1.Иммунология – это наука об органах, клетках и молекулах, составляющих

иммунную систему, ответственную за обнаружение и удаление чужеродных

веществ.

Иммунология изучает структуру и функцию иммунной системы, ее

реакцию на возбудителей заболеваний, последствия иммунного ответа и

способы влияния на них.

Латинское слово «immunitas» означает «освобождение от болезни», этот

термин закреплен во французском словаре 1869 г. издания. Основным предметом исследований в иммунологии является познание

механизмов формирования специфического иммунного ответа организма ко

всем чужеродным в антигенном отношении соединениям.

История развития иммунологии Иммунология как определенное направление исследований возникла из

практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Ее

нередко делят на классическую (старую) и современную (новую). Имеются свидетельства тому, что первые прививки оспы проводили в

Китае. На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» – корова),

разработанный в конце 18 в. английским врачом Э. Дженнером. Зарождение инфекционной иммунологии связывают

с именем выдающегося французского ученого Луи Пастера. К 1890 г. благодаря работам Эмиля фон Беринга и Китазато стало

известно, что в ответ на внедрение микроорганизмов или их токсинов в

организме вырабатываются защитные вещества, получившие название

антител. С 50-х – 60-х гг. 19 века началась вторая большая волна исследований,

посвященных изучению лимфоцита как центральной клетки иммунной

системы. Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем

выдающегося австралийского ученого Мак-ФарлейнаБернета.Рассматривая

иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего «своего» от

всего «чужого», он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в

поддержании генетической целостности организма в период индивидуального

(онтогенетического) развития. Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит

как основной участник специфического иммунного реагирования, дав ему

название «иммуноцит».В 1883 г. русский биолог — иммунолог Илья Мечников сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета .Именно Мечников стоял у истоков познания вопросов клеточного иммунитета. Мечников показал, что в организме человека присутствуют особые амебоидные подвижные клетки — нейтрофилы и макрофаги.В 1891 г.  Параллельно с Мечниковым, Эрлих разрабатывал свою теорию иммунной защиты организма. В 1900 г. австрийский врач — иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови человека, Фрэнка МакфарлейнаБернета. Он стал автором клонально-селективной теории иммунитета и первооткрывателем явления иммунотолерантности, за что в 1960 г. получил Нобелевскую премию.в 1962 г. Родни Портер предложил модель структуры молекул иммуноглобулиновВ работах Джеймса Гованса 60-х годов XX в. показана роль лимфоцитов в организме.В середине XX в. команда во главе с американским генетиком и иммунологом Джорджем Снеллом проводила опыты с мышами, которые привели к открытию главного комплекса гистосовместимости и законов трансплантации.

2.Теории иммунитета — совокупность научных идей, обобщающих многочисленные экспериментальные исследования, а также футуристические концепции формирования иммунитета, развития иммунного ответа, функции и роли иммунной системы в организме, характерные для определенного исторического периода.Клонально-селекционная теория (или теория Бернета) – теория, согласно которой в организме возникают клоны клеток, иммунокомпетентных в отношении различных антигенов; антиген избирательно контактирует с соответствующим клоном, стимулируя выработку им антител.
Данная теория была разработана Франком Берне (FrankMacFarlaneBurnet, 1899-1985) для объяснения функционирования иммунной системы. Клонально-селекционная теория утверждает:

1. Антитела и лимфоциты с необходимой специфичностью уже существуют в организме до первого контакта с антигеном.
2. Лимфоциты, участвующие в иммунном ответе, имеют антигенспецифические рецепторы на поверхности своей мембраны.

В случае B-лимфоцитов рецепторами являются молекулы той же специфичности, что и антитела, которые лимфоциты впоследствии продуцируют и секретируют.

3. Каждый лимфоцит несет на своей поверхности рецепторы только одной специфичности.
4. Лимфоциты, сенсибилизированные антигеном, проходят несколько стадий пролиферации и формируют большой клонплазматических клеток. Плазматические клетки будут синтезировать антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Сигналами к пролиферации служат цитокины , выделяемые другими клетками. Лимфоциты могут также сами начать выделять цитокины.

3.Иммунитет — совокупность физиологических процессов и механизмов, направленных на сохранение антигенного гомеостаза организма от биологически активных веществ и существ, несущих генетически чужеродную антигенную информацию или от генетически чужеродных белковых агентов.
Реактивность иммунологическая (РИ) — широкий спектр гуморальных и клеточных реакций организма. Может быть антигенспецифическая и антигеннеспецифическая. Первая представляет собой первичный и вторичный адаптивный ответ иммунной системы, завершающийся образованием специфичных к антигену (пептиду) молекул (антител) или клеток, которые с помощью иммунологических реакций элиминируют его из организма.

Антигеннеспецифическая иммунологическая реактивность — это фактически естественный врожденный иммунитет, обусловленный широким спектром неспецифических реакций, направленных на поддержание антигенного гомеостаза организма и на неспецифическую элиминацию из него чужеродных агентов. РИ подвергается фазным изменениям на протяжении всего процесса онтогенеза индивидуума.

Таковыми являются возрастные изменения иммунологической реактивности; изменения, обусловленные суточными и сезонными биологическими ритмами, физиологическим состоянием (беременность) и др. Фазные изменения иммунологической реактивности организма лежат в основе его адаптации к быстро изменяющимся факторам внешней среды и обеспечивают выживание индивидуума и в целом — популяции.

. Основными формами нормальной иммунологической реактивности организма являются: иммунитет (защита при помощи антител и сенсибилизированных Т-лимфоцитов), иммунологическая память, иммунологическая толерантность. Патологическими формами реактивности являются антигенспецифическая гиперчувствительность, аутоиммунные процессы, отсутствие ответа или дефектный ответ вследствие врожденного иммунодефицита.Иммунологическая память – это способность иммунной системы специфически отвечать на повторные или последующие введения антигена. Она проявляется в виде ускоренного и усиленного ответа на антиген (уменьшение латентного периода, более резкое нарастание титра антител, ускоренное отторжение трансплантата, аллергические реакции).Иммунологическая толерантность лежит в основе отсутствия реакции организма на собственные антигены. В ранний период развития иммунная система потенциально способна реагировать на них, но постепенно «отвыкает» от этого. Предположительно, это обусловлено выведением (элиминацией) В- и Т-клеток с рецепторами для антигенных детерминант собственного организма или активацией Т-клеток-супрессоров, подавляющих реакцию на собственные антигены.иммунный ответ – многоэтапный процесс с обязательным участием лимфоцитов и других клеток иммунной системы.В иммунном ответе выделяют индуктивную и эффекторную (продуктивную) фазы. В индуктивную фазу происходит презентация антигена, т.е. передача информации об антигене от клеток врождённого иммунитета (АПК) инициаторам адаптивного иммунитета – Т-хелперам. Затем выбирается путь дальнейшего развития иммунного ответа по клеточному или гуморальному пути: через индукцию дифференцировки разновидностей Т-хелперов (Th1, Th2, Th17 и других, см. главу 6). Наконец, при участии этих Т-хелперов происходит параллельная дифференцировка эффекторных клеток и клеток памяти. Эффекторная фаза иммунного ответа состоит в выполнении своих функций образовавшимися эффекторными клетками. Эта активность реализуется в форме клеточной или гуморальной иммунной защиты. В конце иммунного ответа благодаря включению регуляторных механизмов прогрессирование иммунныхреакций замедляется и в результате приводит к их прекращению. Дифференцировавшиеся в процессе иммунного ответа клетки памяти активируются только при повторной встрече с антигеном – при вторичном иммунном ответе.

4.Иммунная система – это целостная морфофункциональная система организма, представляющая собой совокупность специализированных лимфоидных органов и тканей, которые осуществляют контроль за антигенным постоянством внутренней среды организма и объединены путями миграции и рециркуляции лимфоцитов. Иммунные процессы осуществляются клетками костномозгового происхождения, относящимися к двум кроветворным линиям — миелоидной и лимфоидной. Миелоидные клетки «отвечают» за реакции врожденного, лимфоидные — преимущественно за реакции адаптивного и только частично — врожденного иммунитета .Врожденный иммунитет реализуется клетками (преимущественно фагоцитами), практически не нуждающимися в межклеточных контактах и коммуникациях.Адаптивный иммунный ответ основан на постоянных межклеточных контактах и кооперации между клетками. Поскольку адаптивный иммунный ответ обеспечивается лимфоидными клетками, органы иммун- ной системы являются прежде всего лимфоидными органами.Иммунная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральный отдел содержит органы (первичные, или центральные, лимфоидные органы), в которых происходят дифференцировка и созревание лимфоцитов: костный мозг и тимус (вилочковая железа). Костный мозг — основной орган лимфо- и гемопоэза. Кроме того, он служит местом сосредоточения эффекторных клеток адаптивного иммунитета (например, плазмоцитов). Таким образом, только тимус является чисто центральным лимфоидным органом. Основная его функция — обеспечение развития Т-лимфоцитов (см. ниже). У птиц, некоторых рептилий, а также у жвачных млекопитающих имеется особый тип центральных лимфоидных органов или лимфоидных структур, в которых развиваются В-лимфоциты (у птиц и рептилий — сумка, или бурса Фабриция). Название центральных лимфоидных органов определило обозначение основных типов лимфоцитов: Т (тимусзависимые) и В (бурсазависимые). Название третьего типа лимфоидных клеток — NK-клеток — происходит от выполняемой ими функции (естественные киллеры — naturalkillers). Периферический отдел иммунной системы образован вторичными (периферическими) лимфоидными органами: неинкапсулироваными лимфоидными структурами, связанными со слизистыми оболочками, диффузно распределенными лимфоидными и миелоидными клетками и инкапсулированными (т.е. истинными, морфологически изолированными) лимфоидными органами. Лимфоидные органы взаимосвязаны путями рециркуляции лимфоцитов (лимфатическая и кровеносная системы). Выделяют 3 разновидности инкапсулированных лимфоидных органов — лимфатические узлы, селезенка и пейеровы бляшки. Завершив развитие в костном мозгу, миелоидные клетки поступают в кровь и некоторое время (обычно короткое) циркулируют в кровотоке. Из кровотока они мигрируют в ткани, в которых живут от нескольких суток до месяцев или лет.Миелоидные клетки, участвующие в иммунных процессах, представлены моноцитами, нейтрофильными, эозинофильными и базофильными гранулоцитами. Некоторые разновидности миелоидных клеток практически не выявляются в кровотоке (хотя они тоже проходят стадию циркуляции), но присутствуют в тканях: тучные клетки и 2 типа тканевых клеток, образующихся из моноцитов, — макрофаги и дендритные клетки. Последние играют роль посредника между врожденным и адаптивным иммунитетом. Как уже было упомянуто, выделяют 3 основных типа лимфоцитов — Т-, В- и естественные киллеры. NK-клетки относят к клеткам врожденного иммунитета. Естественные киллеры распознают молекулы (стрессорные молекулы), отличные от распознаваемых миелоидными клетками. Как отмечалось, В- и Т-лимфоциты распознают антигены, однако это распознавание происходит по-разному. Иммуноглобулиновый рецептор В-клеток (BCR) дает им возможность распознавать нативныйантиген как в свободной, так и в связанной с мембранами формах. Рецептор Т-клеток (TCR) распознает только фрагменты антигена, связанные с молекулами MHC.Популяции лимфоцитов гетерогенны не только по структуре антиген распознающего рецептора. К естественным (т.е. формирующимся в процессе нормальной дифференцировки, не связанной с действием чужеродных антигенов) относят 3 субпопуляции В-клеток. В1-клетки локализованы в серозных полостях и барьерных тканях, несут рецептор с низкой специфичностью к антигену, спонтанно вырабатывают низкоаффинные антитела преимущественно IgM-изотипа, в том числе к аутоантигенам. В- клетки маргинальной зоны — клетки, сходные с В1, но локализующиеся в маргинальной зоне селезенки. В2-клетки, которые мы привыкли называть обычными В-клетками, локализованы в селезенке и лимфатических узлах (в том числе в фолликулах), костном мозгу, лимфоидных тканях кишечни- ка; эти клетки отвечают за образование высокоспецифичных и высокоаффинных антител разных изотипов. Число естественных субпопуляций Т-лимфоцитов значительно больше. Прежде всего это — γδТ и αβТ-клетки, отличающиеся типом TCR, а следовательно специфичностью распознавания и спектром функций. Среди αβТ-клеток выделяют NKT-лимфоциты, совмещающие большинство функций NK клеток и некоторые функции Т-лимфоцитов. От обычных αβТ-клеток они отличаются ограниченностью репертуара специфичностей TCR и преимущественным участием в распознавании липидных (а не пептидных) эпитопов. Среди «классических» αβТ-клеток выделяют субпопуляции CD4+ и CD8+ Т-клеток, отличающиеся двумя основными особенностями — распознаванием антигенных пептидов в составе разных молекул MHC (соответственно классов II и I) и функцией: после стимуляции антигеном CD4+ Т-клетки выступают в качестве хелперов, а CD8+ Т-клетки — в качестве цитотоксических Т-лимфоцитов. Если CD8+ Т-клетки в процессе иммунного ответа функционируют как единая субпопуляция, то среди CD4+ клеток выделяют несколько «адаптивных» субпопуляций, о которых будет сказано ниже. Однако существует одна естественная субпопуляция CD4+ Т-клеток, существенно отличающаяся от остальных Т-хелперов — естественные регуляторные Т-клетки . Их функция состоит в контроле активности аутоспецифических клонов Т-лимфоцитов, не удаленных в про- цессе отрицательной селекции, мигрировавших в периферический отдел иммунной системы и создающих опасность аутоагрессии. Лимфоциты, особенно Т-клетки, постоянно рециркулируют — выходят из лимфоидных органов в лимфу, мигрируют с ней в кровоток и возвращаются через посткапиллярные венулы обратно в орган. При этом благодаря экспрессии молекул адгезии и рецепторов для хемокинов (хемотаксических факторов, определяющих направление миграции клеток) рециркулирующие клетки при каждом «витке» рециркуляции с высокой избирательнос-тью попадают в участки лимфоидных органов, специализированные для этого типа клеток. Некоторые миелоидные и лимфоидные клетки (в особенности ранее контактировавшие с антигеном) диффузно распределяютсяв барьерных и в меньшей степени — в других нелимфоидных тканях. Клетки иммунной системы существенно различаются по сроку жизни. В соответствии с этим варьирует скорость их обновления. Численность клеток каждого типа строго контролируется гомеостатическими механизмами.

1. Современная схема иммуногенеза. Онтогенез и филогенез иммунной системы. Основные этапы дифференцировки Т- и В – лимфоцитов.

Филогенез. У млекопитающих и человека существуют 2 центральных органа – костный мозг и тимус. В костном мозге образуются в-лимфоциты, он является центральным органом системы гуморального иммунитета, а в тимусе образуются т-лимфоциты, он является центральным органом системы клеточного иммунитета. Центр.орган В-системы был обнаружен у птиц (сумка Фабрициуса). Тимус(вилочковая железа) получил название из-за сходства с вилами и листьями тимиана. Филогенетически наиболее древний лимфоидный орган. Расположен в переднем средостении – в верхнем отделе, за грудиной над сердцем. Состоит из 2 долей, ограниченных капсулой. В каждой дольке по периферии различают субкапсулярный и корковый слов, в центре – мозговой слой.

Онтогенез.. Лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. Затем на 4-5-й неделе внутриутробного развития их основным источником становится печень , а еще позже -костный мозг . В-лимфоциты проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге. Здесь на их поверхности появляются IgM . Затем они покидают костный мозг и заселяют периферические органы иммунной системы. Контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки, способные к выработке антител. Предшественники Т-лимфоцитов на 6-8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель Т-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов.

Таким образом, в центральных органах иммунной системы происходит образование Т и В-лимфоцитов из клеток-предшественников и их антигеннезависимая дифференцировка. Главным итогом антигеннезависимой дифференцировки в центральных органах является формирование клонов лимфоцитов. В костном мозге формируются клоны В-лимфоцитов, в тимусе – клоны Т-лимфоцитов.

2. Роль тимуса в иммунитете. Тимусзависимые и тимуснезависимые зоны периферических органов иммунной системы (селезенки, лимфатических узлов, миндалин и др.).

Тимус (вилочковая железа) – центральный орган иммунной системы, получил название из-за сходства с вилами и листьями растения тимиана. Тимус является филогенетически наиболее древним лимфоидным органом, с ним связаны формирование лимфоидной системы, регуляция ее деятельности и развития клеточного иммунитета. Расположен в верхнем отделе переднего средостения, за грудиной над сердцем. Состоит из 2 долей, ограниченных капсулой. В каждой доле по периферии есть субкапсулярный и корковый слов, в центре – мозговой.

Главная эндокринная функция тимуса – регулирующее влияние на иммуногенез. Гормоны тимуса влияют на процессы дифференцировки лимфоцитов как внутри самого тимуса, так и на расстоянии, регулируя окончательное созревание Т-лимфоцитов в периферических лимфоидных органах. Гормоны тимуса: тимопоэтины I, II, тимозин.

Периферические органы иммунной системы: селезенка, лимф узлы, пейеровы бляшки кишечника, аппендикс, миндалины, аденоиды и др. В них лимфоциты заселяют тимусзависимые (Т-лимфоциты) и тимуснезависимые (В-лимфоциты) зоны. В периферических органах в условиях контакта с антигенами происходит окончательное созревание лимфоцитов – их антигензависимая дифференцировка, в результате образуются зрелые иммунокомпетентные лимфоциты, осуществляющие иммунный ответ против соответствующих антигенов.

3. Центральные и периферические органы иммунной системы. Современная схема иммуногенеза. Онтогенез и филогенез иммунной системы.

