Клінічна імунологія для практичних лікарів

Особливості протигрибкового імунітету: 1) гриби, проходячи життєвий цикл розвитку, постійно змінюють свій антигенний склад; 2) при грибковій інфекції затруднений фагоцитоз, в т.ч. завершений, через наявність довгих ниток міцелію; 3) до найбільш ефективних протигрибкових факторів захисту відноситься клітинний імунітет (природжений і адаптивний); 4) гриби продукують супресивні фактори, які пригнічують активність імунної системи, сприяючи формуванню імунодефіцитних порушень; 5) гриби стимулюють синтез TNF-б, IL-2, завдяки яким формується запальний процес; 6) гриби стимулюють синтез значної кількості IgE, що стає причиною формування алергічних реакцій; 7) імунобіологічне пошкодження тканин формується завдяки розвитку реакцій біологічного пошкодження тканин І- та/або IV-го типів.

V. Антипаразитарний імунітет (антипротозойний та антигельмінтний імунітет)

До паразитів відносяться організми, які на певному етапі свого існування та розвитку є залежними від іншого організму. До паразитів відносяться найпростіші і гельмінти. Паразити характеризуються складним та багатоетапним життєвим циклом. Характер імунної відповіді проти цих організмів залежить від місця їх проживання в організмі та від стадії їх розвитку. Інфекційний процес, який формується в результаті інфікування паразитами носить, як правило, хронічний перебіг.

У боротьбі з паразитами важливу роль відіграють фактори природженого імунітету. Наприклад, під час зараження найпростішими роду Plasmodium, ініціація імунологічної відповіді за участю факторів природженого імунітету відбувається завдяки розпізнаванню похідних глікозилофосфатидилінозитолу та гемозоїну - це молекули PAMP (молекулярні структури мікроорганізмів - патоген-асоційовані молекулярні патерни - pathogen-associatedmolecular patterns), які є лігандами для PRR (патерн-розпізнаючі рецептори).

Внутрішньоклітинні PRR знаходяться в цитоплазмі або фіксовані на мембрані цитоплазматичного ретикулуму, фаголізосом, мітохондрій; служать для виявлення інфекцій, причинами яких є внутрішньоклітинні мікроорганізми (віруси, деякі бактерії тощо). Деякі з цих рецепторів можуть розпізнавати продукти синтезу фагоцитованих мікроорганізмів, до яких належать:

· рецептори TLR (TLR3, TLR7, TLR8 та TLR9);

· NOD-подібні рецептори (NOD - nucleotide binding oligomerization domain - нуклеозид зв'язуючі олігомеризаційні домени);

· гелікази;

· білки, продукція яких індукується інтерферонами

З метою обмеження дисемінації інфекції та патологічних ушкоджень відбувається активація системи комплементу, гранулоцитів, макрофагів, продукція прозапальних цитокінів (TNF-б чи IL-1). Згодом відбувається запуск механізмів набутого імунітету та синтез антитіл.

Характерною рисою паразитарних інфекцій є периферична та тканинна еозинофілія. Причиною еозинофілії є активація та проліферація Тh2-лімфоцитів та синтез ними цитокінів, які стимулюють проліферацію, диференціацію та активацію еозинофілів (IL-3, IL-5 та GM-CSF). Ці цитокіни продовжують час виживання еозинофілів в тканинах від 48 годин до 14 днів. Однак, гуморальна антипаразитарна імунна відповідь самостійно нездатна сприяти елімінації цих збудників з організму. Внутрішньотканинні паразити, передовсім елімінуються за допомогою механізмів клітинної відповіді (тобто за Тh1-типом). Відомо, що імунна відповідь є динамічним процесом і найчастіше перебіг паразитарної інфекції є прикладом формування рівноваги між Тh1- і Тh2-типом імунної реакції.

Імунітет до малярії, плазмодія, токсоплазми, мікоплазми, лейшманії тощо.

У процесі інфекції паразитами роду Leishmania клітинна відповідь призводить до активації макрофагів та елімінації паразитів, які фагоцитувалися цими клітинами. У цьому випадку відбувається локалізація інфекційного процесу (наприклад, формується шкірний лейшманіоз). До особливостей гуморальної відповіді можна віднести гальмування синтезу IFN-г, відсутність активації макрофагів і генералізація інфекції на цілий організм.

Однак, існують такі інфекції, при яких антагонізм між відповіддю за Тh1- і Тh2-типом не так сильно виражений. Так, у випадку інвазії Shistosoma mansoni і клітинна, і гуморальна відповідь однаковою мірою необхідні для елімінації паразита.

Між паразитом та господарем відбувається постійна “ескалація озброєння”, суть якої полягає в тому, що після формування захисних механізмів господаря, у паразита вже наявні нові механізми боротьби з ними. Внутрішньоклітинні паразити виробили дійові методи уникнення смерті в організмі господаря.

