Immunology / Gankovskaia_L._Основы общен иммунологии
.pdf
Основыобщейиммунологии
Учебно-методическоепособиедлястудентовмедицинскихвузов
ПодредакциейЛ.В.Ганковской,Л.С.Намазовой-Барановой,Р.Я.Мешковой
2014
Учебно-методическая комиссия по клинической иммунологии Учебно-методического объединения по медицинскому
и фармацевтическому образованию вузов России
ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России
ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ИММУНОЛОГИИ
Учебное пособие для студентов медицинских вузов
Под редакцией Л.В. Ганковской, Л.С. Намазовой-Барановой, Р.Я. Мешковой
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для обучающихся по основным профес сиональным образовательным программам высшего образования – программам специалитета по специальностям: Лечебное дело, Педиатрия, Стоматология
Москва
ПедиатрЪ
2014
УДК 612.017(075.8) ББК 52.54я73-2
О-75
Основы общей иммунологии: Учеб. пособие для студентов мед. вузов / [Ганковская Л.В. и др.]; под ред. Л.В. Ганковской, Л.С. Намазовой-Барановой, Р.Я. Мешковой ; Учеб.-метод. комис. по клинич. иммунологии Учеб.-метод. об-ния по мед. и фармацевт. образованию вузов России [и др.]. – М.: ПедиатрЪ, 2014. – 124 с.
Авторы:
Ганковская Л.В., Намазова-Баранова Л.С., Мешкова Р.Я., Астафьева Н.Г., Греченко В.В., Хорева М.В., Соколова Е.В., Карташов Д.Д., Русанова К.В., Юдина С.М., Белан Э.Б., Куличенко T.В., Алексеева A.A.
Рецензенты:
Цибулькина В.Н., д.м.н., проф., заведующая кафедрой клинической иммунологии и аллергологии ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет»
Гришина Т.И., д.м.н., проф. кафедры клинической аллергологии и иммунологии ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава РФ
ISBN 978-5-906332-39-4
Вучебном пособии подробно освещены основы общей иммунологии: структурa
ифункции иммунной системы, формирование иммунного ответа в норме и при патологии, врожденный и приобретенный иммунитет. Отдельные главы посвящены характеристике клеток иммунной системы, описанию различных антигенов, маркеров и рецепторов, процессам дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, механизмам клеточной цитотоксичности, структуре и функциям антител, системе цитокинов. Рассматриваются строение и функции главного комплекса гистосовместимости человека. В пособии приведены перечень вопросов для самоконтроля, тестовые задания. Предложенная структура пособия поможет студентам выделить принципиальные аспекты изучаемых процессов, организовать и конкретизировать изучение дисциплины.
Учебное пособие «Основы общей иммунологии», подготовлено по дисциплине «Иммунология» в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и предназначено для студентов, обучающихся по специальностям Лечебное дело, Педиатрия и Стоматология.
© Коллектив авторов © Издательство «ПедиатрЪ»
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ
Ганковская Л.В. – д.м.н., проф., заведующая кафедрой иммунологии медикобиологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Намазова-Баранова Л.С. – член-корр. РАН, д.м.н., проф., заведующая кафедрой факультетской педиатрии №1 педиатрического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова, директор НИИ профилактической педиатрии и восстановительного лечения НЦЗД, заведующая кафедрой аллергологии и клинической иммунологии педиатрического факультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова
Мешкова Р.Я. – д.м.н., проф., заведующая кафедрой клинической иммунологии и аллергологии Смоленской ГМА
Астафьева Н.Г. – д.м.н., проф., заведующая кафедрой клинической иммунологии и аллергологии Саратовского ГМУ
Греченко В.В. – к.м.н., старший преподаватель кафедры иммунологии медикобиологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Хорева М.В. – д.м.н., проф. кафедры иммунологии медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Соколова Е.В. – к.б.н., доцент кафедры иммунологии медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Карташов Д.Д. – к.м.н., доцент кафедры иммунологии медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Русанова К.В. – ассистент кафедры иммунологии медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Юдина С.М. – д.м.н., проф., заведующая кафедрой клинической иммунологии и аллергологии Курского ГМУ
Белан Э.Б. – д.м.н., проф., заведующая кафедрой аллергологии и иммунологии ВолгоградскогоГМУ
Куличенко T.В. – д.м.н., доцент кафедры аллергологии и клинической иммунологии педиатрического факультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, заведующая отделением неотложной педиатрии с группой анестезиологии-реанимации НИИ ПП и ВЛ НЦЗД
Алексеева A.A. – к.м.н., ассистент кафедры аллергологии и клинической иммунологии педиатрического факультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, заведующая отделением восстановительного лечения детей с аллергическими болезнями НИИ ПП и ВЛ НЦЗД
3
|
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ИММУНОЛОГИИ |
|
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ |
АГ — |
антиген |
АЗКЦ — |
антителозависимая клеточная цитотоксичность |
АПК — |
антигенпрезентирующие клетки |
АТ — |
антитело |
АТФ — |
аденозинтрифосфат |
ВИЧ — |
вирус иммунодефицита человека |
ГКГС — |
главный комплекс гистосовместимости |
ГМ-КСФ — гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор
Г-КСФ — |
гранулоцитарный колониестимулирующий фактор |
ГТФ — |
гуанозинтрифосфат |
ДК — |
дендритная клетка |
ДНК — |
дезоксирибонуклеиновая кислота |
ИЛ — |
интерлейкин |
ИФН — |
интерферон |
ЛПС — |
липополисахарид |
ЛТ — |
лимфотоксин |
М-КСФ — |
макрофагальный колониестимулирующий фактор |
МФ — |
макрофаг |
ПЦР — |
полимеразная цепная реакция |
РНК — |
рибонуклеиновая кислота |
СПИД — |
