Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.
Такая память обеспечивается предсуществующими антигенспецифическими клонами как В-клеток, так и Т-клеток, которые функционально более активны в результате прошедшей первичной адаптации к определённому антигену.
Пока неясно, устанавливается ли память в результате формирования долгоживущих специализированных клеток памяти или же память отражает собой процесс рестимуляции лимфоцитов постоянно присутствующим антигеном, попавшим в организм при первичной иммунизации.
Иммунологические расстройства у человека
Иммунодефициты
Иммунодефициты (ИДС) - это нарушения иммунологической реактивности, которые обусловлены выпадением одного или нескольких компонентов иммунного аппарата или тесно взаимодействующих с ним неспецифических факторов.
Аутоиммунные процессы
Аутоиммунные процессы - это в значительной степени хронические явления, которые приводят к долговременному повреждению тканей. Это связано в первую очередь с тем, что аутоиммунная реакция постоянно поддерживается тканевыми антигенами.
Гиперчувствительность
Гиперчувствительность - это термин, используемый для обозначения иммунного ответа, который протекает в аггравированной и неадекватной форме, в результате чего происходит повреждение тканей.
Другие защитные механизмы макроорганизма
Иммунология опухолей
К аспектам иммунологии опухолей относятся три основных направления исследований:
- Использование методов иммунологии для диагностики опухолей, определения прогноза и выработки тактики лечения заболевания;
- Осуществление иммунотерапии в качестве дополнения к другим видам лечения и для иммунокоррекции - восстановления деятельности иммунной системы;
- Определение роли иммунологического наблюдения за опухолями у человека.
Управление иммунной системойФизиологические механизмыПрименяемые в медицине методы воздействияСуществуют различные методы воздействия на иммунную систему, которые призваны привести её деятельность в норму. К ним относятся иммунореабилитация, иммуностимуляция, иммуносупрессия и иммунокоррекция.
Иммунореабилитация - это комплексный подход по воздействию на иммунную систему. Цель иммунореабилитации состоит в восстановлении до нормированных показателей функциональных и количественных значений иммунной системы.
Иммуностимуляция - это процесс воздействия на иммунную систему для улучшения иммунологических процессов, которые происходят в организме, а также увеличения оперативности реакции иммунной системы на внутренние раздражители.
Иммуносупрессия (иммунодепрессия) - это угнетение иммунитета по той или иной причине.
Иммуносупрессия бывает физиологической, патологической и искусственной. Искусственная иммуносупрессия вызывается приёмом ряда иммуносупрессивных препаратов и/или ионизирующими излучениями и применяется при лечении аутоиммунных заболеваний, при трансплантации органов и тканей и др.
Иммунокоррекция
- это восстановление деятельности иммунной системы. Иммунокоррекция проводится в профилактических целях, чтобы повысить сопротивляемость организма в периоды эпидемий респираторных инфекций, для улучшения восстановления организма после операций и заболеваний.
Иммунные комплексы
, комплексы антиген-антитело - комплексы, возникающие в результате взаимодействия антигена с антителом; компоненты нормального иммунного ответа, обладающие способностью связывать комплемент, воздействовать на процессы активации Т- и В-лимфоцитов и оказывать влияние на структуру антигенов, находящихся на поверхности макрофагов.
Иммунные комплексы могут формироваться в тех случаях, когда: 1) антиген и антитело образуются в крови, а затем откладываются в стенке сосудов; 2) антиген локализован в тканях и реагирует с присутствующими в крови антителами; 3) антиген и антитело образуются локально. Иммунные комплексы образуются с участием антител, относящихся к иммуноглобулинам, наиболее часто - к классам IgG и IgM. Из-за своей способности связывать комплемент и реагировать с рецепторами для Fc-фрагмента на тромбоцитах, нейтрофилах иммунные комплексы могут вызывать острую воспалительную реакцию.
Во многих случаях иммунные комплексы могут либо вообще не попадать в кровяное русло, либо очень быстро удаляться из него. Для диагностики и разработки лечебных мероприятий им- мунокомплексных заболеваний важно определение не только уровней иммунных комплексов, но и их антигенного состава. В ряде случаев определение циркулирующих иммунных комплексов помогает диагностировать заболевания, в основе которых нет иммунокомплексной патологии.
