путям лимфодренажа в регионарные лимфоидные органы. Если это лимфатический узел, то ДК войдут в него по афферентным лимфатическим сосудам и пройдут к периваскулярному пространству венул с высоким эндотелием в паракортикальной зоне. Именно здесь они встретят T– и B–лимфоциты и представят Аг T–лимфоцитам. В лимфатическом узле названное место — исключительное: там может произойти инициация (начало развития) иммунного ответа. Активированные патогеном ДК, кроме комплексов пептидов–Аг с молекулами MHC, экспрессируют корецепторные молекулы для взаимодействия с T–лимфоцитом: B7.1, B7.2 и CD40. Выстраивание такого межклеточного синапса — обязательное условие начала развития иммунного ответа.

Контакт между ДК и T–лимфоцитом не однонаправлен, а взаимоактивирующий. Через сигнал от CD40L от T–лимфоцита дендритная клетка получает команду к продукции своих особенных цитокинов. Миелоидные ДК продуцируют ИЛ–12 (быстро, в большом количестве, но непродолжительное время — сутки) и TNF. Такие ДК₁ стимулируют T–лимфоцит к продукции ИФН– Лимфоидные ДК₂ ещё до попадания в лимфатический узел сразу после распознавания патогена начинают активно продуцировать ИФН типа I — ИФН– и . Как считают в настоящее время, именно лимфоидные дендритные клетки являются главным, если не единственным типом клеток, продуцирующих интерфероны типа I. ИФН– и  аутокринно стимулируют созревание вирусактивированных ДК. Вступив во взаимодействие с T–лимфоцитом, такие ДК₂ индуцируют T–лимфоцит к продукции ИФН– и одновременно ИЛ–10 (такая сумма отличает эту индукцию от индукции синтеза T–лимфоцитом одного только ИФН– под влиянием ИЛ–12 из ДК₁). Лимфоидные ДК₂ тоже продуцируют ИЛ–12, но в 100–1000 раз в меньших количествах, чем миелоидные ДК₁ (или макрофаги), зато более продолжительное время (несколько суток).

Таким образом, дендритные клетки в качестве АПК не только обеспечивают саму возможность начала развития лимфоцитарного иммунного ответа (или толерантность), но и программируют направление эффекторной дифференцировки будущих иммунных T–лимфоцитов.

После того как T–лимфоцит пройдет несколько циклов пролиферации, на его мембране происходит экспрессия ещё одного лиганда для тех же молекул B–7. Это молекула CTLA–4. CTLA–4 связывает B–7 с существенно большей (примерно в 20 раз) аффинностью, чем молекула CD28, но CTLA–4 посылает в клетку негативный сигнал и тем самым останавливает пролиферацию антигенспецифичного клона. Мыши с нокаутом (knock–out) по гену CTLA–4 погибают от лимфопролиферативных процессов.

7.3.3. Цитокины

Цитокины — это разнообразные биологически активные молекулы, секретируемые клетками «с целью» воздействия через специфические Рц для каждого из цитокинов на рядом расположенную клетку (или на себя же).

Цитокины отличаются и множественностью, и разнообразием структуры, и ещё многими свойствами и от нейромедиаторов, и от гормонов внутренней секреции. В отличие от контактных взаимодействий клеток мембранными молекулами взаимодействия посредством цитокинов более динамичные и оперативные благодаря определённым особенностям синтеза, секреции и рецепции цитокинов. В отличие от гормонов внутренней секреции в норме цитокины практически не попадают в системную циркуляцию и действуют локально в тканях в месте их выработки (известно два «исключения»: в крови здоровых людей в определимых количествах циркулируют цитокины ТФР и M–CSF).

Для цитокинов характерны следующие общие свойства.

 Цитокины — это как бы «эсперанто» в межклеточном общении. Одноимённые цитокины продуцируются клетками разной тканевой дифференцировки. И Рц для одноимённых цитокинов экспрессированы на клетках различной тканевой дифференцировки. Таким образом, клетки разных тканей «говорят» друг с другом и «могут быть услышаны» друг другом. Именно посредством цитокинов в первую очередь система лимфоцитарного иммунитета сращена с другими биологическими системами резистентности к инфекциям и со всем организмом в целом. Хотя в целостной интеграции участвуют, очевидно, и нервная и эндокринная системы.

