Клінічна імунологія для практичних лікарів

Вважається, що - і -Т-лімфоцити першими реагують на проникнення патоґену в епітеліальні клітини. Виділяючи цитокіни, вони сприяють активації, в першу чергу, клітинних факторів неспецифічного імунного захисту (макрофаґів, ґранулоцитів, кілерних клітин). Згодом в процес імунного захисту включаються - і -Т-лімфоцити, які формують розвиток адаптивної імунної відповіді. Дослідження показали, що кількість - і -Т-лімфоцитів у гострій фазі хвороби збільшується, а у випадку хронізації перебігу патолоґії їх число зменшується. Можливо, перехід хвороби в хронічну стадію перебігу в першу чергу зумовлюється зниженням рівня міжепітеліальних - і -Т-лімфоцитів.

Функції - і -Т-лімфоцитів при запаленні:

· опсонізуюча (посилення фагоцитозу: С3а - посилює адгезію, С3а, С4а, С5а - посилюють хемотаксис);

· прозапальна (формування запального вогнища - С3а, С4а та С5а стимулюють дегрануляцію базофілів і тучних клітин з виділенням біологічно активних речовин алергії, які посилюють запальний процес);

· цитотоксична або літична (кінцевий продукт активації системи комплементу - мембрано-атакуючого комплекс - сприяє утворенню мікропор у мембрані патогену і перерозподілу електролітів з наступним осмотичним лізисом);

· елімінаційна - руйнування циркулюючих імунних комплексів при участі компонентів комплементу, лізосомальних ферментів, плазміну;

· фібринолітична - приймає участь у згортанні крові;

· анафілатоксична - утворює активовані форми компонентів комплементу (анафілотоксини С3а та С5а), які стимулюють виділення біологічно активних речовин алергії.

Цитокіни

Цитокіни - регулятори та ефектори імунної системи. Цитокіни - це спільна назва групи білків (факторів неспецифічної імунної відповіді), які продукуються різними клітинами та здатні стимулювати або пригнічувати диференціацію, проліферацію та інші функції імунних клітин, регулюючи міжклітинну взаємодію.

Цитокіни володіють наступними особливостями:

· один і той же цитокін може продукуватися різними клітини;

· одна клітина може продукувати більше одиного цитокіна;

· один і той же цитокін може мати вплив на різні типи клітин;

· різні цитокіни можуть індукувати однакову відповідь і функцію конкретного типу клітин

Цитокіни поділяються на: 1) інтерлейкіни, 2) інтерферони, 3) фактор некрозу пухлин (фактори цитолізу), 4) трансформуючі фактори росту, 5) хемокіни.

Інтерлейкіни ( їх нараховують 34): ІL-1 (лімфоцитатакуючий) синтезується в основному моноцитами/макрофагами, активізує проліферацію сенсибілізованих антигеном Т- і В-лімфоцитів. ІL-1 - багатофункціональний прозапальний цитокін, який приймає участь у формуванні запалення, впливає на ЦНС (викликає сонливість, анорексію, гарячку), стимулює продукцію гострофазових білків; ІL-2 (фактор росту Т-лімфоцитів) - продукується Тh1, посилює проліферацію лімфоцитів; сприяє дозріванню Т-цитотоксичних лімфоцитів, проліферації і диференціації В-лімфоцитів, продукції антитіл; посилює функцію NК клітин, моноцитів, макрофагів; відіграє важливу роль у апоптозі; його рівень підвищується при автоімунних та алергічних хворобах; знижується - при онкопатології, імунодефіцитах (природжених і набутих), тяжких вірусних інфекціях, опіках, травмах, лікуванні цитостатиками і ГКС; ІL-3 (колонієстимулюючий) - стимулює проліферацію і диференціацію клітин-попередників гемопоезу;