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ - способность организма отвечать ускоренной и усиленной, иммунной реакцией при повторном контакте с ранее введенным антигеном. Иммунологическая память сохраняется в течение многих месяцев, а при воздействии некоторых антигенов – годы. Клетками иммунологической памяти служат Т- и В-лимфоциты, стимулированные данным антигеном, при этом большое значение имеют Т-лимфоциты. Клетки иммунологической памяти представляют собой часть дочерних клеток, переходящих в покоящееся состояние после двух-трех делений, стимулированных антигеном Т- и В-лимфоцитов.
Лимфоциты образуют две популяции – Т- и В-лимфоцитов, которые различаются по набору рецепторов, находящихся на их поверхности, и выполняют различные функции.
Т-лимфоциты – проходят созревание в тимусе и выполняют функцию клеточного звена иммунитета. Т-лимфоциты распознают клетки, несущие чужеродные антигены, и уничтожают их после непосредственного контакта (атаки), а также выполняют функцию регуляции иммунного ответа.
В-лимфоциты – у млекопитающих созревание В-лимфоцитов происходит в костном мозге. В-лимфоциты ответственны за гуморальное звено иммунитета – продукцию антител. После антигенного стимула В-лимфоцит превращается в лимфобласт – клетку, способную к делению. Часть лимфобластов дифференцируется в В-лимфоциты памяти, другая часть превращается в плазматические клетки, которые осуществляют продукцию антител.
Иммунологическая толерантность - явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания. В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпе-тентных клеток к определенному антигену. Открытию иммунологической толерантности предшествовали работы Р. Оуэна (1945), который обследовал разнояйцовых телят-близнецов. Ученый установил, что такие животные в эмбриональном периоде обмениваются через плаценту кровяными ростками и после рождения обладают одновременно двумя типами эритроцитов - своими и чужими. Наличие чужеродных эритроцитов не вызывало иммунную реакцию и не приводило к внутрисосудистому гемолизу. Явление былоназвано эритроцитарной мозаикой. Однако Оуэн не смог дать ему объяснение. Собственно феномен иммунологической толерантности был открыт в 1953 г. независимо чешским ученым М. Гашеком и группой английских исследователей во главе с П. Медаваром. Гашек в опытах на куриных эмбрионах, а Медавар - на новорожденных мышатах показали, что организм становится нечувствительным к антигену при его введении в эмбриональном или раннем постнатальном периоде.
Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогеннос-тью обладают полисахариды.
Иммунологическая толерантность бывает врожденной и приобретенной. Примером врожденной толерантности является отсутствие реакции иммунной системы на свои собственные антигены. Приобретенную толерантность можно создать, вводя в организм вещества, подавляющие иммунитет (иммуно-депрессанты), или же путем введения антигена в эмбриональном периоде или в первые дни после рождения индивидуума. Приобретенная толерантность может быть активной и пассивной. Активная толерантность создается путем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность. Пассивную толерантность можно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммуно-компетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.). Иммунологическая толерантность отличается специфичностью - она направлена к строго определенным антигенам. По степени распространенности различают поливалентную и расщепленную толерантность. Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена. Для расщепленной, или моновалентной, толерантности характерна избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант. Степень проявления иммунологической толерантности существенно зависит от ряда свойств макроорганизма и толерогена. Так, на проявление толерантности влияет возраст и состояние иммунореактивности организма. Иммунологическую толерантность легче индуцировать в эмбриональном периоде развития и в первые дни после рождения, лучше всего она проявляется у животных со сниженной иммунореактивностью и с определенным генотипом. Из особенностей антигена, которые определяют успешность индукции иммунологической толерантности, нужно отметить степень его чужеродности для организма и природу, дозу препарата и продолжительность воздействия антигена на организм. Наибольшей толе-рогенностью обладают наименее чужеродные по отношению к организму антигены, имеющие малую молекулярную массу и высокую гомогенность. Легче всего формируется толерантность на тимуснезависимые антигены, например, бактериальные полисахариды. Важное значение в индукции иммунологической толерантности имеют доза антигена и продолжительность его воздействия. Различают высокодозовую и низкодозовую толерантность. Высокодозовую толерантность вызывают введением больших количеств высококонцентрированного антигена. При этом наблюдается прямая зависимость между дозой вещества и производимым им эффектом. Низкодозовая толерантность, наоборот, вызывается очень малым количеством высокогомогенного молекулярного антигена. Соотношение «доза-эффект» в этом случае имеет обратную зависимость.