 Цитокины в подавляющем большинстве случаев — это близкодействующие медиаторы локальных взаимодействий клеток в очагах тех или иных процессов в тканях, даже пары клеток, т.е. типичное место работы цитокина — межклеточный синапс. В зависимости от известных параметров иррадиации эффектов цитокинов выделяют аутокринные эффекты (на саму клетку, секретировавшую цитокин) и паракринные эффекты (на рядом расположенные клетки). Есть и эндокринные эффекты, т.е. дистантные, их ещё называют системными, так как при этом цитокин достигает клетки–мишени, циркулируя с кровью. Но эндокринные эффекты выявлены только для 4 цитокинов (TNF–, ИЛ–1, ИЛ–6, M–CSF) и не у здоровых организмов, а при тяжёлой системной патологии типа септического шока. У здоровых людей в крови удаётся обнаружить только два цитокина — ТФР и M–CSF. Имеет ли это нормальное физиологическое значение и если да, то какое, неизвестно.

 Цитокины не депонируются в клетках, а синтезируются импульсно, «по запросу», начиная с транскрипции мРНК цитокина с соответствующего гена. Единственное известное исключение — депонирование небольших количеств TNF– в гранулах тучных клеток. Но TNF– «претендует» быть исключением и в других отношениях. Возможно ещё ИЛ–1 депонируется в некоторых количествах в кератиноцитах.

 Матричная РНК цитокинов короткоживущая, что объясняет транзиторный характер их продукции клеткой: они вырабатываются вскоре после получения «запроса» на их продукцию и недолго.

 Для цитокинов характерна каскадность действия или «сеть» (network): воздействие одного цитокина на клетку вызывает выработку этой клеткой других или того же цитокина(ов). При этом в клетке–продуценте работают, очевидно, биологические часы: в начальный период процесса клетка самостимулируется на продукцию активационных цитокинов, через несколько часов или суток та же клетка переключается на синтез супрессорных цитокинов и/или экспрессирует тормозные Рц либо Рц для апоптозных сигналов.

Наиболее изученной в настоящее время системой действия конкретного цитокина является система ИЛ–1. Природный ИЛ–1 имеет два варианта — агониста — ИЛ–1 и ИЛ–1. Существует специальный фермент — конвертаза интерлейкина–1 — ICE (этот фермент оказался каспазой–1). Кроме этого, есть молекулярный антагонист — ингибитор ИЛ–1 (ИЛ–1Ra) — конкурент за Рц, причём в трёх изоформах (значение каждой неясно). Существуют и три варианта Рц для ИЛ–1 — типы I, II и III. Причём если Рц типов I и III проводят активационные сигналы в клетку, то Рц типа II — «тупиковая ловушка», не проводящая активационный сигнал, т.е. это ещё один внутрисистемный механизм негативной регуляции. Данный Рц типа II экспрессируется на клеточной мембране и секретируется в тканевую жидкость.

 Для действия цитокинов характерно свойство избыточности, «многословия», «чрезмерности». Данное понятие объединяет плейотропность влияния каждого единичного цитокина и взаимозаменяемость действия разных цитокинов. Это означает, что внешне одинаковые биологические эффекты могут вызывать разные цитокины, а каждый один цитокин индуцирует и в одной клетке, и тем более в разных различные биологические эффекты. Такая природная закономерность ещё более усложняет фармакологическое использование препаратов цитокинов.

Прежде чем описывать биологические свойства конкретных цитокинов, следует уточнить понятие биологического эффекта цитокина. Один и тот же цитокин может вызывать самые разные, вплоть до противоположных, эффекты в разных клетках. Вот в этом случае и надо понимать, что понятие биологического эффекта относится не к цитокину. Цитокин для клетки–мишени — это только и всего лишь внешний лиганд для её Рц. Что произойдет с клеткой после связывания этого лиганда с Рц (а это и есть биологический эффект), зависит от внутренней программы дифференцировки клетки–мишени. В дальнейшем мы тоже будем употреблять выражения типа «интерферон– активирует макрофаги», чтобы говорить короче, но это надо понимать правильно: для конкретной системы отношений «макрофаг, имеющий Рц для интерферона– и внеклеточного интерферона–», известно, что наступающее биологическое последствие связи ИФН– с Рц для ИФН– заключается в существенной активизации внутриклеточной биохимической машины макрофага, индукции определённых ферментов и т.д.

Учитывая сказанное, рассмотрим основные функциональные группы цитокинов. По функциональному предназначению с известной долей относительности выделяют 5 групп цитокинов: (1) гематопоэтические; (2) цитокины доиммунного воспаления; (3) цитокины–организаторы лимфоцитарного иммунного ответа; (4) цитокины–медиаторы иммунного воспаления; (5) противовоспалительные (иммуносупрессорные) цитокины.