ІL-4 (фактор, який стимулює В-лімфоцити) - продукується Тh2, стимулює проліферацію активованих В-лімфоцитів, переключає синтез IgG1 на синтез IgЕ; антизапальний; ІL-5 (еозинофільний фактор) - продукується Тh2, моноцитами, макрофагами, ендотеліальними клітинами; переключає синтез IgG на IgЕ, синтез сироваткового IgA - на sIgA; стимулює антитілоутворення, антизапальний; ІL-6 (фактор диференціації В-лімфоцитів) - за своєю дією подібний до ІL-1; ІL-7 (головний В-клітинний лімфопоетин) - продукується стромальними клітинами кісткового мозку; ростковий фактор пре-В- і пре-Т-лімфоцитів, активізує зрілі Т-лімфоцити; ІL-8 (нейтрофільний фактор) - продукується моноцитами, Т-лімфоцитами; виконує роль індуктору гострої запальної реакції, стимулює адгезію і дегрануляцію нейтрофілів; ІL-9 (фактор росту Т-хелперів) - стимулює проліферацію Т-лімфоцитів, модулює синтез IgD i IgE; володіє аналогічною дією ІL-4; ІL-10 (супресивний фактор) - володіє регуляторною функцією; продукується Тh2 та Тh3, моноцитами; пригнічує синтез цитокінів, які продукують Тh1 (інтерферонів, TNF, ІL1, ІL3, ІL12, хемокінів); антизапальний; ІL-11 (тромбоцитарний фактор) - стимулює тромбоцитопоез та антитілоутворення; ІL12 - продукується моноцитами, макрофагами; підтримує баланс між Тh1 і Тh2; посилює проліферацію Тh1, пригнічує проліферацію Тh2; ІL-13 - продукується Тh2; дія його аналогічна ІL-4; стимулює продукцію колагену через систему фібробластів; ІL14 - фактор В-клітинної пам'яті; ІL-15 - сприяє проліферації та диференціації Т-, В-лімфоцитів, NК (активованих); ІL-16 - продукується Т-цитотоксичними лімфоцитами, хемоаттрактант, фактор росту Т-хелперів; ІL-17 - продукується Т-хелперами; посилює продукцію ІFN-г, ІL-6, ІL-8, CSF; ІL-18 - продукується макрофагами, клітинами печінки; посилює продукцію ІFN-г, активність NК. Існують цілі родини таких інтерлейкінів, як ІL-10, ІL-12, ІL-17.

Ростові фактори (відомо до 40 видів росткових факторів): G-CSF (гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор), M-CSF моноцитарний колонієстимулюючий фактор), GМ-CSF (гранулоцитарнио-моноцитарний колонієстимулюючий фактор), TGF-в (трансформуючий фактор росту в) - негативний регулятор імунної відповіді, сприяє регенерації ран, росту судин у регенерованій тканині, стимулює утворення sIgA; еритропоетин - стимулятор еритропоезу.

Цитотоксичні фактори - найбільш відомими є пухлинонекротизуючі фактори/туморнекротичні фактори (TNF-б - кахектин), існує родина цього цитокіну; потужний прозапальний цитокін, володіє цитостатичною, імуномодулюючою, противірусною, протипухлинною дією; TNF-в (лімфотоксин) - сприяє апоптозу.

Хемокіни - цитокіни спеціального призначення, сприяють міграції лімфоцитів та інших лейкоцитів з циркулюючої крові у вогнище патологічного процесу. Розрізняють 5 субкласів, 60 видів хемокінів.

Молекули клітинної адгезії (адгезивні молекули - селектини, інтегрини, адресини, суперсімейство імуноглобулінів (ІСАМ 1, 2, 3) - експресовані на клітинах імунної системи та на поверхні епітеліальних і ендотеліальних клітин, сприяють їх кооперації завдяки адгезії імунокомпетентних клітин до стінки судини та їх проникненню у вогнище запалення. Перехід (хомінг) наївних Т-хелперів у лімфатичні вузли здійснюється через взаємодію L-селектинів Т-лімфоцитів з муцин-подібними адресинами судин ( CD34), які експресовані на ендотеліальних клітинах. Хомінг клітин імунної системи в тканини проходить за участі інтегрину LFA-1 і членів суперсімейства імуноглобулінів (ІСАМ 1, 2, 3).

Інтерферони (ІFN) - група цитокінів, які синтезуються та вивільнюються імунокомпетентними та іншими клітинами у відповідь на вірусну інфекцію.

Види інтерферонів: альфа (б), бета (в), каппа (к), омега (щ) та гамма (г), які розділені на три типи. Перший тип (альфа, бета, каппа) синтезується, в першу чергу, стимульованими вірусами лейкоцитами. ІFN-б -лейкоцитарний інтерферон, продукується макрофагами, ІFN-к -продукується кератиноцитами; ІFN-в - фібробластичний інтерферон, продукується фібробластами. ІFN -г - імунний (тип 2), синтезується Т-лімфоцитами, які стимульовані антигенами, цитокінами або мітогенами; NК-клітинами, стимульованими цитокінами та в невеликих кількостях активованими макрофагами. ІFN-щ - відноситься до 3-го типу, виявлений у плаценті, мало вивчений, дослідники вважають, що він приймає участь у виношуванні плода під час вагітності.

Людський організм синтезує більше як 20 видів ІFN-б (додатково види цього інтерферону позначаються арабськими цифрами, наприклад - ІFN-б 1) та по одному виду ІFN-в, к, щ та г. Натуральний ІFN-б є комплексом багатьох підтипів і може мати дещо відмінні властивості від “рекомбінантного” ІFN-б, який складається з ідентичних молекул одного підтипу.

