Некоторые аспекты иммунопатогенеза туберкулеза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Некоторые аспекты иммунопатогенеза туберкулеза

Мясоедов Ю.М., кандидат биологических наук Ездакова И.Ю., доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник, заведующий

Найманов А.Х., доктор ветеринарных наук, профессор, заведующий лабораторией иммунологии, ФГБНУ «Федеральный научный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К. И. СкрябинаиЯ. Р. Коваленко»

Аннотация

В статье представлен литературный материал по иммунопатогенезу туберкулёза животных. Туберкулез - это хроническое инфекционное заболевание практически всех видов животных и человека, характеризующееся образованием специфических гранулем. Инфицирование животных патогенными микобактериями сопровождается активацией неспецифических иммунных механизмов. Изучение молекулярных механизмов иммунных реакций при туберкулезе выявило, что ключевую роль в борьбе с этой инфекцией играет клеточно-опосредованный иммунитет. В некоторых аспектах иммунопатогенеза туберкулез крупного рогатого скота аналогичен туберкулезу человека. Поэтому туберкулёз крупного рогатого скота является моделью туберкулёза человека. Обзор представленной литературы демонстрирует, что исследования иммунопатогенеза туберкулёза осуществляется во многих странах мира и направлен на понимание механизмов формирования иммунного ответа, роли различных субпопуляций иммунокомпетентных клеток в инфекционном процессе, а также молекулярных аспектов патогенности и вирулентности микобактерий. Данные исследования направлены на разработку новых методов диагностики, лечения и профилактики туберкулеза животных и человека.

Ключевые слова: туберкулёз, иммунология туберкулёза, иммунокомпонентные клетки, диагностика туберкулёза

Summary

животное туберкулез лечение клетка

SOME ASPECTS OF THE IMMUNOPATHOGENESIS OF TUBERCULOSIS

Federal Science Research Institute of Experimental Veterinary Medicine named after K. I. Skryabina andYa. R. Kovalenko (Moscow)

EzdakovaI. Yu., Doctor in Biology Science, Professor, Chief Researcher, Head of the Laboratory of Immunology

Naimanov A. Kh., Doctor in Veterinary Science, Professor, Head of the Laboratory of Immunology

The article presents literary material on the immunopathogenesis of animal tuberculosis. Tuberculosis is a chronic infectious disease of almost all types of animalsandhumans, characterizedbytheformation of specific granulomas. Infection of animals with pathogenic mycobacteria is accompanied by activation of non-specific immune mechanisms. A study of the molecular mechanisms of immune responses in tuberculosis has shown that cellular immunity plays a key role in the fight against this infection. In some aspects of immunopathogenesis, cattle tuberculosis is similar to human tuberculosis. Thus, cattle tuberculosis is a model of human tuberculosis. A review of the literature presented demonstrates that studies of the immunopathogenesis of tuberculosis are carried out in many countries of the world and are aimed at understanding the mechanisms of the formation of the immune response, the role of various subpopulations of immunocompetent cells in the infectious process, as well as the molecular aspects of the pathogenicity and virulence of mycobacteria. These studies are aimed at developing new methods for the diagnosis, treatment and prevention of tuberculosis in animals and humans.

Keywords: tuberculosis, immunologyoftuberculosis, immunocompetentcells, diagnosisoftuberculosis

Туберкулез - хроническое инфекционное заболевание практически всех видов животных и человека, характеризующееся образованием в различных органах и тканях специфических гранулем (туберкулем). Возбудитель туберкулеза занимает промежуточное положение между грибами и бактериями. Микобактерии имеют палочковидную форму, грамположи-тельны, кислото- и спиртоустойчивы, аэробы, неподвижны, спор и капсул не образуют.

В настоящее время определено, что степень поражения микобактериями животного организма напрямую зависит от состояния иммунной системы и эффективности противотуберкулёзных механизмов. Поэтому изучение различных аспектов иммунопатогенеза туберкулеза млекопитающих направлено на поиск решений в борьбе с ним, тем более что туберкулез является зооантропонозным заболеванием.

Так при генотипировании изолятов M. bovisв популяционном анализе баз данных человека и животных показано, что количество изолятов человека, имеющих общий генотип с изолятами крупного рогатого скота (КРС), было больше, чем ожидалось (47%). Причем эта закономерность установлена в условиях низкой распространенности туберкулеза КРС и эффективных мер борьбы с ним в европейских странах [33].

Исследования последних лет дают представление о молекулярных механизмах иммунных реакций при развитии туберкулеза и подтверждают, что ключевую роль в борьбе с этой инфекцией опосредуют иммуно-компетентные клетки и белки.