Центральные органы иммунной системы служат основным местом развития лимфоцитов. Здесь эти клетки дифференцируются из стволовых лимфоидных клеток, размножаются и превращаются в функционально зрелые клетки. У млекопитающих и человека существуют 2 центральных органа – костный мозг и тимус. В костном мозге образуются в-лимфоциты, он является центральным органом системы гуморального иммунитета, а в тимусе образуются т-лимфоциты, он является центральным органом системы клеточного иммунитета. Центр.орган В-системы был обнаружен у птиц (сумка Фабрициуса).

Тимус(вилочковая железа) получил название из-за сходства с вилами и листьями тимиана. Филогенетически наиболее древний лимфоидный орган. Расположен в переднем средостении – в верхнем отделе, за грудиной над сердцем. Состоит из 2 долей, ограниченных капсулой. В каждой дольке по периферии различают субкапсулярный и корковый слов, в центре – мозговой слой.

Костный мозг – орган кроветворения и иммунной системы, основной источник полипотентных стволовых кроветворных клеток (ППСК) – общих клеток предшественниц крови.

Периферические органы иммунной системы: селезенка, лимф узлы, пейеровы бляшки кишечника, аппендикс, миндалины, аденоиды и др. В них лимфоциты заселяют тимусзависимые (Т-лимфоциты) и тимуснезависимые (В-лимфоциты) зоны. В периферических органах в условиях контакта с антигенами происходит окончательное созревание лимфоцитов – их антигензависимая дифференцировка, в результате образуются зрелые иммунокомпетентные лимфоциты, осуществляющие иммунный ответ против соответствующих антигенов.

4. Особенности лимфоидных тканей, ассоциированных со слизистыми оболочками, кишечником, легкими, кожей. Значение местного иммунитета в осуществлении иммунных процессов

В дополнение к массе периферической лимфоидной ткани, инкапсулированной в селезенке и лимфатических узлах, организм содержит значительное количество “свободной”, не заключенной в соединительнотканную капсулу лимфоидной ткани, которая локализуется в стенках желудочно-кишечного, респираторного и урогенитального трактов и служит защитой от инфекции.

Ее обозначают как лимфоидную ткань, ассоциированную со слизистыми покровами .

У человека – это язычные, небные и глоточные миндалины и пейеровы бляшки тонкого кишечника, аппендикс.

Основной эффекторный механизм иммунного ответа – это секреция и транспорт секреторных антител класса IgA непосредственно на поверхности ее эпителия. Попадая в кишечник, антиген проникает в пейеровы бляшки через специализированные эпителиальные клетки и стимулирует антигенреактивные лимфоциты. После активации они с лимфой проходят через мезентериальные лимфатические узлы, попадают в грудной проток, затем в кровь и в lamina propria, где превращаются в клетки, продуцирующие IgA, и в результате такой широкой распространенности защищают обширный участок кишечника, синтезируя протективные антитела. Подобные клетки сосредотачиваются также в лимфоидной ткани легкого и в других слизистых оболочках, по- видимому, с помощью хоминг-рецепторов. Таким образом, миграция лимфоцитов из лимфоидной ткани в кровь и обратно регулируется хоминг-рецепторами, расположенными на поверхности клеток высокого эндотелия в посткапиллярных венулах.

Ассоциированная с кожей лимфоидная ткань представлена лимфоцитами, диффузно инфильтрирующими эпидермис и дерму. В осуществлении иммунных реакций в коже главную роль играют локализованные в эпидермисе Т-лимфоциты, белые отростки эпидермоциты (клетки Лангерганса) и кератиноциты, основные функции которых охарактеризован далее. Кератиноциты (собственно епидермоциты) имеют местное происхождение – образуются из стволовых эпидермальных клеток, локализованных в базальном слое эпидермиса, и при нормальных условиях выполняют роль механического барьера неповрежденной кожи.

Местный иммунитет – это комплекс приспособлений, который защищает поверхности, соприкасающиеся с внешней средой, от чужеродных биологических агентов. Тем самым местный иммунитет участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма, его целостности и является неразрывной и соподчиненной частью общего иммунитета. Он обезвреживает болезнетворные микробы и вирусы. Эта система участвует и в предупреждении распространения возбудителей заразных болезней от больных к здоровым.

9)Антигены, их основные виды и характеристики

Антигены-это высокомолекулярные химические соединения,которые генетически чужеродны для данного организма и способны вызвать против себя иммунный ответ,т.е. систему специфических реакций,напрваленных на удаление этих веществ из организма.

Виды антигенов по строению:

1. Гаптены (неполноценные антигены) – это чистая детерминантная группа (имеют небольшую молекулярную массу, не распознаются иммунокомпетентными клетками, обладают только специфичностью, т.е. не способны вызывать образование антител, но вступают с ними в специфическую реакцию):

Ø простые – взаимодействуют с антителами в организме, но не способны реагировать с ними invitro;

Ø сложные – взаимодействуют с антителами invivo и invitro.

2. Полноценные (конъюгированные) антигены – образуются при связывании гаптена с высокомолекулярным носителем, обладающим иммуногенностью.

3. Полугаптены – это неорганические радикалы (J-, Cr-, Br-, N+), связанные молекулами белка.

4. Проантигены – гаптены, способные присоединяться к белкам организма и сенсибилизировать их как аутоантигены.

5. Толерогены – антигены, способные подавлять иммунологические реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них.

Виды антигенов по степени чужеродности:

1.Видовые антигены-антигены определенного вида организмов.

2.Групповые антигены (аллоантигены) – антигены, обусловливающие внутривидовые различия у особей одного вида, разделяющие их на группы (серогруппы у микроорганизмов, группы крови у человека).

3. Индивидуальные антигены (изоантигены) – антигены конкретного индивидуума.

4. Гетерогенные (перекрестнореагирующие, ксеноантигены) антигены – антигены, общие для организмов разных видов, далеко отстоящих друг от друга:

Ø антигенная мимикрия – длительное отсутствие иммунологической реакции на антигены из-за схожести с антигенами хозяина (микроорганизмы не распознаются как чужеродные);

Ø перекрестные реакции – образовавшиеся на антигены микроорганизмов антитела вступают в контакт с антигенами хозяина и могут вызывать иммунологический процесс (например: гемолитический стрептококк обладает перекрестнореагирующими антигенами с антигенами миокарда и почечных клубочков; вирус кори имеет перекрестнореагирующие антигены к белку миелину, поэтому иммунная реакция способствует демиелинизации нервных волокон и развитию рассеянного склероза).

Антигены микроорганизмов в зависимости от систематического положения:

1. Видоспецифические – антигены одного вида микроорганизмов.

2. Группоспецифические – антигены одной группы в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серогруппы).

2. Типоспецифические – антигены одного типа (варианта) в пределах вида (подразделяют микроорганизмы на серовары/серотипы).

10) Определение и химическая природа антигенов. Понятие чужеродности, антигенности, иммуногенности и специфичности. Химическое строение антигенов

Антигенность – это потенциальная способность молекулы антигена активировать компоненты иммунной системы и специфически взаимодействовать с факторами иммунитета (антитела, клон эффекторных лимфоцитов). При этом компоненты иммунной системы взаимодействуют не со всей молекулой антигена, а только с ее небольшим участком, который получил название антигенной детерминанты, или эпитопа.

Различают линейные, или секвенциальные, антигенные детерминанты, например первичная аминокислотная последовательность пептидной цепи, и поверхностные, или конформационные, расположенные на поверхности молекулы антигена и возникшие в результате вторичной или более высокой конформации. На концевых участках молекулы антигена расположены концевые эпитопы, а в центре молекулы – центральные. Существуют также глубинные, или скрытые, антигенные детерминанты, которые проявляются при разрушении биополимера.

Иммуногенность – потенциальная способность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфический продуктивный ответ. Иммуногенность зависит от трех групп факторов: молекулярных особенностей антигена, кинетики антигена в организме, реактивности макроорганизма.

К первой группе факторов отнесены природа, химический состав, молекулярная масса, структура и некоторые другие характеристики.

Природа антигена в значительной степени определяет иммуногенность. Наиболее выраженной иммуногенностью обладают белки и полисахариды, наименьшей – нуклеиновые кислоты и липиды. В то же время их сополимеры – липополисахариды, гликопротеиды, липопротеиды – способны в достаточной мере активировать иммунную систему.

Иммуногенность в определенной мере зависит от химического состава молекулы антигена. Для белковых антигенов важно разнообразие их аминокислотного состава. Монотонные полипептиды, построенные из одной аминокислоты, практически не активируют иммунную систему. Наличие в структуре молекулы белка ароматических аминокислот, таких, как тирозин, триптофан, существенно повышает иммуногенность.

Специфичностью называют способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Специфичность антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов.

Химическая природа антигенов различна. Это могут быть белки:

• полипептиды;

• нуклеопротеиды;

• липопротеиды;

• гликопротеиды;

• полисахариды;

• липиды высокой плотности;

• нуклеиновые кислоты.

2. Антигены делят на следующие:

• сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ;

• слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика.

Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру.

По химическому строению антигены разнообразны. Большинство из них представляет собой макромолекулярные (масса молекулы 10 тыс. и более) соединения достаточной жесткости. Антигенами могут быть белки, пептиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты, комплексные соединения и др.

Обычно увеличение молекулярного веса антигена сопровождается повышением его иммунореактивности. Однако белки одинаковой молекулярной массы (гемоглобин и альбумин) могут иметь разную иммунореактивность. Агрегированные антигены (объединенные с другими на поверхности клеток крови, бактерий, др.) более иммунореактивны, чем отдельные антигены.

11) Понятие антигенной детерминанты (эпитопа) и носителя антигенов. Виды   антигенной специфичности – видовая, групповая, типоспецифичность, тканевая, органойдная, стадиоспецифичность. Строение и функции системы гуморального иммунитета. Дифференцировка В-лимфоцитов, рецепторы и маркеры В-лимфоцитов. Гуморальный иммунный ответ на тимусзависимые и тимуснезависимые антигены

В молекуле полного антигена различают две функционально различные единицы: антигенная детерминанта (эпитоп) и носитель.

Антигенная детерминанта (эпитоп) – это участок антигена, непосредственно на который и развивается иммунный ответ. На поверхности одного антигена может быть несколько эпитопов. Соответственно, на один и тот же антиген может вырабатываться несколько различных клонов антител.

Иммунологическая специфичность антигенов изменяется при изменении их химического состава и строения. Замена одной-двух аминокислот в составе полипептидной цепи молекулы белка или концевых аминокислот часто достаточно, чтобы молекулы различались в антигенном отношении. Антигенная специфичность белка зависит и от его вторичной и третичной структуры. Количество эпитопов на поверхности антигена определяется понятием валентность антигена.

Носитель – это участок антигена, несущий на себе эпитопы и не вызывающий развитие иммунных реакций. Носителями в молекулах естественных антигенов чаще всего являются белки и полисахариды, а также липополисахариды и нуклеиновые кислоты. В искусственных антигенах роль носителей выполняют органические полимеры (синтетические полипептиды, полисахариды, полиэлектролиты и др.).

Различают следующиевиды антигенной специфичности: видовая (типоспецифичность), групповая, тканеспецифичность, стадиоспецифичность, органоидная специфичность.

• Видовая специфичность зависит от видовой принадлежности животного, его генетической конституции, то есть это специфичность, благодаря которой представители одного вида организмов отличаются от особей другого вида. Такой видоспецифичностью обладают не какие-то специальные антигены, а, видимо, большинство веществ, содержащихся в организме. Близкие виды имеют достаточно сходные видоспецифические антигены, далекие – сильно различающиеся.

• Типоспецифичность – понятие, аналогичное видоспецифичности, но применяемое по отношению к микробным видам (определяют серологические варианты – серовары, антигеновары внутри одного вида).

• Групповаяантигенная специфичность – специфичность, которая обусловливает антигенные различия между различными группами внутри особей одного вида. Примером групповой специфичности могут служить системы изоантигенов эритроцитов человека, их более 15, и включают они около 100 антигенов; наиболее важными являются изогемагглютиногены системы АВО групп крови. Система изоантигенов лейкоцитов (HLA) играет первостепенную роль при пересадке органов и тканей, она называется системой антигенов гистосовместимости. Подбор донора и реципиента при пересадке органов всегда проводят индивидуально, основываясь на принципе минимальных различий по сильным антигенам гистосовместимости. Системы изоантигенов гранулоцитов и тромбоцитов имеют также немаловажное значение как при гемотрансфузии, так и при пересадке органов. Наличие изоантигенов свидетельствует о внутривидовой индивидуальности организмов.

• Тканеспецифичность – антигенные различия между отдельными видами тканей одного и того же организма (антигены миокарда, легких, печени и др.).

• Стадиоспецифичность обусловлена антигенными различиями между клетками, находящимися на разных стадиях дифференцировки. Примером стадиоспецифических антигенов могут служить эмбриональные антигены, например, α-фетопротеин, а также РС-антиген (plasmacellantigen) – антиген плазматических клеток, отсутствующий у стволовых клеток костного мозга и у В-лимфоцитов на всех предшествующих стадиях дифференцировки. РС-антиген появляется лишь у плазматических клеток, синтезирующих антитела.
• Органоидная специфичность антигенов – понятие, отражающее антигенные различия между различными клеточными органоидами (ядрами, митохондриями и т.д.).

Гуморальный иммунитет обеспечивают лимфоциты, которые дифференцируются из стволовых клеток мозга не в тимуса, а в других местах (в тонкой кишке, лимфатических узлах, глоточных миндалинах и т.д.) и называются В-лимфоцитами. Такие клетки составляют до 15% всех лейкоцитов.

Гуморальный иммунитет обладает своими специфическими особенностями. Его функция − распознавать и уничтожать бактерии в крови и во внеклеточном пространстве. Обеспечивают этот вид иммунитета В-лимфоциты. Когда лимфоциты встречают антигены, они перемещаются в костный мозг, лимфоузлы, селезенку, толстую и тонкую кишку, миндалины в глотке и другие области. Там они активно делятся и превращаются в плазматические клетки. В-лимфоциты вырабатывают антитела или иначе иммуноглобулины − белковые компоненты, которые «прилипают» к чужеродным структурам − бактериям, вирусам. Тем самым иммуноглобулины как бы помечают их, делая заметными для клеток плазмы крови, которые разрушают попавшие в организм вирусы и бактерии.

Различают пять видов иммуноглобулинов:

А (Ig );

D (IgD);

Е (Ig E);

G (Ig G);

М (Ig M).

Большинство природных антигенов является тимусзависимыми. Это означает, что полноценное развитие специфического иммунного ответа к таким антигенам начинается только после подключения Т-клеток. Подобные представления сложились на основании опытов как invivo, так и invitro. Действительно, неонатально тимэктомированные мыши либо вообще не отвечают наполноценный антиген продукцией IgG, либо такой ответ крайне низкий. Трансплантация мышам тимуса восстанавливает специфический ответ. При использовании конъюгатагаптена с различными белками в качестве носителя установлено, что Т-клетки отвечают на носитель (Т-клеточный эпитоп), в то время как В-клетки — на гаптен (В-клеточный эпитоп). В опытах invitro показано Кроме основной группы тимусзависимых антигенов имеются антигены, способные инициировать иммунный ответ в отсутствие Т-клеток. Они получили название тимуснезависимых антигенов. Антигены этой группы в основном относятся к полисахаридам и характеризуются многократным повторением структурно идентичных эпитопов. Подобное однообразие приводит к многоточечному взаимодействию с В-клеткой, что и обеспечивает их полноценное развитие до зрелых, продуцирующих антитела плазмоцитов. Кроме того, в структуре некоторых тимуснезависимых антигенов имеются последовательности с поликлональной, митогенной активностью (например, бактериальные липополисахариды), что также вносит свой вклад в развитие В-клеток, минуя помощь со стороны Т-клеток Способ введения антигена также является ограничивающим фактором для проявления иммуногенности. Так, например, некоторые бактериальные антигены при непосредственном попадании в желудочно-кишечный тракт не способны преодолеть кислотность желудочного сока как естественного барьера. В то же время эти бактерии,

Рецепторы и маркеры В-лимфоцитов

.2 Маркеры В-лимфоцитов

На периферии (вне костного мозга) В-лимфоциты приобретают характерные для них поверхностно-клеточные маркёры.

Основные маркёры В-лимфоцитов – мембранные Ig при этом клетки одного клона (быстро формирующегося в результате серии последовательных делений потом-ства одной В-клетки) экспрессируют молекулы Ig, специфически связывающие только один эпитопАг. Такие клетки синтезируют моноклональные AT, способные распознавать и связывать только один Аг. Аг-связывающий участок мембранного Ig В-лимфоцита играет роль клеточного Аг-распознающего рецептора. Помимо мембранных Ig, В-лимфоцит несёт другие маркёры; рецепторы Fc-фрагмента Ig, CD10 {на незрелых В-клетках), CD19, CD20, CD21, CD22, CD23 (вероятно, участвуют в клеточной активации), рецепторы к С3b и C3d, молекулы МНС классов I и И.

Мембранный иммуноглобулин – специфический маркер В-клеток, поскольку он экспрессирован на всех зрелых В-лимфоцитах и отсутствует на других клетках. Преобладающим классом мембранных иммуноглобулинов на нативных (не контактировавших с антигеном) В-клетках является IgM. Он присутствует на поверхности всех нативных В-лимфоцитов, начиная со стадии незрелых В-клеток (см. раздел 3.3.1.2) (табл. 3.2). На зрелых нативных

В-клетках наряду с IgM присутствует IgD. Число молекул иммуноглобулинов на поверхности наивной В-клетки составляет около 150 000. В процессе иммунного ответа происходит переключение классов иммуноглобулинов на IgG, IgA и IgE. В-клетки крови и вторичных лимфоидных органов несут на своей поверхности преимущественно IgG, а В-клетки слизистых оболочек – IgA.

