Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология

Подождите немного. Документ загружается.

различные органы, имеющие слизистые оболочки, служит способом

вооружения большого количества слизистых поверхностей против

антигенов, которые находятся в окружающей среде. Например, погло-

щение через пищеварительный канал такого антигена, как респира-

торный вирус с последующим формированием секреторного

IgA-от-

вета слизистой оболочки бронхов создает условия, при которых орга-

низм будет защищен еще до получения патогенной дозы такого живого

вируса при его вдыхании. Это особенно важно для новорожденных,

обладающих сравнительно слабой иммунной защитой, по сравнению

со взрослыми, и имеющих сравнительно небольшое количество плаз-

матических клеток в пределах пищеварительного канала. В этих усло-

виях миграция В-лимфоцитов во все слизистые оболочки будет иметь

протективный)эффект,

защищая новорожденного от большого коли-

чества инфекционных агентов.

11.3.

ТОЛЕРАНТНОСТЬ, ИНДУЦИРУЕМАЯ

ВВЕДЕНИЕМ АНТИГЕНА per os

Известно, что иногда введение антигенов per os может вызывать

супрессию иммунного ответа против введенного антигена. Этот фе-

номен впервые был описан в

1911

г. Wells. Автор пытался иммунизи-

ровать морскую свинку с тем, чтобы вызвать у нее анафилактическую

реакцию. Оказалось, что если свинке скармливали в пищу этот же анти-

ген до иммунизации, то анафилактическая реакция у нее не развива-

лась. Это было связано с тем, что иммунный ответ на данный антиген

не возникал. Было обнаружено, что такое подавление иммунного отве-

та можно было достичь как животными, так и растительными антиге-

нами. Однако, если животное было сенсибилизировано задолго до пе-

рорального введения антигена, подавления анафилактического ответа

не происходило. В

1946

г. подобный феномен описал Chaes. Этот автор

скармливал морской свинке препарат под названием 1хлор-2,4динит-

робензол до сенсибилизации ее этим же гаптеном. Было обнаружено,

что клеточно-опосредованный иммунитет

существенно

супрессировал-

ся с помощью такого предварительного

перорального

скармливания

гаптена.

Исходя из современных позиций иммунологии, результаты

этих ранних наблюдений объясняются тем, что при введении антиге-

на per os активируются специфические супрессорные Т-лимфоциты в

пределах GALT, и именно эти Т-лимфоциты-супрессоры ответствен-

ны за снижение иммунного ответа на этот же самый антиген, который

пытаются ввести парентерально с целью вызывания иммунного ответа.

Таким образом, после перорального введения антигена формиру-

121

ются антигенспецифические супрессорные Т-клетки в пределах GALT,

которые подавляют способность продуцировать

IgG,

IgM

IgE

или

развивать клеточный иммунный ответ после последующего введения

соответствующего антигена. Эти антигенспецифические супрессорные

Т-клетки также мигрируют из GALT подобно миграции В-лимфоци-

тов. Так, например, в сгруппированных лимфатических фолликулах

(пейеровых бляшках) супрессорные Т-клетки обнаруживаются в тече-

нии первых

2—3

дней после поглощения антигена, в селезенке и дру-

гих системных лимфоидных органах — спустя 3 дня.

Проведенные в последние годы клинические исследования показы-

вают, что этот феномен может быть использован в клинике для дости-

жения толерантности при аутоиммунных заболеваниях.

Так, например, экспериментальный аутоиммунный энцефаломие-

лит, индуцированный парентеральной иммунизацией крыс основным

белком миелина в сочетании с полным адъювантом Фрейнда, опосре-

дуется тем, что под влиянием такой иммунизации в организме появля-

ются аутореактивные Т-лимфоциты. Интересно, что пероральное вве-

дение основного белка миелина до или после индукции заболевания

приводило к тому, что клинические и неврологические признаки забо-

левания подавлялись. В настоящее время проводятся исследования, на-

правленные на изучение возможности предотвращения таких заболе-

ваний, как сахарный диабет I типа с помощью перорального введения

антигена. Следует еще раз подчеркнуть, что индукция толерантности

при пероральной иммунизации во многом зависит от дозы антигена.

11.4. СЕКРЕЦИЯ IgA

Синтез антигенспецифического

IgA

плазматическими

клетками

lamina propria происходит в сочетании с небольшим полипептидом,

названным

joined-цепью

(j-цепь), или соединительной цепью

(рис.

9).

Кроме того, IgA такими плазматическими клетками секретируется в

димерной форме, т.е. в виде двух молекул IgA, соединенных j-цепью.

