АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Тимуснезависимые антигены

Опыт показывает, что в организме людей и животных с большим дефицитом по T–лимфоцитам тем не менее способны продуцироваться АТ ко многим бактериям. Дело в том, что ряд бактериальных продуктов, а именно полисахариды, полимерные белки, ЛПС могут стимулировать неиммунные B–лимфоциты к пролиферации и продукции АТ без участия T–лимфоцитов. Более того, вещества подобной химической природы и не могут быть процессированы до комплексов с молекулами MHC–I/II из-за своих химических свойств и, следовательно, не могут быть представлены «для» распознавания и распознаны T–лимфоцитами (по крайней мере с TCRab). Такие вещества называют тимуснезависимыми антигенами.

Есть и тимуснезависимые T–лимфоциты — Tgd, которые были открыты относительно недавно. Из-за их «внутритканевой» локализации (в циркулирующей крови таких лимфоцитов очень мало) такие клетки гораздо труднее изучать экспериментально. Tgd как раз и «специализируются» на небелковых антигенах, которые эти T–лимфоциты распознают без процессинга и представления классическими молекулами MHC. Поэтому, вероятно, термином «тимуснезависимые Аг» называют разные явления. На какую-то часть таких Аг B–лимфоциты вырабатывают АТ во взаимодействии с Tgd–лимфоцитами, если это именно специфичные АТ.

Однако некоторые вещества, которые называют тимуснезависимыми антигенами 1–го класса или типа (ТН–1), индуцируют поликлональную активацию B–лимфоцитов и продукцию поликлональных иммуноглобулинов. Эти вещества ещё называют B–клеточными митогенами. Примером такого митогена является лектин из лаконоса американского (Phytolacca americana), который широко используют в лабораторных анализах.

Иммунный ответ B–лимфоцитов без участия T–лимфоцитов характеризуется рядом свойств: АТ только класса M (нет переключения классов), нет иммунологической памяти, нет «созревания» аффинности. Но у подобного ответа есть и преимущество: он быстрый — значимо развивается уже в первые 2 сут после проникновения Аг и начинает защищать организм в ранние сроки инфекции, пока тимусзависимого ответа в эффекторной форме ещё нет в силу естественной динамики.

Тимуснезависимые Аг 2–го класса, или типа ТН–2 — это полисахариды бактериальных стенок, содержащие много повторяющихся структур. ТН–2 в отличие от ТН–1 способны активировать только зрелые B–лимфоциты. В незрелых B–лимфоцитах повторяющиеся антигенные эпитопы индуцируют анергию или апоптоз. Именно по ТН–2 «специализируются» преимущественно B–1 (CD5⁺)–лимфоциты. Вероятно, применительно именно к ТН–2–Аг имеет место взаимодействие B₁–лимфоцитов с Tgd–лимфоцитами или/и T–лимфоцитами TCRab/CD4^–/CD8^– (дважды негативными). Обе эти разновидности T–лимфоцитов связывают (распознают) полисахаридные Аг в комплексе с MHC–I–подобной молекулой CD1. Кстати, судя по данным педиатрической практики, организм детей до 5 лет слабо отвечает на полисахаридные Аг. Это указывает на то, что, несмотря на то что B₁–лимфоциты первыми появляются в эмбриогенезе, в постнатальном периоде становление их как дееспособной эффекторной популяции лимфоцитов происходит только к 5-летнему возрасту.

Полисахаридная капсула предохраняет имеющих её бактерий от фагоцитоза макрофагами и нейтрофилами. Нераспознаваемы полисахаридные Аг и для «специализирующихся» по пептидам TabCD4⁺ или CD8⁺. Таким образом, найденный природой иммунный механизм «B–1/Tgd/T–CD4^–/CD8^–» жизненно важен для защиты от инкапсулированных бактерий, к которым принадлежат пиогенные бактерии, пневмококки, сальмонеллы и такой грозный возбудитель, как Haemophilus influenzae В.

Субпопуляции иммунных Tab–лимфоцитов. Иммунное отклонение CD4⁺ T–лимфоцитов

ИСТОРИЯ ВОПРОСА. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В тимусе созревают две основные популяции T–лимфоцитов — CD4⁺ и CD8⁺ и в соотношении около 2:1 выходят в периферические лимфоидные органы, между которыми рециркулируют, пока не встретят свой Аг. После распознавания своего Аг, пролиферации и додифференцировки в режиме развития иммунного ответа образуется уже более чем две (по функциональному профилю) субпопуляции иммунных T–лимфоцитов.