ІFN-б та ІFN-в синтезуються не тільки вірус-інфікованими клітинами. Синтез цих інтерферонів провокують: ендотоксини; певні синтетичні полімери (наприклад, кополімер пірану); полісахариди; полінуклеотиди; деякі бактерії та найпростіші; цитокіни (IL-1, IL-2 та TNF). Доведено, що головним джерелом ІFN-б в периферичній крові є дендритні клітини, які здатні продукувати його в 1000 разів більше, ніж інші лейкоцити.

ІFN-г синтезуються NК-клітинами та Т-лімфоцитами під впливом IL-2, IL-12, IL-15, IL-18 або IL-21. У залежності від стимулюючого фактору (антигени, мітогени чи віруси), Т-лімфоцити можуть продукувати інтерферони типу 2 чи типу 1. Для впливу на клітину інтерферони 1 типу використовують один і той же рецептор. Необхідно відзначити, що ІFN-в порівняно з ІFN-б володіє значно менш вираженими протипухлинними властивостями.

Противірусна дія (IFN-б та IFN-в)

Інтерферони не мають безпосередньої противірусної дії, вони синтезуються вірус-інфікованими клітинами, впливаючи на інші клітини, індукуючи в них активацію противірусних факторів та “стану противірусної готовності”. Цей механізм є багатофакторним, він опосередкований ферментами та генами.

1) опосередкований ферментами: РНКаза - руйнує вірусну РНК; аденозинова дезаміназа - приводить до деградації двониткової РНК; протеїнкініза R - цей фермент активний у присутності двониткової РНК, діє тільки на певні віруси, гальмує трансляцію та синтез вірусних білків;

2) опосередкований генами: IFN-б та IFN-в індукують експресію гену Мх, який потужно гальмує реплікацію вірусів грипу та інших РНК-вірусів.

Основні функції інтерферонів:

· противірусна дія;

· протипухлинна дія;

· імуномодулююча дія;

· посилюють активність цитотоксичних клітин (NК-клітин, К-клітин, Т- цитотоксичних лімфоцитів), здатних до знищення власних заражених вірусами клітин,;

· посилюють цитотоксичну та фагоцитарну активність макрофагів, посилюють фагоцитоз, переводять незавершений фагоцитоз у завершений - особливо це стосується ІFN-г;

· посилюють експресію молекул головного комплексу гістосумісності;

· посилюють експресію деяких поверхневих молекул та рецепторів (CD80, FcR);

· посилюють експресію цитокінів (ІL-1, ІL-6, TNF, IP10, MIG);

· посилюють диференціацію В-лімфоцитів у плазматичні клітини, стимулюючи імунофагоцитоз та антитілозалежну цитотоксичність.

ІFN-г щодо впливу на імунну систему, виявився більш активним, ніж ніж ІFN-б та ІFN-в; він є найсильнішим активатором експресії молекул HLA ІІ класу; посилює антигенпрезентацію Т-лімфоцитам.

Всі інтерферони, особливо ІFN-г, посилюють синтез антигенів, присутніх на пухлинних клітинах, чим полегшують їх розпізнавання факторами імунної системи. Такі пухлинні клітини стають більш чутливими до захисних імунологічних механізмів. Стимульовані ІFN-г макрофаги, набувають цитотоксичних властивостей, наприклад, проти пухлинних клітин; незавершений фагоцитоз трансформується в завершений, відбувається стимуляція синтезу реактивних сполук кисню та цитокінів. ІFN-г у 1000 разів сильніше активує макрофаги, ніж ІFN-б та ІFN-в. Інтерферони гальмують також проліферацію та диференціацію багатьох клітин. Найбільш вираженими антипроліферативними властивостями володіє ІFN-г. Щодо гальмування проліферації існує синергічний вплив всіх типів інтерферонів, а також їх комплексний антипроліферативний вплив разом з туморнекротичним фактором. Відомо, що інтерферони гальмують експресію протоонкогенів (Myc, Fos, Ras), звґязаних з ростом пухлинних клітин, можливо активують фермент, який розщеплює триптофан. У зв'язку антипроліферативною діяльністю інтерферонів, їх можна віднести до інгібіторів кровотворення, а деякі дослідники вважають, що ІFN-г приймають активну участь у патогенезі апластичної анемії. Окрім цього, ІFN-г можуть змінювати диференціацію мієлоїдних клітин в напрямку моноцитопоезу.