Не все индуцированные антигеном В-лимфоциты подвергаются дифференцировке до конца. Часть из них после нескольких циклов деления перестает размножаться и образует субклон клеток памяти (из одной В-клетки образуется около 1000 клеток памяти, таким же образом образуются клетки памяти и из Т-лимфоцитов). Клетки памяти определяют продолжительность приобретенного иммунитета. При повторном контакте с данным антигеном они быстро превращаются в клетки-эффекторы. При этом В-клетки памяти обеспечивают синтез антител в более короткие сроки, в большем количестве и с более высоким сродством антител другого класса иммуноглобулинов - IgG вместо IgM.
При образовании клеток памяти происходит дальнейшая рекомбинация генов Н-цепи: тандем генов V х D х J переносится с Сц-гена к одному из СН-генов - у, а, е. Установлено, что существуют Т-хелперы, которые определяют направление переключения классов Ig.
В ходе антигензависимой дифференцировки В-лимфоцитов используется и механизм соматических мутаций в V-генах. Они происходят с частотой в 10000 раз большей частоты спонтанных мутаций и ограничиваются определенной стадией дифференцировки, а именно - периодом перехода от продукции IgM к продукции IgG. Благодаря этим мутациям обеспечивается максимальная подгонка структуры активного центра антитела к детерминанту антигена.
Таким образом, наиболее важными событиями дифференцировки В-лимфоцитов являются:
1)сборка гена иммуноглобулина из его фрагментов, содержащихся в ДНК эмбриональных клеток; 2)возникнове-ние новых вариантов генов Ig в ходе дифференцировки; 3)вспышка соматических мутаций в строго определенной стадии дифференцировки. В результате этих событий происходит образование множества генетически стабильных клонов антителообразующих клеток (вероятно, не менее чем 108).
Общая схема происхождения и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов и макрофагов из исходных стволовых клеток представлена на рис. 71.
Рис. 71. Схема происхождения и дифференцировки клеток-эффекторов иммунной системы (ВОЗ, 1978).
HSC - костно-мозговая стволовая кроветворная клетка; LSC - лимфоидная стволовая клетка; РТС - предшественник Т-клеток;
РВС - предшественник В-клеток; ТЕ - T-эффекторы; Тн - Т-помощники; Ts - T-супрессоры; CFUc - кроветворный предшественник макрофагов; PC - плазматическая клетка; ЕС - эпителиальная клетка; THF - тимусный гуморальный фактор.
В соответствии с этой схемой, исходная костномозговая клетка (HSC) генерирует два типа предшественников: лимфоидную стволовую клетку (LSC), от которой происходят клетки-предшественники Т-лимфоцитов (РТС), клетки-предшественники В-лимфоцитов (РВС); и клетку, являющуюся предшественником клеток красной крови, от которой, в свою очередь, происходит предшественник лейкоцитов (CFUc) и берет начало система мононуклеарных макрофагов. Предшественники Т-лимфоцитов под влиянием тимуса превращаются в Т-лимфоциты и их субклассы. Пути дифференцировки В-лимфоцитов описаны выше.
В целом система В-лимфоцитов обеспечивает синтез антител, отвечает за иммунитет против большинства бактериальных и вирусных инфекций, анафилаксию и другие реакции гиперчувствительности немедленного типа, некоторые аутоиммунные болезни, за формирование клеток иммунной памяти и иммунологическую толерантность.
Система Т-лимфоцитов играет регуляторную роль по отношению к В-лимфоцитам, отвечает за все реакции гиперчувствительности замедленного типа, иммунитет против вирусных и некоторых бактериальных инфекций (туберкулез, бруцеллез, туляремия и др.), осуществляет иммунологический надзор, отвечает за противоопухолевый иммунитет, иммунологическую толерантность, некоторые виды иммунопатологии.
Вместе с тем, Т- и В-клетки являются двумя частями единой иммунной системы организма. Поэтому деление иммунитета на гуморальный и клеточный носит весьма условный характер, так как антитела синтезируются В-клетками, а Т-лимфоциты и другие клетки осуществляют свою иммунокомпетентность через синтезируемые ими гуморальные факторы (цитокины, лимфокины, интерлейкины и т. п.).
Координированное взаимодействие макрофагов, Т- и В-лимфоцитов при встрече с антигеном обеспечивает выдачу адекватного иммунного ответа.