1. Гематопоэтические цитокины — регуляторы пролиферации и дифференцировки всех клеток кроветворной системы. К ним относят колониестимулирующие факторы — CSF (colony–stimulation factors) для гранулоцитарно/моноцитарной клетки–предшественницы (GM–CSF), для предшественника моноцитов (M–CSF), для предшественника гранулоцитов (G–CSF); эритропоэтин, тромбопоэтин, ИЛ–3 (мульти–CSF), ИЛ–5 (CSF для эозинофилов), ИЛ–7 (CSF для лимфоцитов), стволовоклеточный фактор — SCF (его второе название «c–kit–лиганд» — фактор роста предшественников тучных клеток). К гемопоэтинам относят и ИЛ–1 под вторым названием — гемопоэтин–1, так как он поддерживает рост самых ранних клеток — предшественников кроветворения.

Негативные регуляторы гемопоэза — фактор некроза опухоли TNF и трансформирующий фактор роста ТФР. Хемокин MIP– ингибирует ранние клетки–предшественницы гемопоэза.

2. Цитокины доиммунного воспаления делят на две подгруппы.

 Первичные провоспалительные цитокины — «трио» ИЛ–1, TNF, ИЛ–6. Они чрезвычайно плейотропны и активируют ткани вокруг себя. Их продуцируют главным образом макрофаги и лимфоидные дендритные клетки покровных структур в очаге внедрения патогена. ИЛ–1 и TNF действуют преимущественно локально (если нет септического заражения крови), ИЛ–6 индуцирует биосинтез белков острой фазы в печени;

 Вторичные воспалительные цитокины — хемокины — большая группа (более 50) малых по размерам белков, вызывающих и обеспечивающих передвижение лейкоцитов и лимфоцитов в тканях (табл. 7.6). Кроме того, большинство хемокинов поддерживает ангиогенез и продукцию коллагенов клетками соединительной ткани (регенерацию). Считают, что при соответствующих условиях любая клетка организма продуцирует те или иные хемокины.

Таблица 7.6. Номенклатура хемокинов человека (Конференция по хемокинам, Кистоун, Колорадо, 18–23 января 1999 г.)

Систематическое имя код OMIM	Другие имена	Рецептор код OMIM
CC‑семейство
CCL1 (182281)	I–309	CCR8 (601834)
CCL2 (158105)	MCP–1, MCAF, SCYA2	CCR2 (601267)
CCL3 (182283)	MIP–1, LD78, LD78, AT464.1, AT464.2, GOS19‑1, GOS19‑2	CCR1 (601159), CCR5 (601373)
CCL4 (182284)	MIP–1, AT744.1, AT744.2, Act‑2, G-26, HC21, H400, LAG‑1	CCR5
CCL5 (187011)	RANTES	CCR1, CCR3 (601268), CCR5
CCL6	–	Не установлен
CCL7 (158106)	MCP‑3	CCR1, CCR2, CCR3
CCL8 (602283)	MCP‑2, HC14	CCR2, CCR3
CCL9, CCL10	–	Не установлен
CCL11 (601156)	Эотаксин	CCR3
CCL12	–	CCR2
CCL13 (601391)	MCP‑4, NCC‑1, CK–10	CCR2, CCR3
CCL14 (601392)	HCC‑1, HCC‑3, NCC‑2	CCR1
CCL15 (601393)	HCC‑2, MIP–1, NCC‑3, MIP–5, Lkn–1	CCR1, CCR3
CCL16 (601394)	HCC‑4, NCC‑4, LEC, LMC	CCR1
CCL17 (601520)	TARC, дендрокин	CCR4
CCL18 (603757)	DCCK1, PARC, MIP–4, AMAC‑1	Не установлен
CCL19 (602227)	MIP–3, ELC, exodus‑3, CK–11	CCR7 (600242)
CCL20 (601960)	MIP–3, LARC, exodus‑1	CCR6 (601835)
CCL21 (602737)	6Ckine, SLC, exodus‑2, TCA‑4	CCR7
CCL22 (602957)	MDC, STCP‑1, DCtactin‑	CCR4 (604836)
CCL23 (602494)	MPIF‑1, MIP–3, CK8, CK8‑1	CCR1
CCL24 (602495)	Эотаксин‑2, MPIF‑2, CK–6	CCR3
CCL25 (602565)	TECK	CCR9 (GPR9‑6), 602648
CCL26 (604697)	Эотаксин‑3	CCR3
CCL27 (604833)	CTACK/ALP	Не установлен
CCL28 (605240)	–	–
СXC–семейство
CXCL1 (155730)	GRO1, GRO, MGSA‑	CXCR2 (146928) > CXCR1 (146929)
CXCL2 (139110)	GRO2, GRO, MIP–2, MGSA‑	CXCR2
CXCL3 (139111)	GRO3, GRO, MIP–2	CXCR2
CXCL4 (173460)	PF4, SCYB4	Не установлен
CXCL5 (600324)	ENA‑78	CXCR2
CXCL6 (138965)	GCP‑2	CXCR1, CXCR2
CXCL7 (121010)	NAP‑2	CXCR2
CXCL8 (146930)	ИЛ–8, MDNCF, NAP‑1, NCF	CXCR1, CXCR2
CXCL9 (601704)	Mig, Humig, SCYB9	CXCR3 (600894)
CXCL10 (147310)	IP-10	CXCR3
CXCL11 (604852)	I–TAC, H174, b‑R1	CXCR3
CXCL12 (600835)	SDF‑1, SDF‑1, PBSF	CXCR4 (162643)
CXCL13 (605149)	BLC, BCA‑1	CXCR5 (601613)
CXCL14 (604186)	BRAK/болекин	Не установлен
CXCL15	–	Не установлен
CXCL16 (605398)	SRPSOX	Не установлен
C–семейство
XCL1 (600250)	Лимфотактин, SCM‑1, ATAC	XCR1 (600552)
XCL2 (604828)	SCM‑1	XCR1
CX3C‑семейство
CX3CL1 (601880)	Фракталкин, нейротактин	CX3CR1 (601470)

