Лекции / Kurs_lektsiy_po_patofiziologii_Ch_4_2018

Ig A составляют 7-15 % общего количества сывороточных иммуноглобулинов, но также определяется в секретах (в слюне, вагинальном секрете, сперме, бронхиальном секрете, в пищеварительном тракте) и грудном молоке. Ig A содержит «секреторный» компонент, который защищает молекулу от разрушения протеолитическими ферментами. Ig A осуществляет свое действие чаще местно, чем в системной циркуляции.

Ig E определяются в плазме еще в меньших количествах и составляют от 0,05 до 0,003 %. Ig E представляют собой цитофильные АТ, которые фиксируются на мембранах тучных клеток тканей и базофилах крови. Ig E ответственен за развитие анафилактических реакций: при связывании АГ с Ig E, фиксированых на мембранах клеток, происходит их дегрануляция и выброс биологически активных веществ.

Ig D (1 %) присутствует в плазме в низкой концентрации. Его роль в иммунном ответе не совсем ясна. Предполагается, что он необходим для созревания и дифференцировки В-лимфоцитов: Ig D экспрессируется на мембране В-лимфоцитов, формируя рецептор

(BCR).

Макрофаги (А-клетки) в иммунном ответе осуществляют процессинг АГ и его презентацию иммунокомпетентным клеткам; продуцируют цитокины, влияющие на функции лимфоцитов, эндотелиоцитов, фибробластов, а также участвуют в удалении из организма АГ.

3. ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Иммунный ответ – процесс взаимодействия клеток иммунной системы, индуцируемый антигеном и приводящий к образованию эффекторных клеток и / или молекул для элиминации данного антигена.

Иммунный ответ всегда специфичен, хотя и сопровождается различными неспецифическими реакциями (фагоцитоз, активация комплемента, натуральных киллеров и др.).

Основу межклеточной кооперации в иммунном ответе составляет взаимодействие нескольких видов иммуноцитов и других клеток организма с участием цитокинов. Иммунная реакция начинается после распознавания АГ, которое осуществляют лимфоциты при помощи TCR и BCR рецепторов. Если чужеродность АГ установлена, запус-

9

кается пролиферация клона специфичных к данному АГ лимфоцитовэффекторов, способных уничтожить АГ. Это приводит к накоплению Т- и В-клеток иммунологической памяти. Иммунный ответ продолжается в среднем около трех недель. Как уже было сказано, выделяют клеточный и гуморальный иммунный ответ.

Bп

АГ+АТ

АТ

АГ

ПК

АПК

IL-4

Ts

IL-1

Th2

Рис. 1. Кооперация клеток в гуморальном иммунном отве-

те: Bп – B клетка памяти; AТ – антитело; AГ – антиген; АПК – антиген презентующая клетка; Th2 – T хелпер (CD4+); B – B лимфоцит; Ts – T супрессор (CD8+); ПК– плазмоцит; IL – интерлейкин

Tп

АГ

Tk

AПК

IL-2

Ts

IL-1

Th1

Рис. 2. Кооперация клеток в клеточном иммунном ответе: Tп – T

клетки памяти; АГ – АГ; AПК – АГпрезентующая клетка; Th1 – T хелпер (CD4+); T – T-лимфоцит; Ts – T супрессор (CD8+); Tk – T-киллер; IL – интерлейкин; MHC II – молекула гистосоместимости II класса)

10

Гуморальный (В-клеточный) иммунный ответ регулируется Т- хелперами типа 2 (Th2) и заканчивается образованием плазматических клеток, продуцирующих АТ и В-лимфоцитов памяти (рис. 1).

Клеточный (Т-клеточный) иммунный ответ регулируется Т- хелперами типа 1 (Th1) и приводит к формированию эффекторных CD4+ T-клеток воспаления и цитотоксических CD8+ T-лимфоцитов, а также соответствующих им Т-клеток памяти (рис. 2).