В состав BCR помимо иммуноглобулина входит еще несколько молекул. Две из них – СD79a и СD79b – составляют интегральную чаcть BCR, еще три – CD19, CD21 и CD81 – функционально ассоциированы с ним и формируют физическую связь с BCR только при активации клетки. Варианты молекул CD79 – a и b – называют еще Ig? и Ig?. При помощи нековалентных связей они формируют гетеродимеры, связанные с мембранным иммуноглобулином. Эти молекулы имеют сходные размеры и молекулярную массу (около 40 кДа). Участие Ig? и Ig? в передаче сигнала основано на связи их цитоплазматической части с внутриклеточными тирозинкиназами.

Молекулу CD19 относят к суперсемейству иммуноглобулинов. CD19 играет важную сигнальную функцию, поскольку эта молекула связана с киназой PI3K. CD21 – рецептор для компонентов комплемента (CR2), участвующий в усилении антигенного сигнала, а также в регуляции активности В-лимфоцитов. СD81 относят к тетраспанинам (4 раза пронизывают мембрану); функция этой молекулы точно не определена.

С цитоплазматическими участками мембранного иммуноглобулина связана тирозинкиназаFyn, а с молекулами CD79, CD19 и CD81 – тирозин-киназыBlk, Lyn, Lck, а также Syk, участвующие в передаче активационного сигнала. Кроме того, около цитоплазматической части молекулы CD19 располагается липидная киназа PI3K. Такое обилие сигнальных ферментов, связанных с компонентами BCR, обеспечивает запуск и передачу активационных сигналов при связывании антигена.

12) Антигензависимая и антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов. Способность к иммунному ответу в процессе дифференцировки. Рецепторы В-лимфоцитов.

Существует несколько подтипов В- лимфоцитов. Основная функция В- клеток- эффекторное участие в гуморальных иммунных реакциях, дифференциация в результате антигенной стимуляции в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

Образование В- клеток у плода происходит в печени, в дальнейшем- в костном мозге. Процесс созревания В- клеток осуществляется в две стадии- антиген — независимую и антиген — зависимую.

Антиген -независимая фаза. В- лимфоцит в процессе созревания проходит стадию пре- В- лимфоцита- активно пролиферирующей клетки, имеющей цитоплазменные H- цепи типа C мю (т.е. IgM). Следующая стадия- незрелый В- лимфоцит характеризуется появлением мембранного (рецепторного) IgM на поверхности. Конечная стадия антигеннезависимой дифференцировки- образование зрелого В- лимфоцита, который может иметь два мембранных рецептора с одинаковой антигенной специфичностью (изотипа) — IgM и IgD. Зрелые В- лимфоциты покидают костный мозг и заселяют селезенку, лимфоузлы и другие скопления лимфоидной ткани, где их развитие задерживается до встречи со “своим” антигеном, т.е. до осуществления антиген- зависимой дифференцировки.

Антиген- зависимая дифференцировка включает активацию, пролиферацию и дифференцировку В- клеток в плазматические клетки и В- клетки памяти. Активация осуществляется различными путями, что зависит от свойств антигенов и участия других клеток ( макрофагов, Т- хелперов). Большинство антигенов, индуцирующих синтез антител, для индукции иммунного ответа требуют участия Т- клеток- тимус- зависимые пнтигены. Тимус- независимые антигены (ЛПС, высокомолекулярные синтетические полимеры) способны стимулировать синтез антител без помощи Т- лимфоцитов.

В- лимфоцит с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Одновременно с В- клеткой антиген по представлению макрофага распознается Т- хелпером (Т- хелпером 2), который активируется и начинает синтезировать факторы роста и дифференцировки. Активированный  этими факторами В- лимфоцит претерпевает ряд делений и одновременно дифференцируется в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов, чаще классов М и D. После активации В-лимфоцита антигеном на нем могут экпрессироваться молекулы других классов. Один В-лимфоцит содержит 200-500 тыс. однородных рецепторов, обладающих специфичностью к одному из антигенов. Соединение молекулы с клеткой осуществляют три конечные аминокислоты, находящиеся в составе трансмембранного домена ее тяжелых цепей и погруженные в мембрану клетки.

17. Классический путь

Классический путь запускается активацией комплекса С1 (он включает одну молекулу С1q и по две молекулы С1r и С1s). Комплекс С1 связывается с помощью С1q с иммуноглобулинами классов М и G, связанными с антигенами. Гексамерный C1q по форме напоминает букет нераскрытых тюльпанов, «бутоны» которого могут связываться с Fc участком антител. Для инициации этого пути достаточно единственной молекулы IgM, активация молекулами IgG менее эффективна и требует больше молекул IgG.

С1q связывается прямо с поверхностью патогена, это ведет к конформационным изменениям молекулы С1q, и вызывает активацию двух молекул сериновых протеазС1r. Они расщепляют С1s (тоже сериновую протеазу). Потом комплекс С1 связывается с С4 и С2 и затем расщепляет их, образуя С2а и С4b. С4b и С2а связываются друг с другом на поверхности патогена, и образуют С3-конвертазу классического пути, С4b2а. Появление С3-конвертазы приводит к расщеплению С3 на С3а и С3b. С3b образует вместе с С2а и С4b С5-конвертазу классического пути. С5 расщепляется на C5a и C5b. C5b остается на мембране и соединяется с комплексом C4b2a3b. Потом соединяются С6, С7, С8 и С9, которая полимеризуется и возникает трубочка внутри мембраны. Тем самым нарушается осмотический баланс и в результате тургора бактерия лопается. Классический путь действует более точно, поскольку так уничтожается любая чужеродная клетка.

18. Альтернативный путь

Альтернативный путь запускается гидролизом C3 прямо на поверхности патогена. В альтернативном пути участвуют факторы В и D. С их помощью происходит образование фермента СЗbBb. Стабилизирует его и обеспечивает его длительное функционирование белок P. Далее РС3bBb активирует С3, в результате образуется С5-конвертаза и запускается образование мембраноатакующего комплекса. Дальнейшая активация терминальных компонентов комплемента происходит так же, как и по классическому пути активации комплемента. В жидкости в комплексе СЗbBb В заменяется Н-фактором и под воздействием дезактивирующего соединения (Н) превращается в С3bi. Когда микробы попадают в организм, комплекс СЗbBb начинает накапливаться на мембране. Он соединяется с С5, который расщепляется на C5a и C5b. C5b остается на мембране. Потом соединяются С6, С7, С8 и С9. После соединения С9 с С8, происходит полимеризация С9 (до 18 молекул сшиваются друг с другом) и образуется трубочка, которая пронизывает мембрану бактерии, начинается закачка воды и бактерия лопается.

Альтернативный путь отличается от классического следующим: при активации системы комплемента не нужно образование иммунных комплексов, он происходит без участия первых компонентов комплемента — С1, С2, С4. Он также отличается тем, что срабатывает сразу же после появления антигенов — его активаторами могут быть бактериальные полисахариды и липополисахариды (являются митогенами), вирусные частицы, опухолевые клетки.

19. Методы оценки системы комплемента

Комплемент – это группа сывороточных белков, состоящая из протеаз и их активаторов. Существуют два механизма активации комплемента – классический и альтернативный. Комплемент играет важную роль в защите от микробов, активирует катаболизм циркулирующих иммунных комплексов и участвует в регуляции функций иммунной системы.

Для исследования компонентов классического пути активации комплемента определяют его гемолитическую активность. Суть метода заключается в следующем: 1) разные разведения сыворотки больного и нормальной сыворотки добавляют к эритроцитам барана, покрытым антителами; 2) степень гемолиза оценивают фотометрически по выходу гемоглобина в раствор. За единицу гемолитической активности комплемента принимают величину, обратную тому разведению сыворотки, при котором разрушаются 50% эритроцитов. Определение гемолитической активности комплемента позволяет обнаружить недостаточность компонентов комплемента, прежде всего участвующих в образовании мембраноатакующего комплекса. Кроме того, оценка этого показателя может использоваться для выявления активации комплемента, например при системной красной волчанке и гломерулонефрите, хотя чувствительность метода для этого недостаточно высока. Альтернативный путь активации комплемента исследуют редко.

Определение компонентов комплемента обычно проводят при обследовании больных с аутоиммунными заболеваниями и при подозрении на генетический дефект комплемента. Количественное определение компонентов комплемента проводят с помощью простой радиальной иммунодиффузии и нефелометрии. Так, у 15% больных с наследственным ангионевротическим отеком количественные методы исследования выявляют нормальный уровень ингибитора C1-эстеразы, в то время как его активность снижена. Функциональную активность отдельных компонентов комплемента в сыворотке исследуют следующим образом: 1) к стандартной сыворотке, лишенной какого-либо компонента комплемента, добавляют исследуемую сыворотку (источник недостающего компонента комплемента); 2) определяют гемолитическую активность комплемента. Если гемолитическая активность комплемента не восстанавливается до нормы, значит, активность этого компонента комплемента в исследуемой сыворотке снижена. Иногда дополнительно оценивают активность регуляторных компонентов комплемента, например ингибитора C1-эстеразы.

20. Макрофаги (мононуклеарные фагоциты): общие сведения

Мононуклеарные фагоциты (макрофаги) составляют наиболее важную группу способных кфагоцитозу долгоживущих клеток.

Тканевые макрофаги и их предшественники – моноциты , промоноциты и монобласты – образуют систему мононуклеарных фагоцитов . Макрофаги – это долгоживущие фагоциты , имеющие много общих функций с нейтрофилами . Кроме того, макрофаги в качестве секреторных клеток участвуют во многих сложных иммунных и воспалительных реакциях, в которых не участвуют нейтрофилы.

Моноциты, как и нейтрофилы, покидают сосудистое русло путем диапедеза , но дольше циркулируют в крови: их период полуциркуляции составляет от 12 до 24 ч. После того как моноциты попадают в ткани, они превращаются в макрофаги, выполняющие специфические функции в зависимости от анатомической локализации. Особенно богаты этими клеткамиселезенка , печень , костный мозг и легкие , где функция макрофагов состоит в удалении из крови микроорганизмов и других вредных частиц.

Альвеолярные макрофаги , купферовские клетки , клетки микроглии , дендритные клетки , макрофаги селезенки, брюшины, костного мозга и лимфоузлов – все они выполняют специфические функции.

Мононуклеарные фагоцитов выполняет две основные функции, осуществляемые двумя разными типами клеток костномозгового происхождения:

– “профессиональными” макрофагами, главная роль которых – устранение корпускулярных антигенов, и

– антигенпрезентирующими клетками (АПК) , роль которых заключается в поглощении, процессинге и представлении антигена T-клеткам.

Макрофаги образуются из промоноцитов костного мозга , которые после дифференцировки вмоноциты крови задерживаются в тканях в виде зрелых макрофагов, где и формируют систему мононуклеарных фагоцитов . Особенно высоко их содержание в печении медулярных синусахлимфатических узлов .

Макрофаги – долгоживущие клетки с хорошо развитыми митохондриями и шероховатым эндоплазматическим ретикулумом .

Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна – они обеспечивают фагоцитоз , переработку и представление антигена T-клеткам. Макрофаги вырабатывают ферменты, некоторые белки сыворотки , кислородные радикалы , простагландины и лейкотриены , цитокины( интерлейкины , фактор некроза опухолей и другие). Макрофаги секретируют лизоцим, нейтральные протеазы, кислые гидролазы, аргиназу, многие компоненты комплемента, ингибиторы ферментов ( антиактиватор плазминогена , альфа2-макроглобулин ), транспортные белки ( трансферрин , фибронектин , транскобаламин II ), нуклеозиды и цитокины ( ФНО альфа ,ИЛ-1 , ИЛ-8 , ИЛ-12 ). ИЛ-1 выполняет много важных функций: воздействуя на гипоталамус, вызывает лихорадку ; стимулирует выход нейтрофилов из костного мозга; активирует лимфоцитыи нейтрофилы . ФНОальфа (называемый также кахектином ) – это пироген . Во многом он дублирует действие ИЛ-1, но кроме того, играет важную роль в патогенезе септического шока , вызванного грамотрицательными бактериями. Под влиянием ФНОальфа резко увеличивается образование макрофагами и нейтрофилами перекиси водорода и других свободных радикалов . При хроническом воспалении ФНОальфа активирует катаболические процессы и тем самым способствует развитию кахексии – симптома многих хронических заболеваний.

Макрофаги продуцируют также активные формы кислорода , производные арахидоновой кислоты, фактор активации тромбоцитов , хемокины , колониестимулирующие факторы , факторы, стимулирующие пролиферацию фибробластов и разрастание мелких сосудов. Макрофаги регулируют пролиферацию лимфоцитов, разрушают опухолевые клетки, вирусы и некоторых бактерий ( Mycobacterium tuberculosis , Listeria monocytogenes ). В уничтожениивнутриклеточных паразитов макрофагам принадлежит ключевая роль. Для этого они сливаются в гигантские клетки, которые под влиянием провоспалительных цитокинов объединяются в гранулемы. Образование гигантских клеток, возможно, регулирует интерферон гамма .

Основная функция макрофагов сводится к борьбе с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые могут существовать внутри клетки-хозяина, при помощи мощных бактерицидных механизмов, которыми обладают макрофаги.

Таким образом, макрофаги являются одним из орудий врожденного иммунитета . Кроме того макрофаги наряду с B – и T-лимфоцитами участвуют и в приобретенном иммунном ответе , являясь “дополнительным” типом клеток иммунного ответа: макрофаги являются фагоцитирующими клетками, чья функция – “проглатывание” иммунногенов и процессирование их для представления T-лимфоцитам в форме, пригодной для иммунного ответа. Основные функции макрофагов представлены на рис. 10-9 .

T-лимфоциты распознают инфицированный макрофаг по экспонированию на его поверхности микробного антигена, находящегося в комплексе с гликопротеином MHC класса II , который в данном случае служит сигналом макрофага. В результате распознавания T-клетки выделяютлимфокины , стимулирующие внутриклеточное уничтожение возбудителя макрофагом (см.Макрофаги: уничтожение паразитов, избегающих фагоцитоза ; и Лимфокины, действующие на макрофаги ).

В отличие от лимфоцитов, макрофаги не обладают способностью специфичного узнавания. Кроме того, макрофаги, по-видимому, отвечают за индукцию толерантности (см. T-лимфоциты: толерантность ).

При аутоиммунных заболеваниях макрофаги удаляют из крови иммунные комплексы и другие иммунологически активные вещества.

Макрофаги участвуют в заживлении ран , удалении отживших клеток и образованииатеросклеротических бляшек

21.Антигенпрезентирующие клетки. Представление и переработка антигена. Роль антигенпредставляющих клеток в специфических иммунологических реакциях.

Антигенпредставляющие клетки (АПК)

Начальным этапом Т-клеточного иммунного ответа является представление антигена Т-лимфоцитам. Антигенный рецептор CD4⁺Т-хелпера воспринимает антиген в комплексе с продуктом гена МНС II класса, который должен находиться на поверхности АПК. Следовательно, роль АПК может играть любая клетка организма, обладающая антигеном МНС II класса и способностью сорбировать на своей поверхности чужеродный антиген. В организме человека антигенами МНС II класса обладают немногие клетки: макрофаги, дендритные клетки, В-лимфоциты, а также клетки Лангерганса и кератиноциты кожи, эндотелиальные клетки сосудов и гломерул почек. Макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты называют профессиональными АПК, так как они более мобильны, активны и выполняют основной объем функций представления антигенов. АПК имеет на наружной мембране до 2 • 105 молекул МНС II класса. Для активации одного Т-лимфоцита достаточно 200-300 тагах молекул, находящихся в комплексе с антигеном.

Макрофаги

Макрофаги – клетки системы мононуклеарных фагоцитов происходят от монобластов костного мозга, которые дифференцируются в моноциты крови. Монолиты, составляющие около 5% лейкоцитов крови, находятся в циркуляции около 1 сут., а затем поступают в ткани, формируя популяцицию тканевых макрофагов, количество которых в 25 больше, чем моноцитов. К ним относятся купферовские клетки печени, микроглия центральной нервной системы, остеокласты костной ткани, макрофаги легочных альвеол, кожи и других тканей. Много макрофагов во всех органахиммунной системы. Тканевые макрофаги – клетки с округлым или почковидным ядром имеют диаметр 40-50 мкм. Цитоплазма содержит лизосомы с набором гидролитических ферментов, обеспечивающих переваривание любых органических ве ществ и выделение бактерицидного аниона кислорода. Макрофаги функционируют как фагоциты.

Они продуцируют растворимые вещества, регулирующие другие клетки иммунной системы, из которых наиболее изучен ИЛ-1, активирующий лимфоциты. На мембране макрофага экспрессированы структуры, обеспечивающие способность отличать чужеродные субстраты от собственных. Маркер макрофага – белок CD14 служит рецептором липополисахаридов бактерий. Макрофаг обладает пектиноподобными молекулами, соединяющимися с маннозными и фруктозными компонентами поверхности большинства микроорганизмов, что обеспечивает их контакты, лежащие в основе фагоцитоза.

Участие макрофага в иммунном ответе состоит в том, что эта клетка фагоцитирует антиген-содержащие частицы, дезинтегрирует их, превращая белки в антигенные пептидные фрагменты. Последние в комплексе с собственными антигенами МНС II класса макрофаг передает Т-лимфоциту при прямом контакте с ним.

При этом макрофаг продуцирует лимфокин ИЛ-1, который вызывает пролиферацию лимфоцитов, вступивших в контакт с антигеном, что обеспечивает формирование клона этих клеток, осуществляющих развитие иммунологической реакции на антиген.

