Клиническая иммуногематология

24

оМИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ

ЛУБЕНСКОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ

Реферат

по Гематологии

на тему: Клиническая иммуногематология

Выполнила:

студентка группы Ф-31

Олейник Анна

Лубны 2009

Ни один раздел современной науки не обходится без иммунологических исследований. В гематологии эти исследования ведутся по следующим основным направлениям: исследование особенностей иммунного статуса больных, где используются общеиммунологические методы; иммунофенотипирование лейкозной клетки, позволяющее уточнить диагноз; иммуногематологические исследования, изучающие антигены и антитела составных частей крови.

Некоторые аспекты клинической иммунологии

Как известно, главной функцией иммунной системы является иммунологический надзор за постоянством внутренней среды организма и элиминация чужеродных агентов как экзогенной, так и эндогенной природы. В выполнении этой задачи участвуют гуморальный и клеточный иммунитет, системы фагоцитов, комплемента и др. Все эти компоненты выполняют свои функции в тесном взаимодействии друг с другом.

Нарушения иммунитета прежде всего проявляются в развитии иммунодефицитных состояний, которые бывают первичными (генетически детерминированными) и приобретенными, или вторичными (например, СПИД). Проявлением нарушений в иммунной системе являются также различные аутоиммунные заболевания, связанные с отменой толерантности и нарушением распознавания «своего» и «чужого». Под вторичными иммунодефицитами подразумевают такие нарушения иммунной системы, которые возникают через какой-то определенный промежуток времени после рождения, и их развитие связано с воздействием на организм какого-либо повреждающего фактора (например, лучевая, цитостатическая терапия).

В основе изучения клеточного иммунитета лежит количественное определение Т-лимфоцитов и их субпопуляций, идентификация продуцируемых ими цитокинов и выявление способности осуществлять эффекторные функции. К тестам гуморального иммунитета относят определение уровня сывороточных и секреторных иммуноглобулинов. Выделяют также факторы неспецифического иммунитета, к которым относят фагоцитоз, системы комплемента и естественных клеток-киллеров (ЕК).

Развитие современной техники оценки различных клеточных субпопуляций связано с двумя крупными научно-техническими достижениями: созданием панели моноклональных антител (МАТ) к различным поверхностным антигенам клеток и разработкой нового типа проточных цитофлуориметров. В настоящее время с помощью МАТ идентифицировано множество поверхностных антигенов лимфоцитов. В большинстве случаев определены их молекулярная масса, химическая структура и функция. Лейкоцитарные антигены называют кластерами дифференцировки и обозначают буквами CD и соответствующим номером. На 7-м Международном рабочем совещании (2000 г.) обозначено уже около 200 кластеров дифференцировки лейкоцитов, включая антигены лимфоцитов, моноцитов/макрофагов, миелоидных клеток, ЕК-клеток, рецепторы к цитокинам и колониестимулирующим факторам.

Наиболее значимыми поверхностными маркерами для определения Т-лимфоцитов являются CD3 и CD7, для Т-хелперов и Т-цитотоксических/супрессорных клеток - CD4 и CD8 соответственно. Для характеристики В-лимфоцитов используют маркеры CD19, CD20, CD21, CD22, CD24 и CD72, а также определяют экспрессию поверхностных иммуноглобулинов (slg). Для ЕК-клеток применяют маркеры CD 16, CD56 и CD57. Однако следует помнить, что CD16 - низкоаффинный Fc-рецептор - присутствует практически на всех гранулоцитах и на некоторых моноцитах. Маркерами миелоидных клеток являются CD13, CD 14 (экспрессируется на моноцитах), CD15 и CD33. На мегакариоцитах и тромбоцитах экспрессированы молекулы CD41 и CD42, которые играют существенную роль в адгезии тромбоцитов в месте повреждения сосудов. Наиболее важными маркерами гемопоэтических стволовых клеток являются CD34 и CD117. Кроме того, на всех кроветворных клетках выявляются молекулы CD45. Для большинства цитокинов в настоящее время также установлены рецепторы в соответствии с кластерами дифференцировки (Фрейдлин И. С, Тотолян А. А, 2001).

Наилучшим методом выявления поверхностных маркеров является проточная цитофлуориметрия. Она позволяет дифференпировать большое число субпопуляций лимфоцитов в очень короткие сроки. Определение осуществляется по двум параметрам: интенсивности свечения лимфоцитов, окрашенных МАТ. конъюгированными с флуоресцентными красителями, и размерам и зернистости, позволяющим дифференцировать лимфоциты от нейтрофилов и моноцитов. С помощью проточной цитометрип осуществляют идентификацию клеток, определяют частоту их встречаемости и количественные характеристики. При использовании двухцветной цитофлуориметрии имеется возможность получить информацию о двух и более антигенах на одной и той же клетке. Например, при сепарации гемопоэтической стволовой клетки можно установить уровень ее дифференцировки: CD34 CD33 или CD34-CD33+.

