Гиперчувствительность замедленного (IV) типа

Если повышенная реактивность трех форм гиперчувствительности немедленного типа опосредуется антителами (в основном классов IgE и IgG), то гиперчувствительность замедленного (IV) типа - действиями антигенспецифических CD4 Т-клеток воспаления (TH1); при этом реакции IV типа проявляются не ранее, чем через 12 час.

Прототипом данной формы реагирования является туберкулиновая проба, до сих пор используемая в клинике инфекционных заболеваний.

Последовательность событий, приводящих к проявлению реакции гиперчувствительности замедленного типа, складывается из следующих этапов (рис. 16.2):

1. Первичное внедрение антигена в организм приводит к накоплению специфических CD4 Т-клеток воспаления (TH1).

2. При повторном подкожном проникновением антигена происходит его захват регионально локализованными тканевыми макрофагами. Эти антигенпрезентирующие клетки выводят фрагменты антигена в комплексе с молекулами II класса МНС на свою поверхность.

3. Предсуществующие антигенспецифические ТН1-клетки взаимодействуют с иммуногенным комплексом на поверхности макрофага - ключевое событие для последующего развития всей реакции гиперчувствительности IV-го типа. После прошедшего взаимодействия TH1-клетки начинают секрецию целого набора цитокинов:

 

- макрофагингибирующего фактора (МИФ) (фактора, подавляющего миграцию макрофагов,

- макрофагального хемотаксического фактора (МХФ),

- интерферонов ИФ-гамма и ИФ-бета,

- фактора некроза опухолей-бета (ФНО-бета),

- интерлейкина-3 (ИЛ-3) и

- гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ).

4. Секретируемые цитокины обеспечивают собственно реакцию воспаления и, как следствие, ее визуальное проявление. Макрофагингибирующий фактор и макрофагальный хемотаксический фактор привлекают в зону проникновения антигена дополнительные фагоцитирующие клетки. ИФ-гамма активирует макрофаги, которые усиливают продукцию медиаторов воспаления. Фактор некроза опухолей-бета определяет локальное тканевое повреждение и усиливает экспрессию адгезивных молекул на кровеносных сосудах зоны воспаления, способствуя тем самым более легкому проступлению дополнительных клеток воспаления. И наконец, ИЛ-3 и ГМ-КСФ как факторы гемопоэтической дифференцировки обеспечивают созревание моноцитов из прекурсоров костного мозга. Вновь образующиеся моноциты- макрофаги, мигрируя в зону воспаления, компенсируют убыль тех макрофагов, которые, выполнив свою функцию, разрушаются.

Все эти процессы, направленные на изоляцию патогена (или какого- либо иного антигена), завершаются за 24-48 часов формированием воспалительного очага.

В целом, известны три типа реакции гиперчувствительности замедленного типа. Это описанная выше туберкулиновая, а также контактная и гранулематозная. Если первые две развиваются в течение 2-3-х суток, то гранулематозная реакция - через 21-28 суток и вызывает наиболее серьезные клинические последствия. Необходимо отметить, что один и тот же антиген может вызывать реакции разных видов, которые могут перекрывать друг друга.

К важнейшим заболеваниям с гранулематозными реакциями гиперчувствительности замедленного типа относятся проказа, туберкулез, шистосомоз, саркоидоз, болезнь Крона. Активация макрофагов лимфоцитами может способствовать ограничению инфекции, но постоянная стимуляция способна приводить к повреждению тканей. Хотя гиперчувствительность замедленного типа указывает на активацию T-клеток, инфекция при этом не всегда ликвидируется, т.е. защитный иммунитет и гиперчувствительность замедленного типа не обязательно совпадают. Поэтому некоторые лица с гиперчувствительностью замедленного типа могут оставаться незащищенными от возможной инфекции.

Реакции отторжения трансплантата

Пересадка тканей или органов от одного индивидуума другому, генетически отличающемуся, или от одной инбредной линии мышей другой, также генетически отличной от линии донора, вызывает реакцию отторжения пересаженного биологического материала. Время отторжения первичного трансплантата - около 14 дней. Вторичный трансплантат отторгается быстрее: приблизительно за 5-7 дней.

Отдельные реакции клеточного иммунитета, представленные выше, имеют свое интегральное проявление при отторжении чужеродной ткани. Собственно реакция отторжения включает два компонента:

- специфический, связанный в основном с активностью цитотоксических T-клеток (CD8 T-клеток), и

- неспецифический, имеющий характер воспаления.

Развитие реакции трансплантационного иммунитета состоит из трех этапов (рис. 9.6):

- распознавание чужеродных антигенов трансплантата,

- созревание и накопление эффекторов трансплантационной реакции отторжения в периферической, ближайшей к трансплантату лимфоидной ткани и

- разрушение трансплантата.