Таким чином, до прозапальних цитокінів відносяться - ІL-1, ІL-2, ІL-6, TNF-б, ІFN-г; до антизапальних - ІL-4, ІL-5, ІL-9, ІL-10, ІL-13; цитокіни, які сприяють деструкції клітин - ІL-2, ІL-15, TNF-б, ІFN-г; цитокіни, які посилюють синтез антитіл - ІL-4, ІL-5, ІL-9, ІL-10, ІL-13; цитокіни, рівень яких підвищується при алергічних хворобах - ІL-4, ІL-5, ІL-9, ІL-13; цитокіни, рівень яких підвищується при автоімунних хворобах - ІL-1, ІL-2, ІL-6, TNF-б, ІFN-г.

Шаперони - білки-тілоохоронці, білки теплового шоку (HSP - heat shock protein), присутні в клітинах абсолютно всіх організмів, утворюються в екстремальних ситуаціях (стрес, підвищення температури, кисневе голодування, дефіцит води, поживних речовин тощо). В умовах стресу клітинам вигідно продукувати якомога більшу кількість шаперонів. Відомі наступні шаперони/білки теплового шоку: HSP40, HSP60, HSP70, HSP90, HSP100 і т.д., кожен з яких виконує свою певну роль. Шаперони володіють наступними властивостями.

1) Допомагають клітинам підтримувати в робочому стані всі свої механізми, запобігають смерті клітини й організму в цілому.

2) Контролюють якість клітинних білків (транспортують до іншого шаперону новосинтезований поліпептид або денатуровану білкову молекулу - HSP40; допомагають новосинтезованим амінокислотним ланцюгам приймати правильну просторову конфігурацію, завдяки якій вони можуть виконувати свою функцію, попереджають денатурацію білків при високих температурах - HSP60 і HSP70; демонтують ушкоджені білкові молекули - HSP70; сприяють розгортанню білкової молекули для проведення її «ремонту» - HSP100; сприяють формуванню з білкових молекул якоїсь певної структури, наприклад, рецептору - HSP90), оберігають білки від впливу негативних факторів; руйнують аномальні комплекси між білками, підтримують корисні зв'язки між білками та іншими їх партнерами.

3) Приймають участь у роботі імунної системи, захищаючи організм від патогенів. Члени родини шаперонів - HSP60, HSP70, HSP90 - виконують роль транспортних засобів для патогена, переносячи його від уражених клітин (ракових клітин, вірусінфікованих клітин, клітин, які заражені збудником туберкульозу чи іншими мікроорганізмами) до антигенпрезентуючих клітин. Коли антигенпрезентуюча клітина зустрічається з комплексом HSP/патоген, вона його захоплює, використовуючи для цього рецептор CD91, а згодом у комплексі з молекулами HLA І класу представляє Т-лімфоцитам, які проліферують та руйнують дефектну клітину. У зв'язку з цим, доведено, що HSP, які виділені з організму хворого на рак, здатні викликати імунну відповідь на ракові клітини, а HSP здорової людини - не здатні до цієї функції. Таким чином, шаперони беруть на себе функцію інформаторів про аномалію, яка сформувалася в організмі або про патоген, який потрапив у організм.

4) Шаперони посилають сигнал тривоги всім захисним факторам організму; сприяють формуванню запальної реакції - активують антигенпрезентуючі клітини через свою появу на поверхні клітини, де в нормі вони відсутні.

5) Шаперон HSP90 сприяє видовій мінливості, прискорює еволюцію. Доведено, що пригнічення активності HSP90 сприяє демаскуванню більшості прихованих мутацій, ефект яких раніше не проявлявся завдяки шаперонам. Живі системи володіють потужним потенціалом щодо мінливості, яка не проявляється через роботу цих білків. Так, доведено, що завдяки HSP90 різні види грибів набувають нових ознак, а саме резистентності до лікарських засобів. На основі цього, зроблений висновок, що видоспецифічні інгібітори HSP90 можна використовувати як антибіотики нового покоління або можна зробити ракові клітини більш чутливими до стресових чинників, в т.ч. до хіміотерапії.

6) У дуже високих дозах шаперони виявляють імуносупресивні властивості, у зв'язку з чим, вони можуть бути ефективними при діабеті І типу (автоімунного ґенезу) й енцефаліті.

На сьогодні проводяться випробування кількох лікарських препаратів на основі шаперонів. Одні з них відносяться до інгібіторів цих білків (речовини, що пригнічують дію HSP, допомагаючи вижити раковим чи інфікованим клітинам), інші - до активаторів (під впливом теплових чи хімічних чинників підвищується синтез HSP). Доведена ефективність застосування HSP-вакцинації в хворих на рак, геніальний герпес, туберкульоз. У основі HSP-вакцинації лежить застосування очищеного комплексу HSP/пептид (у ролі пептида виступають антигени ракових пухлин, інфекційні збудники).