синдром приобретенного иммунодефицита |
ТКР — |
T-клеточный рецептор |
ТФР — |
трансформирующий фактор роста |
ФДК — |
фолликулярные дендритные клетки |
ФНО — |
фактор некроза опухоли |
ФСК — |
фактор стволовых клеток |
ЦНС — |
центральная нервная система |
ЦТЛ — |
цитотоксические Т-лимфоциты |
BAFF (англ. B-cell Activating Factor) — фактор активации В-клеток BCR (B-Cell Receptor) — B-клеточный рецептор
CD (англ. Cluster of Di erentiation — кластер дифференцировки) — единая система номенклатуры антигенных маркеров (мембранных белков) клеток иммунной системы
CLIP (англ. Class II associated invariant chain peptide) — пептид инвариантной цепи, ассоциированный со II классом HLA
4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
CLP (англ. Common Lymphoid Progenitor) — общий лимфоидный предшественник CR (англ. Complement Receptor) — рецептор комплемента
DD (англ. Death Domain) — домен смерти
DN (англ. Double Negative) — двойной негативный тимоцит DP (англ. Double Positive) — двойной позитивный тимоцит
Fab (англ. Fragment antigen-binding) — антигенсвязывающий фрагмент
FADD (англ. Fas-Associated Death Domain) — домен смерти, ассоциированный с Fas Fc (англ. Fragment cristallizable) — фрагмент кристаллизации
FOXP3 (англ. Fork head Box Protein 3) — фактор транскрипции, содержащий forkhead-домен
GATA — семейство транскрипционных факторов, характеризующихся способностью соединяться с последовательностью нуклеотидов ДНК
HLA (англ. Human Leukocyte Antigens) — человеческий лейкоцитарный антиген ICAM (англ. Intercellular Adhesion Molecule) — молекула межклеточной адгезии IFN (англ. Interferon) — интерферон
Ig (англ. Immunoglobulin) — иммуноглобулин
IKK (англ. inhibitor of kappa B kinase) — ингибитор киназы каппа В IRAK (англ. Interleukin-1 Receptor-Associated Kinase) — киназа, участвующая в передаче сигнала от рецептора интер- лейкина-1
IRAK (англ. Interleukin-1 receptor-Associated Kinase-like) — киназоподобный белок, ассоциированный с рецептором интерлейкина-1
IRF (англ. Interferon Regulatory Factor) — интерферон-регуляторный транскрипционный фактор
ITAM (англ. Immunoreceptor-Tyrosin-based Activation Motif) — тирозинсодержащие активационные последовательности аминокислот в иммунорецепторах
JAK (англ. Janus Kinase) — тирозинкиназа семейства Янус
KIR (англ. Killer Immunoglobulin-like Receptor) — иммуноглобулиноподобный рецептор клеток-киллеров
LFA (англ. Lymphocyte Function-Associated antigen) — антиген, ассоциированный с функцией лимфоцитов
LMP (англ. Large Multifunctional Protease) — большая многофункциональная протеаза MHC (англ. Major Histocompability Complex) — главный комплекс гистосовместимости MLC (англ. Mixed Lymphocytes Culture) — смешанная культура лимфоцитов
MyD88 (англ. Myeloid di erentiation primary response gene 88) — ген миелоидной дифференцировки первичного ответа 88
NF-kB (англ. Nuclear Factor of k-chain B-lymphocytes) — ядерный фактор каппа-цепи В-лим- фоцитов
5
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ИММУНОЛОГИИ
NKT-клетки — естественные киллерные Т-лимфоциты
NK-клетки (англ. natural killer cells) — естественные (натуральные) киллеры NLR (англ. NODLike Receptors) — NOD-подобный(е) рецептор(ы)
PAMP (англ. Pathogen-Associated Molecular Pattern) — патоген-ассоциированный молекулярный паттерн
PRR (англ. Pattern Recognition Receptor)— паттерн-распознающий(е) рецептор(ы) RAG (англ. Recombinase Activation Gene) — активирующий рекомбинацию ген
ROR (англ. Retinoic Acid Receptor (RAR)-related orphan receptors) — отдельные рецепторы, родственные рецепторам ретиноевой кислоты
SCF (англ. Stem Cell Factor) — фактор стволовых клеток SP (англ. Singe Positive) — моноположительный тимоцит
STAT (англ. Signal Transducers and Activators of Transcription) — проводники сигналов и активаторы транскрипции
TAP (англ. Transporter associated with Antigen Processing) — транспортный белок, ассоциированный с процессингом антигена
TCR (англ. T-cell receptor) — Т-клеточный рецептор
Tfh-клетки (T-follicular helper) — Т-фолликулярный(е) хелпер(ы)
TGF (англ. Transforming Growth Factor) — трансформирующий фактор роста
TIR (англ. Toll-Interleukin-1 Receptor domain) — домен Toll-интерлейкин-1 рецепторов
TIRAP (англ. Toll-Interleukin-1 Receptor (TIR)-domain containing Adaptor Protein) — адаптерный белок, содержащий TIR-домен
Tk (англ. T-killer) — Т-киллер(ы)
TLR (англ. Toll-Like Receptors) — Toll-подобный(е) рецептор(ы) TNF (англ. Tumor Necrosis Factor) — фактор некроза опухоли
TRADD (англ. TNF Receptor type 1-Associated Death Domain protein) — белок домена смерти, ассоциированный с рецептором ФНО 1-го типа
TRAF (англ. TNF Receptor Associated Factors) — семейство факторов, ассоциированных с рецептором ФНО
TRAM (англ. Thyroid hormone Receptor Activator Molecule) — активаторная молекула рецептора тиреоидного гормона
Treg (англ. regulatory T cells) — Т-регуляторные лимфоциты
TRIF (англ. TIR-domain-containing adapter-Inducing Interferon-β) — адаптерный белок, индуцирующий интерферон-β, содержащий TIR-домен
ТdТ (англ. deoxyribonucleotides transferases) — дезоксирибонуклеотидилтрансфераза Тh (англ. Т-helper) — Т-хелпер(ы)
6
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение ..................................................................................................................................................................... |
9 |
Глава 1. Иммунитет. Иммунная система и ее структурно-функциональная организация............ |
11 |
1.1. Общие представления об иммунной системе ................................................................................... |
11 |
1.2. Структура иммунной системы.............................................................................................................. |