Образовавшийся комплекс — димерный IgA в сочетании с j-цепью —

соединяется с гликопротеином, имеющим молекулярную массу 60 KD —

секреторным компонентом (СК). Этот секреторный компонент проду-

цируется эпителиальными клетками и располагается на их базолате-

ральной поверхности. Продукция секреторного компонента поверхно-

стным эпителием представляет собой часть уникального взаимодейст-

вия лимфоидных и эпителиальных клеток. Высокогликозилированный

секреторный компонент придает стабильность секреторному IgA и

способствует тому, что последний не подвергается протеолитическо-

122

Эпителиальная

клетка

Просвет кишки

СК + (lgA)2-J

СК

+ (lgA)2-j

СК СК СК СК СК

(igA)2-j

Плазматическая клетка

,(lgA)2-j

Ша

Собственная пластинка

Шг

слизистой оболочки

Рис. 9. Схема образования секреторного IgA (объяснение в тексте).

му расщеплению ферментами, которые присутствуют в просвете ки-

шок. Образовавшийся комплекс — димерный IgA — joined-цепь —

секреторный компонент — упаковывается в цитоплазматические ве-

зикулы, которые транспортируются к верхушечной части эпителия и

затем появляются над эпителием, т. е. они транспортируются и высво-

бождаются на апикальной части эпителия. Специфическое взаимодей-

ствие секреторного компонента на базолатеральной поверхности эпи-

телиальных клеток с IgA опосредуется СН2 и СНЗ доменами Fc-фраг-

мента тяжелых цепей IgA.

Иммуноглобулин М транспортируется подобно секреторному IgA.

Секреторный компонент присутствует на базолатеральной поверхно-

сти эпителиальных клеток и связывается с

IgM,

после чего

IgM

транс-

портируется и высвобождается или секретируется в просвет кишок.

У больных с дефицитом IgA наблюдается компенсаторное увели-

чение

IgM-содержащих

плазматических клеток в lamina propria. Это в

определенной степени объясняет, почему у большинства

IgA-дефицит-

ных больных (что является наиболее часто встречающейся врожден-

ной патологией — частота ее 1 на 700 человек; см. соответствующий

раздел по первичным иммунодефицитам) не возникает особых про-

блем с инфекцией слизистых оболочек. Вместе с тем, у них часто на-

блюдаются аллергические реакции. Если же дефицит IgA сочетается с

123

дефицитом субклассов IgG (например

IgGj)

это приводит к частому

возникновению инфекционных заболеваний.

Некоторые протеолитические бактериальные ферменты способны

разрушать секреторный IgA. Так, патогенные штаммы менингококков

(например Neisseria meningitis) и гонококков (Neisseria gonorrhea) про-

дуцируют такие ферменты, тогда как непатогенные не продуцируют.

11.5.

ТРАНСПОРТ СЕКРЕТОРНОГО IgA

Некоторое количество димерного IgA транспортируется в систем-

ную циркуляцию и может соединяться с секреторным компонентом,

который присутствует на цитоплазматической мембране гепатоцитов

или

на

эпителии желчных путей. Такие комплексы IgA и секреторного

компонента попадают в желчь и транспортируются через желчные

протоки для окончательной эвакуации в тонкую кишку. Гепатоциты

человека имеют так называемый асиалогликопротеиновый рецептор,

который может связывать IgA или комплекс, состоящий из IgA и ан-

тигена, и транспортировать этот комплекс. У больных с обструкцией

желчных путей уровень секреторного IgA в верхней части тонкой киш-

ки снижается приблизительно в 10 раз.

11.6.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СЕКРЕТОРНОГО IgA

Полимерный секреторный IgA

(slgA)

способен более эффективно

нейтрализовать вирусы, бактериальные токсины, ферменты и агглю-

тинировать бактерии по сравнению с мономерной сывороточной фор-

мой IgA.

SlgA

проявляет активность в биологических средах с высо-

ким содержанием протеолитических ферментов. Резистентность

slgA

к действию протеолитических ферментов обусловлена секреторным

компонентом.

Исключительная важность

sIgA-антител

в противовирусной защи-

те обусловлена тем, что они изначально присутствуют в местах пер-

вичного контакта вируса с эпителиальными клетками слизистых обо-

лочек организма хозяина. Антитела изотипа IgA способны распозна-

вать те же эпитопы гликопротеинов, что и

IgG-антитела.

sIgA-Антитела

способны частично блокировать процессы адгезии

вирусных частиц к эпителиальным клеткам слизистых оболочек, а в

высоких концентрациях блокируют прикрепление вируса к клеточной

стенке. В то же время низкие концентрации полимерных

IgA-антител

способны ингибировать внутриклеточную репликацию вируса, не ока-

зывая при этом заметного влияния на его адгезивные свойства.