Дендритные клетки

Дендритные клетки составляют вторую группу АПК. Они близки к макрофагам, но не обладают фагоцитирующими свойствами. Это способствует сохранности поглощенных антигенов, которые могут быть полностью разрушены в ходе фагоцитоза. Дендритные клетки содержатся в крови, лимфе и во всех других тканях. Дендритные клетки эпителиальных тканей называют клетками Лангерганса, в лимфатических узлах и селезенке они составляют около 1 % всех клеток. Эти отростчатые мононуклеарные клетки в разных тканях имеют неодинаковую форму и даже названия, однако все они обладают молеку лами МНС II класса и способностью фиксировать антигены с формированием комплекса антиген-продукт МНС, представляемого Т-лимфоцитам. Дендритные клетки значительно более активны, чем макрофаги и В-клетки в индукции первичного иммунного ответа: в отличие от других АПК дендритные клетки могут представлять ангиген покоящимся Т-лимфоцитам. Захват антигена дендритными метками чаще всего происходит вне лимфоидных органов. После того они мигрируют в лимфоидные образования, где происходит их контакт с Т-лимфоцитами и развитие дальнейших событий иммунного ответа. Этому способствуют стимулирующие воздействия на лимфоцит через контакт молекул В7-1 и ИЛ-2, экспрессированных на поверхности дендритных клеток, с молекулами CD40, находящимися на :оверхности Т-лимфоцита.

Дендритные клетки, как и большинство других клеток человека, обладают антигеном МНС I класса, необходимого для представления антигена CD8⁺цитотоксическому Т-лимфоциту. Поэтому они являются также инициаторами цитотоксичес-гах реакций.

22. 22. Система мононуклеарных фагоцитов. Функции и рецепторы макрофагов.

Система мононуклеарных фагоцитов  объединяет на основе единства происхождения, морфологии и функции моноциты периферической крови и тканевые макрофаги различной локализации.

В настоящее время показано, что макрофаги являются обязательными участниками многих иммунологических реакций. Остановимся несколько подробнее на этих клетках и их роли в формировании, регуляции и осуществлении иммунного ответа.

Во взрослом организме моноцитопоэз постоянно идет в костном мозге. Наименее зрелыми мононуклеарными фагоцитами являются монобласты костного мозга. Они дифференцируются из общих грануломоноцитарных клеток-предшественников, которые, в свою очередь, происходят от единой полипотентной гемопоэтической стволовой клетки. Образовавшиеся в костном мозгe моноциты менее чем через сутки мигрируют в периферическую кровь. Часть из них остается в костном мозге, превращаясь в резидентные макрофаги. При воспалении образование моноцитов резко увеличивается, чтобы обеспечить возросшие потребности в фагоцитирующих клетках. В связи с этим сокращается время клеточного цикла промоноцитов, их становится больше, а в крови соответственно возрастает количество моноцитов.

В качестве факторов, yсиливающих  моноцитопоэз, выступают провоспалительные цитокины, которые продуцируются и секретируются макрофагами в очаге воспаления. Таким образом осуществляется положительная обратная связь в регуляции моноцитопоэза В крови моноциты распределяются на пристеночный, и циркулирующий пулы, количественные соотношения которых могут меняться. Циркулирующие моноциты находятся в кровотоке, a пристеночные моноциты достаточно прочно прикреплены к эндотелию сосудов и гoтовы к трансзндотелиальной миграции из сосудов в ткани. Закономерная миграция моноцитов из кровотока в ткани опосредована экспрессией на моноцитах и на эндотелиальных клетках специализированных адгезионных молекул. Выйдя из кровеносного русла, моноцит не способен вернуться в циркуляцию миграции ткани идет постоянно, а при воспалении процесс ускоряется и приобретает направленный характер.

Моноциты, попавшие в соответствующее тканевое окружение дифференцируются в органо- и тканеспецифические макрофаги : альвеолярные, плевральные, перитонеальные, Купферовские клетки печени, гиcтиоциты соединuтельной ткани, остеокласты, клетки микроглии, макрофаги лимфоидной ткани, макрофаги очагов воспаления и некроза.

Тканевые макрофаги относятся к долгоживущим клеткам: продолжительность их жизни исчисляется месяцами и годами. Если не происходит их мобилизации в очаг инфекции или воспаления они могут погибать, мигрируя в селезенку или лимфатические узлы. Легочные макрофаги покидают легкие через воздухоносные пути.

Большое количество макрофагов находится в соединительной ткани, в лимфоузлах и лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми, в том числе со слизистыми воздухоносных путей (интерстициальные макрофaги легкого).

Альвeолярные макрофаги, выстилающие легочные альвеолы, считаются важнейшими клетками, участвующими в поддержании иммунного гомеостаза легких. Особую субпопуляцию составляют плевральные макрофаги, по своим свойствам близкие к перитонеальным макрофагам.

Моноциты  периферической крови в присутствии определенных факторов могут дифференцироваться только в тканевые макрофаги, но и в дендритные клетки. Было  установлено, что такими факторами являются ГМ-КСФ и  ИЛ-4. В результате действия этих цитокинов образуется мономорфная популяция ДК, имеющая характеристики незрел ДК периферических тканей.

Основные функции макрофагов

1. Фагоцитоз и пиноцитоз
2. Участие в процессах репарацщи
3. Секреторная функция макрофагов
4. Регуляция иммунного ответа.
5. Эффекторные функции макрофагов при специфическом иммунном ответе.

1.Одной из основных функций моноцитов крови и тканевых макрофагов является их участие в фагоцитозе и пиноцитозе которые представляют собой основные клеточные механизмы неспецифической резистентности организма.

Функция защиты организма от чужеродных агентов, особенно микроорганизмов, попадающих в него парентеральным путем, впервые была продемонстрирована и изучена И.И. Мечниковым выдвинувшим фагоцитарную теорию иммунитета. Фагоцитарная и бактерицидная активность макрофагов обеспечивает очищение местных воспалительных очагов и организма от возбудителей осуществляя защитную функцию макрофаги предотвращают поглощают и разрушают эндотоксины.

Позднее стала ясна роль макрофагов в распознавании и фагоцитoзе поврежденных, разрушенных или отмирающих клеток  и тканей организма. Например,  показано участие макрофагов в аутолизе и резорбции ткани в очагах воспаления и некроза отмирающих этиологии, а также в утилизации собственных отмирающих и стареющих клеток организма в частности, эритроцитов и лейкоцитов.

Благодаря фагоцитозу макрофaги участвуют в удалении из организма иммунных комплексов и клеток, подвергшихся апоптозу.

Фагоцитоз антигенов является начальным этапом  внутриклеточного процессинга (переработки) антигенов, обеспечивающего выполнение этими клетками антигенпредставляющей функции.

–  фагоцитоз – поглощение частиц  или клеток за счет «обтекания» их псевдоподиями;

– пиноцитоз – зависимый от цитоскелета тип жидкофазного  эндоцитоза;

– рецепторный эндоцитоз –  поглощение маннозилированных и фукозилированных антигенов, опосредованное MMR (маннозный рецетор);

   2.Участие в процессах репарации

Макрофaгам отводится существенная роль в процессах репарации и заживления  ран. Эти клетки принимают участие на всех этапах заживления ран, начиная с острого воспаления. В последующем они усиливают ангиогенез, стимулируют пролиферацию эндотелиальных и мезенхимальных клеток и участвуют в регуляции синтеза и деградации внеклеточного матрикса. В самом начале процессов репарации макрофarи участвуют в удалении продуктов разрушения тканей за счет эндоцитоза и деградации лизосомными гидролазами. Затем при участи и деградации секретируемых макрофarами нейтральных протеaз внеклетoчная среда  очищается от клеточноrо детpита. Выделяемый макрофагами М-КСФ совместно с другими стимуляторами индуцирует активность лизосомных гидролаз и секреuию нейтральных протеаз.

  3.Секреторная функция макрофагов Монoциты/макрофaги являются активными секреторными клетками. Они способны продуцировать и секретировать более l00 различных видов молекул. Синтез большинства и них является индуuибельным, а постоянно синтезируются секретируются  лишь отдельные соединения(ростовые факторы, лизоцим).

Все продукты секреции моноцитов и макрофагов можно разделить на следующие группы: –  Ферменты неспецифической противоинфекционной защиты (пероксидаза, активные формы кислорода, окись азота, катионные белки, лизоцим и интерферон);

– ферменты, активные в отношении внеклеточных белков: коллагеназа, эластаза, активаторы плазминогена, лизосомные ферменты(кислые гидролазы). Секреция этих продуктов активируется под воздействием ряда стимулов: лимфокинов. иммунных комплексов, компонентов микробной стенки и др.

–  Биологически активные вещества, являющиеся медиаmорами и модуляторами  различных физиологических процессов, в первую очередь- воспаления: простагландины,

лейкотриены, циклические нуклеотиды.

–  Вещества, активирующие регулирующие uммунные реакции.

К этой группе прежде всего относятся цитокины(монокины), такие как Ил-1, 6, 8, 12, TNF-a, ГМ-КСФ, M-KСФ, ФУM, IFN-a и другие. Кроме того макрофаги синтезируют белки системы комплемента и системы проnердuна .

4.Участие в регуляции иммунного ответа .Помимо участия в распознавании антигена, которое само по себе является фактором, регулирующим особенности и величину иммунного ответа, моноциты крови и тканевые макрофаги синтезируют ряд факторов, влияющих на дифференцировку,  пролиферацию и функциональную активность других участников иммунного ответа –  определенных субпопуляций Т- и В-лимфоцитов.

Свое стимулирующее действие на дифференцировку Т- лимфоцитов макрофarи осуществляют и с помощью других монокинов, но при непосредственном межклеточном взаимодействии. Это происходит, в частности, в тимусе в процессе антигеннезависимой дифференцировки. Т-лимфоциты формируют  своеобразные”грозди” поверхности макрофагов и медленно  перемещаются по их поверхности(время такого контакта составляет от 20 минут до 5 часов, а при распознавании антигена в процессе антигензависимой дифференцировки он продолжается около 24-72 часов).

23.Функции системы клеточного иммунитета. Рецепторы и маркеры Т-лимфоцитов, антигензависимая и антигеннезависимая  дифференцировка Т-лимфоцитов.

Клеточный иммунитет

Основные характеристики клеточного и гуморального звеньев иммунитета представлены в табл. 1. Клеточный иммунитет опосредован цитотоксическими T-лимфоцитами и T-хелперами. Цитотоксические T-лимфоциты непосредственно контактируют с чужеродными клетками и разрушают их, а T-хелперы вырабатывают биологически активные вещества — цитокины, активирующие макрофаги (см. табл. 2). По способности вырабатывать разные цитокины и участвовать в регуляции клеточного и гуморального иммунитета T-хелперы подразделяются на 2 типа — Th1 и Th2. Первые вырабатывают интерферон гамма и интерлейкин-2, стимулируют пролиферацию цитотоксических T-лимфоцитов и активируют макрофаги, вторые вырабатывают интерлейкины-4, -5, -6, стимулируют пролиферацию и дифференцировку B-лимфоцитов, а также синтез антител разных классов.

Таблица 1. Основные характеристики гуморального и клеточного иммунитета

Главный комплекс гистосовместимости — это группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые играют важнейшую роль в распознавании чужеродного и развитии иммунного ответа. Главный комплекс гистосовместимости человека получил название HLA. Антигены HLA подразделяются на антигены классов I и II. Антигены HLA класса I необходимы для распознавания трансформированных клеток цитотоксическими T-лимфоцитами. Важнейшая функция антигенов HLA класса II — обеспечение взаимодействия между T-лимфоцитами и макрофагами в процессе иммунного ответа. T-хелперы распознают чужеродный антиген лишь после его переработки макрофагами, соединения с антигенами HLA класса II и появления этого комплекса на поверхности макрофага. Способность T-лимфоцитов распознавать чужеродные антигены только в комплексе с антигенами HLA называют ограничением по HLA. Определение антигенов HLA классов I и II имеет большое значение в клинической иммунологии и используется, например, при подборе пар донор—реципиент перед трансплантацией органов.

Клеточный иммунитет играет важную роль в следующих реакциях.

    а. Аллергические реакции замедленного типа (например, туберкулиновые пробы), аллергический контактный дерматит.

    б. Защита против внутриклеточных паразитов.

    в. Противовирусный и противогрибковый иммунитет.

    г. Отторжение трансплантата.

    д. Противоопухолевый иммунитет.

В процессе дифференцировки Т-лимфоцитов выделяют два основных этапа (как Вы помните, такие же два этапа выделяют в процессе дифференцировки В-лимфоцитов):

1. Антигеннезависимая дифференцировка – происходит постоянно в тимусе.
2. Антигензависимая дифференцировка – происходит в периферических органах иммунной системы только при контакте Т-лимфоцита с антигеном.

АНТИГЕННЕЗАВИСИМАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Т-ЛИМФОЦИТОВ

Родоначальной клеткой Т-лимфоцитов, как и всех клеток крови, является полипотентная стволовая гемопоэтическая клетка. Её маркером является CD 34. Справочную информацию о CD смотри в конце учебно-методической рекомендации.

Ранние предшественники Т-лимфоцитов мигрируют из костного мозга в тимус, где происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием «клеток нянек», эпителиальных клеток тимуса, а так же гормонов тимуса (α- и β-тимозины, тимулин /сывороточный фактор тимуса/, тимопоэтин, тимический гуморальный фактор). Самыми ранними маркерами тимоцитов являются CD7, CD2. В тимусе Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают важную способность к распознаванию антигена. На их наружной мембране появляется (экспрессируется) особый рецептор – Т- клеточный рецептор (ТКР, англ. – TcR, T-cell receptor) для антигена. Причем для каждого антигена (эпитопа) в организме предназначен отдельный лимфоцит или его клональные дочерние лимфоциты-потомки, которые имеют специфичный антигену TcR. Тимоциты одновременно с TcR в процессе дифференцировки приобретают CD3, который тесно связан с Т-клеточным рецептором. CD3 необходим для передачи сигнала от ТКР в цитоплазму. На поверхности тимоцитов появляются также молекулы CD8 и CD4. Это двойные позитивные клетки, т.е. их фенотип (ТКР+, CD3+, CD4+, CD8+) и они

α β

Место связывания антигенаКафедра клинической иммунологии с аллергологией являются молодыми тимоцитами.

По своему строению молекулы TcR (ТКР) напоминают иммуноглобулины (Fab-фрагмент) и состоят из альфа- и бета- цепей (TcR αβ их подавляющее большинство) или гамма- и дельта- цепей (TcR γδ). αβ- и γδ – формы TcR весьма сходны по структуре. Каждая цепь ТКР состоит из двух областей (доменов): наружный вариабельный (V) , второй – константный (С). Отдельные гены кодирующие всю вариабельную область (V) α и

β цепей TcR отсутствуют. Фрагменты вариабельных доменов кодируются тремя группами генов обозначаемых V, D, J. В клеточном геноме гены, кодирующие V-, J- и D-сегменты вариабельной области, представлены в виде многочисленных вариантов. Именно различные сочетания V-, J- и D-сегментов V области, образующиеся

в процессе генной перестройки, называемой реаранжировкой, обеспечивают разнообразие молекул ТКР.

Таким образом, ограниченное число генов (около 400) может кодировать рецепторы для почти бесконечного числа антигенов (многих миллионов). Причем различные комбинации генов V, D, J –сегментов – это только один из способов достижения многообразия антигенных рецепторов Т-лимфоцитов.

Основная функция зрелых Т-лимфоцитов – распознавание чужеродных антигенных пептидов в комплексе с собственными антигенами главного комплекса гистосовместимости (ГКГС) на поверхности антигенпрезентирующих клеток или на поверхности любых клеток-мишеней организма. Для выполнения этой функции Т-лимфоциты должны быть способны распознавать собственные антигены ГКГС. В то же время, Т- клетки не должны распознавать аутоантигены самого организма, связанные с собственными антигенами ГКГС.

В связи с этим в тимусе молодые тимоциты проходят селекцию («отбор»), TcR которых соответствует вышеуказанным условиям.

Суть позитивной и негативной селекции состоит в следующем (см. рисунок на титульном листе):

Позитивная селекция. Т-лимфоциты, ТКР которых обладает способностью распознавать HLA (молекулы ГКГС) стромальных клеток тимуса, выживают, а если нет – то гибнут путем апоптоза. Позитивная селекция – поддержка избирательной выживаемости. Таким образом, выживают только лимфоциты способные

распознавать собственные HLA! И эта способность в последующем является важной в функционировании Т- клеток.

Кроме этого в тимусе погибают путем апоптоза аутореактивные лимфоциты (лимфоциты имеющие ТКР к антигенным детерминантам собственных тканей). Важно, что при контакте с эпителиоидными клетками тимуса Т-лимфоциты, реагирующие на «своё», разрушаются путем запуска апоптоза (запрограммированной

клеточной смерти при активации через CD95 – Fas рецептор). Это отрицательная селекция. В итоге, исчезают аутореактивные клоны клеток и возникает толерантность (неотвечаемость) к «своему». В тимусе около 95 – 97% лимфоцитов погибают в результате процесса селекции.

В последующем одна из молекул CD4 или CD8 утрачивается и клетки становятся зрелыми. Клетки сохранившие CD4 являются Т-хелперами (Тh) и их ТКР распознает HLA II класса, а сохранившие CD8 – цитотоксическими Т-лимфоцитами и их ТКР обладает способностью распознавать HLA I класса. Из тимуса

На одном Т-лимфоците только один вариант рецептора и только к одному антигену.

TcR прочно связан с CD3.Кафедра клинической иммунологии с аллергологией, они мигрируют в периферические лимфоидные органы, где заселяют преимущественно Т-зависимые зоны. В частности в лимфоузлах – паракортикальную. Зрелые лимфоциты рециркулируют.

Таким образом, АНТИГЕННЕЗАВИСИМАЯ дифференцировка Т-лимфоцитов включает в себя пролиферацию, приобретение специфических маркеров Т-лимфоцитами и образование дифференцированных, зрелых субпопуляций, способных осуществлять характерные для той или иной субпопуляции функции

(индукция иммунного ответа, его регуляция, цитотоксичность). В процессе антигеннезависимой дифференцировки образуются лимфоциты, которые генетически детерминированы к взаимодействию с определенным антигеном и иммунному ответу на этот антиген.

АНТИГЕНЗАВИСИМАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Т-ЛИМФОЦИТОВ

Антигензависмая дифференцировка происходит в периферических органах иммунной системы, если Т- лимфоцит провзаимодействовал с антигеном. Начинается она с момента распознавания антигена и заканчивается образованием клона лимфоцитов, способных оказывать специфическое действие как по отношению к антигену, так и к другим иммунокомпетентным клеткам, вступившим во взаимодействие с антигеном. Причем хелперы и цитотоксические лимфоциты распознают антиген по разному. Так,

ХЕЛПЕРЫ (CD4–клетки) распознают АНТИГЕН в комплексе с HLA II КЛАССА, КИЛЛЕРЫ

(CD8-клетки) – в комплексе антиген с HLA 1 КЛАССА. Распознавание антигена Т-хелпером является центральным процессом, как в гуморальном иммунном ответе, так и в усилении клеточной формы иммунного ответа.

Специфическими МАРКЕРАМИ для ВСЕЙ ПОПУЛЯЦИИ Т-ЛИМФОЦИТОВ являются имеющиеся на наружной мембране этих клеток антигены CD 3. (Раньше использовался маркер CD 2 – рецептор для эритроцитов барана, что не совсем корректно. Параметры CD антигенов смотри в приложении.)

Маркер Т-лимфоцитов – структура, которая свойственна только Т-лимфоцитам (всем

субпопуляциям Т-лимфоцитов) – CD3.

24. Основные функции Т-системы иммунитета. Антигензависимая и антигеннезависимая дифференцировка Т-лимфоцитов. Строение антигенраспознающих рецепторов Т-лимфоцитов.

Т-система иммунитета уничтожает антигены, представленные на клетках, через прямое взаимодействие цитотоксических T-клеток (CD8 T-клеток, T-киллеров) с измененными собственными или чужеродными клетками.

Вторая отличительная черта Т-клеток связана с особенностями распознавания антигена: Т-клетки распознают не собственно антигенный пептид ( эпитоп ), а его комплекс с молекулами I или II классов МНС.

В тех случаях, когда антиген образует комплекс, включающий молекулы MHC класса I, распознавание и уничтожение осуществляется, как только что упоминалось выше, цитотоксическими CD8 T-клетками.

В тех же случаях, когда антиген образует комплекс с молекулами MHC класса II, в процесс взаимодействия с таким комплексом вступают либо CD4 Т-клетки воспаления (ТН1), либо хелперные CD4 Т-клетки (ТН2). (Прежнее название клеток субпопуляции TH1 – Т-индукторы).

По определению, Т-система иммунитета включает:

– тимус – место дифференцировки костномозговых предшественников Т-клеток (пре-Т-клеток) до потенциально зрелых форм;
– различные субпопуляции собственно Т-клеток и
– группу цитокинов, продуцируемых этими клетками.
Основные функции системы связаны с обеспечением клеточной формы иммунного реагирования:
– во-первых, цитотоксическим (киллерным) разрушением генетически отличающихся клеток и тканей (чужеродных трансплантатов, раковых и вирус-трансформированных клеток) и
– во-вторых, участием в регуляции как клеточного иммунного ответа, так и гуморального ответа посредством включения в иммунный процесс T-хелперов, Т-супрессоров и Т-клеточных цитокинов.

Т-клетки характеризуют следующие особенности:

1. Клональная организация Т-клеточного пула – способность потомков одной клетки (клона) реагировать только на один из множества антигенных пептидов (данное свойство Т-клеток является общим с В-клетками ).
   2. Характер распознавания чужеродного антигена: в отличие от поверхностных иммуноглобулинов В-клеток, которые распознают собственно антигенный эпитоп, антигенраспознающий рецептор Т-клеток (ТКР) взаимодействует с комплексом: антигенный эпитоп-молекулы МНС.
   3. Деление Т-клеток на субпопуляции: T-киллеры / T-супрессоры и T-хелперы / Т-клетки воспаления.

Т-лимфоциты

Т-лимфоциты образуют три основные субпопуляции:

1) Т-киллеры осуществляют иммунологический генетический надзор, разрушая мутированные клетки собственного организма, в том числе и опухолевые, и генетически чужеродные клетки трансплантатов. Т-киллеры составляют до 10 % Т-лимфоци-тов периферической крови. Именно Т-киллеры своим воздействием вызывают отторжение пересаженных тканей, но это и первая линия защиты организма от опухолевых клеток;

2) Т-хелперы организуют иммунный ответ, воздействуя на В-лимфоциты и давая сигнал для синтеза антител против появившегося в организме антигена. Т-хелперы секретируют интерлейкин-2, воздействующий на В-лимфоциты, и г-интерферон. Их в периферической крови до 60–70 % общего числа Т-лимфоцитов;

3) Т-супрессоры ограничивают силу иммунного ответа, контролируют активность Т-киллеров, блокируют деятельность Т-хелперов и В-лимфоцитов, подавляя избыточный синтез антител, которые могут вызывать аутоиммунную реакцию, т. е. обратиться против собственных клеток организма.

Т-супрессоры составляют 18–20 % Т-лимфоцитов периферической крови. Избыточная активность Т-суп-рессоров может привести к угнетению иммунного ответа вплоть до его полного подавления. Это бывает при хронических инфекциях и опухолевых процессах. В то же время недостаточная деятельность Т-супрес-соров приводит к развитию аутоиммунных заболеваний в связи с повышенной активностью Т-киллеров и Т-хелперов, не сдерживаемых Т-супрессорами. Для регулирования иммунного процесса Т-супрессоры секретируют до 20 различных медиаторов, ускоряющих или замедляющих активность Т– и В-лимфоцитов. Кроме трех основных видов, существуют и другие виды Т-лимфоцитов, в том числе Т-лимфоциты иммунологической памяти, сохраняющие и передающие информацию об антигене. При повторной встрече с этим антигеном они обеспечивают его распознавание и тип иммунологического ответа. Т-лимфоциты, выполняя функцию клеточного иммунитета, кроме того, синтезируют и секретируют медиаторы (лимфокины), которые активизируют или замедляют деятельность фагоцитов, а также медиаторы с цитотоксилогическим и интерфероноподобным действиями, облегчая и направляя действие неспецифической системы.

АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИЙ РЕЦЕПТОР T-ЛИМФОЦИТОВ

Антигенраспознающие рецепторы T-клеток – TCR состоят из цепей, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов (см. рис. 5-1). Выступающий над поверхностью клетки антигенраспознающий участок TCR – гетеродимер, т.е. состоит из двух разных полипептидных цепей. Известны два варианта TCR, обозначаемые как αβTCR и γδTCR. Эти варианты различаются составом полипептидных цепей антигенраспознающего участка. Каждый T-лимфоцит экспрессирует только 1 вариант рецептора. αβT-клетки были открыты раньше и изучены подробнее, чем γδT-лимфоциты. В связи с этим строение антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов удобнее описывать на примере αβTCR. Трансмембранно расположенный комплекс TCR состоит из 8 полипептидных

Рис. 6-1. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул

цепей (гетеродимера α- и β-цепей собственно TCR, двух вспомогательных цепей ζ, а также по одному гетеродимеру ε/δ- и ε/γ-цепей молекулы СD3) (рис. 6-1).

• Трансмембранные цепиα и β TCR. Это 2 примерно одинаковые по размеру полипептидные цепи – α (молекулярная масса 40-60 кДа, кислый гликопротеин) и β (молекулярная масса 40-50 кДа, нейтральный или основный гликопротеин). Каждая из этих цепей содержит по 2 гликозилированных домена во внеклеточной части рецептора, гидрофобную (положительно заряженную за счёт остатков лизина и аргинина) трансмембранную часть и короткий (из 5-12 остатков аминокислот) цитоплазматический участок. Внеклеточные части обеих цепей соединены одной дисульфидной связью.

– V-область. Наружные внеклеточные (дистальные) домены обеих цепей имеют вариабельный аминокислотный состав. Они гомологичны V-области молекул иммуноглобулинов и составляют V-область TCR. Именно V-области α- и β-цепей вступают в связь с комплексом MHC-пептид.

– C-область. Проксимальные домены обеих цепей гомологичны константным областям иммуноглобулинов; это C-области TCR.

– Короткий цитоплазматический участок (как α-, так и β-цепи) не может самостоятельно обеспечить проведение сигнала внутрь клетки. Для этого служат 6 дополнительных полипептидных цепей: γ, δ, 2ε и 2ζ.

• Комплекс CD3.Цепи γ, δ, ε между собой образуют гетеродимеры γε и δε (вместе их называют комплекс CD3). Этот комплекс необходим для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и проведения сигнала внутрь клетки. Этот комплекс состоит из внеклеточной, трансмембранной (отрицательно заряженной и потому электростатически связанной с трансмембранными участками α- и β-цепей) и цитоплазматической частей. Важно не путать цепи CD3-комплекса с γδ-цепями димера TCR.
• ζ-Цеписоединены между собой дисульфидным мостиком. Большая часть этих цепей расположена в цитоплазме. ζ-Цепи осуществляют проведение сигнала внутрь клетки.
• ITAM-последовательности.Цитоплазматические участки полипептидных цепей γ, δ, ε и ζ содержат 10 последовательностей ITAM (1 последовательность в каждой γ-, ε- и δ-цепях и 3 – в каждой ζ-цепи), взаимодействующих с Fyn – тирозинкиназой цитозоля, активация которой инициирует начало биохимических реакций по проведению сигнала (см. рис. 6-1).

В связывании антигена участвуют ионные, водородные, ван-дерваальсовы и гидрофобные силы; конформация рецептора при этом существенно изменяется. Теоретически каждый TCR способен связывать порядка 10⁵ разных антигенов, причём не только родственных по строению (перекрёстно реагирующих), но и не гомологичных по структуре. Однако в реальности полиспецифичность TCR ограничивается распознаванием всего лишь нескольких структурно схожих антигенных пептидов. Структурной основой этого феномена является особенность одновременного распознавания TCR комплекса «МНС-пептид».

Корецепторные молекулы CD4 и CD8

Помимо самого TCR каждый зрелый T-лимфоцит экспрессирует одну из так называемых корецепторных молекул – CD4 или CD8, которые также взаимодействуют с молекулами MHC на АПК или клеткахмишенях. Каждая из них имеет цитоплазматический участок, связанный

с тирозинкиназой Lck, и, вероятно, вносит свой вклад в проведение сигнала внутрь клетки при распознавании антигена.

• CD4связывается с инвариантной частью (β2-доменом) молекулы MHC-II (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, б). CD4 имеет молекулярную массу 55 кДа и 4 домена во внеклеточной части. При активации T-лимфоцита одну молекулу TCR «обслуживают» 2 молекулы CD4: вероятно, происходит димеризация молекул CD4.
• CD8связывается с инвариантной частью (αЗ-доменом) молекулы MHC-I (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, а). CD8 – гетеродимер цепей α и β, соединённых дисульфидной связью. В некоторых случаях обнаруживают гомодимер из двух α-цепей, который также может взаимодействовать с MHC-I. Во внеклеточной части каждая из цепей имеет по одному иммуноглобулиноподобному домену.

Гены T-клеточного рецептора

Гены α-, β-, γ- и δ-цепей (рис. 6-2, также см. рис. 5-4) гомологичны генам иммуноглобулинов и претерпевают при дифференцировке T-лимфоцитов рекомбинацию ДНК, что теоретически обеспечивает генерацию порядка 10¹⁶-10¹⁸вариантов антигенсвязывающих рецепторов (реально это разнообразие ограничено числом лимфоцитов в организме до 10⁹).

• Гены α-цепи имеют ~54 V-сегмента, 61 J- и 1 C-сегмент.
• Гены β-цепи содержат ~65 V-сегментов, 2 D-сегмента, 13 J-сегментов и 2 C-сегмента.
• Гены δ-цепи. Между V- и J-сегментами α-цепи расположены гены D-(3), J-(4) и C-(1) сегментов δ-цепиγδTCR. V-сегменты δ-цепи «вкраплены» среди V-сегментов α-цепи.
• Гены γ-цепиγδTCR имеют 2 C-сегмента, 3 J-сегмента перед первым C-сегментом и 2 J-сегмента перед вторым C-сегментом, 15 V-сегментов.

25. Субпопуляция Т-лимфоцитов и их функция.

Т- лимфоциты.

Локализация.

Обычно локализуются в так называемых Т- зависимых зонах периферических лимфоидных органов (периартикулярно в белой пульпе селезенки и паракортикальных зонах лимфоузлов).

Функции.

Т- лимфоциты распознают процессированный и представленный на поверхности антиген- представляющих ( А ) клеток антиген. Они отвечают за клеточный иммунитет, иммунные реакции клеточного типа. Отдельные субпопуляции помогают В- лимфоцитам реагировать на Т- зависимые антигены выработкой антител.

Происхождение и созревание.

Родоначальницей всех клеток крови, в том числе лимфоцитов, является единая стволовая клетка костного мозга. Она генерирует два типа клеток- предшественников-  лимфоидную стволовую клетку и предшественника клеток красной крови, от которой происходят и клетки- предшественники лейкоцитов и макрофагов.

Образование и созревание иммунокомпетентных клеток осуществляется в центральных органах иммунитета (для Т- лимфоцитов- в тимусе). Клетки- предшественники Т- лимфоцитов попадают в тимус, где пре- Т- клетки (тимоциты) созревают, пролиферируют и проходят дифференцировку на отдельные субклассы в результате взаимодействия с эпителиальными и дендритными клетками стромы и воздействия гормоноподобных полипептидных факторов, секретируемых эпителиальными клетками тимуса ( альфа1- тимозин, тимопоэтин, тимулин и др.).

При дифференцировке Т- лимфоциты приобретают определенный набор мембранных CD- маркеров. Т-клетки разделяют на субпопуляции в соответствии с их функцией и профилем CD- маркеров.

Т- лимфоциты распознают антигены с помощью двух типов мембранных гликопротеинов- Т- клеточных рецепторов (семейство Ig- подобных молекул) и CD3, нековалентно связанных между собой. Их рецепторы, в отличие от антител и рецепторов В- лимфоцитов, не распознают свободно циркулирующие антигены. Они распознают пептидные фрагменты, представляемые им А- клетками через комплекс чужеродных веществ с соответствующим белком главной системы гистосовместимости 1 и 2 класса.

Выделяют три основные группы Т- лимфоцитов- помощники (активаторы), эффекторы, регуляторы.

Первая группа- помощники (активаторы), в состав которых входят Т- хелперы1, Т- хелперы2, индукторы Т- хелперов, индукторы Т- супрессоров.

1. Т- хелперы1несут рецепторы CD4 (как и Т- хелперы2) и CD44, отвечают за созреваниеТ- цитотоксических лимфоцитов (Т- киллеров), активируют Т- хелперы2 и цитотоксическую функцию макрофагов, секретируют ИЛ-2, ИЛ-3 и другие цитокины.
2. Т- хелперы2имеют общий для хелперов CD4 и специфический CD28 рецепторы, обеспечивают пролиферацию и дифференцировку В- лимфоцитов в антителпродуцирующие (плазматические) клетки, синтез антител, тормозят функцию Т- хелперов1, секретируют ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6.
3. Индукторы Т- хелперовнесут CD29, отвечают за экспрессию антигенов HLA класса 2 на макрофагах и других А- клетках.
4. Индукторы Т- супрессоровнесут CD45 специфический рецептор, отвечают за секрецию ИЛ-1 макрофагами, активацию дифференцировки предшественников Т- супрессоров.

Вторая группа- Т- эффекторы. В нее входит только одна субпопуляция.

5. Т- цитотоксические лимфоциты (Т- киллеры).Имеют специфический рецептор CD8, лизируют клетки- мишени, несущие чужеродные антигены или измененные аутоантигены (трансплантант, опухоль, вирус и др.). ЦТЛ распознают чужеродный эпитоп вирусного или опухолевого антигена в комплексе с молекулой класса 1 HLA в плазматической мембране клетки- мишени.

Третья группа- Т-клетки- регуляторы. Представлена двумя основными субпопуляциями.

6. Т- супрессорыимеют важное значение в регуляции иммунитета, обеспечивая подавление функций Т- хелперов 1 и 2, В- лимфоцитов. Имеют рецепторы CD11, CD8. Группа функционально разнородна. Их активация происходит в результате непосредственной стимуляции антигеном без существенного участия главной системы гистосовместимости.
7. Т- контсупрессоры.Не имеют CD4, CD8, имеют рецептор к особому лейкину. Способствуют подавлению функций Т- супрессоров, вырабатывают резистентность Т- хелперов к эффекту Т- супрессоров.

26.Дифференцировочные антигены Т и В-клеток.

CD антигены.

Кластерная дифференциация поверхностных молекул (антигенов) клеток, прежде всего лейкоцитов, шагает далеко вперед. К настоящему времени CD антигены- не абстрактные маркеры, а функционально значимые для клетки рецепторы, домены и детерминанты, в том числе исходно не являющиеся специфическими для лейкоцитов.

Важнейшими дифференцировочными антигенами Т- лимфоцитов человека являются следующие.

1. CD2 — антиген, характерный для Т- лимфоцитов, тимоцитов, NK клеток. Он идентичен рецептору эритроцитов барана и обеспечивает образование розеток с ними (методика определения Т- клеток).
2. CD3 — необходимы для функционирования любых Т- клеточных рецепторов (ТКР). Молекулы CD3 имеют все субклассы Т- лимфоцитов. Взаимодействие ТКР- CD3 (она состоит из 5 субъединиц) с представляющей антиген молекулой МНС класса 1 или 2 определяет характер и реализацию иммунного ответа.
3. CD4. Эти рецепторы имеют Т- хелперы 1 и 2 и Т- индукторы. Являются корецептором (местом связывания) детерминант белковых молекул МНС класса 2. Является специфическим рецептором для оболочечных белков вируса иммунодефицита человека ВИЧ- 1 (gp120) и ВИЧ- 2.
4. CD8. Популяция CD8+ Т- лимфоцитов включает цитотоксические и супрессорные клетки. При контакте с клеткой- мишенью CD8 выступает в роли корецептора для белков HLA класса 1.