Найбільш успішно уникає імунної відповіді Trypanosoma cruzi. Наявність паразитів у організмі господаря сприяє продукції специфічних антитіл проти варіабельного поверхневого глікопротеїну Trypanosoma cruzi. Ці антитіла індукують знищення значного числа паразитів, посилюючи фагоцитоз та антитілозалежну цитотоксичність. Однак, приблизно 1% паразитів все ж таки переживають атаку імунної системи, встигаючи змінити структуру глікопротеїну. Вже змінений антиген не розпізнається попередньо утвореними антитілами. Через певний час імунна система організму утворить нові антитіла і ситуація повториться - більшість паразитів загине, однак незначний їх відсоток створить новий поверхневий антиген.

Проведеними дослідженнями показано наявність значної подібності структури антигенів паразитів та людини. Найсильнішим аргументом на користь впливу паразитів на розвиток автоімунних порушень стали дослідження важкої хвороби Хагаса (Chagasa), викликаної Trypanosoma cruzi. Виявилося, що під час перебування T. сruzi в організмі господаря виділяється фермент пролінова рацемаза - субстанція, яка має характер мітогену для В-лімфоцитів. Цей фермент викликає поліклональну активацію В-лімфоцитів, гіпергамаглобулінемію, яка може спричинити важку кардіоміопатію в деяких хворих на хворобу Хагаса (Chagasa).

Існує досить популярна гіпотеза про те, що елімінація паразитарних збудників серед мешканців високорозвинених країн може стати причиною росту захворюваності на алергію. З еволюційної точки зору, єдиним завданням імунної відповіді за Тh2-типом, була боротьба з паразитами. Коли ця боротьба відсутня, то механізми протидії паразитам розрегульовуються. Перенесення деяких інвазивних хвороб у дитячому віці могло б полегшити правильну регуляцію імунної відповіді і забезпечити захист перед алергією.

Смертність при мозковій формі малярії становить 20%. У процесі зараження плазмодіумом малярії в судинах мозкового кровообігу утворюються “корки” з інфікованих еритроцитів. Завдяки надекспресії на їх поверхні мембранного еритроцитарного білка заражені еритроцити мають здатність до адгезії з ендотеліоцитами і здоровими еритроцитами. Мембранний еритроцитарний білок є лігандом для присутніх адгезивних молекул ICAM-1, VCAM-1 та селектину Е на ендотеліоцитах. Заражені клітини прилягають до стінок мозкових судин, завдяки чому уникають елімінації в селезінці.

VI. Антигельмінтний імунітет

Існують наступні особливості імунної відповіді на гельмінти:

· гельмінти, проходячи цикл розвитку від яйця, личинки до дорослої особини, постійно змінюють свій антигенний склад;

· гельмінти - великі за розмірами, мають щільну кутикулу;

· до найбільш ефективних факторів захисту від цих збудників є фактори клітинного імунітету (природженого і адаптивного);

· гельмінти і паразити - це конгломерат антигенів, які стимулюють синтез значної кількості специфічних антитіл, в т.ч. IgE, що стає причиною формування автоімунних процесів та алергічних реакцій;

· гельмінти через постійну мінливість своєї антигенної структури та продукцію супресивних факторів пригнічують активність імунної системи, сприяючи формуванню імунодефіцитних порушень;

· гельмінти стимулюють синтез TNF-б, гострофазових білків тощо, завдяки яким формується запальний процес.

При гельмінтозах імунна відповідь розвивається за Тh2 (гуморальним) типом. Антизапальні інтерлейкіни, які продукуються Тh2-лімфоцитами, викликають посилену проліферацію еозинофілів (IL-5), лаброцитів (IL-3, колонієстимулюючий фактор) і утворення специфічних IgE та IgG4 (IL-4). Формування імунної відповіді на гельмінти залежить від багатьох чинників, однак значною мірою вона визначається станом здоров'я організму. Продукцію специфічних антитіл стимулюють соматичні та функціональні секрети і екскрети антигенів гельмінтів. Антитіла блокують роботу ферментів гельмінтів, запускають каскад реакцій системи комплементу.

На ранніх етапах формування гельмінтозів відбувається сенсибілізація до антигену паразита, розвивається рання фаза алергічного запалення. На незначні дози антигенів гельмінтів утворюються IgE-, IgG4-антитіла, які не володіють комплементзв'язуючими властивостями. Антитіла класу IgE фіксуються на мембранах лаброцитів (базофілах й тучних клітинах), в результаті чого відбувається їх дегрануляція з виділенням біологічно активних речовин алергії, продукуються хемотаксичні чинники, лейкотрієни, фактори агрегації тромбоцитів, простагландини, цитокіни, що в комплексі посилюють проникливість судинної стінки. IgG4 через відсутність власних рецепторів на клітинах, з'єднується з рецепторами для IgE, блокуючи їх для цього імуноглобуліну. Результатом такого блоку стає зниження ступеню деградації лаброцитів, зменшення концентрації біологічно активних речовин алергії та комплементарної активності. Таким чином, гіперпродукція IgG4 знижує специфічний вплив IgE, призводячи до персистенції інфекції, схильності до реінвазії на тлі порушення протективного імунітету.