Формирование иммунного ответа при туберкулёзной инфекции начинается после проникновения микобактерий в животный организм через лёгкие (преимущественный путь); кишечный тракт, повреждения кожи, слизистые оболочки (влагалище), кроме того, возможен плацентарный путь инфицирования [38]. В течение нескольких часов после воздействия микобактериальных антигенов запускается каскад синтеза цитокинов, регулирующих функции макрофагов, нейтрофилов, NK-клеток, начинается экспрессия их рецепторов, усиливается синтез молекул адгезии, факторов роста, цитокинов острой фазы (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8), ФНОа. Если на данном этапе микобактерии посредством фагоцитоза не уничтожаются, то персистируют в организме длительное время, при этом иммунокомпетентные клетки накапливаются в большом количестве вокруг возбудителя, формируя эпителиоидные клетки. Эпителиоидные скопления клеток формируют гигантские многоядерные клетки. Они представляют собой организованную структуру, состоящую из макрофагов, нейтрофилов и лимфоцитов. Для туберкулеза характерно образование специфических гранулем, что является попыткой организма защитить себя, блокируя вторгающиеся микобактерии. Эти структуры в течение инфекционного процесса проходят процесс упорядоченного созревания и в зависимости от клеточного состава, стадии фиброза и некроза могут быть I-IV степени [35, 46]. Важно отметить, что простого образования туберкулемы недостаточно для полного контроля или устранения заболевания. Решающее значение для контроля инфекции имеет способность организма образовывать гранулемы с соответствующим балансом про- и противовоспалительных иммунных реакций [41].

Несмотря на важность структуры туберкулемы в определении исхода туберкулёзной инфекции, имеется мало данных о динамике иммунного ответа в месте инфицирования, в частности, какие клетки и цитокины необходимы для формирования и поддержания гранулемы.

Установлено, что иммунные реакции активации макрофагов в гранулемах легких и легочных лимфатических узлах КРС, инфицированногоM. bovisразличаются. Нейтрофильная инфильтрация, экспрессия мРНКIFN-у и TNF-а обнаружена в большей степени в туберкулемах легкого [36]. Johnson L. и соавторы исследовали процесс развития гранулемы при аэрогенном инфицировании крупного рогатого скота разными дозами M. bovis(1-103 КОЕ). Авторы выяснили, что интенсивность образования специфических гранулем была равнозначной как при использовании низкой дозы (1 КОЕ), так и высокой дозы (103 КОЕ) [29].

Инфицирование животных патогенными микобактериями, прежде всего, сопровождается активацией неспецифических иммунных механизмов. Система врожденного иммунитета - это иммунорегуляторная система, направленная на стабилизацию внутренней среды организма. К клеткам системы врожденного иммунитета относятся моноциты, макрофаги, гранулоциты, дендритные клетки, NK-клетки, а также В1-клетки и уб-Т-клетки, нейтрофилы [19].

Макрофаги млекопитающих - наиболее филогенетически древние элементы иммунной системы, вероятно, происходящие от амебоцитов беспозвоночных. Эти клетки способны распознавать чужеродные клетки без участия антигенов главного комплекса ги сто совместимости (МНС) и для активации не требуют дополнительных сигналов от других иммунокомпетентных клеток. Миелоидные предшественники этих клеток дифференцируются в промоноциты, затем в моноциты, поступающие в кровь. Моноциты - являются предшественниками тканевых макрофагов. Время жизни моноцитов в периферической крови - несколько часов. Стадии дифференцировки: монобласт - промоноцит - моноцит крови - тканевой макрофаг. Макрофаги представлены альвеолярными макрофагами легких, клетками Купфера в печени, клетками микроглии, синовиальными А-клетками суставов, мезангиальными фагоцитами почек, имеющими характерные морфологические характеристики, биохимические и функциональные особенности. Они могут существовать в тканях до нескольких лет. Моноциты, составляющие около 5% лейкоцитов крови, находятся в циркулирующей крови около суток, а затем поступают в ткани, формируя популяцию тканевых макрофагов, количество которых в 25 раз больше, чем моноцитов [4]. Диагностически значимыми рецепторами моноцитов при туберкулезе являются CD 11b- и CD 11c- маркеры. Показано, что при активном туберкулезном процессе наблюдалась обратная зависимость фагоцитарной активности моноцитов и гранулоцитов с повышением экспрессии CD11bна этих типах лейкоцитов [2]. По-видимому, это связано с компенсаторными реакциями в организме, при постоянной активации иммунной системы антигенами микобактерий.

Нейтрофилы составляют 40-75 % общего количества лейкоцитов. Нейтрофилы образуются в костном мозге, после чего они поступают в кровоток. Продолжительность жизни нейтрофилов составляет около 8 суток. Нейтрофилы составляют основу гноя. Известно три пула нейтрофилов: циркулирующий, пограничный, резервный.

Циркулирующие нейтрофилы - это пассивно переносимые кровотоком клетки. При инфицировании организма в течение 24-48 часов циркулирующие нейтрофилы увеличиваются на порядок.

Пограничные нейтрофилы - связаны с эндотелиальными клетками мелких сосудов внутренних органов, преимущественно легких и селезёнки.

Резервные нейтрофилы это зрелые нейтрофилы костного мозга. В зависимости от степени дифференцировки различают палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы.

На модели морских свинок, сенсибилизированных микобактериями, продемонстрировано, что интенсивность кожной туберкулиновой реакции ГЗТ характеризуется положительной зависимостью с концентрацией в периферической крови сегментоядерных нейтрофилов [7].

