1. Киллерная клетка.

1. Клетка мишень.

2. АТ специфические к АГ клетки-мишени (в основном Ig G, реже Ig М).

В роли клетки-мишени чаще всего выступают собственные клетки организма, изменённые в АГ отношении.

Причины приобретения АГ свойств:

1. Вирусы, химические вещества в т.ч. лекарственные препараты, ферменты, бактериальные токсины – могут изменять АГ структуру клеточных мембран.

1. За счёт конформационных изменений присущих клетке АГ.

2. За счёт повреждения мембраны и появления новых АГ.

3. Образования комплексных АГ с мембраной клетки. Химические вещества могут выступать в роли гаптенов.

После приобретения клеткой АГ свойств на эти АГ образуются Ig G.

Ig G Fab фрагментом может связывать до двух молекул.

Fc рецептор может связываться с клеткой киллером.

В результате обеспечивается более полноценный и быстрый лизис клетки.

Важная роль этих процессов в патогенезе:

- аутоиммунных заболеваний

(гомологическая анемия, тромбоцитопения и др.).

- патогенез онкопроцессов.

- отторжение трансплантата.

Но механизмы разрушения клеток-мишеней однотипны.

Лекция №9

HLA – система и иммунологическая реактивность.

Иммуногенетику можно считать отдельной самостоятельной наукой с открытием АГ у мышей и формированием понятия о ГКГС. МНС – комплекс был открыт сначала на животных и в последствии был обнаружен у человека МНС человека (HLA – система).

Иммуногенетика включает:

• генетика гистосовместимости

• генетика контроля Ig и цитокинов

• генетика контроля иммунного ответа

• генетика АГ

в настоящее время учение о HLA системе значительно развилось. Сначала развивалась в рамках трансплантологии, а затем вышла за её рамки.

HLA – система – система генов и кодируемых ими антигенов, участвующих в ряде биологических процессов:

• распознавание своего и чужого (противоопухолевый, противоинфекционный, трансплантационный иммунитет)

• обеспечение межклеточных взаимодействий

• генетический контроль иммунного ответа

• генетический контроль активности системы комплемента и др. систем (регуляция специфического и неспецифического иммунного ответа)

• обеспечение предрасположенности к различным заболеваниям (онкологические, аутоиммунные, и др.; считают, что связано со многими заболеваниями).

Основные особенности HLA.

1.

Крайне выраженный полиморфизм (около 700 аллельных вариантов).

2.

HLA АГ обеспечивают взаимодействие всех клеток организма, в том числе и клеток иммунной системы.

Строение.

Комплекс HLA генов локализуется на коротком плече 6й аутосомной хромосомы, справа от центромеры, между геном, кодирующим гипоксалазу и мочевой пепсиноген 5, занимает примерно две сантиморганиды. В её пределах могут размещаться около 10⁵ – 10⁶ генов.

Гены кодирующие HLA.

Выделяют 4 класса:

1. А, В, С…

Е, F, H и др. – функция в настоящее время не установлена.

1. структуры D области

субклонусы D, DR, DQ, DP

...DN, DO – открыты недавно, функция не установлена.

2. кодируют компоненты комплемента

С2, С4а, С4b, BF (пропердиновый фактор)

А так же гены кодирующие цитокины ФНО - α и ФНО – β

Ферменты, участвующие в образовании гормонов

3. – активно изучаются

условно отнесены гены, связь которых с HLA системой нуждается в доказательстве.

Строение.

Гены I класса отличаются очень высоким полиморфизмом.

Для гена А известно более 60 аллельных вариантов

Для В –136

Для С – 38

Гены HLA - I ответственны за образование тяжёлой цепи α антигенов I класса.

Антигены I класса присутствуют практически на всех клетках организма за исключением ранних эмбриональных клеток, эритроцитах, клетках ворсинчатого трофобласта.

В наибольшем количестве HLA - I представлены на лимфоцитах, клетках эпителия и эндотелия. На лимфоцитах их плотность максимальна – до 7000 на 1 клетку (около 1% поверхности).