49.Гиперчувствительность: общий обзор
Определенные формы антигена при повторном контакте с организмом могут вызвать реакцию, специфическую в своей основе, но включающую неспецифические клеточные и молекулярные факторы острого воспалительного ответа. Это явление чрезмерного или неадекватного проявления реакций приобретенного иммунитета называют гиперчувствительностью.
Реакции гиперчувствительности могут провоцироваться многими антигенами, и причины их у разных людей различны.
Известны две формы повышенной реактивности: гиперчувствительность немедленного типа, включающая в себя три типа гиперчувствительности (типы I, II и III) и гиперчувствительность замедленного (IV-го) типа. На практике типы гиперчувствительности необязательно встречаются порознь.
Если гиперчувствительность немедленного типа обусловлена гуморальными иммунными механизмами, то гиперчувствительность замедленного типа -клеточными. Однако для некоторых реакций гиперчувствительности такая классификация не подходит, т.к. механизм их комплексный. При этом, как для гиперчувствительности, обусловленной IgE (тип I), так и для развития различных форм заболеваний, связанных с IgG (типы II и III), критическое значение имеют дозы и способ проникновения антигена в организм.
Гиперчувствительность немедленного типа (типы I, II и III) проявляется при участии антител, которые цитофильны по отношению к тучным клеткам и базофилам - продуцентам медиаторов воспаления. гиперчувствительность замедленного типа (четвертый тип) реализуется с помощью Т-клеток воспаления (ТН1) как основных эффекторов реакции, обеспечивающих накопление в зоне воспаления макрофагов.
Впервые гиперчувствительность замедленного типа наблюдал немецкий бактериолог Р.Кох в конце XIX века: введение туберкулезных бацилл в кожу зараженного туберкулезом животного вызывало через 1-2 суток сильное местное воспаление с образованием гранулем, тогда как у интактных животных такая инъекция приводила лишь к очень слабой кратковременной реакции.
В 1902 г. Шарль Рише и Поль Портье, изучая антитоксический иммунитет к яду морской анемоны, описали феномен анафилактического шока. Повторное внутривенное введение предварительно иммунизированным собакам яда в количестве, значительно меньшем летальной дозы, приводило к развитию острой системной реакции, проявляющейся в спазме сосудов, коллапсе и гибели животных. Введение яда в кожу иммунизированным животным провоцировало только местную реакцию воспаления.
В то же время Морис Артюс, работая с нетоксическими формами антигена, описал одну из форм местной аллергической реакции. Первая инъекция такого антигена в кожу либо не вызывала реакции, либо она была очень слаба. Повторное введение того же антигена в ряде случаев приводило к интенсивной инфильтрации места инъекции полиморфноядерными лейкоцитами, геморрагической реакции, некрозу сосудов.
Еще один феномен, связанный с аллергической реакцией, был обнаружен при широком применении лошадиных антидифтерийных и антистолбнячных сывороток для лечения соответствующих заболеваний. Введение значительного количества этих сывороток на поздних этапах лечения иногда приводило к системной реакции, сопровождающейся повышением температуры, высыпанием, крапивницей, а в ряде случаев поражением суставов и почек. Это явление получило название сывороточной болезни, так как связано с образованием антител к белкам вводимой сыворотки.
Способность развивать эти аллергические реакции в интактном организме можно инициировать с помощью переноса сыворотки от больных доноров. Причем сенсибилизированный подобным способом реципиент при введении разрешающей дозы аллергена разовьет столь же быстрый ответ повышенной чувствительности, что и донор сыворотки.
Если гиперчувствительность немедленного типа передается с помощью сыворотки, то гиперчувствительность замедленного типа в интактном организме можно вызвать только при адоптивном переносе жизнеспособных лимфоидных клеток от сенсибилизированного донора; при этом время развития реакции замедленного типа у пассивно сенсибилизированного рецепиента равняется, как и у донора, 1-2 суткам.