В противомикобактериальной защите организма важную функцию выполняют натуральные (нормальные) киллеры, представляющие собой большие зернистые лимфоциты. Все антигены, выявляемые на поверхности NK-клеток, с помощью моноклональных антител, присутствуют на Т-клетках и моноцитах/макрофагах. В настоящее время различают две субпопуляции натуральных киллеровNKи NKT. Мембранным маркером NK-клеток является белок CD56 (молекула адгезии нервных клеток), а также CD16 и CD45. Фенотип NKT-клеток определяется как CD3/CD16/CD56. Установлено, что у человека активность туберкулемы сопряжена с увеличением количества NKT-клеток и снижением числа NK-клеток [2].

В клеточных суспензиях NK-клетки выявляют, используя моноклональные антитела к CD16 (FcyRIII). Этот маркер экспрессируют также макрофаги, грану-лоциты и уб-Т-клетки. NK-клетки экспрессируют трансмембранную форму этой маркерной молекулы. Натуральные клетки-киллеры подобно макрофагам способны поражать клетки-мишени, нагруженные IgG через FcyRIII. NK-клетки тимусного происхождения, взаимодействующие с CD1d, являются регуляторными клетками. Они играют ключевую роль в контроле иммунного ответа при различных патологических процессах. Общие рецепторы для NK- и Т-клеток указывают на филогенетическую связь между ними (CD2, CD56 и др.). Нормальные киллеры продуцируют перфорин, приводящий к лизису инфицированных микобактериями клеток организма, IFN-y, усиливающий фагоцитарные функции макрофагов в отношении микобактерий, IL-22, который может ингибировать рост M. tuberculosisвнутри макрофагов за счет увеличения слияния фагосом [20, 21].

При развитии туберкулёзного процесса продукция цитокинов обуславливает динамику иммунного ответа. J.Witchellи соавторы в грудных лимфатических узлах КРС, инфицированного М. bovis, определяли экспрессию мРНКIFNy, фактора некроза опухоли (TNFa), IL-4 и IL-10.Цитокиновый профиль характеризовался увеличением уровней IFNy, TNFa и IL- 10, что объясняется контролем организма иммунопатологических реакций. Авторы предложили использовать IL-10 (ингибиторный цитокин, способствующий хронизации процесса) в качестве биомаркера, характеризующего прогрессирование заболевания [47].

К клеточным факторам врожденного иммунитета относятся у5Т-клетки, играющие важную роль в развитии резистентности организма к микобактериям. Так антигенный рецептор Т-клеток (TCR), представленный гамма- и дельтацепями, напрямую распознает фосфолипид микобактерий (3-формил-1-бутил пирофосфат). В настоящее время известны два пути дифференцировки Т-клеток в тимусе. В клетках-предшественниках, развивающихся по первому из них, происходит реаранжировка и экспрессия TCR вместе с комплексом белков CD3, и они превращаются в уб-Т-клетки. В лимфоцитах, неспособных произвести V(D)-y-реаран-жировку, происходит перераспределение генов V(D)J Я и экспрессия полноценной Я-цепи вместе с a-цепью и белками CD3. Эти пре-Т-клетки впоследствии становятся Т-клетками, экспрессирующими на своей поверхности рецепторный комплекс aЯ-CD3. Роль уб-Т-клеток в иммунных реакциях организма до настоящего времени еще не совсем ясна. Молекула CD8 экспрессирована на уб-Т-клетках в виде гомодимера из двух a-цепей и усиливает взаимодействие с клетками-мишенями. CD4-рецепторов на мембране этих клеток не выявлено. В отличие от aЯ-Т-лимфоцитов распознавание антигенов уб-Т-клетками не рестриктировано по антигенам МНС. Считается, что оно может быть обусловлено неклассическими молекулами CD1, подобным белкам МНС класса I. уб-Т-лимфоциты способны распознавать бактериальные антигены и белки теплового шока (HSP60), что также имеет важное значение для формирования противоинфекционного иммунитета [1].

Растворимые антигены лейкоцитов (sMHC-I) регулируют дифференцировку уб-Т-клеток. Для уб-Т-клеток не нужен процессинг антигена в АПК, они способны связывать множество нативных антигенов.BeardP.M. et al (2000) показали важную роль уб-Т-клеток на начальном этапе иммунного ответа у ягнят против возбудителя паратуберкулеза. Авторы пришли к выводу, что распознавание M. paratuberculosisосуществляется этими клетками совместно с CD1 [12].

В начале 90-х годов прошлого века было обнаружено, что значительная часть уб-Т- лимфоцитов крупного рогатого скота, свиней и овец не экспрессирует СD2-антиген, но обладает трансмембранным гликопротеином, который получил название WorkshopClusterI (WC1). WC1 подразделяется на три изоформы, которые экспрессируются на различных субпопуляцияхуб-Т-клеток. Однако экспрессии WC1 на Т-лимфоцитах человека и грызунов не выявлено, хотя методом гибридизации

ДНК ген, кодирующий этот гликопротеин, был идентифицирован в геноме человека и лошади.