Формування повноцінної імунної відповіді можливе тільки при синергічній взаємодії між факторами природженого та набутого імунітету. Особливу роль у цій взаємодії виконують Toll-like рецептори (TLR).

Toll - подібні рецептори

До останнього часу практично нічого не було відомо про механізми розпізнавання чужорідного антигену клітинами природженого імунітету. Однак, відомо, що мікроорганізм, який проник в організм людини, істотно відрізняється за антигенною структурою від клітин макроорганізму, а макроорганізм повинен мати такі системи, за допомогою яких можна було би відрізнити патоген від власних клітин. На теперішній час відомо, що існує примітивне розпізнавання чужорідного антигена системою природженого імунітету, тобто цей процес не є прерогативою Т- і В-лімфоцитів - клітин специфічного імунітету. Однак, якщо клітини специфічного імунітету здійснюють високо специфічне розпізнавання патогена, то клітини природженого імунітету таке розпізнавання здійснюють відносно неспецифічно. Клітини неспецифічного імунітету розпізнають молекулярні структури мікроорганізмів (патоген-асоційовані молекулярні ділянки - РАМР -pathogen-associated molecular patterns). До патернів-ділянок відносяться різні структури мікроорганізмів, які складаються з вуглеводів, ліпідів, білків і нуклеїнових кислот або їх сполук.

Доведено, що велика кількість клітин макроорганізму на своїй поверхні експресують патерн-розпізнаючі рецептори (PRRs), основна функція яких полягає в опсонізації фагоцитозу, активізації системи комплементу і прозапальних сигнальних шляхів, індукукції апоптозу. До PRRs відноситься низка маркерів лейкоцитів таких як CD14, CD11bc/CD18, манозний рецептор, скавенджер-рецептори, сімейство Toll-рецепторів, які розміщені на поверхні мембрани клітин переважно природженого імунітету і розпізнають позаклітинні бактерійні патерни. Деякі рецептори, які забезпечують взаємодію природженого та набутого імунітету, вказані в таблиці 2. Toll-рецептори практично не приймають участі в процесі поглинання мікроорганізму, однак за допомогою цих рецепторів здійснюється активація клітин імунної системи. Розпізнавання внутрішньоклітинних бактеріальних патернів здійснюється за допомогою рецепторів іншого сімейства - багатих на лейцин нуклеотидзв'язуючих фрагментів (NBS-LRR - nucleotide-binding site -leucine-rich repeat). У таблиці 3 подані дані щодо основних рецепторів на клітинах природженого імунітету.

Таблиця 3

Рецептори на клітинах природженого імунітету

Cімейство Toll -рецепторів відіграє важливу роль у захисті організму від інфекції на різних етапах еволюції живої матерії. У людини ідентифіковано 12 Toll-подібних рецепторів (TLR - Toll -like receptors), кожен з яких розпізнає певний бактерійний патерн або їх групу. Так, TLR2 розпізнає білки теплового шоку і пептидоглікан клітинної стінки грам-позитивних бактерій, TLR4 - ЛПС грамнегативних бактерій, TLR9 - СрG-послідовності ДНК мікроорганізмів. TLR9 - єдиний із сімейства TLR, який розміщений внутрішньоклітинно.

TLR - це трансмембранні білки, які складаються з позаклітинного домена, багатого на лейцинові фрагменти (leucine-rich repeat, LRR) і внутрішньоклітинного Toll /ІЛ-1 рецепторного (Toll /IL-1 receptor) домену, який дістав назву TIR-домена. LRR-домен здійснює розпізнавання бактерійних патернів і передачу сигналу, а TIR-домен - це консервативний пептид, який здійснює взаємодію між білками.

Вважається, що кожен мікроорганізм (бактерія чи вірус) можуть бути лігандами до одного чи кількох TLR.

Особливості регуляції мікроорганізмами активності TLR вказані в таблиці 4.

Таблиця 4

Експресія TLR регулюється наступною бактеріальною мікрофлорою

При стимуляції TLR активована імунокомпетентна клітина починає продукувати фактор некрозу пухлин (TNF-б). Рецептори до TNF-б експресовані на всіх клітинах організму, їх помірна стимуляція викликає активацію кіназ і розвиток запалення в тканинах, а сильна стимуляція - активацію капсаз і апоптоз клітин.

Функція TLR в GALT:

§ Реалізують можливість відрізнити патогенну і непатогенну мікрофлору, забезпечують розвиток запалення на патоген і толерантність на непатогенну мікрофлору.

§ Активують транскрипційну активацію низки генів, які індукують імунну й запальну відповідь.

§ Контролюють індукцію адаптивної (специфічної) Th1 відповіді і відіграють важливу роль в Th2-залежній імунній відповіді за рахунок посилення інтенсивності дозрівання дендритних клітин.

