1.4. Імунопатогенетичні особливості вітряної віспи

ГВ – лімфотропні агенти, мішенями яких є як В- так Т-лімфоцити. Розвиток ГВ в лімфоцитах призводить до лімфоцитозу, змін субпопуляційного складу. З одного боку, збільшення рівня лімфоцитів свідчить про посилення лімфопоезу, з іншого – ГВ блокують апопотоз інфікованих клітин, що досить «приваблює» патоген. Зрештою лімфоцитоз змінюється лімфопенією за рахунок феномену «виснаження клонів», що вказує на зниження імунореактивності та резистентності організму та супроводжується генералізацією інфекції [¹⁷⁶].

Виходячи із загальних уявлень про функції імунної системи виділяють: систему набутого (за рахунок специфічної імунологічної пам’яті лімфоцитів носить загальний, неспецифічний характер на ранніх стадіях інфікування) та природного (гуморальні та клітинні фактори) імунітету. Щодо ролі природного імунітету по відношенню до ГВ, виділяють 3 фази: 1) атака комплементом та IgM; 2) вплив інтерферонів виділених дендритними клітинами; 3) активність клітин-ефекторів – нейтрофілів, макрофагів та натуральних кілерів [¹⁷⁷, ¹⁷⁸]. В ранню фазу вродженої імунної відповіді епітелій стає джерелом цитокінів, а в перші години від зараження інфіковані клітини починають продукувати інтерферони α та β, готуючи неінфіковані клітини до противірусного захисту [177].

Виникнення та подальший перебіг ГВІ (одужання, рецидив) значною мірою визначається генетично детермінованим характером імунологічної відповіді, наявністю транзиторних або вторинних імунодефіцитів після раніше перенесених захворювань [¹⁷⁹]. Основна роль при цьому відводиться Т-кілерам, які викликають цитоліз ураженої клітини, а індуковані Т-лімфоцити набувають можливостей розпізнавати антигени VZV на поверхні клітини. В той же час, клітини інфіковані VZV продукують різні види інтерферону з широким «універсальним» спектром протипухлинної та противірусної терапії [¹⁸⁰, ¹⁸¹].

Роль клітинного та гуморального імунітету проти VZV остаточно не з’ясована, однак клітинно-обумовлений імунітет вважають важливішим за гуморальний [¹⁸²]. Окрім того, має значення антитілозалежна цитотоксичність та цитотоксичність натуральних кілерів [165, ¹⁸³, ¹⁸⁴].

За даними Казмирчук В.Е. (2009) основними гуморальними факторами вродженого імунітету при ГВІ є: інтерферони (α-, β-), TNF, секреторний IgA, комплемент та ін. TNF – мастер-цитокін, який здатен запускати прозапальний цитокіновий каскад у інфікованому організмі та володіє певним противірусним ефектом за рахунок запуску апоптозу клітин. Надмірна продукція TNF призводить до синдрому системної запальної відповіді та обмежується протизапальними IL-10 та IFN-β. Функція секреторного IgA полягає у розпізнаванні шаблонних структур оболонки вірусів, нейтралізуючій (запобігання абсорбції) та опсонізуючій (посилення фагоцитозу) дії та альтернативному шляху запуску системи комплемента (СН50) – різноманітні білки з естеразною активністю, дія яких обумовлена мембран-атакуючими комплексами.

До основних клітинних компонентів противірусного вродженого імунітету відносять: натуральні кілери, макрофаги, дендритні клітини та γ- й δ-Т-лімфоцити. Натуральні кілери – основний елемент ефекторної ланки вродженого імунітету, який реалізується апоптозом клітин та альтернативним осмотичним лізисом уражених клітин. Дендритні клітини виконують роль первинної ланки при розпізнаванні ГВ та формуванні Th1 направленості імунної відповіді за рахунок продукції IL-12 та IL-18. Антигенна презентація патогенну направлена на недиференційовані Т-клітини (Th0). ГВ здатні оминати шаблон-розпізнаючі рецептори та уражувати антиген-презентуючі клітини напряму, що дозволяє уникати розвитку повної імунної відповіді. Макрофаги обумовлюють кліренс ЦІК за рахунок розпізнавання вільних віріонів опсонізованих антитілами та презентують антигени примірованим Т-клітинам [20].

Вірусемія при ВВ інактивує специфічну і неспецифічну реактивність організму, клітинно-гуморальний імунітет – знижується кількість та активність Т-лімфоцитів, В-лімфоцитів, різних класів імуноглобулінів та інтерферонів [108, 54]. ГВ пристосувалися виробляти специфічні білки, що пригнічують Т-клітинну ланку імунітету, негативно впливають на активність цитотоксичних лімфоцитів, макрофагів, природних кілерів [17].