По данным Pastoret P.P. et al. (1998) в лимфатических узлах у крупного рогатого скота находится 2 % - уб-Т-клеток и 3 % - WC1 уб-Т-клеток. В тимусе уб-Т-клетки составляют 15 %, WC1 уб-Т-клетки - 5 %. У взрослого поголовья крупного рогатого скота уб-Т-клетки составляют 10-20 % циркулирующих Т-клеток, у новорожденных телят - 55 %.

При экспериментальном заражении крупного рогатого скота микобактериями установлено, что в развитии инфекционного процесса принимают участие циркулирующие в крови WC1 уб-Т-клетки [16]. Эти клетки способствуют формированию очагов, особенно, на ранних стадиях туберкулёзной инфекции с выраженной продукцией IFN-y, стимулирующей киллинг микобактерий.

В некоторых аспектах развития врожденных и адаптивных иммунных реакций, туберкулез КРС аналогичен туберкулезу человека. Данные лабораторных исследований периферической крови больных с туберкулемами, показывают, что повышенное количество уб-Т-клеток способствует усилению сопротивляемости организма к инфекции и ограничению туберкулезного процесса [3]. Установлено, что уб-Т-клетки усиливают экспрессию нескольких новых, иммуноассоции-рованных генов в ответ на стимуляцию антигенами M. bovisи влияют на местный иммунитет посредством секреции цитокинов. Также было показано, что уб-Т-клетки накапливаются в месте инфицирования Mycobacteriumbovis,продуцируя IFN-y и CCL2, но не IL-10, IL-22 или IL-17 [39].

Инфицирование патогенными микобактериями животных сопровождается активацией врожденных иммунных механизмов, которые обеспечиваются как уб-Т- клетками, так альвеолярными клетками. Известно два типа альвеолярных эпителиальных клеток. Альвеолярные эпителиальные клетки I типа активируют TLR2.

Альвеолярные эпителиальные клетки II типа экспрессируютTLR2 и TLR4 [45]. По аналогии с толл-белками дрозофилы, которые являются рецепторами активации синтеза антимикробных пептидов, эти структуры были названы толлподобными рецепторами (Tolllikereceptors- TLRs).

Экспрессия TLR обнаружена на тканевых макрофагах, дендритных и эпителиальных клетках, на уб-Т- и В-лимфоцитах. Исследования аминокислотной последовательности Toll-рецепторов человека и жвачных животных продемонстрировали, что их гомология составляла от 84% до 97%. У коров обнаружено 10 TLRs аналогичных человеческим, но в организме они распределены по-разному. Так наиболее часто в пейеровых бляшках встречались TLR 6, 7 и 10, а на клетках кожного покрова TLR2. TLR2 играет важную роль в реакциях на метаболиты грамположительных бактерий, микобактерий (пептидогликаны, липопротеины, липотейхоевые кислоты). Из Toll-подобных рецепторов TLR2 имеет наибольшее количество идентифицированных мико-бактериальных антагонистов, включая липопротеины, фосфатидилинозитол, маннаны и липоманнан [11]. Комплекс рецепторных молекул вместе с TLR4 распознает липополисахариды бактерий, а TLR9 - неметилированную ДНК бактерий [34]. Также распознавание микобактерий осуществляется посредством нуклеотидсвязывающего олигомерного домена (NOD-2). Домен, соединяясь с пептидогликанами, стимулирует секрецию ФНО а, IL-1Я и IL-6 [28].

Известно, что TLR- и NOD-рецепторы клеток имеют свои специфические лиганды у различных бактериальных клеток, в том числе и у микобактерий. Но сигнальный каскад реакций в макрофагах и других TLR-несущих клетках, приводящий к активации нуклеарного фактора (NFkB) для транскрипции гена, одинаков [1].

Фагоцитоз в противотуберкулёзной защите и последующем исходе туберкулёзной инфекции является ключевым механизмом. Так, например, инфицирование животных патогенными микобактериями туберкулёза не всегда приводит к прогрессированию инфекционного процесса, и на этапе фагоцитоза микобактерии могут быть полностью лизированы [40]. Различают следующие стадии фагоцитоза: хемотаксис, опсонизация, прикрепление опсонизированной частицы к поверхности, захват и образование фагоцитосомы, инактивация и переваривание фагоцита. В зависимости от стадии исхода различают: завершенный фагоцитоз - полное разрушение фагоцитированного объекта; незавершенный фагоцитоз - микроорганизм разрушается, но остаются его компоненты, обладающие антигенной активностью; персистенция или размножение микроорганизма, что сказывается на течении инфекционного процесса. После фагоцитирования альвеолярными макрофагами микобактерий происходит миграция макрофага с микобактериями к средостенным лимфатическим узлам, где происходит активация Т-клеток, что приводит к развитию специфического иммунного ответа [17]. Дендритные клетки, поглотившие микобактерии туберкулёза, мигрируют из легкого в регионарные лимфатические узлы, где посредством презентации антигена происходит стимуляция Th0- клеток [37]. Специфический иммунный ответ при туберкулезе приводит к остановке прогрессирующего роста популяции микобактерий и может характеризоваться появлением симптомов переходных заболеваний, включая лихорадку и необычную кожную сыпь, называемую узловатой эритемой.