Этап I: распознавание. В процесс распознавания вступают предшественники цитотоксических Т-лимфоцитов и предшественники хелперных и воспалительных Т-клеток (ТН0). После распознавания антигена клетки этих типов мигрируют в ближайшую лимфоидную ткань, например, в регионарный лимфатический узел.

Этап 2: созревание и накопление. В периферической лимфоидной ткани развиваются основные события, приводящие к созреванию и накоплению клеток различных типов - эффекторов реакции отторжения. Предшественники цитотоксических Т-клеток, хелперных Т-клеток и Т-клеток воспаления дифференцируются в зрелые эффекторы.

Процесс распознавания может происходить не только непосредственно в зоне трансплантата, но и в регионарной лимфоидной ткани за счет проникновения в нее антигенов трансплантата. В лимфоидной ткани антиген после усвоения макрофагами и выхода на клеточную поверхность в иммуногенной форме обеспечивает накопление T-клеток воспаления (ТН1). Этот же антиген, экспрессируясь на поверхности В-клеток, включает хелперные Т-клетки (ТН2), что обеспечивает накопление специфических антител.

Таким образом, помимо эффекторов клеточного иммунитета в лимфоидной ткани идет процесс формирования эффекторов гуморального иммунного ответа.

Секретируемые антитела могут сорбироваться на поверхности так называемых натуральных киллеров (НК-клеток) - особой популяции лимфоцитов, не имеющих маркеров Т- и В-клеток. Цитофильность антител к НК-клеткам обеспечивается взаимодействием Fc -участка иммуноглобулинов с соответствующим рецептором на поверхности НК-клеток. В результате НК-клетки, связавшие иммуноглобулин, приобретают способность к антителозависимому цитолизу клеток трансплантата.

В процессе развития реакции на трансплантат присходит также активация макрофагов либо под воздействием цитокинов Т-клеток, либо в результате пассивной сорбции иммуноглобулинов на поверхности макрофагов по аналогии с НК-клетками.

Этап III: разрушение. В разрушении и отторжении трансплантата участвуют перечисленные выше клеточные формы и специфические иммуноглобулины.

Цитотоксические Т-лимфоциты и НК-клетки вступают в специфическую реакцию разрушения трансплантата: первые - за счет собственных антигенраспознающих рецепторов, вторые - за счет цитофильных антител. Клетки трансплантата неспецифически лизируются также НК-клетками, активированными цитокинами.

Т-клетки воспаления после взаимодействия с антигенами трансплантата начинают активную секрецию хемотаксического макрофагингибирующего фактора, привлекающего в зону отторжения макрофаги, способные к неспецифическому лизису трансплантата (по своей форме это - типичная реакция воспаления).

Таким образом, в реакцию отторжения трансплантата включаются как специфические участники: CD8 Т-клетки, CD4 Т-клетки воспаления (ТН1), специфические иммуноглобулины, так и неспецифические: активированные макрофаги и натуральные киллеры.

 

Реакции трансплантат против хозяина (РТПХ)

В клинической практике для компенсации врожденной иммунологической недостаточности или приобретенной недостаточности иногда вынуждены прибегать к пересадке клеток кроветворной и лимфоидной ткани. Поскольку в клеточном трансплантате содержатся иммунокомпетентные клетки, то, как правило, развивается реакция этих клеток на антигены реципиента. Реакция получила название реакции трансплантат против хозяина (РТПХ).

Для экспериментального воспроизведения РТПХ необходимо соблюдение следующих условий:

1) реципиент должен быть толерантным к введенным чужеродным клеткам;

2) трансплантируемые клетки должны обладать иммунологической компетенцией;

3) между клетками донора и реципиента должны существовать антигенные различия.

В эксперименте реакцию оценивают либо по увеличению селезенки или лимфатических узлов, либо по смертности иммунологически инертного реципиента, которому введены лимфоциты генетически отличающегося донора.

Один из вариантов РТПХ - увеличение массы и количества клеток в лимфатическом узле, регионарном к месту введения чужеродных лимфоцитов. Схема постановки реакции представлена на рис. 9.5.

Мышам (А*В)F1 вводят лимфоциты одного из родителей (А или В) в подушечку одной из лап. Реципиент иммунологически толерантен к введенным клеткам, так как антигены родителей полностью представлены в гибриде. Через 7 дней определяют массу или количество клеток в подколенном (регионарном к месту введения клеток) лимфатическом узле. Отношение числа клеток в "опытном" лимфатическом узле к числу клеток в "контрольном" узле дает индекс РТПХ. При отношении опыт:контроль, дающем индекс более 1,3, реакция считается положительной.