§ Активація певних TLR сприяє зміні фенотипу і функції дендритних клітин. TLR на дендритних клітинах можуть моделювати синтез цитокінів (TNF-в, IL-6, TLR-12). Дендритні клітини, стимульовані TLR-2 і TLR-4 продукують відповідно IL-12 і IL-10.

§ Нормальні епітеліальні клітини конститутивно експресують TLR-2, TLR-5 і невелику кількість TLR-4

§ мРНК TLR-4 і СD14 експресуються значною мірою в дистальних, TLR-2 - в проксимальних відділах кишки.

Природжений імунітет має наступі переваги:

· фактори природженого імунітету відповідають на пошкоджуючий антиген дуже швидко і не потребують попередньої активації;

· на клітинах природженого імунітету експресуються рецептори, які розпізнають мікроорганізми і не змінюються протягом життя людини;

· фатори природженого імунітету виявляють селективні властивості, тобто не атакують антигенні структури власних клітин;

· природжений імунітет формується незалежно від розвитку адаптивної специфічної імунної відповіді.

Суттєвими недоліками природженого імунітету є:

· з метою знищення чужорідного антигену відбувається мобілізація одночасно всіх факторів природженого імунітету, що часто закінчується неадекватноою бурхливою реакцією та розвитком ускладнень;

· фактори природженого імунітету нездатні специфічно розпізнавати патоген та вибіркого впливати на нього;

· фактори природженого імунітету після контакту з патогеном не формують імунологічну пам'ять.

Лекція 2. НАБУТИЙ ІМУНІТЕТ

Формування набутого (адаптивного. специфічного) імунітету пов'язане з реалізацією специфічних функцій лімфоцитів внаслідок контактів з певними видами антигенів. Антигенспецифічні реакції цих клітин розвиваються і закріплюються у відповідь на масове проникнення антигенів у внутрішнє середовище організму. Такий тип імунітету починає формуватися з моменту народження дитини, набувається, зміцнюється з віком та послаблюється в старості.

Особливості набутого імунітету:

1) Набутий імунітет реалізується через синтез специфічних антитіл (гуморальний) та активацією специфічних лімфоцитів (клітинний імунітет).

2) Індуцибельність набутого імунітету полягає в тому, що синтез специфічних антитіл та утворення специфічних лімфоцитів відбувається лише при попаданні патогенну в організм.

3) Імунна пам'ять виробляється за участю Т- і В-лімфоцитів пам'яті.

4) У розвитку набутого імунітету приймають участь наступні імунокомпетентні клітини: антигенпрезентуючі клітини (моноцити/макрофаги, дендритні клітини тощо), Т-лімфоцити і В-лімфоцити.

Традиційно розрізняють імунну відповідь за двома типами: гуморальним - продукція специфічних антитіл та клітинним - утворення клонів антигенспецифічних лімфоцитів. Суть відповіді за гуморальним типом полягає в синтезі специфічних імуноглобулінів (антитіл) плазматичними клітинами, в які перетворюються В-лімфоцити, яким Т-лімфоцити передали інформацію про структуру патогенну, що потрапив у організм. Суть відповіді за клітинним типом полягає в тому, що в місце проникнення антигену, де вже активно працюють макрофаги, гранулоцити, NК клітини, мігрують та нагромаджуються специфічні імунні клітини (лімфоцити). При цьому типі імунної відповіді головну роль відіграють Т-лімфоцити, які здатні синтезувати цитокіни та знищувати клітини-мішені.

Антигени - це чужорідні субстанції, які володіють наступними властивостями: імуногенністю - здатністю викликати проти себе специфічну імунну відповідь у вигляді синтезу антитіл чи утворення специфічних лімфоцитів та антигенністю - здатністю специфічно зґєднуватися з утвореними антитілами (як вільними, так і з тими, які виконують роль рецепторів В-лімфоцитів) та з відповідними рецепторами Т-лімфоцитів. Антигени - це речовини, які можуть мати як екзогенне, так і ендогенне походження і розпізнаються специфічними антитілами або Т-клітинним антигенрозпізнаючим рецептором (ТКР). Антигенність характеризується авідністю (ступінь відповідності та міцність зв'язку між епітопом антигену та специфічними антитілами) та афінністю (сумарна сила, з якою зв'язуються між собою епітопи та антитіла на всьому протязі антигену).

Епітоп (антигенна детермінанта) - це місце на антигені чи в його середині, яке специфічно реагує з антитілом. Розрізняють лінійні епітопи (амінокислоти з'єднані послідовно) та конформаційні (амінокислоти утворюють клубочок). Антиген, який складається з великої кількості епітопів, називається полівалентним.