Під впливом IgE-антитіл при гельмінтозах активуються два типи клітин, які відіграють провідну роль у антигельмінтному захисті - базофіли/лаброцити і еозинофіли.

Лаброцити локально продукують імунорегуляторні цитокіни (ІL-4, ІL-10, ІL-12, ІL-13), прозапальні цитокіни (ІL-1, GМ-CSF, TNF-б), індукують Т-незалежним шляхом продукцію IgE.

Еозинофіли - основні клітини-ефектори, які мають антигельмінтну та антипаразитарну скерованість за рахунок формування позаклітинного лізису. Еозинофіли мають рецептор для IgE, маркери активації (CD69 і CD66), адгезивні молекули, завдяки яким вони контактують з клітинами ендотелію судин; продукують і виділяють IL-4, IL-5, GM-CSF, TNF-б, що призводить до утворення еозинофільних інфільтратів у тканинах і органах. Інтенсивність еозинофілії посилюється при міграції личинок у тканини, а при хронізації процесу - число еозинофілів зменшується. Однак, закономірність ця неповна, у зв'язку з тим, що, наприклад, при деяких паразитарних інфекціях значна кількість еозинофілів нагромаджується в гранульомах навколо яєць збудників. Речовини, які виділяють лаброцити, впливають на еозинофіли як хемотаксичні фактори, що стає причиною міграції цих клітин до гельмінтів. Личинки покриваються С3b компонентом комплементу (альтернативний шлях активації системи комплементу), антитілами класу IgG, які виконують роль опсонінів для еозинофілів і, виділяючи ферменти (в основному, катіонні білки і основний білок) пошкоджують личинки. Для гельмінтних інфекцій характерними є підвищення рівня загального сироваткового IgE та еозинофілія. При первинному інфікуванні число еозинофілів підвищується на 7-10 день інфікування, при реінвазіях - значно раніше. Таким чином, IgE формує протективний імунітет і стимулює розвиток алергічної реакції.

У подальшому процесі розвитку гельмінта змінюється його антигенна структура, зростає його імуногенність, що призводить до синтезу IgG і IgM. На поверхні лаброцитів, окрім комплексу IgE-антитіло-антиген гельмінтів, з'являються антитіла класів IgG і IgM та залучаються в процес клітини-ефектори пізньої фази алергічної реакції (еозинофіли, нейтрофіли, макрофаги, лімфоцити, тромбоцити). Виявлена антигельмінтна IgE-залежна цитотоксичність тромбоцитів. Антитіла класів IgG і IgM безпосередньо або в вигляді імунних комплексів фіксуються на поверхні гельмінта, його яєць, личинок, активізуючи при цьому систему комплементу. Специфічні антитіла нейтралізують токсини гельмінтів, блокують рецептори, через які вони приєднуються до клітини-мішені.

Найбільш інтенсивний синтез специфічних антитіл спостерігається при паразитуванні тканних і кишкових гельмінтів, особливо в період міграції та линяння личинок.

Моноцити/макрофаги неспроможні фагоцитувати великі за розмірами гельмінти (їхні яйця, личинки) і тому стимулюють клітинні механізми захисту. Ці клітини у відповідь на фосфоліпідмісткі антигени гельмінтів і паразитів секретують TNF-б, який активізує макрофаги, еозинофіли, тромбоцити. TNF-б та ІL-1 сприяють підвищенню стійкості соматичних та імунокомпетентних клітин до дії паразитів. Через активацію Т-лімфоцитів підвищується синтез ІНФ-г, який пригнічує внутрішньоклітинний цикл розмноження паразитів у клітинах. Макрофаги і нейтрофіли після фіксації на паразитах дегранулюють, вивільняючи протеолітичні ферменти, катіонні білки, токсичні метаболіти кисню і азоту, призводячи до лізису щільного покриву збудників.

Паразитування гельмінтів у хворих на інфекційні хвороби ускладнює перебіг інфекції, продовжує тривалість хвороби, знижує ефективність лікування, сприяє формуванню ускладнень.

У таблиці 8 вказані основні механізми протигельмінтного імунітету.