Экспрессия HLA - I усиливается под влиянием ряда цитокинов (в первую очередь интерферон). В биохимическом отношении – представляют длинный белок, образованный α и β цепями. Цепи α – продукт генов I класса и состоят из трёх доменов α₁, α₂, α₃ имеются трансмембранный и плазматический участки. С доменом α₃ не ковалентно связана β цепь с β₂ микроглобулином, не кодируемым HLA, поэтому вариабельность обусловлена α цепями.

Биологическая функция – обеспечение взаимодействия клеток и полноценного иммунного ответа.

HLA - I – маркёры своего, т.е. клетки несущие эти молекулы в норме не лизируются цитотоксическими лимфоцитами.

HLA - I могут выступать в качестве рецепторов для чужеродных антигенов, важны при иммунном ответе.

В процессе иммунного ответа HLA - I принадлежит ведущая роль во взаимодействии между клеткой эффектором и клеткой мишенью.

Гены и АГ HLA – II.

Им так же присущ полиморфизм.

Ответственны за синтез как α так и β цепей АГ данного класса. Причём высокий полиморфизм обеспечивают β цепи. Генов β цепи HLA – DR – 137 вариантов, а α только два.

АГ HLA - II в основном присутствуют на АГ представляющих клетках (дендритные клетки, макрофаги, лимфоциты), на ряде активированных клеток (Т-лимфоциты, эндотелиальные, эпителиальные, тучные и др. клетки). Экспрессия HLA - II усиливается под действием γ – ИНФ и подавляется в частности простагландином Е₂.

Строение АГ.

Молекула – гетеродимер, состоящий из α и β цепей, не ковалентно связанных с между собой α₁α₂ и β₁β₂ в каждой цепи различают:

• внеклеточную часть

• трансмембранную часть

• цитоплазматическую часть

всё это позволяет говорить об общности эволюции генома HLA АГ, как о наиболее древнем механизме, чем распознавание с помощью АТ.

HLA – II обеспечивают взаимодействие иммунокомпетентных клеток, опосредуют кооперацию Т и В лимфоцитов и макрофагов в иммунном ответе (трёх клеточная кооперация). Играет решающее значение в реакциях трансплантационного иммунитета, супрессии гуморального и клеточного иммунного ответа. В основном HLA – II связаны гены, контролирующие интенсивность иммунного ответа IR гены.

Однако в процессе иммунного ответа прослеживается тесная взаимосвязь HLA - I и HLA - II (сцепление IR с HLA генов). С ними обусловлены многие случаи ассоциирующие разнообразные патологии с определённым HLA гаплотипом.

Ассоциации заболеваний с HLA системой.

На основе HLA системы пытались создать группы риска.

CCR ген (CCR – 5) - корецептор HLA системы определяет предрасположенность к СПИДу.

Заболевания с высокой степенью Ассоциации с HLA	Класс HLA	Специфичность	Относительный риск
Анкилозирующий спондилит (болезнь Бехтерева) Болезнь Рейтера Подострый аутоиммунный тиреоидит Герпитиморфный дерматит Селективный дерматит IgA Вульгарная пузырчатка Аутоиммунный увеит Инсулинзависимый сахарный диабет Бактериальные артриты Хронический аутоиммунный гепатит Псориаз Синдром Гудпасчера Идиопатический мембранозный гломерулонефрит Целиакия	I I I II II II I II I II I I II II	B27 B27 B36 DR3 DR3 DR4 B27 DR3/4 B27 DR3 DR2 DR3 DR3	O – 207,9 K – 91,0 H – 54,4 37,6 18,9 17,3 17,0 14,6 14,6 14,3 14 – 30 13,9 13,3 13,1 12,0 11,6

Изучение механизмов взаимосвязи HLA системы и заболеваний выделяют два вида:

• генетическая детерминированость

• генетическая ассоциация

Генетическая детерминированость – истинное сцепление патологического гена с HLA АГ, при этом передаётся по наследству (встречается крайне редко) (пример: дефицит определённых компонентов комплемента).

Генетическая ассоциация – встречается более часто и в её отношении несколько гипотез:

• Рецепторная гипотеза, рассматривает HLA АГ как рецепторы для вирусов, к которым они прикрепляются и проникают в клетку.