3.1.Стадии иммунного ответа

1.Эндоцитоз АГ, его процессинг и загрузка на молекулы HLA I или HLA II для презентации лимфоцитам.

2.Распознавание комплекса антигенный пептид / HLA I или антигенный пептид / HLA II и других антигенных стимулов.

3.Сигнальная трансдукция и активация лимфоцитов.

4.Клональная экспансия (пролиферация) лимфоцитов.

5.Созревание эффекторных лимфоцитов и клеток памяти.

6.Эффекторная активность иммуноцитов (приводящая к деструкции АГ).

3.2.Эндоцитоз, процессинг и презентация антигена

АПК (макрофаг, дендритная клетка или В-лимфоцит обнаруживает, поглощает АГ с помощью процесса эндоцитоза и расщепляет их с помощь ферментов (процессинг), в результате чего высвобождается антигенная детерминанта, которая загружается на молекулы HLA I или HLA II и выводится на мембрану АПК для представления (презентации) лимфоцитам, которые распознают АГ.

3.3. Распознавание антигена

Распознавание антигена длится нескольких часов. Некоторые АГ (T-независимые) распознаются с помощью BCR B-клеток и не требуют помощи со стороны Т-хелперов. Большинство нативных АГ являются T-зависимыми и распознаются CD4+ Th1 и CD8+ T-клетками (для активации клеточного ответа), а также CD4+ Th2 (для включения гуморального ответа).

11

3.4. Сигнальная трансдукция и активация лимфоцитов

Во время распознавания АГ лимфоциты воспринимают три типа обязательных сигналов: один специфический и два неспецифических. Специфическим сигналом является комплекс антигенный пептид / HLA I или антигенный пептид / HLA II. В качестве неспецифических сигналов выступают цитокины и костимулирующие молеку-

лы. Th1 выделяют IL-2, IL-12, IL-18, IFN-γ, TNF-α/β (для пути Т h1), а

Th2 продуцируют IL-4, IL-13 (для пути Т h2).

Активация иммуноцитов приводит к транскрипции генов IL-2 и генов структурных белков, необходимых для осуществления митозов лимфоцитов.

3.5. Клональная экспансия лимфоцитов и созревание эффекторных лимфоцитов и клеток памяти

Активированные лимфоциты делятся и созревают в периферических органах иммунной системы. Пролиферирующие В-лимфоциты образуют вторичные фолликулы в лимфатических узлах, при этом размножение клеток регулируется IL-2, 4, 5, 6, 10, 13, 14, IFN-γ, TNF и другими цитокинами. В процессе созревания В-клетки претерпевают морфологические изменения (плазмобласт → проплазмоцит → плазмоцит) и мигрируют в костный мозг и MALT для синтеза антител. Уже к концу первых суток начинается синтез Ig M, а на 5-7 сутки

– Ig G.

Клональная экспансия и созревание Т-клеток протекают в паракортикальных зонах лимфатических узлов и периартериолярных пространствах селезенки. Лимфоциты, распознавшие АГ, начинают пролиферировать и превращаются в лимфобласты. Процесс регулируется цитокинами (IL-2, 7, 9, 12, 15, IFN-γ, TNF и др.) и адгезивными молекулами.

В процессе иммунного ответа наряду с эффекторными клетками формируются Т- и В-клетки памяти, которые остаются жизнеспособными в течение длительного времени (вплоть до пожизненного) и обеспечивают развитие иммунологической памяти, т.е. способности иммунной системы реагировать ускоренно и усиленно (по вторичному типу) при повторном контакте с АГ.

12

3.6. Эффекторная активность иммуноцитов

Эффекторная активность иммуноцитов приводит к уничтожению

АГ.