Таблиця 8

Основні види протипаразитарного імунітету

Механізми захисту збудників від факторів імунної системи

1. Механізми уникнення мікроорганізмів реакцій комплемент-залежного цитолізу:

· капсули мікроорганізмів (менінгококи, стрептококи, кишкова паличка) містять велику кількість сіалових кислот, що робить їх схожими на людські клітини, у результаті чого С3b компонент комплементу взаємодіє не з мікроорганізмом, а з клітинами господаря;

· складові компоненти капсул мікроорганізмів не володіють імуногенністю і не викликають активацію компонентів комплементу;

· відомо, що ліпополісахарид, який входить до складу токсину деяких інфекційних агентів (кишкова паличка, сальмонели), активують С3 b не на цитоплазматичній мембрані збудника, а на відстані від нього, у зв'язку з чим утворений мембран-атакуючий комплекс не знищує мікроорганізм;

· завдячуючи своїм мембранним протеолітичним ферментам, інфекційний агент може руйнувати мембранатакуючий комплекс, який утворюється при активації системи комплементу;

· для деяких мікроорганізмів (стрептококи, стафілококи) характерна наявність на зовнішній мембрані товстого пептидогліканового шару, стійкого до мембранатакуючого комплексу;

· мікроорганізми продукують «білки-пастки», які зв'язують/нейтралізують певні компоненти комплементу і унеможливлює утворення мембран-атакуючого комплексу.

2. Механізми уникнення мікроорганізмів від впливу моноцитів і макрофагів:

· мікроорганізми виділяють репеленти - речовини, які блокують хемотаксис;

· продукують токсини, які руйнують макрофаги (стафілококи);

· мікроорганізми стійкі до бактерицидної дії продуктів «кисневого вибуху» (містять фермент каталазу, який руйнує перекис водню та супер-аніон-дисмутазу, яка руйнує проміжні продукти перекисів);

· мікроорганізми (туберкульозна паличка, лейшманія) мають щільну капсулу, до складу якої входять ліпідоподібні елементи, а паразити - міцну кутикулу, які оберігають збудник від токсичної дії кисню;

· деякі мікроорганізми (туберкульозна паличка, бруцели, лістерії) сприяють відкладанню в мембрані фагосоми фагоцитуючих клітин полісахаридів і циклічного аденозин-монофосфату (сАМР), в результаті чого відсутній процес об'єднання фагосоми з лізосомою, порушується процесінг, що стає причиною персистенції збудника в моноцитах/макрофагах;

· деякі мікроорганізми (лістерії) здатні розчиняти фагосомну мембрану, в результаті чого не відбувається процесінг;

· деякі мікроорганізми знижуючи чутливість моноцитів/макрофагів до IFN-г, пригнічують їх активність;

· деякі мікроорганізми пригнічують здатність моноцитів/макрофагів експресувати молекули HLA І і ІІ класів, порушуючи при цьому презентацію антигенів збудника.

3. Мікроорганізми експресують на своїй поверхні високо імуногенні антигени, які відносяться до другорядних (непротективних) антигенів; на ці антигени формується активна імунна відповідь, мікроорганізм згодом «скидає» з своєї поверхні ці антигени і перетворюється в R- чи L-форму.

4. Антигенна мінливість мікроорганізмів.

5. Деякі структури мікроорганізмів (протеїн А стафілококів, глікопротеїни герпесвірусів) подібні до рецепторів Fc-фрагменту імуноглобулінів, адсорбують на своїй поверхні антитіла, які «екранізують» захищають збудник від впливу інших факторів імунної системи.

6. Мікроорганізми продукують протеази, які руйнують антитіла.

7. Деякі мікроорганізми (цитомегаловірус, аденовіруси) стимулюють утворення білків, які знижують експресію молекул HLA І класу, в результаті чого блокується активність Т-цитотоксичних лімфоцитів.

8. Віруси містять гени, які кодують утворення розчинних білків, гомологічних цитокіновим рецепторам (ІЛ-1b, TNF-б, INF-г), які притягують цитокіни і нейтралізують їх.

9. Віруси індукують утворення цитокін-подібних білків (ІЛ-10), які знижують активність імунної системи.

10. Найпростіші (трихінели) і гельмінти (ехінокок) утворюють захисні цисти з колагенових і фібринових волокон.

11. Мікроорганізми стимулюють синтез циконінів й інших речовин (наприклад, простагландинів), які знижують активність імунної системи.

12. Мікроорганізми, змінюючи співвідношення між CD4⁺/CD8⁺ в сторону активації гуморальної ланки, сприяють несприятливому перебігу інфекційного процесу.

Інфекції супроводжують людину на всьому її життєвому шляху. Імунна система в процесі еволюції удосконалила свої протиінфекційні механізми, а інфекційні збудники у відповідь на це відшліфували свої способи «втечі» від захисних впливів організму. Ця боротьба, або краще назвати - змагання, продовжуються і тепер.

Розвиток клінічної імунології за останні десятиріччя дав потужний внесок у поглиблення розуміння патогенезу як окремо взятих інфекційних хвороб, так і сформованих за їх тригерного впливу імунопатологічних синдромів (алергічного, автоімунного, імунодефіцитного тощо). Нові сучасні знання спричинили появу нових імунотропних препаратів для лікування інфекційних хвороб і синдромів, а також нових підходів до профілактики інфекцій.