Адаптивный иммунный ответ на инфицирование микобактериями характеризуется активацией Т-хелперных клеток, а именно субпопуляциейThl-клеток. При этом Thl-клетки способствуют ингибированию внутриклеточного роста микобактерий, тогда как CD8 T-клетки лизируют макрофаги, инфицированные M. bovis[42]. Кроме того, у экспериментально инфицированных микобактериями туберкулёза животных Т-клетки являются важными продуцентами IFN-yТ.С. Thackerи соавт. показали, что у телят, инфицированных M. bovis, экспрессия цитокинов, приводящая к дифференцировке наивных Т-клеток в субпопуляцииTh1- или Th2- клеток определяет исход туберкулезной патологии [43].

Важным диагностическим тестом при диагностике туберкулеза КРС является определение уровня гамма-интерферона. Известно, что сенсибилизированные M. bovisэффекторные Т-клетки продуцируют IFN-y, а противовоспалительный цитокин IL-10 ингибирует его синтез, что может привести к снижению ответа в диагностическом тесте. С помощью транскриптомного анализа с использованием RT-qPCRисследовали влияние активности IL-10 на экспрессию набора генов цитокинов, ассоциированных с продукцией IFN-y. Установлено, что в присутствии IL- 10 половина генов увеличивала экспрессию, у другой половины экспрессия оставалась неизменной [43]. Таким образом, без проведения дополнительных исследований увеличение концентрации IFN-yне может служить основанием для постановки диагноза «туберкулез».

Подчеркивая определяющую роль клеточно-опосредованного иммунитета, при микобактериальных инфекциях, нельзя забывать о гуморальных факторах. Про-тективный иммунный ответ против микобактерий характеризуется формированием иммунных комплексов, содержащих IgG3 изотип. Так наличие иммунных комплексов, в основном состоящих из IgE, указывает на прогрессирование болезни и развития аллергической реакции [5].

Многопараметрический анализ 54 иммунологических показателей методом проточной цитометрии был проведен с целью определения их взаимосвязи с особенностями течения туберкулеза легких человека. Было показано, что вероятнее всего прогрессирование болезни коррелирует с повышенным числом нейтрофилов, определяющим степень деструкции в легких [9].

PalmerM.V. и соавторы (2019) в качестве диагностических биомаркеров клеточно-опосредованного иммунитета при туберкулезе КРС предлагают использовать цитокины острой фазы, итерлейкины(IL21 и IL-13), а также хемокиныCXCL9, CXCL10. IL21R является рецептором CD4Т-клеток, В- NK-клеток и, соответственно, интерлейкин 21 регулирует их функции. IL-21 снижает содержание провоспалительных цитокинов, продуцируемых Т-клетками, и уровень IgE, что приводит к снижению аллергической реакции. Биологический эффект IL-13 аналогичен IL-4, что выражается в сдвиге иммунного ответа в сторону дифференцировки Th2-клеток и преимущественном синтезе антител класса Е. ХемокиныCXCL9, CXCL10 экспрессируются в макрофагах, миелоидных и эпителиальных клетках привлекают дендритные клетки к месту воспаления [34].

На сегодняшний день полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что M. tuberculosisи другие патогенные микобактерии, такие как Mycobacteriummarinum, сформировали механизмы, позволяющие избегать защитные реакции макроорганизма и таким образом формировать равновесие «патоген - хозяин» [24].

Микобактерии могут ингибировать созревание дендритных клеток, нарушая анти-генпрезентирующую способность дендритных клеток [27].

Одним из механизмов супрессии микобактериями иммунного ответа макроорганизма является снижение миграционной способности дендритных клеток [37]. Также патогенные микобактерии могут менять движение и созревание фаголизосом, в которых они находятся [14], что позволяет им избежать уничтожения и последующей деградации.

Система секреции ESX1 типа VII микобактерий, отсутствующая у ослабленного штамма M. bovis(вакцина BCG) способствует некротической гибели инфицированных клеток и макрофагов [18]. Это в последующем позволяет микобактериям высвобождаться из клетки и инфицировать соседние фагоциты, что приводит к расширению популяции микобактерий в целом [14, 18].

В результате супрессии микобактериями иммунного ответа происходит снижение презентации антигена MHC класса II [32], индукции противовоспалительногомедиатора липоксина A4 [22], повышение секреции ингибиторных цитокинов и экспрессии маркерных молекул FoxP3 и CTLA-4 с подавлением активации Т-лимфоцитов [10], снижение регуляции презентации микобактериального антигена и, следовательно, неспособность индуцировать антигенспецифическиеCD4 Т-клетки [15,23], повышение резистентности к макрофаг-активирующим эффектам y-интерферона [26, 30, 44].

Исследование на нечеловекоподобных приматах показало, что в период латентной стадии M. tuberculosisнакапливает мутации [25], что также способствует эффективному противодействию иммунным механизмам макроорганизма и формированию устойчивости к антибактериальным препаратам. В Аргентине у дикого кабана и КРС были выделены два штамма M. bovis. Оба штамма обладали высоким уровнем полиморфизма в белках, связанных с лизосомальными ферментами и способностью микобактерий выживать внутри макрофагов, но микобактерии, выделенные у дикого кабана, вызывали 100% смертность у мышей, тогда как мыши, зараженные штаммом КРС, выжили [13]. Вероятно, это связано с более высоким уровнем полиморфизма в белках, связанных с ограничением выживания M. bovisв макрофагах лабораторных мышей.