При гуморальном иммунном ответе деструкция АГ осуществляется следующими механизмами:

1)нейтрализация АГ антителами при образовании иммунных комплексов «антиген + антитело» (АГ + АТ);

2)комплементзависимый лизис АГ: комплексы АГ + АТ связы-

вают и активируют комплемент по классическому пути;

3)фагоцитоз растворимых комплексов АГ + АТ (АТ своим Fab

фрагментом связывается с АГ, а через Fc фрагмент – с Fc рецептором макрофага, что приводит к его активации и поглощению АГ (рис. 3).

AГ

Fc

Fc-рецептор

Макрофаг

Рис. 3. Элиминация антигена путем активации фагоцитоза

4)антителозависимая клеточная цитотоксичность реализует-

ся клетками-киллерами (К-клетками), которые разрушают чужеродные клетки, покрытые антителами (Ig G), через присоединение к Fcфрагменту Ig G. К-киллерами могут быть гранулоциты, макрофаги, тромбоциты и особенно натуральные киллеры (NK);

5)активация NK. Она происходит тогда, когда АТ связывается специфическим Fab фрагментом с АГ, а неспецифическим Fc фрагментом – c Fc рецептором NK. Для уничтожения АГ активированные NK выделяют агрессивные субстанции.

13

3.7. Механизмы деструкции АГ цитотоксическими Т-лимфоцитами при клеточном иммунном ответе

К ним относятся следующие:

1.Секреция Т-лимфоцитами перфоринов, встраивающихся в цитоплазматическую мембрану клетки-мишени. Перфорины полимеризуются в присутствии ионов Са2+ и образуют в мембране каналы, через которые внутрь клетки поступают ионы Na+ и вода (осмотический лизис клетки-мишени) и / или гранзимы и гранулизин. Мишенью для гранзимов являются внутриклеточные ферменты, инициирующие апоптоз, а гранулизин повреждает мембрану митохондрий клеток-мишеней и также стимулирует их апоптоз.

2.Синтез Т-лимфоцитами гамма-интерферона (IFN-γ), кото-

рый ингибирует репликацию вирусов, активирует экспрессию HLA I / II и процесс распознавания вирусов и вирусинфицированных клеток Т-лимфоцитами.

3.Секреция Т-лимфоцитами и воздействие на клетку-мишень

ФНО-β (лимфотоксин) и гранзимов, запускающих перфорингранзимовый путь апоптоза.

4.Индукция Т-лимфоцитами рецепторзависимого апоптоза.

Его развитие обусловливается лиганд-рецепторным взаимодействием между Fas-рецептором (CD95), экспрессируемым клеткой-мишенью,

иFas-лигандом (Fas-L) Т-киллера, либо посредством секреции Т- киллером ФНОα, активирующего соответствующий ассоциирован-

ный домен смерти (TRADD – TNF-R-associated death domain) при свя-

зывании со специфическим рецептором на клетке-мишени.

5.CD4+ Т-лимфоциты, ответственные за ГЗТ, с помощью секретируемых цитокинов (прежде всего IFN-γ) инициируют миграцию макрофагов и нейтрофилов в очаг иммунного воспаления и их активацию в очаге. Активированные макрофаги и нейтрофилы разрушают клетки-мишени путем фагоцитоза.

4.ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ ИММУННОЙ РЕАКТИВНОСТИ

Они могут быть следующих видов:

1.Иммуннодефицитные состояния (иммунодефициты) (ИД)

2.Патологическая толерантность

3.Аллергические реакции

14

4.Реакция «трансплантант против хозяина» (РТПХ)

5.Аутоиммунность

4.1. Иммунодефициты и их классификация

ИД – типовая форма патологии, характеризующаяся снижением эффективности или полной неспособностью иммунной системы осуществлять реакции обнаружения, деструкции и элиминации чу-

жеродного АГ. Основная черта всех ИД – неадекватная восприимчивость к инфекциям, повышенная частота аллергии и аутоиммунных проявлений, склонность к опухолям.

По происхождению ИД бывают первичными и вторичными. Первичные иммунодефициты генетически детерминированы и, как правило, начинаются в раннем детстве. Вторичные иммунодефициты не имеют генетического дефекта, приобретаются в онтогенезе.