Лекція 9. ОНКОІМУНОЛОГІЯ

За даними Міжнародного агентства з дослідження раку (МАДР) у світі протягом 2000 року було зареєстровано біля 100 млн. хворих на рак, а згідно прогнозів експертів у 2020 році таких хворих буде 16 млн. За останні 10 років у країнах Європейського союзу захворюваність на рак зменшилась на 16% за рахунок впровадження програми «Європа проти раку», скеровану на первинну профілактику раку (боротьба з тютюнопалінням, модифікація харчування в сторону збільшення вживання овочів, фруктів, зменшення калорійності харчових продуктів, зменшення негативного впливу УФО, скринінг та рання діагностика раку тощо).

На теперішній час основні причини формування раку наступні: тютюнопаління (30%), неправильне харчування (35%), зловживання алкоголем (2-3%), негативний вплив на організм шкідливих професійних факторів (4-5%), інфекційні агенти (10%) - віруси гепатитів В і С, вірус папілом людини 16 і 18 типів, вірус Епштейна-Барра, віруси герпесу людини 6 і 7 типів, вірус Т-клітинного лейкозу, Helicobacter pylori тощо; ультрафіолетове проміння (2-3%), іонізуюча радіація (4-5%), забруднення шкідливими речовинами атмосфери, води, харчових продуктів (1-2%).

Пухлину визначають як патологічний процес, який характеризується безперервним розмноженням клітин, що не підлягає регуляторному впливу організму. Злоякісні пухлини, на відміну від доброякісних, характеризуються також й аплазією (втратою ознак диференціювання), інвазивним ростом та метастатичним поширенням.

Кожна нормальна соматична клітина людського організму має здатність до обмеженого числа клітинних поділів (близько 100 мітозів). Це обмеження зумовлене роботою біологічного молекулярного годинника, який контролює процес апоптозу - генетично запрограмованої клітинної смерті. Механізм обмеження розміщений у теломерах - ділянках на обох кінцях кожної хромосоми. При кожному мітозі розміри теломери зменшуються і після приблизно 80-100 мітозів запас триплетів вичерпується й активується ген апоптозу. Проте, під час ембріонального розвитку і в статевих клітинах діє специфічний фермент - теломераза, який попереджує її _ вкорочення при мітозах, відтворюючи, при необхідності, втрачену довжину хромосоми. Аналогічно цьому, більшість атипових клітин можуть “вмикати” ген, який контролює активність теломерази, «вимикати» ген апоптозу, що дозволяє цим клітинам продовжити тривалість свого життя та постійно проліферувати. Теломераза відноситься до низки ферментів - зворотніх транскриптаз, які знаходяться в РНК-вірусах (наприклад, ВІЛ). Цей факт вносить певні уточнення щодо вірусної теорії онкогенезу і дає шанси сподіватися на ефективність лікування певних типів пухлин такими препаратами як інгібітори зворотної транскриптази, які успішно використовують при лікуванні ВІЛ-інфекції/СНІДу. Таким чином, вирішальну роль в онкогенезі відіграє апоптоз, механізми якого при цій патології порушені. У процесах апоптозу центральна роль належить цитокінам - фактору некрозу пухлин (TNF-б), інтерлейкінам, Fas-структурам (білки смерті), сигнал від яких передається на систему протеаз-каспаз з наступною активацією фосфоліпази і транслокази - ферменти, які запускають перебудову клітинної мембрани.

На пухлинну клітину діє багато чинників з боку ураженого нею організму - алогенне гальмування нормальними клітинами росту атипових клітин; кейлонове інгібування; канцероліз, індукований ліпопротеїдами крові; гормони. Але основним фактором впливу є імунна система. Протипухлинний ефект досягається за рахунок безпосередніх контактів клітин імунної системи з пухлинними антигенами, які експресовані на пухлинній клітині, а також опосередковано - через розчинні цитокіни та гормони.

Доведено, що в організмі людини щохвилини утворюється кілька сотень клітин-мутантів, які формують пухлину. Однак, ці клітини знищуються факторами імунної системи. У тих випадках, коли на організм одночасно діють різні шкідливі фактори, імунна система невзмозі виконати свою антибласну функцію, що й сприяє росту пухлинної маси.

Фактори, які вказують на роль імунної системи в розвитку пухлин:

· спонтанна ремісія пухлини чи тривала відсутність росту пухлини;

· у дітей з вродженими імунодефіцитом частота формування пухлин збільшується 100-1000 разів;

· інфільтрація пухлини лімфоцитами і макрофагами;

· після оперативного видалення пухлини, атипові клітини в крові виявляються в кожного хворого, однак метастази формуються не у всіх;

· виявлення специфічних антитіл до пухлинних антигенів;

· зниження активності імунної системи в онкохворих;

· висока частота формування пухлини на тлі зниженої активності імунної системи, наприклад у хворих на ВІЛ-інфекцію/СНІД - саркома Капоші, лімфоми ШКК і нервової системи; на системні хвороби сполучної тканини - лімфоми, рак легень і бронхів, поліцитемія, хронічний мієлолейкоз, мієлома.