124

В настоящее время доказано, что

sIgA-антитела

блокируют адгезию

к эпителиальным клеткам слизистых оболочек не только вирусных, но

и бактериальных микроорганизмов. Этот механизм не является стро-

го специфическим. Так, терминальный маннозасодержащий участок тя-

желой цепи молекулы IgA способен распознавать маннозаспецифиче-

ские лектины, представленные на фимбриях I типа. Эти взаимодействия

обеспечивают противоадгезивный эффект IgA в отношении широкого

спектра бактерий и не зависят от специфичности молекулы IgA. Эффект

slgA

in vivo может зависеть от ряда других факторов, в том числе от

антибактериальных субстанций внешней

секреции,

таких, как лакто-

ферин, лактопероксидаза, лизоцим, а также от состояния нормальной

микрофлоры, колонизирующей поверхность слизистых оболочек.

sIgA-Антитела

способны взаимодействовать с клетками, экспресси-

рующими рецепторы к Fc-фрагменту IgA, усиливая антибактериальную

активность фагоцитов, лимфоцитов в иммунной системе слизистых

оболочек и в периферических лимфоидных органах в реакции антите-

лозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (АЗКОЦ). В

результате этого взаимодействия индуцируется выраженный цитоток-

сический эффект в отношении ряда патогенных бактерий, в частности

шигелл, сальмонелл.

Таким образом, основная роль секреторного IgA заключается в его

способности связывать антигены, имеющиеся в просвете кишок, и та-

ким образом предотвращать их попадание в организм, что следует

понимать в широком смысле. Здесь идет речь о пищевых антигенах

или аллергенах, попадание которых в организм может приводить к

его сенсибилизации и последующему развитию аллергических реак-

ций, а также об инфекционных агентах, которые, пройдя через эпите-

лиальный барьер, могут вызвать инфекционное заболевание. Основ-

ная роль секреторного IgA состоит в том, что он связывает эти анти-

гены и не позволяет им проникнуть в организм.

11.7.

ГАММА-, ДЕЛЬТА-Т-ЛИМФОЦИТЫ

Говоря о Т-лимфоцитах, мы традиционно имеем в виду Т-лимфо-

циты, у которых антигенраспознающий рецептор имеет альфа- и бета-

цепи. Это так называемые альфа- и бета-Т-лимфоциты: именно их мы

определяем в периферической крови. Они могут быть Т-хелперами

(CD4+) и Т-киллерами (CD8+). Распознавание чужеродного антигена

осуществляется ими в сочетании с собственными молекулами гисто-

совместимости класса I и класса П. Между тем существует еще одна

популяция Т-лимфоцитов, антигенраспознающий рецептор которых

125

имеет гамма- и дельта-цепи; это так называемые гамма- и дельта-Т-

лимфоциты, одной из особенностей которых является то, что они об-

наруживаются, в основном, в эпителиальной ткани, в связи с чем по-

лучили название интраэпителиальных гамма-, дельта-Т-лимфоцитов.

В периферической крови человека их количество не превышает 10%. В

покоящемся состоянии интраэпителиальные гамма-, дельта-Т-лимфо-

циты не имеют маркеров CD4 или CD8, однако после стимуляции они

могут дифференцироваться либо в Т-хелперы (CD4+ клетки), либо в

Т-киллеры (CD8+ клетки). После антигенной активации интраэпите-

лиальные гамма-, дельта-Т-лимфоциты продуцируют соответствую-

щие цитокины, в том числе гамма-ИНФ и альфа-ОНФ. Оказалось, что

для распознавания антигена гамма-, дельта-Т-лимфоцитам не нужны

молекулы гистосовместимости; антигенная презентация для них осу-

ществляется, в основном, белками теплового шока (HSP — Heat shok

proteins). К настоящему времени сформировалось представление об

интраэпителиальных гамма-, дельта-Т-лимфоцитах, как о сторожевых

клетках эпителиальных тканей (первой линии защиты), способных

распознать и разрушить как возбудитель, в том числе внутриклеточ-

ный, так и собственную эпителиальную клетку, стрессовое состояние

которой достигло критического уровня, не совместимого с продолже-

нием нормального функционирования. Есть данные о том, что гам-

ма-, дельта-Т-лимфоциты способны выделять соответствующие цито-

кины, регулирующие рост эпителиальных клеток (своеобразное "за-

латывание дыр" после разрушения деградированных эпителиальных

клеток).