Примечания. SCY — small inducible cytokine (A#,B#) (малый индуцибельный цитокин); MIP — macrophage inflammatory protein (провоспалительный белок макрофагов); MCAF — monocyte chemotactic and activating factor (фактор хемотаксиса и активации моноцитов); MCP — monocyte chemotactic protein (белок хемотаксиса моноцитов); NCC — new CC chemokine; Lkn — leukotactin; TARC — thymus and activation–regulated chemokine; PARC — pulmonary and activation–regulated chemokine (лёгочный, регулируемый активацией хемокин); AMAC — alternative macrophage activation–associated CC chemokine (другой CC–хемокин активированных макрофагов); DCCK — dendritic cell chemokine (хемокин дендритных клеток); LARC — liver and activation–regulated chemokine (печёночный, регулируемый активацией хемокин); exodus — «Исход» (массовая эмиграция); согласно Ветхому Завету, массовая эмиграция евреев из Египта; SLC — secondary lymphoid tissue chemokine (хемокин вторичных лимфоидных органов); MDC — macrophage–derived chemokine (происходящий из макрофагов хемокин); MPIF — myeloid progenitor inhibitory factor (миелоидных предшественников ингибирующий фактор); eotaxin — назван в связи с накоплением эозинофилов под влиянием этого хемокина; TECK — thymus–expressed chemokine (экспрессируемый в вилочковой железе хемокин); CTACK — cutaneous T cell–attracting chemokine (привлекающий T–лимфоциты кожи хемокин); MGSA — melanoma growth stimulatory activity, alpha (стимулирующий рост меланомы фактор альфа); GRO (от growth) — стимулирующий рост; PF4 — platelet factor 4 (тромбоцитарный фактор 4); GCP — granulocyte–chemoattractant protein (хемотактический белок для гранулоцитов); NAP — neutrophil–activating peptide (активирующий нейтрофилы пептид); MDNCF — monocyte-derived neutrophil chemotactic factor (происходящий из моноцитов хемокин для нейтрофильных лейкоцитов); IP–10 — interferon–gamma–inducible protein 10 (индуцируемый ИНФ– белок 10); Mig (Humig) — (human) monokine induced by gamma interferon (индуцируемый ИНФ– монокин); SDF — stromal cell–derived factor (происходящий из клеток стромы фактор);

3. Цитокины — организаторы лимфоцитарного иммунного ответа — цитокины, регулирующие пролиферацию и дифференцировку T– и B–лимфоцитов и NK в периферических лимфоидных органах и тканях. Такие цитокины продуцируют в первую очередь активированные профессиональные АПК (дендритные клетки и макрофаги) и затем сами лимфоциты. К этой группе относят ИЛ–2 (митоген для лимфоцитов), ИЛ–4, 12 и 15, ИФН–.

4. Цитокины — медиаторы иммунного воспаления — цитокины, продуцируемые иммунными T–лимфоцитами и направленные на активацию лейкоцитов общевоспалительного назначения: ИФН– (активатор макрофагов и NK), ИЛ–5 (индуктор и активатор эозинофилов); лимфотоксины (активатор нейтрофилов), лимфотоксин– (обеспечивает образование воспалительных гранулем in vivo).

5. Противовоспалительные (иммуносупрессорные) цитокины — ИЛ–10 (продуцируется макрофагами и ингибирует макрофаги) и ТФР– (продуцируется иммунными CD4⁺ T–лимфоцитами и ингибирует дальнейшую пролиферацию лимфоцитов). Кроме них цитокины, оказывающие ингибирующее действие на макрофаги, также в конкретных процессах проявляют себя как противовоспалительные — интерлейкины 4 и 13.