Введенные чужеродные лимфоциты распознают неродственные антигены реципиента и формируют антигенспецифическую реакцию. В процесс распознавания включаются две субпопуляции лимфоцитов: предшественники CD8 T-клеток и предшественники CD4 T-клеток. Результатом реакции является накопление зрелых CD8 Т-клеток.

Число клеток в селезенке или лимфатическом узле увеличивается не только за счет пролиферации введенных лимфоцитов, но и в результате привлечения в зону реакции собственных клеток реципиента.

 

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

 Специфический гуморальный иммунный ответ обусловлен секрецией В-лимфоцитами и плазматическими клетками спе­цифичных для антигена молекул, называемых антителами. Как упоминалось выше, антитела обладает бифункциональной ак­тивностью и могут связываться как с антигеном, так и с соот­ветствующими рецепторами на поверхностях мембран многих клеток. Это их свойство и обусловливает огромное многообразие иммунологических реакций. Различают две фазы гумораль­ного иммунного ответа — индуктивную и продуктивную.

Индуктивная фаза гуморального ответа (распознавание антигена и взаимодействие с Т-хелперами)

Под индуктивной фазой гуморального иммунного ответа понимают процессы, в течение которых В-лимфоциты получа­ют ряд необходимых сигналов для своей пролиферации и диф-ференцировки.

В механизмах получения стимулирующих сигналов у В-клеток имеются некоторые особенности. Это связано со спо­собностью В-лимфоцитов выполнять роль специфической ан-тигенраспознаюшей клетки, которая может как процессиро-вать антиген, так и представлять его Т-хелперам, в составе ком­плекса с молекулами МНС класса II.

Различают два механизма включения В-клеток — тимусза-висимый и тимуснезависимый.

/. Первый — тимусзависимыйу требует участия в этом процессе активированных Т-хелперов (CD4+).

Полагают, что Т-хелперы предварительно должны быть ак­тивированы антигеном, презентированным другими APCS (подробнее о процессах переработки антигена, его процессинге и презентации см. гл. 3.3). При этом отмечают, что В-лимфоци­ты имеют как бы два центра связывания (в этом проявляется их двойная природа — антигенраспознаюшей и антигенпрезенти-рующей клетки).

В-лимфоциты связывают свободные антигены соответству­ющей специфичности через В-клеточный рецептор (BCR). То есть образуется комплекс BCR — антиген.

Необходимо отметить ту важную роль, какую играют фолликулярные дендритные клетки. Они способны длительно сохранять антигены на сво­ей поверхности, особенно в виде иммунных комплексов. Именно к этим антигенам, представленным на поверхности фолликулярных дендритных клеток, и «апробируют» сродство своих BCR те лимфоциты, которые при­сутствуют в составе лимфоидных фолликулов.

 

ЭФФЕКТОРНЫЕ ФУНКЦИИ АНТИТЕЛ

Основная функция антител в организме человека (но, строго говоря, не единственная, о чем уже упоминалось, например, в разделе 31 и будет говориться в разделе 40) – осуществлять эффекторное звено гуморального иммунного ответа. Эффекторное действие антител осуществляется четырьмя основными механизмами: нейтрализацией антигена, опсонизацией, антителозависмой цитотоксичностью и активацией комплемента.

А. Если молекула иммуноглобулина реагирует с молекулой, представляющей причинный антиген, по физико-химическому или биохимическому механизму, речь идет о нейтрализации антителом соответствующего антигена.

1. При нейтрализации бактериальных токсинов, антитела, например, могут «нагружать» собой молекулу токсина и препятствовать тем самым его проникновению в клетку, не допуская, таким образом, токсин к контакту с тем внутриклеточным субстратом, действие на который и опосредует действие токсина на данный орган или ткань.

2. Действуя на ферменты вирулентности микроорганизмов, антитела, например, могут взаимодействовать на ту химическую группу в составе молекулы фермента, которая обуславливает взаимодействие этого фермента с его субстратом. В результате такое взаимодействие становится биохимически невозможным.

3. При нейтрализации вирусов антитела могут, например, «закрыть» собой молекулу на поверхности вирусной частицы, которая служит для последней молекулой адгезии. В результате вирус не может проникнуть в клетку, а, следовательно (так как он является абсолютным внутриклеточным паразитом), ни реплицироваться в ней, ни внедриться в ее геном.

Б. О явлении опсонизации, в осуществлении которого участвуют, в том числе, и антитела, рассказывалось в разделе 27.2.Б.

В. О явлении антителозависимой антитоксичности (АЗЦТ) или, что точнее, антителозависимой клеточной антитоксичности (АЗКЦТ) будет сказано ниже (раздел 38.6).

Г. О роли антител в активации комплемента на поверхности клеток, несущих чужеродный антиген, в том числе на поверхности микроорганизмов