Определение уровня иммуноглобулинов (IgG, IgA, IgM, IgD и IgE) является очень важным при диагностике и клиническом мониторинге иммунодефицитов, моноклональных гаммапатий, аутоиммунных заболеваний и других патологических состояний. Так, IgG является особенно активным против грамотрицательных бактерий, токсинов и вирусов. С помощью IgG-антител микробы и чужеродные клетки агглютинируются и лизируются. Комплемент взаимодействует с СН1- и СН2-доменами IgG. С помощью СН2- и СНЗ-доменов IgG взаимодействует с Fc-рецептором макрофагов, моноцитов, нейтрофилов, киллеров и клеток плаценты. IgG состоит из 4 подклассов, которые отличаются количественно. Наибольшим по количеству является IgG 1, наименьшим - IgG4. IgA нейтрализует вирусы и бактериальные токсины, может активировать систему комплемента. В секретах слизистых оболочек IgA находится в ди-мерной форме. Секреторный IgA имеет два вида Н-цепи: od и а2. Он выявляется в слюне, молозиве и грудном молоке. Концентрация IgA у детей первых лет жизни очень низка и только к 10-14 годам приближается к уровню взрослых. IgM с эволюционной точки зрения является старейшим. Он образуется на ранних этапах иммунного ответа и совместно с комплементом лизирует бактерии и другие чужеродные клетки. При первичном контакте с антигеном синтезируются сначала IgM-, а затем IgG-антитела. При повторном введении того же антигена IgG-аптитела синтезируются быстрее и в большем количестве, чем IgM, который в сыворотке находится в виде пентамера и имеет наибольший молекулярный вес.

Иммуноглобулин Е относится к минорным компонентам сывороточных Ig. После секреции В-клетками IgE присоединяется к тучным клеткам и базофилам с помощью Fc-фрагмента. При взаимодействии IgE с антигеном происходит освобождение вазоактивных аминов из этих клеток, т. е. он является главным иммуноглобулином, участвующим в аллергических реакциях. Полагают, что IgE-антитела участвуют в борьбе против паразитарных инфекций.

Иммуноглобулин D является рецепторным иммуноглобулином только В-лимфодитов, и наличие сывороточного IgD рассматривается как результат сбрасывания рецепторного IgD с В-клеток при их активации. В настоящее время накапливаются данные, что IgD может местно синтезироваться в подслизистых оболочках слюнной железы. Иными словами, так же, как секреторный IgA, этот класс иммуноглобулинов выполняет определенную роль при защите слизистых оболочек от инфекционных агентов.

Экзо- или эндогенные антигены могут образовывать в организме иммунные комплекы с соответствующими антителами. Этот процесс может стать причиной системной или органной патологии. Судьба циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) зависит от их величины и индивидуальной активности фагоцитирующей системы. Антитела в составе иммунных комплексов могут включать каскад активации комплемента. Кроме того, IgG- и IgM-антитела могут оказывать влияние на функции клеток, связываясь с их Fc-рецепторами. Концентрация ЦИК, как правило, повышена при системных, аутоиммунных и инфекционных заболеваниях (лепра, шистозоматоз), а также при злокачественных новообразованиях. Величина и состав их зависят как от свойств антигена, так и от свойств антител, и в то же время от их абсолютной и относительной концентрации. Соотношение антиген : антитело в составе ЦИК зависит от относительных концентраций обоих компонентов. Принято считать, что ЦИК, возникающие в условиях небольшого избытка антигена, представляют наибольшую опасность ввиду длительности их циркуляции и высокой комплементактивирующей способности.

Цитокины - это множество факторов полипептидной природы, синтезируемых стромальными (фибробласты, эндотелий), дендритными, эпителиальными, нейроэндокринными и другими видами клеток. Однако основными продуцентами цитокинов являются активированные клетки иммунной системы. Цитокины осуществляют регуляцию всего многообразия межклеточных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе, воспалении и межсистемных взаимодействиях. В основе механизма их действия лежит свойство вызывать дифференцировку, пролиферацию и программируемую гибель клеток - апоптоз.

Наиболее важные характеристики цитокинов:

1. Индуцибельность - генетически детерминированная зависимость выработки цитокинов от стимулирующих воздействий.

Индукция экспрессии генов цитокинов или усиление их активности, приводящее к усиленному синтезу цитокинов, происходит под влиянием внешних факторов (микроорганизмов, их продуктов, конкретных антигенов, других цитокинов).

Локальность функционирования - действие цитокинов происходит в определенном микрообъеме (местно), куда проникает инфекционный агент (носитель антигена) и где активируются клетки-продуценты цитокинов и клетки-мишени. В норме цитокины, образуемые при первичном иммунном ответе, практически не поступают в кровоток, и только при патологии их содержание в сыворотке крови повышается.

Избыточность - каждый тип клеток способен продуцировать несколько цитокинов и каждая разновидность цитокинов может секретироваться разными клетками. Цитокины избыточны в биологических свойствах, для них характерна полифункциональность с сильным перекрыванием эффектов.

Взаимосвязанность и взаимодействие компонентов. Цитокины оказывают сильное влияние на выработку друг друга, они могут как усиливать продукцию цитокинов, вызванную другими агентами, так и ингибировать ее, проявляя плейотропность.