Критичні вікові періоди розвитку пухлин:

1) дитячий вік (період становлення імунної системи);

2) юнацький вік (перебудова гормональної регуляції імунної системи);

3) похилий вік (період зниження активності імунної системи).

За даними ВООЗ 60%-70% пухлин виникають власне в ці періоди життя. На формування пухлин впливають шкідливих факторів довкілля, соціально-економічна ситуація в країні та генетична схильність щодо формування пухлин.

Пухлинні антигени - це патологічно змінені (під впливом фізичних, хімічних, вірусних та інших факторів) автоантигени організму людини, які поділяться на наступні групи:

1) антигени, які присутні і на пухлинних, і на нормальних незмінених клітинах (наприклад, антиген, який кодується геном CAMEL і презентується молекулами HLA-A2, має епітоп MLMAQEALAFL, присутній на пухлинних клітинах меланоми та нормальних клітинах яєчка, плаценти, серця, скелетної мґязової тканини, підшлункової залози);

2) диференційовані антигени, які присутні на пухлинних клітинах і на нормальних клітинах, з яких походить пухлина (в основному, це пухлинно-асоційовані антигени-протеїни - меланоцитні антигени, простатичний антиген, тирозиназа тощо);

3) «спільні» антигени, які присутні на пухлинах кількох типів (наприклад, антиген, який кодується геном MAGE-A1 і презентується молекулами HLA-A1, має епітоп EADPTGHSY, присутній на клітинах меланоми, пухлин молочної залози, пухлин легень);

4) онкофетальні або пухлинно-ембріональні антигени - присутні на ембріональних тканинах; в нормі зникають після народження в процесі диференціації клітин (б-фетопротеїн, раково-ембріональний антиген);

5) пухлинно-специфічні трансплантаційні антигени - відіграють значну роль у процесах відторгнення пухлини завдяки формуванню клітинної імунної відповіді; в пухлинах вони є різними, коли виникають під впливом канцерогенів та ідентичні, коли виникають під впливом онковірусів;

6) вірус-специфічні антигени - характерні виключно для вірус-специфічних пухлин (наприклад, онкобілки Е6 і Е7 папіломавірусного раку шийки матки).

7) антигени, які зв`язані з клональною перебудовою генів імуноглобулінів і асоційовані з індивідуальним імунологічним портретом мієломи, В-клітинної лімфоми;

8) пухлинно-асоційовані антигени - антигени, які специфічні до пухлин і присутні тільки на пухлинних клітинах (як правило, пухлини людини не мають специфічних пухлинних антигенів, але є винятки, наприклад, бета-катенін, змінений через точкові мутації, який презентується молекулами HLA-A24, має епітоп SYLDSGIHF, присутній тільки на клітинах деяких видів меланоми).

До пухлинно-асоційованих антигенів відносяться наступні антигени:

· антигени з мутаціями (мутовані) - епітопи антигенів, які кодуються в результаті пухлинно-специфічних мутацій в онкогенах або в супресорних генах, або з`являються в результаті збільшення експресії того чи іншого генетичного елементу (мутації генa ras, перебудова в гені bcr/abl, суперекспресія гена Her-2/neu, мутація в гені р53);

· немутовані антигени - антигени, які присутні на пухлинних клітинах різного гістогенезу (MAGE, BAGE, RAGE i NY-ESO).

Найбільш імуногенними є пухлини, які формуються під впливом УФО і вірусів. Найменш імуногенними виявились пухлини, які формуються під впливом хімічних речовин.

Як було вказано вище, існують специфічні антигени, присутні в новоутворах, в патогенезі яких задіяні віруси:

Вплив вірусів на процеси онтогенезу залежить від наступних факторів:

· наявність на клітинах мішенях тканин і органів специфічних для вірусу рецепторів;

· здатність вірусу стимулювати проліферацію уражених ним клітин людини;

· підсилюючий вплив на онтогенез шкідливих факторів довкілля (УФО, хімічні речовини, стреси, тютюнопаління, професіні шкідливі фактори тощо) та синергічна робота з ними вірусів;

· наявність імунодефіцитного стану та функціональна недостатність механізмів протипухлинного нагляду.

Механізми імунного розпізнавання пухлинних антигенів

Розпізнавання пухлинних антигенів здійснюється за допомогою Т-лімфоцитів та антитіл.