Гаптени - це прості хімічні структури з малою молекулярною масою, які нездатні викликати імунну відповідь, однак вони здатні приєднуватися до білкового антигену (глобулінів, альбумінів, синтетичних пептидів тощо), в результаті чого їх молекулярна вага збільшується, і вони переходять в клас антигенів, набуваючи імунологічних властивостей. Таким чином, антиген, який володіє тільки антигенністю, називається гаптеном. Імуногенність вони набувають тільки після з'єднання з носієм - молекулою білка. При цьому, хімічну субстанцію гаптену розпізнає В-лімфоцит, а Т-лімфоцит розпізнає білкову частину.

Суперантиген - це антиген, який реагує з Т-клітинно-розпізнаючим рецептором (ТКР) CD4⁺-лімфоцитів, оминаючи традиційний механізм презентації за допомогою молекул HLA ІІ класу, що приводить до утворення великого комплексу, до складу якого входять: неперетравлений патоген + Т-клітинний рецептор (ТКР) CD4⁺-лімфоциту+молекули HLA ІІ класу антигенпрезентуючої клітини. Це стає причиною надзвичайно сильної стимуляції як Т-, так і В-лімфоцитів.

За ступенем чужорідності антигени поділяються на: автологічні; сингенні; алогенні; ксеногенні; секвестровані; за специфічністю: видова, групова, стадіоспецифічна, органна, тканинна, органоїдна; за хімічним складом: білки; ліпіди; нуклеопротеїни; глікопротеїни; полісахариди. Найсильнішою імуногенністю володіють білки, нуклеопротеїди і глікопротеїни; найслабшою- полісахариди і ліпіди (їх можна віднести до гаптенів). Гетерогенні антигени (перехресно реагуючі) - антигени, які за своєю специфічністю є загальними для всіх видів організмів (тканин), наприклад, ДНК. Мімікрія антигенів - це схожість антигенів вірусів, бактерій, інших інфекційних збудників з клітинними антигенами людини.

Антигени поділяються на тимуснезалежні та тимусзалежні. Тимуснезалежними називаються ті антигени, синтез антитіл до яких здійснюється В-лімфоцитами без участі Т-хелперів; при цьому синтезуються лише антитіла класу IgM та не формується імунологічна пам'ять. Це антигени, які містять у великій кількості епітопи однакової структури. Частіше до тимуснезалежних антигенів відносяться гриби, ліпополісахариди бактеріальних стінок, декстран та PPD (очищений препарат туберкуліну). Тимуснезалежних антигенів є менше. Тимусзалежні антигени - це антигени, імунна відповідь на які здійснюється з обов'язковою участю макрофагів та Т-лімфоцитів-хелперів; при цьому синтезуються антитіла всіх п'яти класів та формується імунологічна пам'ять.

Адґюванти - це субстанції, які індукують імунну відповідь за рахунок посилення експресії імуногенних молекул без зміни їх хімічних властивостей.

Популяції та субпопуляції лімфоцитів, їх функції в імунній відповіді

Усі клітини імунної системи походять з єдиної клітини-попередниці - поліпотентної гемопоетичної стовбурової клітини. Диференціація клітин відбувається під впливом різних ростових факторів. Клітини, які утворилися, відрізняються між собою наявністю різних поверхневих маркерів - певних молекул, які формують фенотип клітини, в т.ч. імунокомпетентних клітин. Ці молекули формують кластери диференціації (cluster of differentiation - CD) - це антигени, які можуть бути ідентифіковані за допомогою певної групи специфічних моноклональних антитіл (МКА). Так, наприклад, Т-лімфоцити мають на своїх мембранах наступні молекули (антигени) - CD2, CD3, CD4, CD5, CD6, CD7, CD8; Т-хелпери - CD4, Т-цитотоксичні лімфоцити - CD8, NК - CD16 і CD56, В-лімфоцити - CD19, CD20, CD21, CD22, CD23, CD24; активовані лімфоцити - CD69, CD25, CD71, CDHLA DR; маркер апоптозу CD95 і т.д.

Т-лімфоцити

Етапи диференціації Т-лімфоцитів

Перший етап - кістково-мозковий: поліпотентна стовбурова клітина диференціюється в клітину-попередницю лімфопоезу, яка перетворюється в клітину-попередницю В-лімфоцитів (залишається для подальшої диференціації в кістковому мозку) і клітину-попередницю Т-лімфоцитів (пре-Т-клітина), яка мігрує в тимус.