Из неиммунных CD8⁺ T–лимфоцитов получаются иммунные цитотоксические T–лимфоциты (ЦТЛ)-перфорин–гранзимовые киллеры. Из цитокинов CD8⁺ ЦТЛ продуцируют в наиболее заметных количествах ИФН–g. Основное природное предназначение иммунных CD8⁺ ЦТЛ — распознавание и ликвидация (путём индукции апоптоза) вирусинфицированных клеток, т.е. как представляется в настоящее время, у CD8⁺ T–лимфоцитов при развитии иммунного ответа наступает функциональная моноспециализация — перфорин–гранзимовые киллеры и продуценты ИФН–g. И то и другое направлено против вирусных и иных внутриклеточных инфекций в различных клетках и тканях.

Функциональная специализация иммунных CD4⁺ T–лимфоцитов более разнообразна. Из них могут развиться перфорин–гранзимовые цитотоксические T–лимфоциты — CD4⁺ ЦТЛ (такие иммунные T–лимфоциты обнаружены в значительных количествах в коже больных с синдромом Лайелла). По-видимому, существенно бoльшая часть CD4⁺ T–лимфоцитов в результате развития конкретных иммунных ответов превращается в «профессиональные» продуценты-цитокины (лимфоциты–«менеджеры», «администраторы», «нанимающие» на разрушение тканей, повреждённых патогеном, другие клетки-исполнители). Развитию знаний в этой области способствовали знаменитые работы конца 80-х годов по клонированию in vitro CD4⁺ T–лимфоцитов мышей и исследованию содержания в супернатантах клонов различных секретируемых цитокинов. Оказалось, что существует определённая упорядоченность в продукции секретируемых цитокинов, по крайней мере некоторых. Были выделены клоны Т4–лимфоцитов, продуцирующих ИЛ–2, ИФН–g, TNF и ряд других цитокинов (ИЛ–3, GM–CSF,..), а также другие клоны Т4–лимфоцитов, которые продуцировали ИЛ–4 и 3, GM–CSF, но не ИЛ–2 и ИФН–g. Эта и подобные работы привели к тому, что в 1997 г. была сформулирована концепция, вошедшая в профессиональную литературу под названием парадигмы двух видов T–хелперов — Th1/Th2. Появились понятия и номенклатура T–хелперов 1–го типа —Th1 и T–хелперов 2–го типа— Th2. Под этим понимали вначале, что Th1 — это продуценты ИЛ–2, ИФН–g, TNF, a Th2 — продуценты ИЛ–4, 6, 9, 10 и 13, ТФР–b. В настоящее время эти определения уже в первоначальном виде неприменимы, им на смену приходят существенно иные. Первое и главное обновление понятий в том, что зрелые иммунные Т4–лимфоциты в эффекторной фазе иммунного ответа не продуцируют наборы цитокинов. Каждый зрелый иммунный Т4–лимфоцит продуцирует какой-то один (может быть, в каких-то случаях два) цитокин. Возможно имеет место смена продуцируемого цитокина в зависимости от стадии индивидуального развития вовлёченного в иммунный ответ Т4–лимфоцита, но в каждый данный момент времени в одном лимфоците превалируют биосинтез и секреция какого-то одного цитокина.

Поскольку терминология «Th1/Th2» чрезвычайно быстро и массово «прижилась» среди иммунологов и врачей, в обновлённом виде она пока остаётся, но в преобразованном варианте. Теперь, когда говорят о субпопуляциях Т4–лимфоцитов, принято понимать следующее:

1) Th0 — Т4–лимфоциты на ранних стадиях развития иммунного ответа, они продуцируют только ИЛ–2 (митоген для всех лимфоцитов);

2) Тh1 — дифференцированная субпопуляция иммунных Т4–лимфоцитов, специализирующаяся на продукции ИФН–g (менеджер иммунного воспаления по типу ГЗТ, осуществляемого активированными макрофагами);

3) Th2 — дифференцированная субпопуляция иммунных Т4–лимфоцитов, специализирующаяся на продукции ИЛ–4 и его дублера ИЛ–13 (менеджер иммунного ответа с преобладанием продукцииIgE и зависящих от него вариантов иммунного воспаления);

4) Th3 — иммунные Т4–лимфоциты на более поздних стадиях развития иммунного ответа, переключившиеся на продукцию ТФР– b — ингибитора пролиферации лимфоцитов;

5) Т_r — Т4–регуляторы — современное понятие лимфоцитов-супрессоров. Под T–регуляторами понимают продуцентов иммуносупрессорных цитокинов — ИЛ–10 (ингибитора активности макрофагов и активности Тh1 — продуцентов ИФН–g и ТФР–b. Возможно также, что на мембране этих же Т_r (или иных?) экспрессируются индукторы апоптоза других активированных и отработавших лимфоцитов — FasL (Fas–лиганд) и др.