Дифференцировочные рецепторы В- лимфоцитов.

На поверхности В- лимфоцитов может находиться до 150 тысяч рецепторов, среди которых описано более 40 типов с различными функциями. Среди них — рецепторы к Fc- компоненту иммуноглобулинов, к С3 компоненту комплемента, антигенспецифические Ig рецепторы, рецепторы к различным факторам роста и дифференцировки.

27.Методы оценки Т-системы иммунитета.

Развитие Т-лимфоцитов происходит в центральном органе иммунитета — вилочковой железе (Ф. Бернет, 1971). Среди тимоцитов выделяют три самостоятельные популяции: Т-хелперы (помощники), Т-супрессоры (подавители) и Т-эффекторы. Четвертый тип тимоцитов — киллеров (убийц) накапливается под влиянием антигенной стимуляции Т-эффекторов и завершает тем самым иммунные реакции клеточного типа. Особое значение в настоящее время придается взаимоотношению Т-хелперов и Т-супрессоров, которые обладают способностью тормозить и останавливать антителопродукцию, обеспечивая иммунологическую толерантность (Л. Н. Фонталин, Л. А. Певницкий, 1978, и др.).

 Для определения функциональной активности Т-системы применяются следующие методы: подсчет циркулирующих Т-лимфоцитов, реакция бластной трансформации лимфоцитов (РБТЛ), реакция ингибиции миграции лимфоцитов (РИМЛ), спонтанное розеткообразование клеток (Е РОК), чувствительность лимфоцитов к кортизолу, цитотоксические тесты при использовании антисывороток к Т-лимфоцитам, определение функциональной активности Т-супрессоров и др. (А. Н. Чередеев, 1976, и др.).

Наиболее информативными методами являются РБТЛ и Е-РОК.

Метод РБТЛ основан на том, что Т-лимфоциты в питательной среде под влиянием стимулятора фотогемагглютинина (ФГА) могут превращаться (трансформироваться) в недифференцированные зародышевые клетки (бласты). Допускается, что это происходит за счет освобождения лизосомальных ферментов и разрушения РНК- Чем интереснее происходит превращение лимфоцитов в бласты, тем активнее и полноценнее Т-система (О. И. Епифанова с соавт., 1977).

Существует два метода определения РБТЛ: морфологический и изотопный. Наиболее перспективным методом является изотопный, основанный на определении блаеттрансформацин по включению меченого тимидина (Из) в ДНК лимфоцитов (И. Н. Брауде, 1969; П. Г. Назаров, В. И. Пуринь, 1975, и др). Результаты выражаются в индексах стимуляции. По данным С. К. Евтушенко (1980), у доноров норма РБТЛ с ФГА составила 61,71 ±9,72 (размах индекса стимуляции после 72 ч инкубации составил от 18,36 до 231,24), что близко к данным литературы (А И. Евсеева с соавт., 1976).

Для оценки спецификой сенсибилизации противомозговыми антителами Т-лимфоцитов вместо ФГА в инкубируемую смесь мы добавляли по 1 капле водно-солевого экстракта мозгового антигена (МАГ), приготовленного из различных участков мозга, предварительно определив его митогенпую активность (то есть находили минимальное количество антигена, которое вызывало бластн>ю трансформацию лимфоцитов). Параллельно проводится контроль без ФГА, МАГ и других антигенов.

Реакция спонтанного розеткообразования Т-клеток основана на образовании розеток из Т-лимфоцитов и эритроцитов барана (Е-РОК), которые являются индикаторами (маркерами) Т-лимфоцитов (М Jondal с соавт., 1972). В ограниченном препарате среди всех типов лейкоцитов подсчитывается процент розеткообразующих лимфоцитов. Норма Е-РОК, по нашим данным, составила (51,0+9,7)%, что также близко к данным литературы (С. И. Донское с соавт., 1975, и др.). Низкий процент розеткообразования лимфоцитов говорит о пониженной активности Т-лимфоцитов, а если он резко снижен, то это указывает на иммунодефицитное состояние (R. Hong, 1977, и др.), требующее соответствующей иммуностимулирующей коррекции.

Дополнительно ( для лучшего понимания сути методов)

1. Методы оценки Т-системы.
   А. Количественная оценка.

Определение количества Т-лимфоцитов. Метод Е-розетко-образования (Е-РОК).
Принцип метода: на первом этапе методом центрифугирования в градиенте плотности из крови выделяют лимфоциты. На втором этапе с помощью реакции розеткообразоаания с эритроцитами барана определяют процент Т-лимфоцитов от общего числа. Реакция розеткообразования основана на наличии на поверхности Т-лимфоцитов рецепторов, способных фиксировать эритроциты барана. Поэтому при добавлении к суспензии лимфоцитов эритроцитов барана последние адсорбируются Т-лимфоцитами. Образующиеся при этом структуры называются розетками. Розеткообразующей считается клетка, окруженная тремя и более эритроцитами. Общее количество лимфоцитов и количество розеток подсчитывают под микроскопом.

Б. Качественная (функциональная) оценка.

Б1. Оценка способности к пролиферации в реакции бласт-ной трансформации лимфоцитов.
Принцип метода: Т-лимфоциты под воздействием некоторых биостимуляторов, например, фитогемагглютинина (ФГА) в культуре ю УЙГО способны превращаться в большие бластрпо-добные клетки с разрыхленным ядром и базофильной цитоплазмой, активно синтезирующие ДНК.

Б2, Определение количества Т-супрессоров, Т-хелперов и Т-киллеров в реакции иммунофлюоресценции (РИФ) и ИФА.

Принцип РИФ: лимфоцитарная взвесь обрабатывается моноклинальными антителами против отдельных субпопуляций Т-лимфоцитов, а затем — меченой флюорохромом антиглобу-линовой сывороткой. Подсчет флюоресцирующих клеток проводят под люминесцентным микроскопом (двухэтапная РИФ).

28.Методы оценки клеточного звена иммунитета. Тесты 1-2 уровня, клиническое значение.

Ранее эти методы были разделены на тесты 1-го и 2-го уровня. Тесты 1-го уровня являются ориентировочными и направлены на выявление грубых дефектов в иммунной системе. Тесты 2-го уровня направлены на идентификацию конкретной “поломки” в иммунной системе.

ТЕСТЫ 1-ГО УРОВНЯ

• определение относительного и абсолютного количества лейкоцитов, нейтрофилов, моноцитов, лимфоцитов и тромбоцитов периферической крови;
• определение функциональной активности нейтрофилов (НСТ тест);
• тесты иммунофенотипирования для определения относительного и абсолютного количества Т- и В-лимфоцитов, натуральных киллеров;
• определение концентрации иммуноглобулинов основных классов (IgA, IgM, IgG, IgE);
• определение гемолитической активности комплемента.

С помощью минимального набора тестов можно диагностировать первичные иммунодефициты: хроническую грануломатозную болезнь, Х-сцепленную агамма-глобулинемию, гипер–IgM–синдром, селективный дефицит IgA, синдром Вискотта-Олдрича, тяжелый комбинированный иммунодефицит.

ТЕСТЫ 2-ГО УРОВНЯ

• тесты иммунофенотипирования для определения относительного и абсолютного количества популяций и субпопуляций Т-, В-, NK-лимфоцитов;
• активационные маркеры лимфоцитов;
• оценка различных этапов фагоцитоза и рецепторного аппарата фагоцитарных клеток;
• определение основных классов и подклассов иммуноглобулинов;
• циркулирующие иммунные комплексы;
• определение концентрации компонентов комплемента в сыворотке крови (С3, С4, С5, С1-ингибитор);
• функциональная активность различных субпопуляций лимфоцитов;
• оценка пролиферативной активности Т- и В-лимфоцитов;
• исследование интерферонового статуса;
• кожные пробы и т.д.

Набор полученных показателей при иммунологическом обследовании называется иммунограммой.

Следует особо подчеркнуть, что полноценный анализ иммунограммы возможен только в комплексе с клиническим состоянием и анамнезом пациента. Отсутствие характерных сдвигов в иммунограмме при выраженных клинических симптомах следует считать атипичной реакцией иммунной системы, что является отягощающим признаком заболевания. Полученные данные пациента сравниваются со средними значениями для данного аналита, полученными в регионе проживания пациента. Среднестатистические показатели различаются в зависимости от региона и подчиняются климатогеографическим условиям, экологической обстановке, условиям жизни. Необходимо также учитывать возраст пациента и циркадные ритмы.

Исследование показателей ИС имеет большое значение для диагностики и дифференциальной диагностики, особенно при первичных иммунодефицитах и лимфопролиферативных заболеваниях, для оценки тяжести, активности, длительности течения и прогноза различный заболеваний, оценки эффективности проводимого лечения.

29.
Иммунологическая толерантность – отсутствие иммунного ответа при наличии в организме антигенов (толерогенов), доступных лимфоцитам.

• Естественная иммунологическая толерантностьобусловлена отрицательной селекцией аутореакгивных клонов лимфоцитов.
• Искусственная иммунологическая толерантностьвозможна при введении чужеродных антигенов плоду или сразу после рождения (т. е. в период “иммунологической незрелости”), при разрушении или подавлении иммунной системы в результате облучения, введения цитотоксических агентов и др.
  Иммунологическая толерантность развиваться по следующим направлениям:
• делеция клона лимфоцитов, связавших антиген своими и (вместо активации) погибающие в результате сигнала на апоптоз,
• анергия клона лимфоцитов из-за отсутствия активации лимфоцитов, связавших антиген своими Т- или В-клеточными рецепторами.
  Толерантность к собственным антигенам организма развивается в процессе онтогенеза за счет уничтожения аутореакгивных клонов лимфоцитов.

Механизмы

А. Центральные связаны с непосредственным влиянием на функцию иммунных клеток:

1) клональноеабортирование

2) клональнаяделеция – элиминация антигеном имм. клеток в тимусе (вероятно, апоптоз незрелых Т-лимфоцитов наступает вследствие воздействия на них Аг без сопутствующих сигналов – интерлейкина I и интерлейкина II), а также клеток В-зависимой популяции

3) повышение активности супрессорных Т-клеток

4) блокада эффекторных клеток (напр., блокада синтеза В-клеткой антител вследствие связывания её антигенных рецепторов поливалентным антигеном

5) блокада, опосредованная введенными антителами – искусственно введенные АТ быстро элиминируют Аг и имм.ответ на развивается.

6) отсутствие контрсупрессии ? Т-хелперы не активируются

Б. Периферические не связаны с изменением функции иммунокомпетентных клеток. Обуславливают в некоторых системах состояние видимой ареактивности: “перегрузка антигеном”, сывороточные антитела

30. Цитокины, определение, основные характеристики. Роль цитокинов в индукции и регуляции иммунного ответа. Понятие цитокиновой сети

Цитокины (cytokines) [греч. kytos — сосуд, здесь — клетка и kineo — двигаю, побуждаю] — большая и разнообразная группа небольших по размерам (молекулярная масса от 8 до 80 кДа) медиаторов белковой природы — молекул-посредников («белков связи»), участвующих в межклеточной передаче сигналов преимущественно в иммунной системе. К цитокинам относят фактор некроза опухоли, интерфероны, ряд интерлейкинов и др. Цитокины, которые синтезируются лимфоцитами и являются регуляторами пролиферации и дифференцировки, в частности гематопоэтических клеток и клеток иммунной системы, называют лимфокинами. Термин «Цитокины» предложен С. Коеном с соавт. в 1974 г.

Основная биологическая активность цитокинов – регуляция иммунного ответа на всех этапах его развития, в которой они играют центральную роль. В целом вся эта большая группа эндогенных регуляторов обеспечивает самые разнообразные процессы, такие как:

– пролиферация и дифференцировка предшественников функционально активных иммунокомпетентных клеток,

– хемотаксис ,

– изменение экспрессии антигенов и различных маркеров,

– переключение синтеза иммуноглобулинов ,

– индукция цитотоксичности у макрофагов ,

– формирование очага воспаления .

Цитокиновая сеть рассматривается как саморегулирующаяся система, основу функционирования которой составляют продукция специфических антагонистов цитокиновых рецепторов, растворимых цитокиновых рецепторов, антител к цитокинам, связывание цитокинов с некоторыми ингибиторными белками и, наконец, противоположные эффекты различных цитокинов на регуляторные компоненты, обеспечивающие развитие иммунного ответа и воспаления (J-M.DayerиH. Fenner, 1992).

31. Интерлейкины (факторы роста и дифференцировки), клетки продуценты.

Это большая группа цитокинов (от ИЛ-1 до Ил-18), синтезируемых в основном T-клетками , но в некоторых случаях также мононуклеарными фагоцитами или другими тканевыми клетками . Интерлейкины обладают разнообразными функциями, но большинство их стимулирует другие клетки для деления или дифференцировки, при этом каждый из них действует на отдельную, ограниченную группу клеток, экспрессирующих специфичные для данного интерлейкина рецепторы. Это  растворимые пептиды, сильные иммунорегуляторы локального действия ; активируют Т- клетки . Функции интерлейкинов связаны с активностью других физиологически активных пептидов и гормонов: эндотелина , пролактина , брадикинина ( Agui T. etal., 1994 , Dewito W. etal., 1995 , Tsukagoshi H. etal., 1995 ).

Ил-1 продуцируется гл. обр. макрофагами и в меньшей степени дендритными клетками, эндотелиоцитами, фибробластами, NK, кератиноцитами, некоторыми клонами Th2. Он стимулирует продукцию Т-хелперами ИЛ-2, способствует проявлению рецепторов к ИЛ-2 на Т-лимфоцитах, влияет на созревание В-лимфоцитов, стимулирует образование молекул МНС, а также оказывает провоспалительное и пирогенное действие. Стимулирует образование гепатоцитами белков острой фазы, усиливает функции нейтрофилов, NK, обеспечивает взаимосвязь иммунной, нервной и эндокринной систем. Оказывает провоспалительное и пирогенное действие, обеспечивает взаимосвязь иммунной, нервной и эндокринной систем.

Ил-2 вырабатывается Т-лимфоцитами, гл. обр. Thl, а также цитотоксическими лимфоцитами (CD8⁺) 1 порядка. Он активирует дифференцировку Thl и Т-киллеров, стимулирует NK и синтез иммуноглобулинов В-лимфоцитами.

Ил-3 продуцируется Т-лимфоцитами и стволовыми клетками. Является ростовым фактором стволовых и ранних предшественников гемопоэтических клеток.

Ил-4 продуцируется гл. обр. Th2. Он стимулирует дифференцировку Th0 в Th2, стимулирует синтез иммуноглобулинов В-лимфоцитами, подавляет генерацию цитотоксических лимфоцитов, NK, а также продукцию ИФН-g и противоопухолевую активность макрофагов.

Ил-5 синтезируется Th2. Способстует пролиферации и дифференцировке стимулированных В-лимфоцитов, усиливает продукцию IgA, активирует эозинофилы.

Ил-6 вырабатывается макрофагами, Т- и В-лимфоцитами. Стимулирует пролиферацию тимоцитов, В-лимфоцитов, активирует предшественников цитотоксических лимфоцитов, гранулоцитов и макрофагов, стимулирует образование гепатоцитами белков острой фазы, оказывает провоспалительное действие, обеспечивает взаимосвязь иммунной, нервной и эндокринной систем.

ИЛ-7 продуцируется стромальными клетками костного мозга. Является ростовым фактором пре-В- и пре-Т-лимфоцитов.

ИЛ-8 синтезируется моноцитами, макрофагами, фибробластами. Вызывает миграцию нейтрофилов и базофилов в очаг воспаления и их дегрануляцию, выделение супероксидного радикала. Стимулирует ангиогенез.

ИЛ-9 продуцируется гл. обр. Т-лимфоцитами. Стимулирует пролиферацию Т-лимфоцитов, активирует тучные клетки, усиливает эффекты эритропоэтина.

ИЛ-10 синтезируется Th2 а также цитотоксическими Т-лимфоцитами второго порядка и макрофагами. Стимулирует пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, подавляет синтез ИЛ-2 и ИФН-у клетками Thl, угнетает продукцию провоспалительных цитокинов.

ИЛ-11 продуцируется стромальными клетками костного мозга. Стимулирует деление и дифференцировку предшественников гемопоэза, колониеобразование мегакариоцитов, увеличивает количество тромбоцитов и эритроцитов в периферической крови. Угнетает продукцию провоспалительных цитокинов.

ИЛ-12 продуцируют моноциты, макрофаги и, в меньшей степени, В-лимфоциты и дендритные клетки. Стимулирует рост и дифференцировку Th (Th0 =>Thl), Т-киллеров, NK. Индуцирует продукцию ИФН-g Т-лимфоцитами и NK, угнетает апоптозThl, синтез IgE. Вместе с ИЛ-4 регулирует баланс Thl и Th2.

ИЛ-13 синтезируется Th2. Стимулирует рост и дифференцировку В-лимфоцитов, подавляет функцию моноцитов/макрофагов, в частности секрецию провоспалительных цитокинов.

ИЛ-14 продуцируется в основном Т-лимфоцитами. Усиливает пролиферацию В-лимфоцитов и подавляет продукцию иммуноглобулинов.

ИЛ-15 вырабатывается моноцитами, эпителиоцитами и гладкомышечными клетками. По действию на Т-лимфоциты ИЛ-15 сходен с ИЛ-2, что объясняется способностью специфически связываться с ИЛ-2-рецепторами. Активирует NK и В-лимфоциты.