Другий етап - тимічний - пре-Т-клітина (тимоцит) мігрує в субкапсулярну зону тимусної дольки; з поверхні тимоцитів зникають кістково-мозкові антигени і з'являються нові антигени (Thy-1); тимоцити підлягаються подальшій активації, диференціації та проліферації. Вони називаються «подвійні негативи» з наступним фенотипом CD4^-CD8^-ТКР^-. Надалі тимоцити мігрують у кіркову зону тимічної дольки, де на їх поверхні з'являються нові антигени і вони мають назву «подвійні позитиви» з фенотипом - CD4⁺CD8⁺ТКР⁺. Після міграції в мозковий шар формуються дозрілі «одинарні позитиви» з наступними фенотипами CD4⁺CD8-ТКР⁺ - це «наївні» Т-хелпери і CD4^-CD8⁺ТКР^- - це «наївні» Т-цитотоксичні лімфоцити. Надалі проходить ретельна клональна селекція, в результаті якої відбувається знищення шляхом апоптозу 95% лімфоцитів, які володіють автореактивними властивостями. Решта лімфоцитів мігрують у периферичні органи імунної системи, де проходять навчання щодо роботи з антигенами і мають назву - «арміровані» (озброєні) Т-лімфоцити.

Відносна кількість Т-лімфоцитів у крові становить 70-80% від загального числа лімфоцитів. У 80% Т-лімфоцитів - тривалість життя 100-200 днів, у 20% - 2-3 дні. Рециркулює в периферичній крові 0,2-0,3% Т-лімфоцитів (в основному, це клітини-пам'яті, тривалість життя яких вимірюється роками), решта лімфоцитів - знаходиться в тканинах.

На поверхні всіх Т-лімфоцитів є інструмент, за допомогою якого відбувається розпізнавання чужорідного матеріалу - це Т-клітинний антигенрозпізнаючий рецептор (ТКР). ТКР - гетеродимер, який складається з двох поліпептидних ланцюгів. Більша частина кожного з двох ланцюгів рецептора знаходиться поза клітиною і скручена у вигляді двох доменів - варіабельного (V) та константного (С). Більшість Т-лімфоцитів несуть на своїй поверхні рецептори, які складаються з б- і в-ланцюгів. Іноді такі Т-лімфоцити називаються б-в-Т-лімфоцитами. Т-клітинний антигенрозпізнаючий рецептор зв'язаний в єдиний комплекс з 5 трансмембранними білками: г (гамма), д (дельта), е (епсилон), ж (дзета), з (ета), які на сьогоднішній день позначаються як єдина диференційна молекула - CD3. Інша група Т-лімфоцитів несе на своїй поверхні рецептори, які складаються з гамма- та дельта-ланцюгів - це г- д-Т-лімфоцити.

Таким чином, Т-клітинний антигенрозпізнаючий рецептор (ТКР/TCR) - це комплекс, який складається з: 1) альфа-, бета-ланцюгів; 2)гамма-, дельта- ланцюгів; 3) молекули CD3, яка містить 5 трансмембранних білків.

У залежності від будови TCR Т-лімфоцити можна поділити на:

· б- і в-Т-лімфоцити (Т-хелпери, Т-цитотоксичні та Т-регуляторні лімфоцити);

· - і -Т-лімфоцити (інтраепітеліальні Т-лімфоцити)

Після розпізнавання антигену для реалізації повноцінної імунної відповіді Т-лімфоцит підлягає активізації та проліферації (поділу), в результаті чого з одного Т-лімфоцита утворюється клон (група) клітин, які мають ту ж специфічність, що і їх предки.

На Т-лімфоцитах присутні певні антигени та рецептори.

Фенотип Т-лімфоцитів наступний :

· рецептори до еритроцитів барана (CD2), з якими Т-лімфоцити утворюють розетки (Е-РУК);

· Т-клітинний антигенрозпізнаючий рецептор (TCR);

· рецептори до відповідних Т-лімфоцитарних мітогенів (CD69);

· рецептори до ІL-1, ІL-2;

· трансплантаційні антигени HLA І і ІІ класів;

· молекули CD2, CD3, CD4, CD5, CD6, CD7, CD8 тощо.

Функції Т-лімфоцитів:

· забезпечують формування клітинного специфічного імунітету;

· приймають участь у регуляції клітинного і гуморального імунітету через хелперні й регуляторні (супресорні) субпопуляції та синтезовані ними цитокіни;

· забезпечують противірусний, протипухлинний, трансплантаційний імунітет.

Популяція Т-лімфоцитів поділяється на кілька субпопуляцій: Т-лімфоцити хелпери, Т-цитотоксичні лімфоцити, Т-регуляторно/суп ресорні лімфоцити, Т-лімфоцити пам'яті.

Т-лімфоцити-хелпери (CD 3+/4+)

Відносна кількість Т-хелперів у крові людини становить 55-60% від загального числа лімфоцитів.