За даними деяких авторів VZV ДНК-емія у хворих ВВ спостерігається досить рідко (≈16%) і лише на першому тижні захворювання. Серологічно наростання титру специфічного IgM на першому тижні відмічено у 71,4% хворих, а специфічні IgG виявлялись у всіх хворих з третього дня від початку хвороби. Вивчення динаміки змін рівнів IgG показало, що у 2/3 хворих рівень IgG знижувався на кінець 4 тижня спостереження [151, ¹⁸⁵].

Обстеження дорослих, хворих на ВВ показало наявність імунодефіцитного стану з Т-лімфопенією до початку лікування, суттєвий дисбаланс субпопуляцій Т-лімфоцитів, дефіцит циркулюючих Т-хелперів та зменшенням функціональної активності Т-лімфоцитів [59, 77]. Середньотяжкі та тяжкі форми ВВ характеризувались достовірним зниженням CD4+ при близьких до нормальних CD8+ (р<0,001), а коливання В-лімфоцитів виявились незначними [63]. У хворих з тяжкими формами ВВ відмічалось значиме (р<0,05) порушення макрофагальної фагоцитуючої системи – зниження в 1,8–2,0 рази рівня фагоцитарного індексу, фагоцитарного числа (ФЧ), індексу атракції, індексу перетравлення [58, 60].

Захворювання на ВВ можливе у випадку зниження проліферації лімфоцитів у периферійній крові серонегативних пацієнтів при тісному сімейному контакті [¹⁸⁶]. Лімфоцитарна трансформація, як прояв клітинної імунної відповіді при VZV-інфекції, була швидкою при ВВ, з піками активності через 1–2 тижні та поступовим зниженням протягом місяця. У подальшому в осіб з попереднім анамнезом ВВ, випадково виявляли високу активність лімфоцитарної трансформації, що свідчило про VZV реінфекцію [¹⁸⁷].

Первинне інфікування VZV, як і субклінічна VZV-реінфекція, викликає продукцію двох білків оболонки gp66 та gp118, а також білка нуклеокапсида р155, які зберігаються тривалий час та є її маркерами. Утворення Ig при ОГ розвивається швидше ніж при ВВ або реінфекції, охоплює більш широке коло вірусних протеїнів, включаючи відомий поліпептид р32 [¹⁸⁸].

Резистентність до VZV-реінфекції у дорослих, які мали контакт з хворим на ВВ, підвищується переважно за рахунок 4-х кратного збільшення anti-VZV IgG, або постійного його високого рівню. В той же час, IgМ відігравали роль лише у 12% випадків. На клітинному рівні спостерігали підвищення лімфоцитарної трансформації до антигенів VZV. Підвищення імунності до VZV у багатьох імунних до VZV осіб свідчить про наявність субклінічної реінфекції [¹⁸⁹, ¹⁹⁰].

Сучасні дослідження виявили, що VZV індукує утворення NLRP3 інфламасоми та асоційований процесінг IL-1β, активованого каспазою-1 у інфікованих людських THP-1 клітинах, з трансформованої моноцитарної лінії клітин, переважно легеневих фібробластів та меланоцитів [112]. Інфламасома – мультипротеїновий комплекс, який складається з NOD-подібних рецепторів (NLR), їх білків-адаптерів, про-каспази-1. Активована каспаза-1 спричиняє процесінг та секрецію прозапальних цитокінів IL-1β, IL-18 та IL-33, стимулює бактеріальний "піроптоз" клітин. Водночас, повідомляється, що NLRP3 інфламасома може активуватись також різними вірусами [¹⁹¹].

Формування NLRP3 інфламасоми відносять до вродженої клітинної відповіді організму на інфікування патогенними для людини ГВ, а одного разу активована, інфламасома функціонує у реакціях вродженої клітинної відповіді проти патогенів. Індукція IL-1β важлива частина захисного механізму організму, коли клітини зустрічаються з вірусним або бактеріальним патогеном, а протеолітичний ефект активованої каспази-1 на IL-1β та його секрецію є доказом ензимної активності в інфікованих клітинах. У моделі вивчення патогенезу ВВ з використанням мишей за умови імунодефіциту встановлено, що VZV стимулює утворення NLRP3 інфламасоми шляхом впливу на три різні типи клітин відповідальні за VZV реплікацію, включаючи первинні легеневі фібробласти людини, меланоцити та THP-1 моноцитарну лінію. Активація каспази-1 відбувалась через механізми незалежні від активації різних форм кисню та 1 типу інтерферон-опосередкованої AIM2 експресії [112].