Эти первые результаты ясно указывали на то, что в основе двух форм повышенной чувствительности лежат разные механизмы.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ
Е.Н. Супрун,
Научно-клинический консультативный центр аллергологии и иммунологии, Москва
Практическая концепция иммунологической памяти существовала на протяжении многих веков. Древнейшие индусские, египетские, китайские памятники литературы содержат упоминание о пандемичных болезнях, в том числе и об оспе, и о том, что единожды переболевший человек больше не заболевал ею. В истории Пелопонесской войны (V век до н.э.) это обстоятельство нашло очень точное описание. Фукидид свидетельствует, что, несмотря на повальный характер заболеваний, никто не заболевал дважды, во всяком случае смертельно, и что для захоронения трупов и ухода за больными использовались переболевшие. Эти наблюдения привели к первым интуитивным попыткам защититься от инфекции при помощи искусственного заражения инфекционным материалом. Есть основания полагать, что этим методом впервые воспользовались древние китайцы в XI веке до н.э., вкладывавшие оспенные струпья от больных в нос здоровым; иногда эти струпья высушивали, измельчали и вдували в нос. Так появилось понятие вариоляция (от лат. variola - оспа) - вакцинация против оспы. В 1725 г. Монтэгю принес этот метод в Европу. Многочисленные попытки перенести идею вариоляции на другие заболевания -скарлатину, дифтерию и др. - были безуспешны. В 1769 г. в немецком журнале появилась статья, о том, что скотоводы, переболевшие коровьей оспой, считают себя в полной безопасности от человеческой оспы. Эдвард Дженнер предположил, что перенесенная коровья оспа является защитой от человеческой, и что прививать нужно не человеческую, а именно коровью оспу. Подтверждением его правоты был блестящий публичный опыт с вакцинацией человека (мальчика Джемса Фиппса) коровьей оспой с последующей безуспешной попыткой заразить его оспой человеческой. Так и появился на свет термин вакцинация от латинского vacca, т.е. «коро-
ва». Схема вакцинации Дженнера привела к научному взрыву в попытке понять механизмы, лежащие в приобретенной защите. Но в XVII веке Дженнер еще не знал об антигенах, инфекциях и их возбудителях, поэтому не мог теоретически обосновать свое открытие, и сделал это только Луи Пастер через сто с лишним лет.
На сегодняшний день вакцинация позволяет устранить или свести к минимуму многие заболевания во всем мире. Большинство эффективных вакцин, используемых сегодня, способны вырабатывать нейтрализующие антитела. Однако для некоторых патогенных микроорганизмов, таких как малярия и ВИЧ-инфекция, вакцины, направленные на повышение титра нейтрализующих антител, в основном безуспешны. Для этих инфекций можно сформировать защиту, направленную на активацию CD8 + Т-клеточного иммунитета.
Только в последние несколько десятилетий клеточный и молекулярный механизмы развития Т-клеточной памяти начали проясняться. Этому способствуют технологические достижения, такие, как проточная цитометрия, трансгенные мыши, генная инженерия, двухфотонная микроскопия. Эти методы позволяют оценить, дать характеристику, локализовать и изолировать антиген-специфические Т-клетки в течение всего иммунного ответа .
Смысл индивидуального распознавания антигенов иммунной системой сводится к тому, чтобы при повторном контакте с ними иммунная защита была более эффективной. Это достигается благодаря формированию иммунологической памяти, которая служит основой вторичного иммунного ответа. Поэтому можно сказать, что состояние иммунитета к возбудителям инфекционных заболеваний в значительной степени сводится к наличию клеток памяти и готовности к вторичному иммунному ответу . Графически
Рисунок 1. Соотношение во времени различных состояний иммунной защиты при инфекции
инфекция
Кривая отражает бактериемию. Прямоугольники с надписями «ЫК» (естественные киллеры), «ЦТЛ» (цитотоксические Т-лимфоциты), «ГЗТ» (гиперчувствительность замедленного типа), «Антитела», «Протективный иммунитет», «Иммунологическая память» соответствуют периодам проявления защитной функции указанных факторов иммунного ответа и состояния иммунитета.
соотношение влияния во времени на инфекцию иммунологической памяти и протективного иммунитета представлено на рисунке 1.
Еще раз напомним, что под протективным иммунитетом понимают ответ на реинфицирова-ние путем распознавания антигена предсуще-ствующими антителами или эффекторными Т-клетками с последующим удалением возбудителя. Иммунологическая память, в свою очередь, проявляется в том, что в ответ на реинфицирова-ние происходит распознавание антигена с помощью В- и Т-лимфоцитов памяти. Это приводит к быстрому увеличению антигенспецифиче-ских лимфоцитов, дифференцировке их в эф-фекторные клетки и удалению инфекционного агента.