По преимущественному поражению клеток иммунной системы

ИД делятся на: А-клеточные (фагоцитарные), В-клеточные (гуморальные), Т-клеточные и комбинированные.

4.1.1. Первичные ИД

Они бывают с дефицитами и дефектами:

−с дефицитом АТ (В-клеточные, гуморальные),

−с дефицитом T-лимфоцитов (клеточные),

−комбинированные T- и B-дефициты (комбинации T- и B- иммуноцитов),

−с дефицитом компонентов системы комплемента,

−с дефектами фагоцитов,

−с дефектами NK,

−с дефектами молекул адгезии.

4.1.1.1. Первичные В-клеточные ИД

Они бывают следующих видов:

−агаммаглобулинемия с дефицитом В-клеток,

−общая вариабельная иммунная недостаточность,

−агаммаглобулинемия с гипер-Ig M,

−транзиторная гипогаммаглобулинемия младенческого возраста,

−селективный дефицит Ig A и др.

15

Характеристика первичных В-клеточных ИД

Агаммаглобулинемия с дефицитом В-клеток (болезнь Брутона)

Имеет 2 типа наследования: Х-сцепленый (85 %) и аутосомнорецессивный (15 %). Наиболее распространен Х-сцепленный тип заболевания: патологический ген btk находится в Х-хромосоме и кодирует В-лимфоцитспецифичную (брутоновскую) тирозинкиназу. Характеризуется нарушением дифференцировки пре-В-лимфоцита в В- лимфоцит. Клинически болезнь проявляется у мальчиков в возрасте старше 6 месяцев, когда запас материнских антител истощается, а собственные иммуноглобулины еще не вырабатываются.

Заболевание характеризуется значительным снижением числа B- лимфоцитов в крови вплоть до их отсутствия, снижением уровней иммуноглобулинов всех классов (гипоили агаммаглобулинемия). Герминативные центры в лимфоузлах, пейеровых бляшках, солитарных фолликулах, миндалинах неразвиты и рудиментарны. Характерно отсутствие плазматических клеток. У пациентов наблюдается гипоплазия нёбных миндалин и периферических лимфоузлов. Отмечается сохранность T-лимфоцитов и клеточно-опосредованных иммунных реакций. У больных со второго полугодия жизни возникают повторные гнойные инфекции (бронхолегочные заболевания и гнойные инфекции ЛОР-органов).

Лечение включает противомикробную химиотерапию и заместительную терапию внутривенными инфузиями донорских препаратов сывороточных Ig каждые 3-4 недели пожизненно.

Общая вариабельная иммунная недостаточность

Данный ИД имеет гетерогенную природу, может манифестировать в раннем детстве, в подростковом возрасте или у молодых людей как у мужчин, так и у женщин. Генетический дефект не ясен. Характерно нарушение способности В-лимфоцитов дифференцироваться в плазмоциты, в связи с чем отмечается стойкое снижение суммарной концентрации всех иммуноглобулинов в сыворотке крови (ниже 300 мг/дл) на фоне нормального или умеренно сниженного количества В- клеток; в некоторых случаях наблюдается увеличение содержания Т- супрессоров.

В клинической картине преобладают рецидивирующие бактериальные инфекции верхних и нижних дыхательных путей, пазух носа; часто встречается лямблиоз.

16

Лечение состоит в противомикробной химиотерапии, при неэффективности которой проводится заместительная терапия препаратами донорских иммуноглобулинов.

Агаммаглобулинемия с гиперпродукцией Ig M

Этот ИИ включает аутосомно-рецессивный вариант (30 % случаев), связанный с мутацией в гене AID, и Х-сцепленную форму (70 %), характеризующуюся аномалией CD40-лиганда. Недостаток CD40лиганда в Т-лимфоцитах делает невозможным переключение синтеза классов иммуноглобулинов с Ig Μ на другие изотипы в В- лимфоцитах.