В соответствии с особенностями структуры цитокинов и цито-киновых рецепторов их разделяют на несколько основных семейств: гемопоэтины, поддерживающие пролиферацию гемопоэтических предшественников; интерфероны (ИНФ), осуществляющие естественную защиту организма от вирусов; факторы некроза опухоли (ФИО), обладающие провоспалительными, иммуностимулирующими и многими другими свойствами; хемокины, привлекающие в очаг воспаления лимфоциты и лейкоциты из циркулирующей крови; «бессемейственные» цитокины, не отнесенные пока к какому-либо семейству (Ярилин А. А, 1997).

Исходя из общих закономерностей функционирования системы цитокинов, представители разных семейств могут оказывать однотипные воздействия на клетки и представители одного семейства - вызывать разные эффекты. Так, в регуляции гемопоэза участвуют не только гемопоэтины, но и ФНО и ИНФ. А в реакции воспаления провоспалительные свойства проявляют не только ФНО и ИНФ, но и целый ряд интерлейкинов (ИЛ), относящихся к другим семействам.

В группу провоспалительных цитокинов включают ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ФНОа, ИНФ и др. Они действуют на HMMVHOKOM-петентные клетки на ранней стадии воспалительного ответа, участвуют в запуске специфического иммунного ответа и в его эффекторной фазе. Альтернативную группу представляют противовоспалительные цитокины: ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, тканевой фактор роста (ТФР) и др. Цитокины оказывают существенное влияние на гемопоэз, регулируя процессы пролиферации, дифференцировки и апоптоза клеток. В зависимости от характера этого влияния их условно разделяют на позитивные и негативные регуляторы гемопоэза. К позитивным относятся те факторы, которые поддерживают пролиферацию полипотентных стволовых клеток, эритроидных, мие-лоидных и лимфоидных предшественников, стимулируя соответствующие ростки кроветворения. Это, прежде всего, фактор стволовой клетки, различные колониестимулирующие факторы, зрит-ропоэтин и целый ряд интерлейкинов (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-11 и др.). Другие цитокины (ФИО, ИНФ, ТФР), напротив, могут снижать клоногенность всех типов предшественников гемопоэтических клеток, в силу чего их относят к негативным регуляторам гемопоэза. Цитокины являются наиболее многочисленной группой биологически активных веществ, влияние которых на процесс апоптоза считается доказанным. Так, выявлена большая группа цитокинов (ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-3, ИЛ-10, факторы роста), при действии которых на клетку запускается эндогенная программа защиты клеток от апоптоза, опосредованная через белки Вс1-2, Bcl-х и др. Тем не менее ряд цитокинов обладает способностью индуцировать апоптоз (ФНОа, ИНФ-у, ИЛ-1 и др.); при этом наиболее апоптогенным цитокином считается ФНОа.

Таким образом, цитокины характеризуются полифункциональностью, плейтропностью, действуют в синергизме друг с другом или являются антагонистами и в зависимости от условий могут оказывать как ингибирующее, так и стимулирующее действие на клетки. Регуляторные эффекты цитокиновой сети построены на равновесии оппозитных пулов молекул, нарушение которого, по всей видимости, ведет к патологии.

Иммуногематология - раздел иммунологии и гематологии, изучающий антигены и антитела составных частей крови, их роль в организме, а также патологические состояния, связанные с иммунологическими реакциями. Иммуногематология как наука появилась в 1900 г., когда проведенные 32-летним венским ученым К. Ландштейнером исследования по изучению антител эритроцитов человека привели к открытию групповых, а затем и резус-антигенов и впервые позволили эффективно и безопасно осуществлять переливание крови.

Этот успех, пожалуй, оставался единственным достижением иммуногематологии в течение полувека, пока в середине 50-х годов, продолжая идеи К. Ландштейнера, J. Dosset, R. Payne и J. van Rood, не начали изучать антитела к ядерным клеткам крови - лейкоцитам, что привело к открытию главного комплекса гистосовместимости и стало огромным вкладом в успешное развитие трансплантации органов и тканей в качестве лечебного метода.

Главный комплекс гистосовместимости, или major histocompatibility complex (MHC) - генетическая система, ответственная за развитие специфического иммунного ответа. У человека эта система получила название HLA - human leukocyte antigens -"человеческие лейкоцитарные антигены, поскольку впервые они были обнаружены на белых клетках крови.

Первый антиген системы HLA - MAC - открыл в 1958 г. J. Dosset, который в 1980 г. был удостоен Нобелевской премии (Дос-се Ж., 1959). Кроме него наибольший вклад в развитие учения об этой системе внесли R. Cepellini, впервые предложивший на основании семейного анализа концепцию о существовании единой генетической системы; J. van Rood, впервые показавший много-аллельность системы и предложивший компьютерную обработку результатов серологических реакций, и P. Terasaki, разработавший микролимфоцитотоксический тест, который до настоящего времени является основным методом серологического исследования.