Большое историческое значение концепции парадигмы Т4–лимфоцитов заключается, однако, в том, что она привлекла внимание к конкретным механизмам формирования того или иного варианта эффекторной фазы иммунного ответа: какие цитокины преобладают — таков и вариант иммунного воспаления. Теперь надо понимать так: какой цитокин локально преобладает, таков и конкретный механизм иммунного воспаления в данной ткани и на данной стадии развития этого воспаления.

Очевидно также, что и выше приведенный более современный «список» субпопуляций Т4–лимфоцитов не иллюстрирует всего конкретного разнообразия субпопуляций в полной мере. Как назвать, например, продуцентов ИЛ–5, которые поддерживают эозинофильный вариант иммунного воспаления в повреждённой ткани. Такое воспаление может не сопровождаться повышенной продукциейIgE, поддерживаемой ИЛ–4 (но может быть и ассоциировано). Вероятно в скором времени и в номенклатуре субпопуляций Т4–лимфоцитов специалисты признают конкретность каждого иммунного терминально дифференцированного T–лимфоцита и не будут стремиться «разложить» лимфроциты на малое количество «полок с номерами». Далее при употреблении терминов «Тh1, Th2, T_r» мы будем понимать, очевидно, временное, но современное их содержание, т.е. Th1 — иммунные CD4⁺–продуценты ИФН–g, Th2 — иммунные CD4⁺–продуценты ИЛ–4, Т_r — CD4⁺–продуценты ИЛ–10и ТФР–b.

Есть авторы (и, наверное, их в настоящее время большинство), которые предлагают использовать не понятие физически разных субпопуляций иммунных Т4–лимфоцитов, а понятие разных типов —I и II — иммунного ответа. Под типом I понимают иммунный ответ, в котором доминируют ИФН–g и активированные макрофаги. Со стороны T–лимфоцитов такому ответу способствуют не толькоCD4⁺ Th1, но и другие продуценты ИФН–g — CD8⁺ лимфоциты и NK. Патофизиологически иммунное воспаление типа I — это очаги ГЗТ, гранулемы и им подобные деструктивные процессы в тканях. Иммунный ответ типа II — ответ, управляемый другими цитокинами, например ИЛ–4. Продуцентами ИЛ–4, кроме CD4⁺ Th2, являются «нулевые» T–лимфоциты CD4^–CD8^– и тучные клетки. В ответ типа II не вовлечены активированные макрофаги. За исключением патологических случаев IgE–зависимых аллергических реакций иммунный ответ типа II принято рассматривать как противовоспалительный. Очевидно, что и при этом подходе дихотомия выглядит как сильное упрощение реальности. Тем не менее, к сожалению, до сих пор настойчивое желание «разложить на две полки» болезни человека присутствует в практической медицине. По наиболее распространённой версии патологические процессы с превалированием типов I (Th1) или II (Th2) иммунного воспаления делят так, как показано в табл. 7.14 (на отдельных примерах).

Таблица 7. 15. Патологические процессы с преобладанием типа I или II иммунного воспаления

Взаимоотношения и взаимодействия клеток in vivo намного сложнее и соответственно труднее для понимания, чем разнообразие клонов лимфоцитов in vitro. Об этом не следует забывать, планируя терапевтическое вмешательство в иммунный ответ in vivo с помощью препаратов цитокинов или их индукторов. Для иллюстрации приведём лишь несколько примеров результатов экспериментов на мышах in vivo (в том числе мышах с нокаутом генов цитокинов), которые выглядят как противоречащие упрощенной парадигме хелперов типов I и II:

1) у мышей с нокаутом генов ИФН–g и ИЛ–4 нет нарушений функций, приписываемых Th2;

2) у мышей с нокаутом гена ИЛ–4 нарушены цитотоксические процессы, приписываемые Тh1;

3) нокаут гена ИФН–g у мышей линии NOD (с генетически предопределённым диабетом типа I) не предотвращает развития диабета (Тh1–патогенез);

4) при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите у мышей (Тh1–патогенез) инъекции ИФН–g предотвращают манифестацию клинических симптомов, а введение нейтрализующих АТ к ИФН–g усиливает проявление патологического процесса.