Заболевание стартует в раннем детском возрасте и характеризуется значительным снижением в сыворотке крови концентрации Ig G, A и E на фоне повышения уровня Ig M. Количество В-клеток обычно нормальное или субнормальное.

Клинические проявления сходны с другими гуморальными ИД. Терапия аналогична лечению агаммаглобулинемии Брутона.

Транзиторная младенческая гипогаммаглобулинемия

Характеризуется снижением у детей в возрасте 1-5 лет содержания сывороточных иммуноглобулинов Ig G, A и M. В клинической картине преобладают «малые» инфекции (повторные ОРЗ, отиты, фурункулез и др.), но течение может быть и бессимптомным.

Селективный дефицит иммуноглобулина А

Самый частый из первичных иммунодефицитов (частота 1 : 1000). Генетический дефект не ясен, наследование вариабельно. Характеризуется нарушением конечной дифференцировки плазматических клеток, секретирующих Ig A. В связи с этим уровень сывороточного Ig A очень низкий (<0,05 мг/мл) при нормальных значениях других иммуноглобулинов.

Характеризуется склонностью к частым вирусным и бактериальным воспалительным заболеваниям верхних и нижних дыхательных путей, но может иметь и бессимптомное течение. Реакции клеточного иммунитета не нарушены.

Лечение заключается в применении противомикробных средств, специфическая терапия не используется. Специфический Ig A не может быть применен, т.к. это может спровоцировать анти-Ig A- аутоиммунный ответ или аллергическую реакцию.

17

4.1.1.2. Первичные Т-клеточные ИД

Тяжелые комбинированные иммунодефициты (ТКИД)

Они представляют гетерогенную группу генетических дефектов стволовых лимфоидных клеток, приводящих к нарушению образования

иT-, и B-лимфоцитов. Клинические проявления начинаются с первых недель или месяцев жизни и характеризуются остановкой развития и роста, развитием и тяжелым течением инфекций, вызванных широким спектром микроорганизмов (Candida albicans, Pneumocystis carinii, ви-

русы Varicella zoster, парагриппа, респираторно-синцитиальный, адено-

ицитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барр).

ТКИД характеризуется нарушением опускания тимуса с шеи в средостение. Отмечается лимфоцитопения (дефицит Т- и В- лимфоцитов) и анергия Т-клеток in vitro и in vivo. Уменьшено количества лимфоцитов в тимусе, лимфоузлах, селезенке, лимфоидной ткани кишечника. Выявляется неспособность лимфоцитов пролиферировать в ответ на специфический АГ, а также отсутствие гуморального ответа в связи со снижением содержания иммуноглобулинов.

Молекулярные дефекты ТКИД разнообразны. Самым частым вариантом (60 % случаев) является дефект гена рецепторов для цитокинов (IL-2, 4, 7, 9, 15), локализованный в X хромосоме. 15 % случаев связаны с дефектом гена фермента метаболизма пуринов – аденозиндезаминазы (АДА). В 2 % случаев имеется дефект гена пуриннуклеозидфосфорилазы (PNP).

В случае Х-сцепленного ТКИД болеют мальчики. У пациентов отсутствуют Т-лимфоциты на фоне нормального количества В- лимфоцитов и выраженной гипогаммаглобулинемии. Лечение состоит в трансплантации HLA-совместимого костного мозга.

ТКИД с дефицитом аденозиндезаминазы и пуриннуклеозидфосфорилазы

Характеризуется накоплением токсичных метаболитов метилирования (S-аденозилгомоцистеин) и пуринового обмена (dATP, dGTP), подавляющих пролиферацию Т-клеток и индуцирующих их апоптоз. Количество Т-, В-лимфоцитов и иммуноглобулинов снижено при сохранности NK. Пациенты отстают в развитии и страдают респираторными инфекциями, диареей. Для лечения используется введение препарата АДА; трансплантация костного мозга и трансфекция гена АДА в лимфоциты периферической крови.

18