• Гипотеза молекулярной мимикрии – основана на структурном сходстве HLA АГ и АГ определённых вирусов, бактерий в результате организм распознаёт их АГ как свои и остаётся к ним толерантным.

• Модификация HLA АГ основана на том, что действия инфекционных и неинфекционных агентов могут изменять HLA АГ и расцениваться организмом как чужеродные, приводя к индукции аутоиммунных процессов.

Два отечественных коллектива выдвинули и экспертно доказали, что среди HLA структур имеются генетические образования, предрасполагающие к нежелательному перерождению системы в целом (пример: нормальное кроветворение в гемобластное, нормальной эндокринной активности в активность по типу сахарного диабета) (группы АГ изменение которой ведёт к поражению жизненно важной системы).

Методы определения HLA АГ.

HLA - I АГ определяют цитотоксическим тестом.

Суспензию лимфоцитов смешивают с сывороткой содержащей АТ к АГ HLA, комплемент с красителем (трипановый синий, эозин). В случае присутствия АГ комплиментарного АТ, то в присутствие комплемента наблюдается повреждение мембран лимфоцитов в связи, с чем изменяется их окраска.

Реакция лейкоаглютинации – склеивание лейкоцитов в конгломераты при влиянии специфических иммунных сывороток.

Установка соответствующего HLA донора и реципиента.

HLA - II тестируются в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ).

Смешивают лимфоциты донора и реципиента, инкубируют 3 – 6 дней, если происходит трансформация примерно 30% лимфоцитов в лимфобласты, результат оценивают, считая, что сила реакции зависит от степени генетической несовместимости донора и реципиента, как результат стимуляции HLA АГ.

Реакцию учитывают с использованием светового микроскопа или радиоиммунным методом. Учитывая по включению ³Н-тимидина в ДНК лимфоцитов.

Результат считается отрицательным, если обнаруживается не более 15% бластных форм лимфоцитов.

Экспресс метод оценки. Считают, что СКЛ – это ответ в фазе иммунного распознавания, но можно считать, что реакция отражает пролиферативную способность лимфоцитов; в т.ч. и лимфоцитарную цитотоксичность – используют в тесте лимфоцитотоксичности.

Оценка цитотоксичности может использоваться и в СКЛ.

Лимфоциты мишени инкубируют с митогеном (в частности ⁵¹Cr) и в эту систему вносятся цитотоксические лимфоциты, меченные радиоактивным стимулятором. Киллерный эффект учитывают по высвобождению метки.

Метод PCR диагностики.

Основан на определении структурных особенностей ДНК, особенно HLA - I и HLA - II.

Часть II:

прикладная иммунология.

Лекция №10

Возрастная иммунология.

Особенности развития иммунной системы в эмбриогенезе.

Первичным источником стволовых клеток является желточный мешок, на 6 неделе клетки мигрируют, образуя печень, тимус, ККМ.

Корковое и мозговое вещество тимуса и TCR рецепторы способны функционировать уже на 14 недели развития, селезёнка на 5 - 6 неделе.

Начало активного функционирования ККМ начинается с 11 - 12 недели, активно заселяется лимфоцитами, но основным источником клеток до 15 - 16 недели служит печень.

Лимфоциты к 12 неделе составляют до 50% всех клеток, с выделением Т-лимфоцитов на 12 неделе, уже на 12 - 16 неделях становятся различимы Т-хелперы и Т-супрессоры, В-лимфоциты появляются на 9 неделе.

На В-лимфоцитах появляется Ig М, потом его плотность уменьшается, на смену приходят Ig D, а за ними Ig G, А, Е, т.е. онтогенез лимфоцитов полностью сохраняется.

Способность образовывать плазматические клетки (активно продуцировать Ig) обнаруживается с 10 - 12 недель.

Через плаценту способны проникать Ig G кроме Ig G2.

Ig G связывается с Fc рецептором на поверхности трофобласта, комплекс подвергается пиноцитозу и проникает в кровоток плода.

Иммунная система плода при контакте с интактным АГ - продуцирует Ig М., Поэтому повышение содержания Ig М в пупочной вене выше 0,3 г/л свидетельствует о первичном инфицировании плода.

Синтез Ig А начинается только после рождения.