В настоящее время актуальным является контроль над туберкулезом крупного рогатого скота в глобальном масштабе. Важным звеном в достижении этой цели может оказаться вакцинация КРС. Исследования в этом направлении привели к созданию термоинактивированной вакцины на основе M. bovis,которая обеспечивала лишь частичную защиту [31]. В настоящее время широко используются методы молекулярного анализа механизмов протективной защиты от туберкулёзной инфекции после предшествующей вакцинации. Так, например, в экспериментах был использован количественный протеомный анализ лейкоцитов вакцинированных и контрольных животных. Было установлено, что в иммунном ответе на инактивированную вакцину принимают участие белки системы комплемента С8а и C8Я (комплекс мембранной атаки), а также toll-подобные рецепторы иммунокомпетентных клеток (TLR4, TLR9). Синтез белков мембранной атаки (С8) у вакцинированных животных способствует более быстрому и эффективному киллингу патогена. Предполагается, что TLR4 играет важную роль в иммунном ответе, направляя реакции по Th1-специфическому пути. TLR9 стимулирует синтез провоспалительных цитокинов дендритными клетками и макрофагами [45]. Экспериментальные данные показали, что вакцинация КРС приводит к появлению белков, способствующих повышению устойчивости к микобактериальной инфекции.

Проблема профилактики туберкулеза и в настоящее время остается актуальной для многих стран мира, в том числе и для России. Поиск вакцин для замены единственно разрешенной для людей вакцины БЦЖ идет давно. Так ещё в октябре 2013 года, в Лилле, в рамках Европейского конгресса «Мир вакцины 2013» были представлены итоги многолетних разработок и испытаний около 40 вакцин. Наиболее близкой к внедрению явилась живая рекомбинантная противотуберкулезная вакцина на основе штамма БЦЖ, в ДНК которого частично удалены гены, кодирующие продукцию уреазы, и встроены гены, кодирующие синтез листериолизина. В результате эффективность вакцины выше по сравнению с прототипом благодаря лучшей индукции CD4- и CD8-клеток, а также у-IFN, IL-18,12, ответственных за клеточный иммунитет [6].

Однако иммунизация животных против туберкулеза крупного рогатого скота не нашла широкого применения ветеринарной практике ни в одной стране мира. Следует отметить, что в руководстве МЭБ «Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals» указаны следующие рекомендации о возможности применения вакцины БЦЖ:

- иммунизация вакциной БЦЖ не должна применяться в странах, где контроль за благополучием стад проводится методом диагностических исследований;

- БЦЖ может применяться для сокращения распространения туберкулеза среди диких животных в резервуаре инфекции [8].

Обзор представленной литературы демонстрирует, что исследования иммунопатогенезами кобактериальных инфекций осуществляется во многих странах мира и направлены на понимание механизмов формирования иммунного ответа, роли различных субпопуляций иммунокомпетентных клеток в инфекционном процессе, а также молекулярных аспектов факторов патогенности и вирулентности микобактерий, что важно для дальнейших исследований, направленных на разработку новых методов диагностики, лечения и профилактики туберкулеза.

Список литературы

1. Безгин В. М. Основы промышленной иммунобиотехнологии / В. М. Безгин, Н. Н. Быкова, Е. Козлов, А. А. Нежута, А. В. Сверчков / Курск, 2011. 512 с.

2. Бердюгина О. В. Разработка иммунологических критериев активности туберкулемы / О. В. Бер-дюгина, А. В. Ершова // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. С. 140-141.

3. Бердюгина О. В. Популяция yц-T-клеток периферической крови при туберкулезе легких / О. В. Бердюгина, А. В. Ершова // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. С. 139-140.

4. Ездакова И. Ю. Диагностические критерии оценки состояния иммунной системы быков-произ- водителей / И. Ю. Ездакова, М. А. Еремина, М. С. Ефремова, Е. В. Фёдорова // Ветеринария и кормление. 2014. № 2. С.10-12.

5. Истомина Е. В. Определение уровня иммуноглобулинов у больных туберкулезом легких / Е. В. Истомина, А. А. Старшинова, И. В. Чернохаева и др. // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. 141-142.

6. Королюк А. М. Когда появится новая туберкулезная вакцина? / А. М. Королюк, Л. А. Зазим ко, С. В. Петровский // Микробиология. 2015. № 1. С. 86-94.

7. Мясоедов Ю. М. Изучение динамики гематологических изменений у морских свинок при моделировании туберкулезной инфекции, опосредованной низко вирулентными микобактериями / Ю. М. Мясоедов // Вестник КГСХА. 2018. № 3. С. 92-95.

8. Найманов А. Х. Вакцинопрофилактика туберкулеза / А. Х. Найманов, В. М. Калмыков, М. С. Калмыкова // Ветеринария. 2018. № 10. С.3-7.