ИЛ-16 синтезируется эозинофилами и CD8⁺ Т-лимфоцитами. Является хемоаттрактантом для CD4⁺ лимфоцитов.

32.Нейро-эндокринная регуляция иммунного ответа.

33. Строение основного комплекса гистосовместимости человека, функции его локусов. Антигены HLAI и II классов и их роль в межклеточных взаимодействиях. Наследование антигенов гистосовместимости.

ГКГС – большая и важная группа генов, получивших в своё время не совсем благозвучное определение на основании того, что белки, кодируемые ими, были впервые выявлены при отторжении трансплантата, т.е. при тканевой несовместимости. Ныне установлено, что истинная роль этих белков — служить маркёрами идентичности на поверхности различных клеток, с которыми Т-лимфоциты взаимодействуют через собственные рецепторы в иммунной реакции.

Исторически сложилось, что у мышей ГКГС известен как Н2, а у человека — как HLA (humanleucocyteantigens). Изучение ГКГС у разных биологических видов пока не выявило существенных отличий по структуре и механизмам взаимодействия с Т-клетками. ГКГС состоит из группы генов класса I и класса II. На рисунке(мы его рисовали. Д) обозначения генов заключены в прямоугольники, под которыми указано число аллелей (альтернативных вариантов) для каждого локуса. ГКГС обладает огромным полиморфизмом, и только в пределах 1 хромосомы число возможных комбинаций её генов превышает 3-106. Молекулы ГКГС, кодируемые обеими хромосомами, создаются на основе 1 из почти 1013 комбинаций генов, что неимоверно осложняет пересадки органов, например почки.

Когда типирование HLA-системы получило широкое распространение, выяснилось, что от её состава зависит предрасположенность или, напротив, повышенная резистентность ко многим заболеваниям. Было предложено несколько объяснений этой связи, но ни одно из них не является достаточно убедительным.

HLA — ГКГС человека, расположенный на хромосоме 6. Аналогичен Н2, за исключением того, что гены класса I расположены вместе и существуют как минимум 3 гена класса II.

А, В, С — гены HLA класса I. Существуют также гены HLA Е, F, G и Н, но функции их продуктов пока неясны.

DP, DQ, DR — гены HLA класса II. Продукты DP гена весьма эффективно стимулируют пролиферацию Т-клеток и выявляются в смешанной реакции лимфоцитов, тогда как все другие антигены классов I и II определяются антисыворотками. В этой же области находятся и другие гены (DN, DO, DZ), продукты которых пока неизвестны. Почти всю вариабельность, необходимую для взаимодействия с различными антигенами, а затем и с Т-клеточным рецептором, в молекулу класса II вносит b-цепь.

Обычно активно захваченный клеткой и расщеплённый в лизосомах до пептидов антиген связывается с молекулой ГКГС класса II, а антиген, образованный внутри клетки (например, из вируса), связывается с молекулой ГКГС класса I.

С2, С4, FB — гены ГКГС класса III. Кодируют компоненты комплемента, участвующие в активации СЗ. Интересно, что, хотя все они существуют в нескольких аллельных формах, значимых последствий этого не обнаружено. В этой же области находятся гены, кодирующие фермент надпочечников 21-гидроксилазу, цитокины ФНО-a и -b. Молекула, кодируемая С4, способна присоединяться к эритроцитам и мимикрировать под антигены группы крови.

Заболевания, связанные с HLA

Самый характерный пример — нарколепсия, наблюдаемая только у носителей DR2 антигена: впрочем, причины этого неизвестны. Интересны также артропатии крестцово-подвздошного сустава (анкилозирующий спондилит, болезнь Рейтера и др.), при которых HLA B27 аллель наблюдается в 95% случаев, т.е. почти в 20 раз чаще, чем обычно. Достаточно убедительно доказана связь многих других заболеваний, в том числе почти всех аутоиммунных, с частными антигенами или группами антигенов HLA (чаще всего D-области). Вероятнее всего, это объясняется различием в способности разных молекул HLA представлять микробные полипептиды или «свои» антигены. Возможно, имеется связь с генами других областей, особенно класса III. Тенденция некоторых HLA аллелей (например, А1 и В8) не разделяться, а оставаться сцепленными, называется неравновесным сцеплением. Возможно, такие комбинации являются жизненно важными, так как с ними может быть связана повышенная устойчивость к заболеванию или, напротив, повышенная чувствительность к нему. Вся эта область предоставляет широчайший простор для исследований.

34. Определение HLA-генотипа, гаплотипа и фенотипа. Методы типирования АгHLA-системы (серологические, клеточно-опосредованные), практические аспекты типирования HLA-антигенов.

Антигены гистосовместимости, выявляемые на клетках конкретного человека, составляют HLA-фенотип. Для его определения необходимо произвести фенотипирование клеток индивида. Как правило, “типируются” лимфоциты периферической крови. В данном случае не известно, какие именно HLA-антигены каким из двух гаплотипов родителей кодируются. Чтобы это определить, необходимо произвести типирование родителей, после чего можно установить гаплотипы обследуемого и, соответственно, его генотип – последовательность расположения генов на хромосоме. На практике HLA-фенотип записывают, соблюдая числовой порядок HLA-антигенов, согласно номенклатуре. Например:HLA-фенотип субъекта— Al,2; B5,12; DR2,5; DQ3,4.

В данном случае можно предположить 100 вариантов гаплотипов родителей, 50 из которых принадлежат матери, а 50 – отцу. Определить их, как уже указывалось, можно только посредством типирования.

Если в результате типирования определяется только один антиген по какому-либо локусу, то это является следствием гомозиготности индивида по данному гену. Следовательно, от отца и матери унаследована аллель одинаковой специфичности.

До настоящего времени в большинстве лабораторий HLA-A, В-, С- и DR-антигены определяют при помощи серологических методов, в частности, лимфоцитотоксического теста. Этот тест основан на способности анти-НLA-антител в присутствии комплемента разрушать лимфоциты, несущие соответствующие антигенные детерминанты. Гибель клеток демонстрируется при помощи добавления трипанового синего. При этом мертвые поврежденные клетки окрашиваются, и под микроскопом учитывается их количество. Применяется также микрометод, являющийся модификацией лимфоцитотоксического теста. Для его постановки используют всего лишь 1 мклтипирующих сывороток, а также небольшое количество клеток. Микролимфоцитотоксический тест является стандартным и используется во всех типирующих лабораториях мира. Набор типирующих сывороток (типирующая панель) создается в результате кропотливых исследований из образцов сывороток, содержащих анти-НLА-антитела. Эти антитела могут индуцироваться во время беременности, при гемотрансфузиях, а также в результате пересадки аллотрансплантатов. Основными продуцентами типирующих сывороток являются многорожавшие женщины, которые иммунизируются HLA-продуктами мужа во время вынашивания плода.

Представления о строении системы HLA развивались и развиваются в течение всего периода ее изучения, однако за последние годы произошел качественный скачок в развитии этой проблемы. Ранее, когда основным объектом исследования служили только антигены системы HLA, представления о комплексе генов HLA могли формироваться в основном на анализе косвенных данных, включающих изучение антигенов системы HLA в популяциях, семейном анализе, реакциях, субстратом которых были HLА-антигены. Теперь, благодаря развитию молекулярной генетики и иммунохимии, появилась возможность не только проводить тонкий анализ HLA-антигенов, но и изучить сами гены HLA. Особый прогресс в этом направлении был достигнут после открытия и внедрения в исследования в области изучения системы HLA метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющего анализировать необходимые для исследований участки ДНК, что, в свою очередь, открыло широкие возможности для быстрого и точного анализа молекулярного полиморфизма HLA.

Как было сказано выше, для выявления классических антигенов системы HLA локусов А,В,С и DR используется серологическая реакция микролимфоцитотоксичности, в которой применяются специальные антисыворотки, содержащие антитела к указанным антигенам. Молекулярное же типирование позволяет с помощью метода ПЦР выявлять различные аллели HLA на уровне ДНК. Это дает возможность выявлять те аллели генов HLA класса II, которые трудно выявляются с помощью серологического типирования, либо вовсе не выявляются. Так, например, с помощью серологической техники в локусе DR выявлено 14 антигенов, а с помощью ДНК-типирования – более 100 аллелей.

В настоящее время селекция донора и реципиента по HLA-антигенам с использованием ДНК-типирования стала рутинным методом в типирующих лабораториях трансплантационных центров. Данные последних лет показывают, что выживаемость трупного почечного аллотрансплантата в течение 1 года при подборе пары донор-реципиент с помощью ДНК-типирования составила 90%. В то же время при подборе пары с помощью серологического типирования эта же цифра оказалась равной 68%.

Не менее важным является определение HLA-фенотипа с помощью ДНК-типирования при решении вопроса о спорном отцовстве. В этом довольно ответственном и деликатном вопросе использование ПЦР также повышает точность анализа.

Наконец, немаловажным является практическое применение ПЦР для идентификации ДНК микроорганизмов при проведении диагностики инфекционной патологии. Опыт, накопленный за последнее время, показывает огромные перспективы использования ПЦР в этой области.

35. Методы типирования антигенов HLA-системы

В 34 вопросе написано про это, больше ничего не нашел. Д

36. Основы трансплантационного иммунитета. Роль клеточных и гуморальных механизмов отторжения трансплантата. Подбор донора и реципиента по Аг гистосовместимости.

Основы ТИ и механизмы отторжения в учШортанбаева с. 266-278. Думаю, лучше оттуда прочитать, чем с инета. Д

Подбор донора и реципиента по Аг гистосовместимости

В связи с тем, что клетки донора несут на своей поверхности антигены, которые отличаются от антигенов реципиента, иммунная система последнего развивает иммунный ответ на трансплантат. В результате формируется реакция отторжения трансплантата. Способом, который в большей или меньшей мере уменьшает реакцию отторжения, является селекция (подбор) пары донор — реципиент по антигенам гистосовместимости, которые у человека объединены в систему HLA. Они также получили название трансплантационных антигенов.

В практике трансплантационной иммунологии типирование, т. е. определение фенотипа HLA донора и реципиента, проводится чаще всего по антигенам локусов А, В, С, DR. На практике необходимо узнать, насколько донор отличается от реципиента по системе HLA. Селекция и предполагает подбор наиболее совместимых донора и реципиента. Для оценки степени гистосовместимости был предложен индекс гистосовместимости. При одном идентичном у реципиента и донора антигене системы HLA индекс гистосовместимости составляет 25%, при двух 50%, при трех — 75%, при четырех — 100%. При этом оценивают степень гистосовместимости по антигенам так называемых классических локусов HLA. Некоторые антигены системы HLA подобны по строению (последовательность аминокислотных остатков имеет определенную степень гомологии). Наличие таких подобных антигенов у донора может повысить степень гистосовместимости. Существует несколько групп, подобных по строению HLA-антигенов, которые получили название перекрестно реагирующих: по локусу А — А1, 3, 11; А2, 28; А23, 24; А25, 26; А30, 31; полокусуВ — В5,35; В7,22,27; В8,14; В13,40; В15,17; В38,39; В12,21. Основываясь на этих особенностях HLA, можно улучшить результаты подбора донорского трансплантата по HLA. Установлено, что наличие у донора антигенов системы HLA с сильными перекрестными реакциями повышает индекс гистосовместимости на 20%, с менее сильными — на 10%. Собственно селекция преследует подбор такой пары донор — реципиент, в которой донор наименьшим образом отличается от реципиента по антигенам системы HLA. С целью выявления HLA-фенотипа проводится типирование лимфоцитов периферической крови донора и реципиента.

Для типирования лимфоцитов по антигенам I класса (HLA-A, В, С) используют лимфоцитотоксический тест в микромодификации Пауля Терасаки. Ингредиентами являются анти-HLA активные сыворотки, которые составляют типирующую панель, лимфоциты периферической крови субъекта, нормальная кроличья сыворотка (в качестве источника комплемента). Для выявления антигенов класса II (HLA — DR, DP, DQ) используют пролонгированный лимфоцитотоксический тест с суспензией клеток, обогащенных В-лимфоцитами, на поверхности которых представлены эти антигены. Как известно, в периферической крови человека содержится всего 5—20% В-клеток, чего для выполнения теста недостаточно. Существует метод получения суспензии лимфоцитов, обогащенной В-клетками, который основан на свойстве В-лимфоцитов прикрепляться к волокнам синтетической ваты. Предсуществующие антитела. Согласно общеизвестному правилу, пересадка аллогенного органа категорически запрещена при наличии у реципиента предсуществующих антител к антигенам системы HLA донора. Предсуществующие антитела продуцируются вследствие сенсибилизации реципиента антигенами лимфоцитов периферической крови. Вообще предсуществующие антитела можно выявить приблизительно у трети человеческой популяции как результат переливания крови либо беременности. По своему действию они в основном являются лимфоцитотоксическими антителами. Предсуществующие антитела, специфические к лимфоцитам конкретного донора, выявляют в обычном лимфоцитотоксическом тесте (лимфоциты донора и сыворотка реципиента). Реакция в таком исполнении получила название перекрестной пробы, или cross-match (кросс матч). Предсуществующие антитела являются фактором риска сверхострого (и в какой-то мере, острого) отторжения трансплантата и учитываются как негативный прогностический показатель. Активность предсуществующих антител в перекрестной пробе обозначается цитотоксическим индексом, %. Традиционно учитывается цитотоксический индекс > 5%, что означает 5 погибших лимфоцитов на 100 лимфоцитов в поле зрения. Выявление неспецифической цитотоксичности (т. е. цитотоксичности не к лимфоцитам донора, а к набору лимфоцитов от разных лиц) не является прямым противопоказанием к пересадке, однако учитывается как негативный прогностический признак и требует тщательного наблюдения за реципиентом после трансплантации. Высокий процент положительных проб (более 25%) свидетельствует о массивной сенсибилизации потенциального реципиента. В данном случае следуют общеизвестному правилу: реципиенту с широким спектром предсуществующих антител необходимо подыскать такого донора, к лимфоцитам которого у данного реципиента не выявлялись бы специфические предсуществующие антитела. При этом степень гистосовместимости по HLA между донором и реципиентом можно не учитывать. Это следует понимать так, что несовместимость пары донор — реципиент в данном случае менее опасна, чем риск сверхострого криза отторжения, обусловленного высоким уровнем предсуществующих антител. Таким образом, селекция пары донор-реципиент, кроме подбора по HLA-антигенам, предусматривает определение степени специфической и неспецифической пресенсибилизации реципиента к антигенам системы HLA донора. Однако, возможны (и нередко) случаи отторжения трансплантата при отрицательной кросс матч, и, наоборот, при положительной кросс матч не всегда развивается острое отторжение трансплантата. Первое исключение можно объяснить следующим обстоятельством: 1) лимфоцитотоксический тест, с помощью которого производится перекрёстная проба, недостаточно чувствительный и дает ложноотрицательные результаты; 2) сенсибилизация реципиента сопровождается синтезом не активирующих систему комплемента антител, и поэтому они не могут быть выявлены в комплемензависимой реакции (в лимфоцитотоксическом тесте), однако в организме реципиента способны оказать разрушительное действие на трансплантат; 3) сенсибилизация осуществляется с помощью иных антигенов (органных, а не HLA). Второе исключение, т. е. положительные результаты пересадки аллогенного органа при положительной кросс матч, можно объяснить существованием двух видов предсуществующих антител: против молекул I класса (антигенов HLA-A, В, С) и II класса (антигенов HLADR, DP, DQ). Как известно, молекулы I класса системы HLA экспрессированы на всех клетках организма, следовательно и в аллотрансплантате, в том числе на так называемых лейкоцитах-пассажирах ‘ донорского происхождения. Высокие титры предсуществующих антител к HLA-A, В, С детерминантам всегда осуществляют цитотоксический эффект по механизму комплементзависимого лизиса, т. е. такие предсуществующие антитела агрессивны и разрушают трансплантат. Обычно они определяются при температуре 37 °С в лимфоцитотоксическом тесте с Т-лимфоцитами, на которых представлены молекулы I класса, и называются тепловыми анти-Т-антителами. Антитела, направленные против молекул II класса главного комплекса гистосовместимости, не являются цитотоксическими. Их рассматривают как блокирующие антитела, которые экранируют (покрывают) DR-антигены на клетках трансплантата, предотвращая иммунологическое распознавание. Эти предсуществующие антитела определяются при температуре 8—10 °С в лимфоцитотоксическом тесте с В-лимфоцитами, на которых представлены молекулы II класса стстемы HLA и называются Холодовыми анти-В-антителами. Таким образом, перекрестную пробу необходимо проводить параллельно со взвесями лимфоцитов, обогащенных Т- и В-клетками при разных температурах согласно двум видам предсуществующих антител: Холодовых и тепловых. Следует еще раз подчеркнуть, что именно холодовые анти-В-антитела, которые направлены к DR-антигенам, обеспечивают феномен усиления выживания трансплантата, характеризующийся большей продолжительностью выживания пересаженного органа. Тепловые же анти-Т-антитела направлены к HLA-A, В, С антигенам и оказывают на клетки трансплантата цитотоксический эффект, приводя к сверхострому отторжению. Для более тщательной селекции пары донор — реципиент необходимо выявить пресенсибилизацию реципиента к антигенам донора, которые не относятся к HLA-системе, в особенности к антигенам клеток эндотелия сосудов. Наличие у реципиента антиэндотелиальных антител часто является причиной сверхострого либо ускоренного криза отторжения. Именно поэтому целесообразно выявление таких антител до пересадки. Для этой цели используется специальная панель типирующих сывороток. Опасность, связанная с наличием антител против эндотелия сосудов аллогенной почки, обусловлена тем, что антигены сосудистого эндотелия, которые не относятся к HLA-системе, специфичны, высокоиммуногенны и способны индуцировать реакцию отторжения. В рамках селекции пары донор — реципиент также исследуют исходный иммунный статус реципиента, который, как правило, влияет на течение посттрансплантационного периода. Для полной характеристики исходного иммунного статуса в обязательном порядке проводится иммунограмма. Из показателей системного иммунитета существенное значение имеет абсолютное количество Т-хелперов и Т-супрессоров/киллеров, а также их количественное соотношение — показатель ИРИ (иммунорегуляторный индекс). Итак, для селекции пары донор-реципиент необходимо определить:

1. Степень гистосовместимости, т. е. HLA-фенотип донора и реципиента;
2. Разнотемпературные предсуществующие антитела у реципиента к антигенам системы HLA донора (анти-Т и анти-В антитела);
3. Антиэндотелиальные антитела у реципиента к антигенам донора;
4. Исходный иммунный статус реципиента.