1. Розпізнавання пухлинних антигенів Т-лімфоцитами (стосується антигенів, які презентуються CD8⁺-лімфоцитам за допомогою молекул HLA 1 класу. Відомо, що зменшення на пухлинних клітинах ступеню експресії або повна відсутність молекул HLA класу I корелює з ступенем злоякісності новоутвору. Відомі також пухлинні антигени, які презентуються CD4+лімфоцитам (Т-хелперам) за допомогою молекул HLA класу II, в т.ч. молекулами HLA-DR;

2. Розпізнавання пухлинних антигенів за допомогою антитіл здійснюється щодо наступних пухлинних антигенів:

· антигенів В-клітинних лімфом з рецепторами CD19, CD20, CD21, CD2, CD37;

· раково-ембріонального антигену (РЕА/CEA з рецептором СD66e, який присутній на клітинах пухлини товстої кишки, підшлункової залози, шлунку);

· б-фетопротеїну (на пухлинних клітинах і на нормальних клітинах печінки, жовчного міхура);

· пухлинного антигену СА-125, присутнього на клітинах пухлин яйника, підшлункової залози, легень;

· простатоспецифічного антигену (PSA), присутнього як на ембріональних клітинах, так і на пухлинних клітинах простати;

3. Розпізнівання пухлинних антигенів Т-лімфоцитами спільно з антитілами (найчастіше це стосується раково-ембріонального антигену (РEA/СЕА).

У розвитку пухлини приймають участь наступні фактори імунної системи: антибластні фактори імунної системи, фактори імунорезистентності пухлини, фактори, які пригнічують активність імунної системи та посилюють ріст пухлини.

І. Антибластні фактори імунної системи

Ефекторні протитипухлинних фактори:

· NK-клітини (здійснюють клітинно-опосередковану цитотоксичність, стримують ріст пухлини - цитостаз, руйнують пухлинні клітини - цитоліз);

· Т-цитотоксичні лімфоцити - T-ЦТЛ (працюють проти пухлини після їх стимуляції антитілами при участі HLA 1 класу; активізують моноцити/макрофаги);

· цитокіни - IL-4, IL-5, IL-6 (стимулюють В-лімфоцити щодо синтезу специфічних протипухлинних антитіл); IFN-г (стимуляє макрофаги); хемокіни CXCL10-IPI10, CXCL9-MIG, CXCL4-PF4 (гальмують розвиток судин в пухлинній тканині); TNF-б;

· активовані макрофаги (знищують пухлинні клітини безпосередньо або опосередковано через синтез TNF-б та IL-1) та нейтрофіли (здійснюють фагоцитоз через опсонізацію IgG, С3в, NК);

· антитілозалежна клітинна цитотоксичність (найбільш ефективно знищує пухлинні клітини пентомер IgМ, однак він, в основному працює в крові і його концентрація в хворих на онкопатологію зменшується; мономерний IgG виступає в ролі блокуючих (захисних) антитіл - сприяє росту пухлини, однак володіє і протипухлинною дією, активуючи Т-ЦТЛ, моноцити/макрофаги);

· комплемент-опосередкована цитотоксичність антитіл (частіше активація системи комплементу проходить за альтернативним шляхом).

Природні протипухлинні механізми можна згрупувати за двома напрямками їх дії:

1) активізація функцій моноцитів/макрофагів (моноцити/макрофаги активують Т-хелпери; сприяють синтезу ІЛ-12, який активізує Тh1 та NК; секреції прозапальних цитокінів IL-1, IL-6, TNF-б, посилюють процеси запалення та інтеграції захисних сил);

2) активізація Т-хелперів (підвищення синтезу IL-2, який стимулює проліферацію Т-хелперів, Т-ЦТЛ, моноцитів/макрофагів, NК; синтезу IFN-г, TNF-б для посилення протипухлинного впливу моноцитів-макрофагів; синтезу IL-3 та колонієстимулюючих факторів для стимуляції кровотворення).

Відомо, що цитокіни володіють гальмуючим та стимулюючим впливом на ріст пухлини.

Гальмуюча протипухлинна дія цитокінів:

1) IL-4, IL-5, IL-6 - сприяють синтезу В-лімфоцитами специфічних протипухлинних антитіл;

2) IL-2 - активізує протипухлинну функцію макрофагів; сприяє диференціації та активації Т-цитотоксичних лімфоцитів;

3) IFN- г - активізує NК клітини;

4) TNF-б, -в - безпосередньо знищують пухлинні клітини або гальмують їх проліферацію;

5) хемокіни ІР-10, MIG і PF-4 - притягують до пухлини нейтрофіли, моноцити, лімфоцити, які інфільтрують пухлинну тканину; гальмують ангіогенез в пухлині.

Стимулююча протипухлинна дія цитокінів:

1) хемотактичні фактори для моноцитів і макрофагів (MCP) сприяють виділенню ними ростових факторів M-CSF, MG-CSF, EGF, PDGF, які пришвидшують ріст пухлини;

2) трансформуючий фактор росту бета (TGF-в) стимулює ріст пухлини, знижує активність імунної системи.