9. Никитина И. Ю. Многопараметрический анализ иммунологических показателей, ассоциированных с тяжестью туберкулеза легких / И. Ю. Никитина, А. В. Пантелеев, В. В. Ганусов, И. В. Лядова // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. С. 142.

10. Уразова О. И. Молекулярные механизмы супрессии иммунного ответа при туберкулезе легких / O. И. Уразова И. Е. Есимова, Т. Е. Кононова и др. // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. С. 143-144.

11. BanaieeN. Potent inhibition of macrophage responses to IFN-y by live virulent Mycobacterium tuberculosis is independent of mature mycobacterial lipoproteins but dependent on TLR2 / N. Banaiee, E. Z. Kincaid, U. Buchwald et. al. // J. Immunol. 2006. Vol. 176. P. 3019-3027.

12. Beard P. M. Modulation of gammadelta T cells and CD1 in Mycobacterium aviumsubsp. Paratuberculosisinfection / /P. Beard et. al. // Vet. Immunol. Immunopathol. 2000. № 77 (3-4). P. 311-319.

13. Bigi M. Analyzing nonsynonymous mutations between two Mycobacterium bovis strains with contrasting pathogenic profiles / M. Bigi, C. L. Vazques, A. B. Castelao et. al. // Veterinary Microbiology. 2019. Vol. 239. 108482.

14. Blomgran R. Mycobacterium tuberculosis inhibits neutrophil apoptosis, leading to delayed activation of naпve CD4 T cells/ R. Blomgran, L. Desvignes, V. Briken, J. D. Ernst. //Cell. Host Microbe. 2012. Vol. 11. P. 81-90.

15. Bold T. D. Suboptimal activation of antigen- specific CD4+ effector cells enables persistence of M. tuberculosis in vivo/ T. D Bold, N. Banaei, A. J. Wolf, J. D. Ernst // PLoSPathog. 2011. 7. 1002063.

16. Cassidy J. P. Lymphocyte subtypes in experimentally induced early-stage bovine tuberculous lesions / J. P. Cassidy, D. G Bryson, M. M. Gutierrez Cancela et.al. // J. Comp. Pathol. 2001. Vol. 124. P. 46-51.

17. Chackerian A. A. Dissemination of Mycobacterium tuberculosis is influenced by host factors and precedes the initiation of T-cell immunity / A. A. Chackerian, J. M. Alt, T. V. Pereraet. al. // Infect. Immun. 2002. Vol. 70. P. 4501-4509.

18. Davis J. The role of the granuloma in expansion and dissemination of early tuberculous infection / J. Davis, L. Ramakrishnan // Cell. 2009. Vol. 136. P. 37-49.

19. Denis M. Bovine natural killer cells restrict the replication of Mycobacterium bovis in bovine macrophages and enhance IL-12 release by infected macrophages / M. Denis, D. L. Keen, N. A. Parlaneet. al. // Tuberculosis. 2007. Vol. 87. P. 53-62.

20. Dhiman R. NK1.1+ Cells and IL-22 Regulate vaccine-induced protective immunity against challenge with Mycobacterium tuberculosis / R. Dhiman, S. Periasamy, P. F. Barnes et. al. // J. Immunol. 2012. Vol. 189. P. 897-905.

21. Dhiman R. IL-22 produced by human NK cells inhibits growth of Mycobacterium tuberculosis by enhancing phagolysosomal fusion / R. Dhiman, M. Indramohan, P. F. Barnes et.al. //J. Immunol. 2009. Vol. 183. P. 6639-6645.

22. Divangahi M. Eicosanoid pathways regulate adaptive immunity to Mycobacterium tuberculosis / M. Divangahi // Nature Immunol. 2010. Vol. 11. P. 751-758.

23. Egen J. G. Intravital imaging reveals limited antigen presentation and T cell effector function in mycobacterial granulomas / J. G. Egen // Immunity. 2011. Vol. 34. P. 807-819.

24. Elks P.M. Hypoxia inducible factor signaling modulates susceptibility to mycobacterial infection via a nitric oxide dependent mechanism / P.M. Elks, S. Brizee, M. van der Vaart et. al. // Plos Pathog. 2013. V. 9. P. e1003789.

25. Ford C. B. Use of whole genome sequencing to estimate the mutation rate of Mycobacterium tuberculosis during latent infection / C. B. Ford, P. L. Lin, M. R. Chase et. al. // Nature Genet. 2011. Vol. 43. P. 482-486.

26. Fortune S. M. Mycobacterium tuberculosis inhibits macrophage responses to IFN-y through myeloid differentiation factor 8 8-dependent and independent mechanisms / S.M. Fortune, A. Solache, A. Jaeger et. al. // J. Immunol. 2004. Vol. 172. P. 6272-6280.

27. Herrman J. L. Dendritic cells and Mycobacterium tuberculosis: which is the Trojan horse? / J. L. Herrman, P. H. Langrange // Pathol. Biol. 2005. Vol. 53(1). P. 35-40.

28. Аssian M. M. Pattern recognition receptors and cetokines in Mycobacterium tuberculosis infection - the double-edges sword? / M. M. ^ssian, M.N. Norazmi// Biomed. Res.Int. 2013. V. 2013. P.1-18.