Вторая Нобелевская премия за изучение системы HLA была присуждена в 1996 г. Zinkernagel и Doherty за установление роли молекул главного комплекса гистосовместимости в иммунном ответе - так называемую теорию «двойного распознавания» - своего и чужого для организма. Присуждение за столь короткий период двух наиболее престижных наград мирового научного сообщества свидетельствует как о чрезвычайно быстром прогрессе в изучении этого раздела медицинской науки, так и об огромной важности этих открытий.

Генетическая структура системы HLA

Гены, кодирующие молекулы HLA, локализуются на коротком плече 6-й хромосомы, занимая участок, вмещающий более 4000 пар нуклеотидов, и состоят из трех групп генов - I, II и III класса. К I классу относятся гены локусов А, В, С («классические», открытые первыми), а также Е, F, G, Н. Во II класс входят гены локусов DR, DQ, DP, а также DO, DM, TAP, MICA. И к Ш классу относятся гены, собственно генами комплекса гистосовместимости не являющиеся (но расположенные на 6-й хромосоме между классами I и II): это гены компонентов комплемента С2 и С4, белков теплового шока HSP70, факторы некроза опухоли и некоторые другие (Histocompatibility testing, 1993).

Наследование генов HLA происходит по ко-доминантному типу - ребенок наследует половину признаков от отца и половину -от матери. Это позволяет использовать HLA-фенотип в качестве маркера при установлении спорного отцовства в судебной медицине.

Продукты HLA-генов - мембранные гликонротеины. Здесь молекула I класса состоит из а-цепи и Р-2 микроглобулина, а молекула II класса состоит из а- и (З-цепей. Молекулы как I, так и II классов являются трансмембранными гетеродимерами, имеющими внутриклеточную и внеклеточную части. Большинство вариабельных аминокислотных остатков сосредоточены в верхней части молекулы, где она образует глубокую полость, или бороздку для связывания чужеродного пептида. Продукты различных HLA-генов отличаются друг от друга по аминокислотным последовательностям и, следовательно, по конфигурации антигенсвязывающей бороздки.

Экснрессированы молекулы HLA I класса практически на всех ядросодержащих клетках организма. Наибольшее количество этих молекул представлено на лимфоцитах. Молекулы HLA II класса экспрессированы на так называемых профессиональных антиген-представляющих клетках - это дендритные клетки,-В-лимфоциты и макрофаги.

Функции продуктов ШЛгенов

Первичная роль адаптивной иммунной системы заключается в распознавании и элиминации различных агентов, которые могут причинить вред организму. Важной особенностью этой функции является то, что иммунная система должна правильно выявить различия между собственными (безвредными) и чужими (потенциально вредными) антигенами. Молекулы МНС играют ключевую роль в том процессе, посредством которого организм проводит разделение на молекулярном, клеточном, а возможно, и организ-менном уровне между собственными и чужими элементами.

Эта роль определяется основными биологическими функциями продуктов HLA-гснов, к которым в настоящее время относят: определение молекулярного репертуара Т-клеточных антигенных рецепторов; презентацию пептидов Т-клеткам; регуляцию цитотоксичес-кой активности ЕК-клеток; защиту вынашиваемого плода.

МНС и селекция репертуара Т-клеточного рецептора. Распознавание Т-клетками антигенов, несущих генетически чужеродную информацию, осуществляется антигенными рецепторами Т-кле-ток. Для развития адекватного иммунного ответа Т-клеточный рецептор должен четко отличать «свое» от «чужою», и при непосредственном участии МНС-молекул в тимусе происходит «позитивная» и «негативная» селекция репертуара Т-клеточного рецептора, в результате которой Т-клстки, обладающие повышенной ауторе-активностью или, наоборот, не распознающие собственные антигены, подвергаются апоптозу. В результате окончательный репертуар слабоаутореактивных Т-клеток содержит рецепторы, которые распознают изменение собственных МНС, вызванных воздействием «чужих» пептидов, в нем отсутствуют рецепторы, которые распознают немодифицированные собственные МНС-молекулы или аутологичные пептиды, связанные с собственными МНС-молекулами.

Презентация антигенов Т-клеткам является второй важной функцией МНС-молекул. Т-клеточные рецепторы распознают комплекс, который состоит из пептида, связанного внутри бороздки МНС-молекулы. Конфигурация этой комбинации определяет аффинитет данного комплекса для набора Т-клеточных рецепторов и последующей активации Т-клеток. Большинство чужеродных пептидов, представляемых Т-клеточным рецепторам МНС-молекулами, образуются из более крупных белковых цепей путем частичного переваривания в специализированных цитоплазматических образованиях - эндосомах внутри клеток. Две молекулы Т-клеточной дифференцировки - CD8 и CD4 - прямо взаимодействуют с молекулами МНС I и II классов соответственно и участвуют в Т-клеточной активации и иммунной функции клетки-эффектора.

Комплекс молекулы HLA I класса - пептид взаимодействует с CD8'Т-клетками. Пептиды, презентируемые молекулами I класса, происходят преимущественно из протеинов, которые продуцируются самими клетками. Этот путь назывется эндогенным путем презентации антигена. CD8T цитотоксические Т-лимфоциты первично распознают и убивают аутологичные клетки, которые экс-прессируют чужеродные вирусные или другие антигены. При алло-генной трансплантации цитотоксические Т-лимфоциты также убивают ал.тогенные клетки-мишени, экспрессирующие как чужие молекулы HLA I класса, так и чужие пептиды.