Ig М через плаценту не проникает, в результате новорождённый не защищён от грамм отрицательной флоры.

Неспецифические факторы.

Система комплимента развивается позже Т и В систем.

Через плацентарный барьер её компоненты не проникают.

Первыми начинают синтезироваться

На 8 неделе - С3, С4, С5;

На 16 неделе - С7 и С9.

И только к 19 неделе плод содержит все компоненты системы комплемента.

Фагоцитирующие клетки.

Гранулоциты появляются на 2 месяц.

Изначально в печени и только к 5 месяцу главным продуцентом становится ККМ.

В функциональном отношении гранулоциты и макрофаги отличаются низким хемотаксисом, адгезией, бактерицидностью и как следствие менее активны, чем у взрослых.

Но всё же в иммунном отношении плод достаточно компетентен.

Развитие иммунной системы у новорождённого.

Критические периоды развития иммунной системы.

Критические периоды развития иммунобиологической реактивности (верстовые столбы) - это периоды развития, когда на АГ воздействие иммунная система может давать неадекватный или парадоксальный ответ. Этот ответ может быть недостаточным для защиты (гипо - или анергическим) или чрезмерным (гиперэргическим).

При эмбриональном развитии это 8 - 12 недели, в связи с наиболее высокой дифференцировкой органов и тканей.

Постнатальные критические периоды формирования иммунной системы:

1. сразу после рождения и первые 28 дней. Когда организм сталкивается с огромным количеством АГ. Иммунные реакции носят выраженную супрессорную направленность - биологический смысл - предупреждение тяжёлой (фатальной) иммунокомплексной патологии, которая может возникнуть при встрече с огромным количеством АГ.

А). первая неделя - период адоптации. Происходит перекрёст в формуле элементов белой крови на 4 - 7 день после рождения (первый перекрёст). Нейтрофилёз сменяется лимфоцитозом и сохраняется до 5 -6 лет.

Количество клеток значительно превышает нормы для взрослых, причём преобладают Т-хелперы, что свидетельствует и объясняет супрессорную функцию, особенно первые 28 дней, кроме CD 8+ так же активны и CD 45 RA - индукторы супрессорной активности, и CD 4+, CD 8+ - дубль положительные клетки.

В этот период все Т-лимфоциты несут CD 1+ - маркер незрелых лимфоцитов.

Сохраняется продукция некоторых противовоспалительных цитокинов, в частности трансформирующий фактор роста - β.

Уровень ИЛ - 4 на протяжении 1 месяца снижен, а к началу 2 месяца достигает уровня взрослых.

Про- и противовоспалительные цитокины сохраняют баланс:

β - ИФН - снижен

ИЛ -1, ФНО - может быть, как повышен, так и понижен. Если показатель значительно превышен, то это свидетельствует об угрозе какой либо патологии (часто инфекционного характера).

Б). 1 месяц - снижена цитотоксичность лимфоцитов, снижена функциональная активность ЕК клеток, нейтрофилов, макрофагов.

Активность компонентов комплемента ниже таковой у взрослых примерно в 2 раза.

В-лимфоциты характеризуются незрелостью, преобладают типа sIg M+ (поверхностный Ig M) для взрослых характерен поверхностный Ig D. Функционально не активны. Образовывать плазматические клетки способен только каждый 5 лимфоцит.

Гуморальный иммунный ответ обусловлен материнскими Ig попадающими пассивно. Период полураспада материнских АТ около 21 дня, и около 3 недель ребёнок защищён от наиболее распространённых бактериальных и вирусных возбудителей.

Патологические процессы: склонны к гнойным заболеваниям (наиболее часто поражаются пупочная ранка и кожные покровы), повышенная склонность к генерализации воспалительных процессов.

2. 3 -6 месяц развития ребёнка - ослабевает пассивный гуморальный иммунитет. Супрессорная направленность иммунных реакций сохраняется. На большинство АГ формируется первичный иммунный ответ (синтезируется Ig М, но не формируется иммунологическая память) в результате вакцинация может вообще не повлечь иммунного ответа, если в крови циркулируют материнские АГ или применялись препараты крови. Если в этот период производят вакцинацию, то для эффективного формирования иммунной памяти необходима последующая ревакцинация.