Для прогнозування ризику розвитку ускладнень актуальним є дослідження системи цитокінів, які відіграють провідну роль у координації імунних реакцій та є показниками ефективності функціонування окремих ланок імунітету. Високі рівні прозапальних цитокінів можуть свідчити про активність патогену, бути маркером реплікативної активності ГВІ та критерієм розвитку ускладнень [¹⁹²].

ГВ притаманна «вірус-індукована супресія», тобто уражуючи фагоцити, віруси розмножуються без перешкод, і внаслідок незавершеності фагоцитозу, розповсюджуються на нові території. В той же час, інфіковані Т-лімфоцити можуть бути знищені представниками власної популяції, а ГВ здатні продукувати фактори, що блокують інтерфероногенез [¹⁹³].

Дослідження інтерферонового статусу є сучасною вимогою діагностики інфекційних захворювань, що відображує характер перебігу хвороби, дозволяє прогнозувати наслідки, оцінити ефективність лікування. Інтерферони (IFN) блокують практично всі стадії реплікації вірусів – проникнення, транскрипцію-трансляцію, а також вихід вірусів з інфікованих клітин, внаслідок ініціації їх синтезу в клітинах, де відбувся збій передачі генетичної інформації [94]. Вирізняють три основних класи IFN- α, β, γ; найімовірніша локалізація генів IFN в 9-й хромосомі [85]. Невідповідна двониткова ДНК є пусковим фактором гомологічно-залежної супресії генів. При уражені клітин ГВ відзначається відсутність цитопатогенної дії внаслідок репродукції вірусу, а елімінація інфікованих клітин відбувається через активацію клітинних імунних реакцій (Т-лімфоцити). IFN виділяється клітинами-продуцентами та викликає дистанційні зміни в клітинах, не утворюючи при цьому особливі противірусні сполуки. Окрім того, IFN здатні стимулювати синтез противірусних білків в інтактних клітинах, що забезпечує противірусний стан клітини [94].

Дія IFN полягає в індукції синтезу протеїнкінази, яка фосфорилює один з ініціюючих факторів трансляції, посиленні активності 2-5-А-синтетази, яка в свою чергу активує нуклеази. Останні ліквідують не зв’язаний з рибосомами генетичний матеріал вірусу. Окрім того, IFN посилюють експресію антигенів головного комплексу гістосумісності І та ІІ класів, що й активує Т-лімфоцити [¹⁹⁴, 94]. Водночас, для продукції IFN Т-лімфоцитами необхідна присутність моноцитів та макрофагів. Вираженою противірусною дією володіють IFN-α, менше IFN-β, а імуномодулююча властивість притаманна IFN-γ [85].

IFN-γ продукується імунними Т-лімфоцитами, CD4+, CD8+, CD16+. Продукція IFN-γ в 12 разів більша в CD4+, ніж у CD8+ клітинах, а синтез IFN-γ стимулюється IL-1β. IFN-γ сприяє поляризації Т-лімфоцитів у напрямку Th1, високий рівень його продукції асоціюється з ефективною імунною відповіддю проти внутрішньоклітинних патогенів. Окрім того, IFN-γ має здатність чинити незворотну цитотоксичну дію на трансформовані клітини та зворотну на нормальні клітини. Кількість рецепторів до IFN-γ сягає 100 тис. та значно перевищує таку для IFN-α, IFN-β [94, 88].

Імунологічні показники у пацієнтів з тяжким перебігом ВВ характеризувались зниженням концентрації α-IFN в 4,7 рази, γ-IFN у 2,2 рази при р<0,001. При цьому максимальне пригнічення продукції γ-IFN відмічено у хворих з ураженнями ЦНС з наступною постінфекційною астенією [57].

Елімінація ГВ та інфікованих клітин відбувається за рахунок CD16+, цитотоксичних CD4+ та CD8+, які викликають апоптоз клітин. Відомо, що CD4+ мобілізують та залучають макрофаги з метою найшвидшої ліквідації вірусу та, при імунній недостатності, підтримують CD8+ в напрямку знищення патогенну. При чому, збільшення кількості CD8+ у крові хворого, вважають індикатором доброякісного перебігу та основним механізмом імунного захисту [194, ¹⁹⁵]. Імунорегуляторний індекс (ІРІ) CD4/CD8 відіграє важливе прогностичне значення, а його зниження свідчить про дисбаланс імунного потенціалу організму в цілому [195].