Постулируется, что гамма-, дельта-Т-лимфоциты в хронологиче-

ском порядке первыми реагируют на внедрение различного рода воз-

будителей в эпителиальные клетки различной локализации. Затем сюда

мигрируют альфа-, бета-Т-лимфоциты из периферической крови. Рас-

познавание антигена, активация гамма-, дельта-Т-лимфоцитов, про-

дукция цитокинов, привлечение гранулоцитов, моноцитов — все это

этапы первой линии защиты, естественной резистентности организ-

ма. Вслед за этим при участии антигенпрезентирующих клеток и аль-

фа-, бета-Т-лимфоцитов развиваются реакции специфического (адап-

тивного) иммунитета.

Получены данные о повышении количества гамма-, дельта-Т-лим-

фоцитов у больных с аллергическим ринитом, туберкулезом и спон-

дилоартропатией. Интересно, что у больных хроническим тонзилли-

том количество гамма-, дельта-Т-лимфоцитов оказалось пониженным.

Предполагается, что в острой фазе заболевания количество гамма-,

дельта-Т-лимфоцитов в эпителиальной ткани увеличено; эти клетки

126

обеспечивают защиту от внедрившегося возбудителя и, одновремен-

но, удаляют стрессированные собственные эпителиальные клетки. Если

заболевание принимает затяжной, хронический характер, их количе-

ство уменьшается. Не исключено, что изначально хронизация заболе-

вания может быть обусловлена первичной слабостью интраэпители-

альных гамма, дельта-Т-лимфоцитов.

Глава 12

ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ:

СТРУКТУРА

ФУНКЦИИ

Учение о главном комплексе гистосовместимости (ГКГ) является

стержневым в фундаментальной и прикладной иммунологии. Выше

уже неоднократно упоминалось о молекулах ГКГ, в частности, при

описании особенностей презентации чужеродного материала для рас-

познавания Т-лимфоцитам при развитии иммунного ответа. Роль мо-

лекул ГКГ чрезвычайно важна. Набор этих молекул для каждого че-

ловека абсолютно специфичен, они делают нас индивидуальными во

многих отношениях, вплоть до поведенческих реакций.

Первые работы, свидетельствующие о том, что у млекопитающих

существуют гены, детерминирующие выраженность трансплантацион-

ной реакции отторжения, появились более 40 лет тому назад, с на-

чалом активной пересадки органов. Впоследствии эта группа генов

получила название "главный комплекс гистосовместимости" (Major

Histocompatibility

Complex —

МНС).

Самим названием была подчер-

кнута их определяющая роль в развитии трансплантационного имму-

нитета. У человека этот комплекс генов получил название системы

HLA (Human Leukocyte Antigen). Таким образом, аббревиатуры ГКГ,

МНС и HLA для человека являются синонимами обозначения главно-

го комплекса гистосовместимости.

Действительно, до недавнего времени изучение проблем, связанных

с антигенами системы HLA (трансплантационными, или тканевыми,

антигенами), диктовалось в основном их очевидным практическим зна-

чением в пересадке органов, прежде всего — в пересадке почки. Пер-

вичная биологическая функция трансплантационных антигенов была

неизвестна. Однако достижения последних лет в исследовании генети-

ческой структуры и биологической роли ГКГ позволили определить,

по крайней мере, две основные его функции, которые имеют общебио-

логическое значение. К ним относятся: 1) роль трансплантационных

127

антигенов в межклеточных

взаимодействиях

при реализации иммунно-

го ответа; 2) функция HLA-региона, связанная с иммунологической

реактивностью организма в целом. В первом случае речь идет о том,

что молекулы ГКГ являются теми структурами, с помощью которых

осуществляется презентация чужеродного антигенного материала для

последующего распознавания Т-клеточным антигенраспознающим ре-

цептором. Во втором случае речь идет о существовании в HLA-регио-

не специального гена иммунного ответа

(Ir

— immune response), нали-

чие которого определяет способность данного организма развивать

иммунный ответ на конкретный антиген; эта же функция HLA-регио-

на связана с предрасположенностью к ряду заболеваний.

Началом изучения антигенов гистосовместимости человека мож-

но считать работу G. Dausset (1957), в которой был описан первый

антиген гистосовместимости человека, названный

Мае

(сейчас это

HLA-A2).

Некоторые исследователи называют антигены ГКГ "иммунным

паспортом, группой белой крови", с помощью которых иммунная си-

стема способна различать "свое"

—self

от "чужого"

—non-self.

Индиви-

дуальный набор и свойства молекул ГКГ во многом определяют силу

иммунного ответа конкретного человека на конкретный антиген.