13 |
1.3. Понятие о врожденном и адаптивном иммунитете ........................................................................ |
14 |
1.4. Характеристика клеток иммунной системы...................................................................................... |
16 |
Тестовые задания............................................................................................................................................. |
22 |
Ответы к тестовым заданиям....................................................................................................................... |
23 |
Глава 2. Антигены.................................................................................................................................................. |
24 |
2.1. Определение понятия антиген, основные свойства антигенов.................................................... |
24 |
2.2. Виды антигенов......................................................................................................................................... |
26 |
Тестовые задания............................................................................................................................................. |
28 |
Ответы к тестовым заданиям....................................................................................................................... |
29 |
Глава 3. Антитела ................................................................................................................................................... |
30 |
3.1. Общая характеристика и строение молекулы антитела................................................................. |
30 |
3.2. Механизмы взаимодействия антигенов и антител .......................................................................... |
32 |
3.3. Свойства и функции антител ................................................................................................................ |
33 |
3.4. Характеристика основных классов иммуноглобулинов................................................................. |
35 |
Тестовые задания............................................................................................................................................. |
37 |
Ответы к тестовым заданиям....................................................................................................................... |
38 |
Глава 4. Врожденный иммунитет ..................................................................................................................... |
39 |
4.1. Понятие врожденного иммунитета и его отличительные свойства............................................ |
39 |
4.2. Распознающие рецепторы врожденного иммунитета .................................................................... |
40 |
4.3. Характеристика гуморальных факторов врожденного иммунитета |
|
и механизма их действия............................................................................................................................... |
43 |
4.4. Клеточные элементы врожденного иммунитета ............................................................................. |
45 |
4.5. Фагоциты и фагоцитоз............................................................................................................................ |
45 |
Тестовые задания............................................................................................................................................. |
48 |
Ответы к тестовым заданиям....................................................................................................................... |
49 |
7
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ИММУНОЛОГИИ
Глава 5. Главный комплекс гистосовместимости......................................................................................... |
50 |
5.1. История открытия.................................................................................................................................... |
50 |
5.2. Генетическая карта главного комплекса гистосовместимости человека.................................... |
51 |
5.3. Особенности МНС................................................................................................................................... |
51 |
5.4. МНС I класса ............................................................................................................................................. |
52 |
5.5. МНС II класса............................................................................................................................................ |
53 |
5.6. Процессинг эндогенных антигенов (рис. 5.3А)................................................................................. |
54 |
5.7. Процессинг экзогенных антигенов (рис. 5.3 Б)................................................................................. |
56 |
Тестовые задания............................................................................................................................................. |
57 |
Ответы к тестовым заданиям....................................................................................................................... |
59 |
Глава 6. Адаптивный иммунитет...................................................................................................................... |
60 |
6.1. T-лимфоциты: дифференцировка, субпопуляции, функциональная активность................... |
61 |
6.2. В-лимфоциты. Дифференцировка, субпопуляции, функциональная активность.................. |
74 |
6.2.1. Характеристика В-лимфоцитов........................................................................................................ |