Основной функцией HLA II класса является презентация CD4* клеткам пептидов, которые происходят из экзогенных источников. Данная популяция Т-клеток включает клетки, которые могут функционировать или как Т-хелперы при продукции антител В-клет-ками, или как регуляторные клетки, регулирующие продукцию цитокинов, в зависимости от типа сигналов, которые Т-клетки получают во время их активации. В этом случае чужеродные белки, микроорганизмы и другие антигены захватываются антиген-презентирующими клетками и перерабатываются в пептиды внутри цитоплазматических эндосом. CD4" клетки необходимы для начального распознавания экзогенных пептидов таким образом, чтобы клеточные и гуморальные ответы были направлены на элиминацию внедрившегося агента (Ройт А. и др..'2000).

Регуляция активности естественных клеток-киллеров. Естественные киллеры - ЕК-клетки - весьма разнообразная и широкая популяция лимфоцитов, которая осуществляет прямую цнто-токсичпость, антнтелозависимую клеточную цитотоксичность. а также вырабатывает провоспалительные цитокины - такие как ИНФ, ФНО и колониестимулирующие факторы. ЕК-клетки, которые являются фактором врожденного иммунитета, в эволюционном отношении являются «двоюродными братьями» Т-клеток. Функция ЕК-клеток как цитотоксических клеток заключается в особом свойстве убивать некоторые типы опухолевых клеток-мишеней in vitro, но точный механизм распознавания был неизвестен в течение многих лет. В настоящее время установлено, что ЕК-клеточная активация угнетается присутствием молекул МНС.

Каждая ЕК-клетка имеет множественные рецепторы распознавания, которые активируют или ингибируют эффекторную функцию. Рецепторы активации распознают широко распространенные структуры клеточной поверхности, такие как некоторые Fc-рецеп-торы. Рецепторы ингибиции распознают общие («публичные») эпи-топы HLA-молекул, включая Bw4 эпитоп, некоторые продукты генов локуса HLA-C и неклассические HLA-молекулы - HLA-E и HLA-G.

Защита вынашиваемого плода. Во время внутриутробного развития плод, являющийся своего рода аллотрансплантатом, защищен от иммунной агрессии со стороны иммунной системы матери благодаря наличию разнообразных механизмов. Местно вырабатываемые гормоны плаценты - стероиды и гонадотропные гормоны хориона - обладают иммуносупрессивным действием. В дополнение классические продукты генов I класса - HLA А, В и С -не экспрессированы на клетках трофобласта плаценты, в интерфейсе соприкосновения плода и матери.

Следовательно, Т-клетки должны быть индифферентны в отношении трофобласта и плода. Однако ЕК-клетки в большом количес i ве находятся в плаценте и по всем правилам должны бы были атаковать HLA-негативные клетки трофобласта. Причиной, почему они не распознают эти клетки, по-видимому, является наличие двух специализированных молекул I класса - HLA-G и -Е, которые в значительном количестве экспрессированы в тканях трофобласта. Преимущественным сайтом для распознавания одного из глав-, ных ингибиторных рецепторов ЕК-клеток являются HLA-E-MO-лекулы. Таким образом, неклассические HLA-молекулы - HLA-E и -G - играют специальную биологическую роль - предохраняют развивающийся плод от атак как Т-клсток, так и ЕК-клеток (Abbas A et al., 1991).

Популяционная иммуногенетика

HLA-система невероятно разнообразна, у человека насчитывается более тысячи аллельных специфичностей. У индивидуума может быть до 22 различных классических продуктов HLA-генов, функционирующих как лиганды Т-клеточного рецептора.

Яркие примеры необходимости функционального разнообразия продуктов HLA-генов представляют исследования генетически замкнутых популяций индейцев Центральной и Южной Америки. Народы Северной Азии, которые заселили Северную и Южную Америку примерно 30 тыс. лет назад, разделились на отдельные племена, поселившиеся в различных географических и экологических зонах. Изучение HLA в этих изолятах в 1970-е годы показало наличие очень ограниченного числа продуктов HLA-генов I класса на основании серологического типироваиня. Это ограничение заставляет предположить, что популяции имели либо очень высокий уровень смертности до или после заселения, либо крайне ограниченное число родоначальных особей (эффект основателя).

Примечательно, что последующее изучение HLA-генов у изолированных туземных американских популяций с использованием метода секвенирования показало, что внутри ранее наблюдавшихся ограниченных специфичностей имеется большее количество аллельных вариантов. Основным механизмом создания разнообразия в течение относительно короткого периода (столетий) является конверсия генов, при которой небольшие участки нуклеотидов других HLA-аллелей внутри HLA-комнлекса замещают существующую последовательность в гене. Этот процесс воссоздает репертуар продуктов HLA-генов для эффективной защиты от патогенов, которые существуют в новой окружающей среде (Коненков В. И., 1999).