Отметив, что клетки гомозиготных близнецов реагируют с набором

тест-сывороток одинаково, а гетерозиготных — по разному, G. Dausset

высказал подтвердившееся впоследствии предположение о генетиче-

ской детерминированности антигенов гистосовместимости: т. е. о том,

что каждый из генов, входящих в HLA-комплекс, имеет свое предста-

вительство в виде антигена гистосовместимости, экспрессируемого на

мембране клетки.

В настоящее время ГКГ (HLA) человека является одним из наибо-

лее хорошо изученных и вместе с тем наиболее сложных генетических

структур в геноме человека.

Обозначение HLA-специфичностей включает три компонента: 1) аб-

бревиатуру всей системы; 2) локус, содержащий данную специфичность;

3) номер антигена (например

HLA-B12).

В том случае, когда генетичес-

кая позиция антигена еще недостаточно ясна или недостаточно уточ-

нена, перед его порядковым номером ставят символ "w" (workshop).

На рис.

представлена несколько упрощенная схема системы

HLA

человека. Установлено, что гены HLA-системы расположены на ко-

ротком плече хромосомы 6. Все они разделены на три группы: гены

гистосовместимости класса I, класса II и класса III; также сгруппиро-

ваны и молекулы (антигены), которые контролируются этими генами.

В настоящее время гены системы HLA класса I включают локусы

128

Центромера Теломера

В С Ё A G F

ЮоооосЯ-О

класс

Ring

CoHLA DP

LMP

TAP

DO DQ DR

-ц—H~н~н—\r

CYP21 С4В CYP21 С4А Bf C2 HSP70

ВАТ

TNF

II класс

Рис. 10. Схематическое изображение генного комплекса HLA

на С6 хромосоме.

В, С, Е, A, G, F (по направлению к теломере). Часть из них — локусы

В, С и А — относят к так называемым "классическим", кодирующим

традиционные трансплантационные антигены. Что касается недавно

открытых локусов Е, G,

то биологическая функция их самих и их

продуктов в настоящее время уточняется. Возможно, некоторые из них

принимают участие в презентации антигена для распознавания интра-

эпителиальными Т-лимфоцитами-киллерами, несущими гамма-, дель-

та-цепи в антиген-распознающем рецепторе; другие определяют взаи-

моотношения в системе "мать-плод" (например антигены локуса G).

В норме "классические" антигены системы HLA класса I присутству-

ют на всех ядерных клетках, отличаясь лишь степенью интенсивности

их экспрессии. Доказано наиболее низкое содержание их на миокарди-

оцитах, скелетных мышцах, эндотелии роговицы; не установлено их

присутствие на нитях трофобласта. Степень выраженности антигенов

системы

HLA

как I, так и II класса — непостоянна и зависит от воздей-

ствия, прежде всего, так называемых эндогенных факторов модифика-

ции иммунного ответа, к которым относят интерлейкины, интерферо-

ны, опухольнекротизирующий фактор, простагландины и др.

Одной из важнейших характеристик генов системы HLA является

их разнообразие и полиморфизм, т. е. существование в пределах каж-

дого локуса большого количества различных специфичностей HLA-

генов (или множественных аллельных вариантов), отличающихся меж-

ду собой по аминокислотным последовательностям, входящим в вари-

абельный участок ДНК, что определяет их полиморфизм. В настоящее

время описано более 40 специфичностей в локусе А, более 60 специ-

129

фичностей в локусе В и около 20 — в локусе С

(R.

Lechler, 1994). Кро-

ме того, показано, что некоторые специфичности (гены) имеют по не-

сколько аллельных вариантов. Так, например, HLA-A2 специфичность

имеет 12 аллелей,

В35

—

6, а

В27

—

7 аллелей. Наличие аллельного

полиморфизма HLA молекул лежит в основе строгой индивидуализа-

ции набора трансплантационных антигенов у каждого конкретного

человека, делая его неповторимым в этом плане.

Очень важным этапом в развитии учения о системе HLA и в пони-

мании функции молекул HLA класса I стали работы, в которых было

описано их тонкое строение.

На рис.

представлено схематическое изображение структуры

молекулы (антигена) HLA класса I (I. Roitt, 1994). По современным

представлениям, молекула HLA класса I является гетеродимером, со-

стоящим из тяжелой альфа-полипептидной цепи и нековалентно свя-

занной с ней легкой бета-полипептидной цепи.

Пептид, помещенный

в пептидсвязывающую

бороздку

сц-Домен

-Домен

Антипараллельные

В-складки

-Домен

Участок связывания

с молекулой CD8

СООН

(внутриплазма-

тический "хвост")

Рис.

11.

Схематическое изображение молекулы (антигена) HLA класса I

(объяснение в тексте).

130