40.ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙИММУНИТЕТ

Злокачественные опухоли являются носителями чужеродной генетической информации и, следовательно, объектом защитной реакции со стороны иммунной системы организма-хозяина. Ею уничтожаются любые клетки, несущие чужеродную генетическую информацию. Злокачественно трансформированные клетки содержат продукты собственных измененных (мутировавших) или чужеродных (вирусных) генов. Защитное действие иммунной системы заключается в предотвращении потенциальной опасности развития огромного числа опухолей. Лишь немногие клетки, способные маскировать проявления своей чужеродности и обходящие иммунологический контроль, дают начало злокачественным новообразованиям.

Специфические для опухолей антигены уникальны для раковых клеток и не встречаются на нормальных клетках. Они являются результатом мутаций, возникающих в опухолевых клетках. Цитозольный процессинг мутантных белков дает пептиды, которые презентируются молекулами гистосовместимости I класса и индуцируют клеточный ответ на опухоли.

Злокачественную трансформацию клеток могут вызывать некоторые вирусы (вирус саркомы Рауса, ретровирусы, вирус папиломы и другие). В таком случае опухолевые клетки несут вирусные белки, которые являются для организма чужеродными и способны распознаваться иммунной системой за счет процессинга и презентации молекулами гистосовместимости I класса.

Различают также антигены, ассоциированные с опухолями. Они не уникальны для раковых клеток и нередко являются белками, присутствующими также в эмбриональных клетках. У взрослых их в норме нет или очень мало. В опухолевых клетках эти белки могут появляться за счет реактивации эмбриональных генов. Примером является альфа-фетопротеин, являющийся эмбриональным аналогом альбумина — основного белка плазмы крови.

Главную роль в противоопухолевом иммунитете играет клеточный иммунный ответ.

CD8-положительные Т-лимфоциты. Цитотоксические CD8-положительные Т-лимфоциты выполняют прямую киллерную функцию. С помощью Т-клеточного рецептора они распознают на поверхности опухолевых клеток связанные с молекулами гистосовместимости I класса пептидные фрагменты белков, характерных для трансформированных клеток. Специфическое распознавание приводит к реализации цитотоксической функции CD8-положительных Т-клеток и уничтожению опухолевых клеток путем апоптоза.

CD4-положительные Т-хелперы 1 типа. Т-хелперы 1 типа выполняют регуляторные функции, помогая успешной реализации киллерной роли CD8-положительных Т-лимфоцитов. Они также привлекают и активируют тканевые макрофаги, дендритные клетки и моноцитарные клетки. Выработка CD4-положительными Т-клетками 1 типа цитокинов, и в первую очередь интерферона-гамма, приводит к миграции в зону локализации опухоли макрофагальных клеток, их активации и поглощению фрагментов опухолевых клеток, гибнущих путем апоптоза. Показано, что Т-хелперы 1 типа также могут выполнять цитотоксическую функцию.

Макрофаги. Макрофаги обладают фагоцитарной функцией и, кроме того, могут выполнять киллерную функцию, осуществляемую за счет локальной секреции цитотоксических продуктов, приводящих к гибели опухолевой клетки.

Цитотоксичность макрофагов связана также с описанным выше феноменом антителозависимой клеточной цитотоксичности. Антитела способны связываться с Fc-рецепторами на поверхности макрофагов и одновременно специфически взаимодействовать с опухолевыми мембранными антигенами. Образование мостиков между макрофагами и опухолевыми клетками-мишенями может приводить к атаке макрофага на клетку-мишень, в результате которой последняя погибает.

Натуральные киллеры. Натуральные киллеры мигрируют в зону локализации опухолевых клеток под воздействием продуцируемых CD4-положительными Т-клетками 1 типа цитокинов (интерферон-гамма). Интерферон обеспечивает направленную миграцию натуральных киллеров (NK-клеток). Они не обладают антигенной специфичностью, не требуют антигензависимой дифференцировки. Обнаружив злокачественную клетку, способны сразу оказать цитотоксическое действие. Как и цитотоксический Т-лимфоцит, один натуральный киллер может уничтожить множество опухолевых клеток.

Многие опухолевые клетки имеют на мембране пониженную плотность молекул HLA I класса, что рассматривается как один из путей ухода опухолевых клеток от иммунологического надзора. Ингибирующие рецепторы натуральных киллеров (KIR) в таком случае не находят достаточного количества своих лигандов — молекул HLA I класса на мембране опухолевых клеток. Ингибирующий сигнал с KIR-рецепторов оказывается недостаточным, и NK-клетки осуществляют цитотоксическую атаку, убивая опухолевую клетку.

Кроме того, NK-клетки, несущие на своей поверхности один из Fc-рецепторов IgG (CD 16 антиген), способны проявлять антителозависимуюклеточнуюцитотоксичность. Антитела против опухолевых антигенов, связанные Fc-участком через CD 16 антиген с NK-клеткой, служат мостиком между опухолевой клеткой и натуральным киллером. Формирование таких мостиков может приводить к цитотоксическому воздействию NK-клеток на опухоль.

41. ИЛ-1 может оказывать прямое цитотоксическое действие на опухоль, повышать активность цитотоксических макрофагов, Т-киллеров и NK-клеток, усиливать продукцию интерферона макрофагами, Т-лимфоцитами и полиморфно-ядерными лейкоцитами, ИЛ-2 — Т-лимфоцитами, стимулирует дифференцировку опухолевых клеток при миелолейкозе, действуя как фактор роста по аутокринному механизму.

Интерфероны делятся на два основных серологиче-

ских типа: первый – ИФН-1 включает ИФН-a (лейко-

цитарный), ИФН-b (фибробластный), ИФН-w и ИФН-t,

т.е. интерфероны, продукция которых индуцируется

непосредственно вирусами и опухолевыми клетками.

К настоящему времени описано 25 подтипов ИФН-a и

ИФН-b. Хотя представители этой группы ИФН достаточ-

но хорошо изучены, ИФН-t охарактеризован недавно:

он гомологичен ИФН-a и в той же степени обладает

противовирусной активностью. Биологическими свой-

ствами этой группы ИФН являются: противовирусное

(подавление репликации вирусов); подавление клеточной

пролиферации; усиление литического действия есте-

ственныхкиллеров на клетки-мишени; индуцирование

экспрессии молекул МНС-1 класса (главного комплекса

гистосовместимости).

Второй тип – ИФН-2 – представлен ИФН-g (иммунный

ИФН), который продуцируется Т-лимфоцитами и на-

туральными клетками-киллерами (NK). По большинству

своих биологических свойств ИФН-g похож на ИФН-1,

однако его противовирусная активность существеннониже, а иммуномодулирующие свойства выражены в 100-

1000 раз сильнее [1]. ИФН-g: активирует мононуклеарные

фагоциты; повышает экспрессию молекул МНС I и II

класса; непосредственно влияет на дифференцировку Т

и В-лимфоцитов; активирует нейтрофилы и естественные

киллеры; является активатором васкулярныхэндотели-

альных клеток

ИЛ-2, или Т-клеточный фактор роста, представляет

собой гликопротеин с молекулярной массой 15,5 кДа.

Преимущественно он продуцируется активированными

Т-клетками. Является фактором роста и активации NK,

В- и Т-лимфоцитов. В основе действия ИЛ-2 на лимфо-

циты лежат [3]:

1) стимуляция иммунного ответа за счет активации

Т-клеточных популяций: ИЛ-2 стимулирует синтез дру-

гих, продуцируемых Т-клетками цитокинов, в частности

ИФН-g, ФНО;

2) стимуляция роста NK-клеток и усиление их цито-

токсических функций с образованием так называемых

лимфокинактивированныхкиллеров (ЛАК);

3) действие на В-лимфоциты человека как фактор их

роста и стимулятор синтеза антител;

4) повышение образования циркулирующихэози-

нофилов и тромбоцитов, но подавление миелоидного

и эритроидного ростков кроветворения, способствуя

развитию экстрамедуллярных очагов гемопоэза.

ИЛ-12, известный также как фактор стимуляции

NK-клеток и фактор созревания цитотоксическихлим-

фоцитов, оказывает плейотропное действие на рост и

функциональную активность NK-клеток, Т-лимфоцитов

и гемопоэтических клеток. Этот цитокин необычен

тем, что представляет собой гетеродимер из двух по-

липептидных цепей с молекулярной массой 35 и 40

кДа [8]. ИЛ-12 продуцируется макрофагами и антиген-

презентирующими клетками, такими как моноциты,

дендритные клетки, активированными В-лимфоцитами

при стимуляции бактериальными и некоторыми други-

ми продуктами. ИЛ-12 обладает широким диапазоном

биологической активности: являясь сильным провос-

палительным цитокином, он индуцирует продукцию

ряда других цитокинов: ИЛ-6, ИЛ-15, ИЛ-18, ФНО-a,

ГМ-КСФ; в присутствии ИЛ-12 незрелые Т-лимфоциты

дифференцируются в Т-хелперы 1-го типа, повышается

продукция последними ИФН-g; имитирует некоторые

из эффектов ИЛ-2 на NК-клетки – под его влиянием

повышается их активность (пролиферация, диффе-

ренцировка), а также цитотоксических Т-лимфоцитов,

ускоряется процесс созревания и усиливаются антиген-

презентирующие свойства дендритных клеток, кроме

того, он стимулирует дифференцировку и цитотокси-

ческие способности антигенспецифическихкиллеров,

повышает иммунологическую память, способствует

активации В-лимфоцитов, является связующим звеном

между врожденным и приобретенным иммунитетом.

Эти свойства ИЛ-12 предполагают его важную роль в

противоопухолевом иммунитете.

ФНОа вызывает развитие геморрагического некроза в ткани опухоли. Механизм его противоопухолевого действия изучен недостаточно. Предполагают, что в противоопухолевом эффекте имеют значение следующие факторы: сосудистый — повреждение эндотелия, ведущее к тромбообразованию; прямое цитотоксическое действие на опухолевые клетки в результате связывания ФНОа с рецепторами на поверхности трансформированных клеток (полагают, что эти рецепторы могут связывать серотонин); иммуномодулирующее действие ФНОа путем стимуляции выработки макрофагами ИЛ-1, ИФНУ активации Т-киллеров и секреции ими ИЛ-2, активации NK-клеток, а также нейтрофилов и выработки последними активных форм кислорода и лизоцима; взаимодействие с клеточными онкогенами (ФНО снижает экспрессию с-тус в клетках HeLa и HL-60, что приводит к уменьшению интенсивности пролиферации клеток). При этом ИФН7 потенцирует действие ФНОа [Uhl J. etal., 1989]. Прямое цитотоксическое действие ФНОа на трансформированные клетки имеет несколько стадий: первоначально происходят активация лизосомных ферментов и их лабилизация, затем активация протеаз и усиленное образование в опухолевой клетке свободных радикалов и активных форм кислорода с последующим повреждением и лизисом клетки. Активация макрофагов с выбросом большого количества ФНОа может иметь также и неблагоприятные последствия для организма — вплоть до развития коллапса и шока. Обсуждается также роль ФНОа в патогенезе кахексии у онкологических больных. В экспериментах установлено, что ФНОа способен подавлять активность липопротеидлипазы (ключевого фермента накопления липидов), ингибирует мРНК, специфическую для дифференцировки адипозоцитов, усиливает катаболизм белка, повышает продукцию простагландинов мышечной тканью

42Современная иммунодиагностика опухолей основана на определении ассоциированных с опухолями антигенов

1)Ассоциированные с опухолями антигены в иммунодиагностике рака­—В основе этого направления лежит одно из главных обобщений онкологии – опухоль является клеточным клоном, возникающим из одной трансформированной клетки и сохраняющим биохимические и антигенные особенности клетки-предшественницы. Отсюда вытекает ряд следствий для иммунодиагностики.

2) Моноклональные антигены

Классическим примером антигенов этой группы являются Ig (МОН) и их легкие цепи, продуцируемые клонами трансформированных плазматических клеток – плазмоцитомами. Наличие в крови больных электрофоретически гомогенной подфракцииIg, относящейся к определенному классу, подклассу и идиотипу, – специфический признак неограниченной, обычно злокачественной пролиферации одного клона плазматических клеток. Поскольку и в нормальных, и в трансформированных плазматических клетках синтез аегких цепей, как правило, осуществляется в избытке по отношению к тяжелым цепям, то в кровь поступают также димерымоноклональных легких цепей (белок Бенс-Джонса), строго гомогенных по своей структуре, электрофоретической подвижности и иммунологическим свойствам. Белок Бенс-Джонса не задерживается в почках и накапливается в моче.

3) Антигены трансформации.Антигены, ассоциированные со злокачественной трансформацией клетки, теоретически представляют наибольший интерес для иммунодиагностики опухолей. Эти антигены наиболее полно изучены в опухолях, трансформированных вирусами. К ним относятся: а) структурные антигены ретровирусов, экспрессируемые на мембране опухолевой клетки независимо от почкования вирусных частиц [37, 60]; б) так называемые слившиеся белки – гибридные полипептиды, включающие фрагмент группоспецифического антигена ретровирусов и клеточного белка [38, 21]. Такие гибридные полипептиды являются специфическими продуктами ретровирусов, вызывающих острый лейкоз у птиц и саркому кошек; в) антигены, контролируемые интегрированным геномом ДНК-содержащих онкогенных вирусов групп папова, адено- и герпесоподобных

4) Опухолево-эмбриональные антигены.В изученных случаях установлено, что опухоли возникают из коммитированных предшественников нормальных тканей – из стволовых и главным образом полустволовых клеток [47]. Это наиболее вероятно для лейкозов различного типа, возникающих из бластных форм – предшественников эритро-, миело- и лимфопоэза [9]. Бластные формы, находящиеся на ранних стадиях дифференцировки, как правило, содержат маркеры, характерные для этих стадий. В результате трансформации этих клеток они составляют основную часть опухолевой популяции. В опухолях резко увеличивается количество соответствующего эмбрионального антигена, и это – одна из причин существования опухолево-эмбриональных антигенов. Такой механизм доказан для эритробластоза кур [56] и мышей [П.]. В последнем случае был обнаружен специфический антиген эритробластов, дающий сильныеперекрестныереакции с нормальными и лейкемическими эритробластами человека [12]. Этот антиген может служить специфическим маркером в иммунодиагностике эритроидных лейкозов человека. К этой же группе, по-видимому, относится и так называемый общий антиген острых лейкозов (CALL) [31, 32] – мембранный антиген, характеризующий острые лимфатические лейкозы. CALL, по-видимому, является компонентом предшественника Т- и В-лимфоцитов, присутствующего в нормальном костном мозге в очень малом количестве [31, 32]. Диагностическое значение этих антигенов мы рассмотрим в следующем разделе вместе с дифференцировочными антигенами лейкозов.К группе опухолево-эмбриональных антигенов относятся наиболее используемые в клинике антигены – α-ФП, РЭА, ХГТ и трофобластический антиген (ТБГ, или SP1). Причины реэкспрессии в опухолях этих антигенов различны и не во всех случаях установлены.

5) Дифференцировочныеантигены.При детальном исследовании антигенной структуры опухолей печени еще в начале 60-х годов нами было обнаружено, что опухоли никогда полностью не утрачивают органоспецифических антигенов гомологичной нормальной ткани, которые в большей или меньшей мере сохранялись как в самих опухолях, так и в их метастазах [1]. Сохранение органоспецифического антигена молочной железы в части опухолей и в их метастазах было установлено на клиническом материале [13]. Эти первые наблюдения показали принципиальную возможность использовать тканево-специфические (дифференцировочные) антигены для определения тканевого происхождения метастазов, что представляет клинический интерес при выявлении неизвестного первичного очага опухоли по ее метастазу. Однако для этого нужен набор антител к дифференцировочным антигенам различных тканей человека – задача хотя и громоздкая, но вполне осуществимая. В настоящее время такой подход в практических целях еще не применяется.Дифференцировочные антигены широко и успешно используются для тонкой классификации лейкозов и лимфом*. Антигенная структура кроветворных клеток, находящихся на разных направлениях и этапах дифференцировки, изучена весьма полно. Антигены, характеризующие определенное направление и стадию дифференцировки, сохраняются на лейкозных клетках, что позволяет очень точно определить клетку-предшественницу для данного лейкоза и тем самым классифицировать его по происхождению. Это особенно важно для морфологически не дифференцируемых острых лейкозов, а также для Т- и В-лимфом, не отличающихся по морфологии.

6) Физиологические маркеры.К этой группе относятся многие антигены, рассмотренные выше – Ig и легкие цепи, специфические продукты трофобластических опухолей (ТБГ и ХГГ), NCA при хронических миелолейкозах. Все эти антигены являются специфическими продуктами соответствующей ткани.К этой же группе антигенов следует отнести предшественник α-антихимотрипсина, уровень которого резко увеличивается у больных раком легкого. В антигенном отношении он очень близок или идентичен с α-антихимотрипсином, нормально присутствующим в сыворотке крови. Однако, в отличие от последнего предшественник не взаимодействует с субстратом и может быть легко отделен от активного энзима на сорбенте, содержащем химотрипсин [27]. Этот антиген является многообещающим маркером для рака легкого.