29. Johnson L. Low-dose Mycobacterium bovisinfection in cattle results in pathology indistinguishable from that of high-dose infection / L. Johnson, G. Dean,

30. S. Rhodes et. al. // Tuberculosis. 2007. Vol. 87. Р. 71-76.

31. Kincaid E. Z. Mycobacterium tuberculosis exerts gene-selective inhibition of transcriptional responses to IFN-y without inhibiting STAT1 function / E. Z. Kincaid, J. D. Ernst // J. Immunol. 2003. Vol. 171. P. 2042-2049.

32. Lopez V. Comparative proteomics identified immune response proteins involved in response to vaccination with heat in activated Mycobacterium bovisand mycobacterial challenge in cattle / V. Lopez, E. van der Heijden, M. Villaret. al. // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2018. V. 206. P. 54-64.

33. Noss E. H. Toll-like receptor 2-dependent inhibition of macrophage class II MHC expression and antigen processing by 19-kDa lipoprotein of Mycobacterium tuberculosis / E. H. Noss, R. K. Pai, T. J. Sellati et. al. // J. Immunol. 2001. Vol. 167. P. 910-918.

34. Palacios J. J. Molecular and epidemiological population-based integrative analysis of human and animal Mycobacterium bovis infections in a low- prevalence setting / J. J. Palacios, Yu. Navarro,

35. B. Romero et. al. // Veterinary Microbiology. 2016. V. 195. P. 30-36.

36. Palmer M. V. Biomarkers of Cell-Mediated Immunity to Bovine Tuberculosis / M. V. Palmer, T. C. Thacker, M. M. Rabideauet. al. // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2019. P. 109.

37. Palmer M. V. Lesion development and immunohistochemical changes in granulomas from cattle experimentally infected with Mycobacterium bovis/ M. V. Palmer, R. Waters, T. C. Thacker // Veterinary Pathology. 2007. V. 44. P. 863-874.

38. Palmer M. V. Multinucleated giant cell cytokine expression in pulmonary granulomas of cattle experimentally infected with Mycobacterium bovis / M. V. Palmer, T. C. Thacker, R. Waters // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2016. V. 180. P. 34-39.

39. Rajashree D. Differential migration of human monocyte-derived dendritic cells after infection with prevalent clinical strains of Mycobacterium tuberculosis. D. Rajashree, P. Supriya, S. D. Das et. al. // J. Immunobiol. 2008. Vol. 213. P. 567-575.

40. Ritacco V. Reciprocal cellular and humoral immune responses in bovine tuberculosis / V. Ritacco, B. Lopez, I. N. De Kantor et. al. // Res. Vet. Sci. 1991. V. 50. P. 365-367.

41. Rusk R. A. Measuring bovine yф-T-cell function at the site of Mycobacterium bovisinfection / R. A. Rusk, M. V. Palmer, W. R. Waters et. al. // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2017. Vol. 193-194. P. 38-49.

42. Schlesinger L. S. Macrophage phagocytosis of virulent but not attenuated strains of Mycobacterium tuberculosis is mediated by mannose receptors in addition to complement receptors/ L. S. Schlesinger // J. Immunol. 1993. Vol. 150. P. 2920-2930.

43. Scott H. M. Mycobacterium tuberculosis in chemokine receptor 2-deficient mice: influence of dose on disease progression/ H. M. Scott, J. L. Flynn // Infected Immunology. 2002. V. 70. P. 5946-5954.

44. Skinner M. A. A DNA prime-Mycobacterium bovisBCG boost vaccination strategy for cattle induces protection against bovine tuberculosis / M. A. Skinner, B. M. Buddle, D. N. Wedlock et. al. // Infect. Immun. 2003. Vol. 71. P. 4901-4907.

45. Thacker T. C. Associations between cytokine gene expression and pathology in Mycobacterium bovis infected cattle / T. C. Thacker, M. V. Palmer, W. R. Waters et. al. // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2007. Vol. 119. P. 204-213.

46. Ting L. M. Mycobacterium tuberculosis inhibits IFN-y transcriptional responses without inhibiting activation of STAT1 / L. M. Ting, A. C. Kim, A. Cattamanchi, J. D. Ernst // J. Immunol. 1999. Vol. 163. P. 3898-3906.

47. Thorley A. J. Innate immune responses to bac0 terial ligands in the peripheral human lung-role of alveolar epithelial TLR expression and signalling / A. J. Thorley, D. Grandolfo, E. Lim et. al. // PloSOne. 2011. Vol. 6. P. 21827.

48. Wangoo A. Advanced granulomatous lesions in Mycobacterium bovis-infected cattle are associated with increased expression of type I procollagen, gammadelta (WC1+) T-cells and CD 68+ cells. / A. Wangoo, L. Johnson, J. Gough et. al. // J. Comp. Pathol. 2005. V. 133. P. 223-234.

49. Witchell J. Time dependent expression of cytokines in Mycobacterium bovis infected cattle lymph nodes / J. Witchell, S. V. Maddipatla, A. Wangooet. al. // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2010. Vol. 138. P. 79-84.

Размещено на Allbest.ru