Таким образом, теоретически набор продуктов HLA-генов, обнаруженных у большинства нелинейных индивидуумов, имеет достаточное разнообразие для того, чтобы дать возможность Т-клет-кам распознавать пептиды любого патогена. Избыточность функции - отличительный признак иммунной системы, позволяющий снизить опасность того, что новые микробные мутации смогут победить хозяина.

HIA и болезни

Поскольку характер иммунного ответа во многом определяется индивидуальным HLA-генотипом, естественно предположить, что это может оказывать существенное влияние на течение различных заболеваний. В 1973 г. появилось сообщение о поразительной по силе ассоциации между HLA-B27 и анкилозирующим спондилитом: оказалось, что более 80% больных имеют эту специфичность. В последующем были изучены сотни заболеваний на предмет связи с HLA и обнаружены статистически значимые ассоциации более чем для 50 из них (Rodey G, 2000).

За некоторыми исключениями, HLA-ассоциированные заболевания у людей - это незлокачественные хронические заболевания. Важной характеристикой многих из них являются аутоиммунные проявления. Большинство болезней имеет мультифакторную этиологию, вовлекая несколько генов и один или более факторов внешней среды. Многие из этих заболеваний, по-видимому, инициируются микроорганизмами.

Клиническая значимость HLA-ассоциаций - это возможность диагностировать или предсказать вероятность развития заболевания у индивидуума на основании типирования. Оценка силы ассоциаций между HLA-фактором и заболеванием определяется путем расчета относительного риска развития заболевания. При этом важно, чтобы и больные, и группа сравнения принадлежали к одной и той же расовой и этнической группе, так как частота HLA-антиге-нов в различных популяциях варьирует.

В 1980-е гг. картирование комплекса HLA было неполным, поэтому полагали, что комплекс содержит кроме собственно HLA-ге-нов гены иммунного ответа, которые определяют восприимчивость к заболеванию. В настоящее время известно, что большинство феноменов, приписываемых ранее генам иммунного ответа, по-видимому, являются функциональными характеристиками известных генов I и II классов.

Поскольку главные функции HLA-молекул включают презентацию антигенов Т-клеткам и селекцию репертуара Т-клеточного рецептора, логично предположить, что восприимчивость к некоторым заболеваниям отражает нарушение этих процессов. Определенные унаследованные HLA-молекулы могут, в частности, эффективно презентировать аутологичные пептиды (или микробные пептиды, которые имеют сходство с аутологичными), что приводит к развитию аутоиммунного заболевания (HLA in health and disease, 2000).

С другой стороны, финальный репертуар Т-клеток, отобранный набором HLA-молекул данного индивидуума, может не включать рецепторы, распознающие те или иные вирусные пептиды, что является необходимым для распознавания и удаления вируса. Нарушение может привести к хронической вирусной инфекции.

Заболевания, при которых HLA-молекулы напрямую влияют на их развитие либо из-за нарушения связывания определенных пептидов, либо из-за избыточного связывания, - это анкилозиру-ющий спондилит и сахарный диабет 1 типа. Анкилозирующий спондилит ассоциирован с HLA-B27 во всех изученных популяциях. Аллели восприимчивости характеризуются специфическим «карманом» в пептид-связывающей бороздке, который аккомодирован к восприятию боковой цепи аргинина. Другие заболевания, ассоциированные с В27, включают болезнь Рейтера, передний увеит, некоторые формы постинфекционных артритов, связанные с грам-отрицательными организмами (Salmonella, Yersinia, Shigella, Neisserid).

Ревматоидный артрит ассоциирован с очень специфическими HLA-аллелями: DRBl*0401, *0402, *0404, *0408, и, менее часто, с DRBl*0101 (кавказоиды), *0405 (японцы) и *1402 (американские индейцы).

Аллель HLA-DRB1*O3 является маркером генетической предрасположенности ко многим аутоиммунным заболеваниям (сахарный диабет 1 типа, системная красная волчанка, диффузный токсический зоб, аутоиммунный тиреоидит). Объяснение этого факта, по-видимому, заключается в особенностях биохимической структуры рецепторов, кодируемых данным аллелем: связывающий участок является высокоаффинным, но низкоспецифичным по отношению к антигенам. Так, более 90% больных сахарным диабетом 1 типа (жители Санкт-Петербурга) имеют в своем генотипе аллели-провокаторы DRB1*O3 и DRB1*O4, при этом те больные, у которых встречаются оба этих аллеля, значительно чаще заболевают в более раннем возрасте - до 15 лет. У больных диффузным токсическим зобом при наличии в генотипе сочетания DRB1*O3 и DQAl*0501 риск развития эндокринной офтальмопатии увеличивается в 10 раз (Глазанова Т. В. и др., 2002). Механизм HLA-accoциированности аутоиммунных заболеваний рассматривается как предпочтительное связывание аутоантигенных пептидов и представление их потенциально аутореактивным клеткам.