74 |
Тестовые задания....................................................................................................................................... |
72, 83 |
Ответы к тестовым заданиям................................................................................................................. |
73, 84 |
Глава 7. Система цитокинов ............................................................................................................................... |
85 |
7.1. Классификация цитокинов.................................................................................................................... |
85 |
7.2. Основные свойства цитокинов, понятие о цитокиновой сети..................................................... |
86 |
7.3. Система цитокинов.................................................................................................................................. |
87 |
7.4. Цитокины и воспаление, локальные и системные эффекты цитокинов ................................... |
99 |
Тестовые задания........................................................................................................................................... |
102 |
Ответы к тестовым заданиям..................................................................................................................... |
103 |
Глава 8. Иммунный ответ.................................................................................................................................. |
104 |
8.1. Взаимосвязь врожденного и адаптивного иммунного ответа.................................................... |
104 |
8.2. Индуктивная и эффекторная стадия иммунного ответа............................................................. |
105 |
8.3. Типы иммунного ответа и факторы, определяющие его развитие............................................ |
105 |
8.4. Клеточно-опосредованная цитотоксичность.................................................................................. |
107 |
8.5. Тh1-опосредованный воспалительный ответ ................................................................................. |
110 |
8.6. Гуморальный иммунный ответ........................................................................................................... |
112 |
Тестовые задания........................................................................................................................................... |
116 |
Ответы к тестовым заданиям..................................................................................................................... |
117 |
Предметный указатель ................................................................................................................................. |
118 |
Рекомендуемая литература ......................................................................................................................... |
120 |
8
ВВЕДЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Иммунология в настоящее время стала одной из ключевых дисциплин современной биологии и медицины. Это обусловлено рядом причин. Во-первых, более 80% населения Земли страдает аллергией и другими иммуноопосредованными заболеваниями, среди которых иммунодефициты, аутоиммунная патология, синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), хронические воспалительные заболевания, лимфопролиферативные заболевания и многие другие. Во-вторых, в клиническую практику активно внедряются новые иммунодиагностические технологии и новые методы иммунотерапии. И наконец иммунные механизмы лежат в основе патогенеза практически всех заболеваний человека.
Опыт практической медицины показывает, что будущие врачи должны быть подготовлены по базисным основам фундаментальной и клинической иммунологии. Во многих случаях именно врачи общей практики вынуждены оказывать помощь больным с аллергией и иммунопатологией, в том числе в ургентных ситуациях. Совершенно очевидно, что знание основ общей и клинической иммунологии с аллергологией значительно увеличивает возможности оказания полноценной медицинской помощи.
Специалисты ведущих российских иммунологических школ, имеющие опыт преподавания дисциплины в медицинских вузах страны, а также мировые тенденции изменили взгляд на место иммунологии как дисциплины в образовательных програм-
мах специализированных учреждений высшего звена. В 2012 г. иммунология как самостоятельная дисциплина впервые вошла
вновый Федеральный государственный образовательный стандарт. В настоящее время преподавание иммунологии проводится на 2-м и 3-м курсах лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов, а также на 4-м курсе медико-биологического факультета.
Гарантии высокого качества единого образовательного процесса по иммунологии связаны с современным учебно-методичес- ким и учебно-информационным обеспечением. Данное учебное пособие по основам общей иммунологии позволяет подойти к решению задачи стандартизации обучения дисциплине иммунологии в рамках нового Федерального государственного образовательного стандарта.
Воснову учебного пособия положен многолетний опыт преподавания современной общей и клинической иммунологии на кафедре иммунологии (с 1971 г.) Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пирогова (ранее 2-й Московский медицинский институт им. Н.И. Пирогова) и кафедрах клинической иммунологии и аллергологии других вузов — Первого МГМУ им И.М. Сеченова, Смоленской медицинской академии, Курского государственного медицинского университета, Казанской государственной медицинской академии и др.
Методология дисциплины выстроена
всоответствии с современными представ-
9