ІІ. Фактори імунорезистентності пухлини

На сучасному етапі виділені наступні імунологічні механізми, які впливають на ріст пухлини:

· слаба імуногенність пухлинних антигенів;

· постійна модифікація, маскування та селекція імунологічно стійких пухлинних антигенів;

· “вислизання” пухлинних антигенів з-під контролю факторів імунної системи;

· виділення розчинних пухлинних антигенів;

· порушення функції Т-лімфоцитів, шляхом зменшенням експресії антигену CD3, який звґязаний з рецептором TCR (спостерігається при деякій окопатології, автоімунних хворобах та вірусних інфекціях);

· формування резистентності до апоптозу; пухлинні клітини втрачають рецептор до TNF-б; на цих клітинах з'являються Fas-L;

· підвищення активності регуляторно-супресорних Т-лімфоцитів та мієлоїдних супресорних клітин (гетерогенна група зрілих та незрілих мієлоїдних клітин, макрофаги, гранулоцити, дендритні клітини);

· підвищення активності антиідіотипових антитіл, які можуть імітувати своєю просторовою будовою пухлинні антигени;

· підвищена експресія на пухлинних клітинах рецепторів для колонієстимулюючих росткових цитокінів, в результаті чого посилюється проліферативна активність пухлинних клітин;

· стимуляція специфічними антитілами (IgM) росту пухлинних клітин, які в малих концентраціях посилюють проліферацію пухлинних клітин.

ІІІ. Фактори, які пригнічують активність імунної системи та посилюють ріст пухлини

Особливий імунологічний феномен, який сприяє розвитку новоутвору, називається “імунологічним прискоренням”. Доведено, що він реалізується при участі наступних механізмів:

· пухлинні антигени блокують специфічні Т-цитотоксичні лімфоцити (особливо ті пухлин, які схильні до некрозу);

· протипухлинні антитіла, які не здатні активізувати систему комплементу, приєднуються до поверхневих пухлинних антигенів і блокують доступ до них ефекторних клітин;

· комплекси антиген-антитіло опсонізують ефекторні клітини і сприяють їх знищенню макрофагами, передаючи при цьому супресивний “сигнал” В-лімфоцитам;

· розчинні адгезивні молекули (ICAM-1) блокують взаємодію лімфоцитів з пухлинними клітинами;

· антитіла проти TCR-рецептора стимулюють “імунологічне прискорення”;

· Т-лімфоцити регуляторно-супресорні гальмують протипухлинну відповідь;

· макрофаги та моноцити здійснюють простагландин-залежну супресію імунної протипухлинної відповіді;

· цитокіни (TGF-в,IL-10,VEGF), синтезовані пухлинними клітинами, володіють імуносупресивними властивостями;

· пухлинні клітини можуть синтезувати інгібітори серинових протеаз (гранзимів);

· на деяких пухлинних клітинах експресований ліганд для білку Fas, завдяки якому вони індукують апоптоз Т- цитотоксичних лімфоцитів.

Таким чином, всі антибастні та пробластні імунологічні механізми можна поділити на: 1) імуносупресивні, 2) імуноселективні, 3) імуномодулюючі.

1. імуносупресія: екзогенного походження (деякі ліки, вірусні інфекції); ендогенного походження (клітини-супресори та супресорні фактори;

2. імуноселекція: зменшення експресії молекул MHC; відсутність костимулюючих молекул CD80 та CD86 на пухлинних клітинах; слабка імуногенність пухлинних антигенів; наявність різниз пухлинних антигенів на первинній пухлині та на клітинах метастазів; утворення розчинних форм пухлинних антигенів; пухлинні клітини, втрачаючи рецептор до TNF, стають резистентними до апоптозу; на пухлинних клітинах посилюється експресія рецепторів до ростових факторів.

3. імуномодуляція (уникнення імунологічного нагляду): маскування антигенів на пухлинних клітинах; утворення комплексів пухлинних антигенів із специфічними антитілами і блокування відповідних ефекторних клітин; стимуляція росту пухлинних клітин специфічними антитілами (в основному, IgM); опсонізація і знищення клітин, здатних фагоцитувати пухлинні клітини; активація антиідіотипічних антитіл; стимуляція росту пухлинних клітин продуктами синтезу лімфоцитів; підвищення продукції макрофагами фактору росту пухлин, фактору росту судин ендотелію; утворення блокуючих антитіл (підвищена продукція IgG); посилений синтез ПГЕ2, б-2-макроглобуліну, які інгібують імунну відповідь; пригнічення процесу проліферації стовбурових клітин та диференціації їх в Т- та В-лімфоцити; пухлинні клітини продукують IL-6, IL-10, які пригнічують функції Тh1, NК, макрофагів.

Лабораторна імунологічна діагностика пухлинних процесів