Подобных примеров достаточно много, и они показывают, что природа навсегда останется сложнее любых парадигм. Уже хорошо, что нам дано понемногу её узнавать, хорошо бы ещё при этом использовать наши знания для сохранения того, что осталось от природы как она есть, а не переделывать её неведомо во что.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЕРМИНАЛЬНУЮ ДИФФЕРЕНЦИРОВКУ ИММУННЫХ Т4–ЛИМФОЦИТОВ (ИММУННОЕ ОТКЛОНЕНИЕ)

Как только было установлено, что иммунные Т4–лимфоциты функционально неодинаковы и разные лимфоциты продуцируют различные эффекторные цитокины, возник вопрос: от каких конкретно факторов зависит, какой вариант иммунного Т4–лимфоцита получится. На сегодня об этом сложились более или менее определённые представления. Для выживания особи полезен тот вариант иммунного воспаления, который адекватен природе патогена и вызываемых им повреждений собственных тканей. Тип иммунного воспаления зависит от типа цитокинов, продуцируемых иммунными T–лимфоцитами. Тип дифференцировки последних в свою очередь зависит от сигналов, полученных ими от АПК. Характер активации АПК зависит от биохимических характеристик и дозы патогена, его биологических свойств и путей попадания в организм. Если рассмотреть эти процессы не с конца, а с начала, то получится следующая простая последовательность:

* Различные патогены по-разному связываются с разными АПК, по-разному процессируются в АПК и по-разному активируют АПК.

** По-разному активированные АПК продуцируют различные цитокины, предназначенные для воздействия на T–лимфоциты. Кроме того, концентрации Аг на АПК могут значительно различаться.

*** Таким образом, и Аг, и цитокиновый сигнал со стороны АПК на T–лимфоцит определят направление дифференцировки иммунного T–лимфоцита.

**** Дифференцированные иммунные T–лимфоциты по-разному индуцируют различные варианты иммунного воспаления в тканях.

Условия развития иммунного воспаления типа I (зависимого от Тh1, CD8⁺ ЦТЛ). Свойства патогена (в том числе его проникающая способность) таковы, что на АПК — дендритных клетках — создаётся высокая концентрация патогенного материала. Так происходит при внутриклеточных инфекциях — вирусных и ряда бактериальных. В активированных высокой дозой патогена дендритных клетках происходит следующее:

1) они процессируют и экспрессируют в большом количестве комплексы Аг+MHC;

2) в миелоидных дендритных клетках синтезируется быстро и много ИЛ–12. Лимфоидные дендритные клетки продуцируют существенно меньшие количества ИЛ–12, но зато более продолжительное время. Именно ИЛ–12 в настоящее время рассматривают как главный регулятор дифференцировки иммунных T–лимфоцитов в продуцентов ИФН–g. Ген ИФН–g активируется к транскрипции в первую очередь по сигналу от Рц для ИЛ–12;

3) на дендритных клетках экспрессируются все необходимые для связи с T–лимфоцитом корецепторы — B7.1, B7.2, CD40 и молекулы адгезии для формирования синапса. В результате большая доза Аг + достаточные количества ИЛ–12 — два необходимых и, возможно, достаточных условия для индукции дифференцировки T–лимфоцитов в продуцентов ИФН, т.е. CD4⁺ Th1.

Биологические эффекты, вызываемые ИФН–g, как раз такие, какие нужны, чтобы убить клетки, инфицированные изнутри:

Ú прямой противовирусный эффект на уровне ферментов нуклеиновых кислот (2'–5'-олигоаденилатсинтетаза и др.);

Ú сильная стимуляция макрофагов, соответственно повышенный синтез токсичных продуктов макрофагов;

Ú стимуляция NK.

Кроме того, ИФН–g поддерживает переключение синтеза иммуноглобулинов в B–лимфоцитах на IgG, который приводит Аг к фагоцитам — нейтрофилам и макрофагам, т.е. T–лимфоциты — продуценты ИФН обеспечивают в основном макрофагальный и цитотоксический типы иммунного воспаления повреждённых патогеном тканей.