Значение иммуногематологии для трансплантации органов и тканей

Одно из важных достижений иммуногематологии XX в. - это открытие в начале века групп крови, которое позволило успешно осуществлять переливания крови, а открытие в середине XX столетия антигенов гистосовместимости сделато реальным преодоление иммунологического барьера при трансплантации других органов и тканей.

Открытие новых HLA-специфичностей главного комплекса гистосовместимости шло одновременно с изучением их влияния на результаты пересадки органов и тканей. Было однозначно показано, что совпадение пар донор-реципиент по антигенам HLA значительно повышает выживаемость аллогенных органов. Хотя созданные в последние годы эффективные методы иммуносупрессии позволяют функционировать в течение длительного времени не полностью совпадающим трансплантатам, однако влияние степени иммунологического подбора по-прежнему остается значительным.

В результате коллективного исследования Collaborative Transplant Study (CTS), в котором принимати участие более 300 лабораторий Европы и Америки, включая Санкт-Петербургский центр трансплантации почки, была показана прямо пропорциональная зависимость выживаемости почечного трансплантата от числа совпадений, в особенности по антигенам II класса: так, пятилетняя выживаемость при отсутствии несовпадений возрастает на 20%. Поэтому в трансплантационных центрах как Европы, так и Америки аллогенные трансплантаты почек распределяются в соответствии со степенью HLA-совместимости.

В Санкт-Петербурге круглосуточную службу типирования и подбора пар донор-реципиент осуществляет Республиканский центр иммунологического типирования тканей на базе Российского НИИ гематологии и трансфузиологии.

Трансплантация костного мозга

Трансплантация костного мозга в настоящее время является методом лечения многих гематологических заболеваний. При этом установлено, что успешное приживление и функционирование ал-логенных гемопоэтических стволовых клеток возможно только при высокой степени точности подбора пар донор-реципиент. Так, например, при полном совпадении больных хроническим миелолей-козом и доноров костного мозга по А-, В-, С-, DRB1- и DQ-специ-фичностям пятилетняя выживаемость после трансплантации составила 61%, тогда как при расхождении по антигенам/генам двух локусов - всего 33%.

Особенностью трансплантации гемопоэтических стволовых клеток по сравнению с трансплантацией других органов и тканей является то, что пересаживается иммунологически активный материал. В связи с этим возникает риск развития реакции «трансплантат против хозяина», отсутствующий, например, при пересадке почки. В связи с этим требования к подбору пар донор- реципиент гораздо более высокие, требуется практически полное совпадение по всем основным локусам (А, В, DR, DQ).

Регистры потенциальных доноров костного мозга. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток имеет то преимущество перед трансплантацией сердца, печени и даже почки, что материал для трансплантации может быть взят у донора в достаточном количестве практически без ущерба для его здоровья. Это позволяет располагать теоретически неограниченным пулом доноров и проводить подбор с высокой степенью точности. Однако для того чтобы значительному числу больных и в достаточно короткие сроки был подобран HLA-совместимый донор, необходимо иметь большое количество доноров, типированных по HLA-A, -В и -DR локусам. Поэтому успех аллогенной трансплантации костного мозга в значительной-степени зав.исит от величины донорского регистра, которым располагает лечебное учреждение.

Стимулом для создания донорских регистров послужил быстрый рост числа аллогенных трансплантаций в разных странах. Так, в США с 1986 по 1996 гг. количество ежегодно проводимых аллогенных трансплантаций возросло в 5 раз. Первые донорские регистры в Европе были созданы в Англии, Голландии, Италии в середине 80-х гг. В США этот раздел медицинской помощи был признан государственно важным, и в 1991 г. Конгресс США принял закон «Об улучшении трансплантации» с разделом «О национальном регистре доноров костного мозга».

Национальные регистры достаточно быстро пришли к пониманию необходимости объединения для повышения эффективности подбора доноров, и в настоящее время они объединены в организацию «Всемирный регистр доноров костного мозга».

На Международной конференции по донорским регистрам в Германии в 2001 г., в которой участвовали представители России, было указано, что очередная ядерная авария, произошедшая в Японии, - казалось бы, в благополучной и технически развитой стране - показывает, что техногенные катастрофы возможны в любом месте земного шара, и всем участникам было настоятельно указано на необходимость расширения собственных регистров, поскольку поиск донора значительно более эффективен в пределах собственной популяции.

В России же до настоящего времени не существует ни законодательной базы, ни целевого финансирования, а имеющиеся малочисленные регистры поддерживаются исключительно за счет внутренних резервов учреждений, в которых они находятся.

Регистр доноров костного мозга Российского НИИ гематологии и трансфузиологии насчитывает около 4000 человек, что, безусловно, крайне мало. Однако имеются особенности распределения генетических характеристик, связанных с национальной и расовой принадлежностью, и поэтому для больного из России с гораздо большей вероятностью подходящий донор может быть найден именно в Российском регистре (Бубнова Л. Н, 2000).

Благодаря этому обстоятельству, в апреле 2002 г. в отделении трансплантации костного мозга Российского НИИ гематологии и трансфузиологии (руководитель - з. д. н. РФ д. м. н. проф. К. М. Абдулкадыров) проведена первая в России аллогенная неродственная трансплантация стволовых периферических клеток от донора, подобранного в собственном регистре.