Высока чувствительность к ОРЗ, ОРВ, парагриппу, ретровирусам, грибам.

Высока частота пищевых аллергий.

В период 3 - 6 месяцев местные защитные реакции иммунитета недостаточно развиты, что обеспечивает частоту ОРВ, кишечных инфекций, дисбактериозов.

Могут атипично протекать: корь, коклюш и так же обычно не оставляют иммунитета.

3. 2 год жизни - резко повышается АГ нагрузка т.к. ребёнок начинает активно двигаться и общаться.

Супрессорная направленность иммунных реакций сменяется хелперной направленностью в связи с созреванием Т-хелперов, повышается чувствительность Т и В лимфоцитов к цитокинам.

К некоторым АГ сохраняется первичный иммунный ответ (полисахариды), пневмококки не индуцируют иммунного ответа.

Происходит переключение синтеза Ig М на Ig G: синтезируются Ig G1 и Ig G3, синтез Ig G2 и Ig G4 - недостаточен.

Система местного иммунитета остаётся не развитой, как следствие, дети чувствительны к вирусным и бактериальным инфекциям лорорганов и органов дыхания, могут впервые появляться стёртые формы иммунодефицитов, аутоиммунных и иммунокомплексных заболеваний. Становятся, выражены проявления аллергических заболеваний в связи с тем, что Т-хелперная система выходит из - под контроля.

Большая часть детей этого возраста не готова к условиям пребывания в детских коллективах.

4. 4 - 6 лет жизни - наблюдается второй перекрест в формуле форменных элементов крови, она становится идентичной формуле для взрослых.

Содержание Ig М и Ig G приближается к таковому содержанию у взрослых, а величина Ig А ниже чем у взрослых. Характерен пик Ig Е, в результате наблюдается наивысшее развитие аллергических заболеваний, высока частота паразитарно - глистных инвазий.

Возможно формирование патологии почек, печени, ЖКТ, иммунодефицитов, хронических заболеваний при недолечивании.

5. Подростковый возраст. (У девушек 12 - 13 лет, у юношей 14 - 15 лет) - пубертатный скачёк сочетается с уменьшением массы лимфоидных органов, половые гормоны влияют и на иммунные реакции.

У девушек наиболее выражено влияние на В-клетки, на HLA DR+ клетки.

У юношей наиболее выражено влияние на соотношение Т-хелперы / Т-супрессоры.

Тяжесть аллергических реакций может значительно снижаться в результате снижения синтеза Ig Е, у девушек наблюдается выравнивание соотношения Т-хелперов / Т-супрессоров, у юношей вследствие влияния на гуморальное звено.

Окончательно формируется сила и продолжительность иммунного ответа (сильный или слабый).

В связи с ростом влияния вредных экзогенных факторов может сформироваться резкий подъём хронических и воспалительных заболеваний, аутоиммунных, лимфопролиферативным, вирусно - половым, повышается чувствительность к микобактериям туберкулёза.

Общие закономерности развития иммунной системы.

1. становление иммунной системы не коррелируется антропометрическими и функциональной активностью.

2. абсолютный и относительный лимфоцитоз до пубертатного периода указывает на "обучение" Т и В лимфоцитов для распознавания чужеродных АГ до 5 - 7 лет.

3. морфология лимфоидных клеток и их фенотип не указывают на возрастную динамику функций.

Возрастные особенности изменения массы лимфоидных органов.

Быстрое нарастание в первые три месяца массы (тимуса) к 5 - 7 годам, после чего начинается инволюция тимуса.

У новорождённых наиболее сильно развита кора в связи с формированием клеток Т системы.

К 15 -17 годам размеры коры уменьшаются, а медуллярная зона увеличивается.

К 30 годам паренхима в основном замещается жировой тканью, а к 60 годам наблюдается полная инволюция тимуса.

Поздний иммунологический старт - процессы становления иммунной системы могут замедляться в связи с различными факторами, которые обуславливают "поздний старт", воздействие этих факторов в зрелом возрасте может приводить к иммунодефицитам - это ксенобиотики;

Внутриутробные инфекции (цитомегаловирус, вирус герпеса, краснухи) иммунодефициты, некоторые лекарственные препараты.