Условия развития иммунного воспаления типа II (Th2–зависимого). Условия индукции дифференцировки иммунных CD4⁺ Тh2–лимфоцитов известны несколько меньше, чем таковые для Тh1. Но определённое представление все-таки есть. Тh2–лимфоциты поддерживают переключение синтеза изотипов иммуноглобулинов в B–лимфоцитах на Е, G4 и А. Для этих изотипов иммуноглобулинов есть свои клетки-партнёры среди лейкоцитов общевоспалительного назначения, имеющие на мембране Fc–Рц именно для иммуноглобулинов этих изотипов, — тучные клетки, базофилы, эозинофилы. Соответственно функциональному потенциалу этих лейкоцитов при их активации со стороны T–лимфоцитов развиваются воспалительные процессы с выраженным вазоактивным компонентом и экссудацией или характерное эозинофильное воспаление. Такого рода воспалительные процессы направлены на «перехват» растворимых компонентов патогенов (токсинов, аллергенов, химиопрепаратов), а также крупных инвазивных патогенов — гельминтов, которые не могут быть фагоцитированы макрофагами даже только из-за их размеров. Растворимые патогены в низких концентрациях могут быть связаны только растворимыми же контрреагентами — АТ. Поэтому для индукции иммунных T–лимфоцитов со специализацией Th2 в качестве АПК выступают дендритные лимфоидные клетки и B–лимфоциты. Такой вариант иммунного ответа индуцируется низкими дозами патогенов, которые внутри АПК не преумножаются и экспрессируются на мембрану в комплексах Аг+MHC в малых количествах. Цитокином-промотером дифференцировки Th2 служат ИЛ–4 и, возможно, его дублер ИЛ–13. Ранними (в ходе развития иммунного ответа) продуцентами значительных количеств ИЛ–4 являются «нулевые» T–лимфоциты CD4^–CD8^–, особая субпопуляция T–лимфоцитов с маркёрами, характерными для нормальных киллеров —CD4⁺ NK1.1⁺, тучные клетки и, возможно, какие-то ещё клетки — участники доиммунного воспаления (лимфоидные дендритные, B–лимфоциты?).

Лимфоциты CD4^–CD8^– и CD4⁺NK1.1⁺ распознают Аг в комплексах с молекулами CD1 — неполиморфными гомологами молекул MHC–I. Молекулы CD1 (5 изоформ) конститутивно экспрессированы на дендритных клетках и B–лимфоцитах (кроме того, на тимоцитах и энтероцитах).

На активированных через мембранную молекулу CD40 дендритных клетках и B–лимфоцитах экспрессируется мембранная молекула OX40–лиганд (OX40L). На Т4–лимфоцитах, не получивших стимула от ИЛ–12, экспрессируется OX40 — комплементарный партнёр для OX40L. Взаимодействие OX40– OX40L индуцирует продукцию в T–лимфоците собственного ИЛ–4 и экспрессию на этой клетке Рц для особого хемокина blr–1, который обеспечивает миграцию данного лимфоцита на территорию лимфоидных фолликулов внутри лимфатического узла (т.е. в B–клеточную зону, где анатомически локализованы дальнейшие Т—B–взаимодействия).

Для Th2 характерно ещё одно мембранное взаимодействие: CD30 со стороны T–лимфоцита с CD30L со стороны B–лимфоцита. CD30L экспрессирован, кроме B–лимфоцитов, на эозинофилах, эпителии мозговой зоны тимуса и клетках — предшественниках миелопоэза в костном мозге. Предполагают, что взаимодействие CD30–CD30L сначала активирует жизнедеятельность Th T–лимфоцита, а затем индуцирует его апоптоз.

Физиологически «правильным», т.е. потенциально защитным иммунным ответом на гельминтов является такой ответ, при котором индуцируется дифференцировка CD4⁺ T–лимфоцитов — продуцентов ИЛ–4 (Th2) и субпопуляции CD4⁺ T–лимфоцитов продуцентов ИЛ–5, цитокина, поддерживающего эозинофилопоэз и активирующего зрелые эозинофилы. Это единственный известный эффекторный механизм, убивающий гельминтов, которые проникали в ткани внутренней среды организма млекопитающих. Кишечных гельминтов организм «изгоняет» также с участием IgE, индуцирующим дегрануляцию тучных клеток в слизистой оболочке кишки. Выбрасываемый в ткани гистамин инициирует констрикцию гладких мышц стенки кишки, т.е. активную перистальтику и выброс гельминтов.

Дата добавления: 2014-12-12 | Просмотры: 1453 | Нарушение авторских прав