Значение антигенов гистосовместимости для трансфузиологии

Известно, что природных антител против антигенов HLA не существует - они возникают в результате сенсибилизации во время переливания крови или у женщин, иммунизированных антигенами плода во время беременности. В последнем случае частоста их появления увеличивается с числом беременностей. При этом хотя несовместимость матери и плода по системе AB0 и резус-фактору не оказывает значительного влияния на синтез антител к антигенам HLA, однако они чаще встречаются в сыворотках, содержащих антитела против эритроцитарных антигенов. Антитела появляются на разных сроках беременности, и время, в течение которого они персистируют в сыворотке матери, очень сильно варьирует - от нескольких месяцев до нескольких лет.

Появление антилейкоцитарных антител после переливания крови отмечается достаточно часто - от 20 до 50%, и вероятность их выработки возрастает с числом перенесенных переливаний. Однако приблизительно у половины пациентов антитела не обнаруживаются, хотя им многократно переливают компоненты крови. Такая кажущаяся резнстентность к иммунизации может быть вызвана разными причинами, например перекрестными реакциями между епсцпфпчностямп одного локуса пли блокирующими антителами, а также типом иммунного ответа реципиента.

Клиническое значение антигенов главного комплекса гистосов-местимости для трансфузиологии состоит в том, что они представлены на ядерных клетках крови и тромбоцитах и являются главной причиной аллоиммунизации к ним. Повторные трансфузии от разных доноров приводят к появлению антител к HLA-антигенам. Клинически такая аллонммунизация проявляется развитием негемолитических реакций, к которым относятся лихорадка (80%) и крапивница (20%). Фебрпльные реакции, по данным некоторых авторов, могут возникать у 1 3% больных, которым выполняются повторные гемотраисфузии. Иногда тяжелые формы трансфузи-онных реакций, вызываемых антилейкоцитарными антителами, сопровождаются развитием острой легочной патологии и обычно проявляются как некардиогенный острый отек легких. Среди методов предотвращения или снижения нежелательных эффектов, связанных с лейкоцитами, присутствующими в компонентах крови, используют удаление лейкоцитов из переливаемой эритроцитной массы с помощью фильтрации. Максимальное количество лейкоцитов, еще не вызывающее развитие иоеттрансфузпонной фебральной реакции у аллопммунпзированных больных, - до 0,5 х 10я клеток на трансфузию.

Трансфузии донорских тромбоцитов представляют мощное средство современной терапии больных с повышенной кровоточивостью, обусловленной эндогенной депрессией кроветворения или воздействием экзогенных факторов (лучевая, цитостатпческая терапия). Успешное проведение лечения аллогенными тромбоцитами в значительной степени связано с сохранением их высокой функциональной активности. Однако второе нежелательное последствие аллоиммунизации против HLA-антигенов состоит в том, что даже при отсутствии негемолитических реакций" срок выживания тромбоциток сокращается. Поскольку на поверхности тромбоцитов хорошо выражены HLA-антигены I класса, то продолжительность жизни тромбоцитов напрямую зависит от степени совместимости донора п реципиента по антигенам гистосовместимости.

Тромбоциты, взятые у сиблинга, идентичного по HLA с реципиентом, имеют нормальную продолжительность жизни даже у тех больных, которые не переносят переливания тромбоцитарной массы от неродственных доноров. Тромбоциты, введенные от HLA идентичного неродственного донора, имеют почти нормальный срок выживания.

Трансфузии тромбоцитов пациентам, которые иммунизированы к HLA-антигенам, не только могут сопровождаться негемолитическими реакциями, но и не приводят к увеличению числа тромбоцитов. Это происходит из-за быстрого удаления и деструкции покрытых антителами тромбоцитов макрофагами в ретикулоэндо-телиальных органах. Поэтому трансфузии тромбоцитов у аллоим-мунизированных пациентов обречены на неудачу и не могут облегчить или предотвратить тромбоцитопенические осложнения. Реф-рактерность к трансфузиям тромбоцитов является одним из главных препятствий в трансфузионном обеспечении пациентов, получающих химиотерапию.

В настоящее время при трансфузиях тромбоконцентрата, способных вызвать образование у реципиентов HLA-антител и связанную с ними рефрактерность к тромбоцитотерапии, считается необходимым производить типирование доноров тромбоцитов и переливать HLA-совместимый концентрат. Это достигается или за счет использования родственных доноров, или за счет регистров типированных неродственных доноров. Использование генетически идентичных больному доноров, а также разработка упрощенных иммунологических методов скрининга совместимых доноров тромбоцитов позволит повысить эффективность и снизить расходы на проведение весьма дорогостоящей тромбоцитотерапии.

Таким образом, иммунологические и иммуногенетические исследования являются неотъемлемой частью современной гематологии.

Использованная литература

1. Гематология: Новейший справочник / Под общ. ред. К. М. Абдулкадырова. - М.: Иза-во Эксмо; СПб.: Изд-во Сова, 2004. - 928 с, илл.