Отставание в благоприятных условиях может быть полностью ликвидировано в течение первых 3 лет, при необходимости корректироваться в последующие годы.

Иммунные нарушения раннего возраста.

У детей срыв иммунной системы в период новорождённости может вызвать респираторный дестрес синдром с полифункциональной недостаточностью.

При синдроме недостаточности специфических АТ используют препараты Ig.

При синдроме гиперфункции макрофагально - фагоцитарной системы – наблюдается чрезмерная реакция с гиперпродукцией цитокинов в т.ч. провоспалительных. Использование моноклональные АТ против цитокинов не эффективно в результате используют препараты цитокинов, рационально использование и чистых иммунокорректоров.

Гипофункция макрофагально - фагоцитарной системы, характеризуется слабым иммунным ответом; дети вялые адинамичные, вплоть до отсутствия лихорадки при сепсисе. Концентрация цитокинов резко снижена. При лечении используют препараты, стимулирующие фагоцитарную функцию, цитокины, продукты бактериального происхождения, рационально применение чистых иммунокорректоров.

Синдром снижения цитотоксических реакций, в первую очередь ЦТЛ и NK клеток, в частности при внутриутробном инфицировании. Для лечения используют препараты ИФН.

Особенности иммунного ответа старения.

Процесс старения - результат толерантности к собственным структурам и появления клонов способных реагировать с собственными тканями. /Бернет/.

Иммунные процессы старения и связь с аутоиммунными процессами.

Нарушение функции тимуса и его полная инволюция (генетически обусловлена), считается причиной развития аутоиммунных процессов.

Ещё в 1969г. Уорфордом была разработана иммунная теория старения - наступление старости генетически запрограммировано.

Наблюдаются возрастающие изменения ИКК, появление мутантных клеток, снижение способности распознавать своё / чужое, развитие аутоиммунных реакций.

Уменьшение числа Т-клеток, и снижение их активности приводя к повышению чувствительности к инфекциям.

Причины старения:

1. соматические мутации, ведущие к гибели клеток;

2. теория свободных радикалов, активация процессов окисления;

3. теория накопления генетических ошибок, прогрессирующих с возрастов, как следствие, нарушение транскрипто - ядерной регуляции.

4. Теория стресса Селье.

В 70е годы по своей целесообразности выделили две стадии процессов старения - первичные и вторичные компоненты старения.

1. хронологическая характеристика генетического снижения иммунной функции (время инволюции тимуса).

2. условия окружающей среды, заболевания человека, инфекции и т.д.

В Т-лимфоцитах пожилых людей отстаёт процесс транскрипции генов управляющих пролиферацией клеток.

В целом старение проявляется в виде 2х основных взаимодействующих процессов: иммунологическая недостаточность и аутоиммунные реакции иммунитета, могут быть Т и В зависимы.

Снижается количество и функциональная активность Т клеток, особенно CD 8+ у юношей более выражено, чем у девушек.

Снижается количество и функциональная активность NK клеток, считают, что в пожилом возрасте они способны брать часть функций Т-лимфоцитов, в частности у долгожителей.

Нарушение функции В-лимфоцитов, дисбаланс и снижение содержания Ig М, падение продукции низкоафинных Ig G и Ig А, усиление катаболизма ведёт к снижению антимикробной резистентности и т.д.

На фоне снижения количества специфических АТ, происходит увеличение продукции не специфических АТ в т.ч. аутоантител к ДНК, клеточным мембранам, лимфоцитам, слизистой и т.д.

Фагоцитарные реакции характеризуются снижением функциональной активности фагоцитов, ведущие к более лёгкому развитию бактериальных инфекций кожи и слизистых.

В результате формируются болезни "старости":

- сосудистые заболевания

- диабет

- дегенерация соединительной ткани

- новообразования

- дистрофические изменения органов и тканей

- аутоиммунные заболевания

Пути контроля и восстановления функций иммунной системы путём введения недостающих гормонов тимуса, пересадка тимуса (теоретически), поиск препаратов способных осуществлять соответствующую иммунокоррекцию.