Баланс цитокінів визначає напрямок диференціювання Th-лімфоцитів: Th1 – відповідають за цитоліз та фагоцитоз, а Th2 – активують антитілоутворення за рахунок стимуляції В-лімфоцитів і продукцію медіаторів запалення. Маркерами індукціїї імунної відповіді в напрямку Th2 може бути IL-4, хоча Th2-лімфоцити здатні продукувати TNF-α та інші цитокіни [¹⁹⁶, 88].

Адаптивний імунітет при ГВІ після презентації антигенів ГВ дендритними клітинами та макрофагами, в результаті бласт-трансформації здійснюється у напрямку формування Th1 відповіді, а за рахунок продукції IL-2, IFN-γ, TNF відбувається дозрівання цитотоксичних Т-лімфоцитів (CD8+), найбільш ефективних проти ГВІ. Доцільно зазначити, що під час ГВІ формуються також Th2 лімфоцити, які продукують IL-4, -5, -6 відповідальні за проліферацію В-лімфоцитів, плазматичних клітин та продукцію антитіл (IgМ, G та А) [20].

Проведені дослідження рівня про- та протизапальних цитокінів у хворих на ГВІ з ураженням ЦНС показало переважання прозапальних цитокінів (TNF-α, IL-1β, IFN-γ) індукуючих Th1 відповідь, над протизапальними цитокінами (IL-4, IL-10). В той же час, відсутність підвищення рівнів прозапальних цитокінів, особливо IL-1β, є прогностично несприятливою ознакою [87]. У хворих на гострі ГВ-менінгоенцефаліти було виявлене достовірне зниження рівнів CD4+, CD8+ та CD16+, а рівень В-лімфоцитів залежав від ступеню тяжкості захворювання [195].

У хворих на середньотяжкі та тяжкі форми ВВ вміст IL2 перевищував норму в середньому в 2,77 рази, TNF в 2,4 рази, IL1 в 3,86 рази. Підвищення рівня прозапальних цитокінів свідчить на користь активного запального процесу. З іншого боку, збільшення TNF може бути предиктором ускладнень з боку системи органів дихання [77].

Обстеження хворих з пневмонією на тлі ГВІ виявило значущу гіперцитокінемію переважно за рахунок прозапальних цитокінів (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8) та протизапального цитокіну IL-4. Хворі на рецидивуючі ГВІ та артрит показали більшу здатність продукувати IL-10, що може свідчити про те, що ГВ здатні продукувати даний цитокін з метою виходу з-під імунного нагляду організму [¹⁹⁷]. У хворих на бронхіальну астму та рецидивуючі ГВІ виявлено значне зниження IL-2 та IL-4, що може свідчити про відхилення імунної відповіді в бік Th1, з формуванням автоімунних станів, а дисбаланс імунорегуляторних субпопуляцій Т-клітин відіграє важливу роль в рецидивуванні ГВІ [¹⁹⁸].

Імунодефіцит у хворих з хронічною ГВІ приводить до функціонального зсуву системної клітинної відповіді в бік Th2 профілю, відповідно пригнічуючи Th1 ланку, що негативно відбивається на продукції прозапальних маркерних цитокінів Th1 профілю, а саме TNF-α та IFN-γ. Результатом цього є зниження противірусної активності організму [198, 197].

Доведено, що цитокіни, які продукують CD4+, відіграють вирішальну роль в регуляції ефекторних функцій імунокомпетентних клітин на вірусний антиген. Так, завдяки IL-2 активність CD4+ корелює з розвитком клітинних імунних реакцій та визначає величину первинної клітинної реакції, а також детермінує пул клітин пам’яті, які виживають після реалізації первинної імунної відповіді. IL-2 стимулює цитотоксичні лімфоцити до продукції TNF-α, IL-1β та IFN-γ, що обумовлює противірусний захист. В той же час, надвисокі рівні прозапальних цитокінів (IL-2) здатні ушкоджувати ендотелій судин, проникати крізь гемато-енцефалічний бар’єр та формувати астено-невротичний синдром, синдром постінфекційної астенії. Зіставлення рівня прозапальних цитокінів показало зворотній кореляційний зв’язок між їх вмістом та рівнем Т-хелперів, а ступінь зростання концентрації IL-2 корелювала із ступенем CD4+ у хворих з ускладненим перебігом ВВ. По завершенню лікування, гіперцитокін­емія залишалася стабільно високою [89].