Рисунок 2. Первичный, вторичный иммунный ответ и ответ иммунологической памяти
1-е введение антигена
2-е введение антигена
1 - первичный иммунный ответ (развивается с первых дней); 2 - вторичный иммунный ответ; 3 - ответ иммунологической памяти.
Длительность состояния протективного иммунитета после инфекции обычно составляет 1-2 месяца. Что касается иммунитета, обусловленного иммунологической памятью, то в классическом варианте -после детских инфекций - формируется пожизненный иммунитет. Его стабильность следует связывать не столько с продолжительностью жизни клеток памяти (она должна быть одинаково большой для клеток памяти любой специфичности, между тем продолжительность иммунологической памяти в действительности различна), сколько с персисти-рованием в лимфоидных фолликулах антигена, поддерживающего жизнеспособность клеток памяти.
Таким образом, основой иммунитета в период после впервые перенесенной инфекции являются иммунологическая память и готовность к вторичному иммунному ответу, т.е. к быстрой мобилизации факторов специфической иммунной защиты. Основная функция иммунитета и состоит в том, что срок, необходимый для развертывания вторичного иммунного ответа и формирования защитных механизмов, оказывается меньше, чем время, требуемое микроорганизму для распространения и оказания патогенного действия .
В основе феномена иммунологической памяти лежат два явления:
При первичном иммунном ответе происходит размножение лимфоцитов антиген-специфичного клона, часть лимфоцитов клона «замораживается» и персистирует в организме в течение неопределенного времени (от нуля до пожизненного в зависимости от антигена).
Лимфоциты памяти для начала иммунного ответа на антиген нуждаются в медиаторах доиммунного воспаления и костимуляторных сигналах зна-
Случайное попадание малой дозы антигена в организм через несколько месяцев или лет
чительно меньше, чем неиммунные лимфоциты, и могут начать его вне воспаления или при минимальных симптомах воспаления .
Соотношение первичного, вторичного иммунного ответа и ответа иммунологической памяти графически можно представить следующим образом (рисунок 2).
Подобное соотношение величин первичного иммунного ответа, вторичного иммунного ответа и ответа иммунологической памяти бывает при введении в организм неразмножающихся антигенов (неживых микробов). Ответ иммунологической памяти возникает не всегда, и интенсивность его весьма индивидуальна.
Иммунологическая память имеет высокую специфичность к конкретному антигену, распространяется как на гуморальное, так и клеточное звено иммунитета и обусловлена В- и Т-лимфо-цитами . Клетки памяти представляют собой малые лимфоциты. На основании ряда признаков (преимущественно косвенных, например по наличию на Т-клетках маркера асиалоGM1) сделано заключение, что они находятся не в фазе покоя, как «наивные» малые лимфоциты, а в фазе G1. Безусловно, это позволяет им быстро перейти в стадию пролиферации. Принципиальными для клеток памяти являются два свойства: способность к рециркуляции и большая продолжительность жизни (годы). Первое из этих свойств обеспечивает мобильность и широкое распространение клеток памяти в организме. Это служит основой для быстрого опознавания ими чужеродных агентов, которые могут внедряться в любом участке организма, и для ускоренного реагирования на их антигены. Большая продолжительность жизни обуславливает длительное сохранение иммунитета к возбудителям инфекционных заболеваний и другим вредным биологическим и химическим агентам.
В-КЛЕТКИ ПАМЯТИ
Популяция В-клеток состоит из незрелых, незрелых переходных, зрелых наивных, активированных зрелых и покоящихся В-клеток памяти, а также терминально дифференцированных антитело-секретирующих плазмобластов и плазматических клеток (рисунок 3).
После первичного воздействия антигена переходные незрелые клетки претерпевают быстрое
преобразование, в результате чего формируются три субпопуляции В-клеток - покоящиеся В-клетки памяти, плазмобласты и долгоживущие плазматические клетки. Данные о нормальном диапазоне В-клеток у здоровых лиц, особенно детей раннего возраста, немногочисленны. В-клетки CD19 или CD20 составляют лишь 15-25% циркулирующих лимфоцитов у детей и подростков. Взаимодействие между CD40 лиган-дом (белок CD154) на активированных Т-клет-ках и белка CD40 на активированных В-клетках усиливает дифференцировку наивных В-клеток в В-клетки памяти. Покоящиеся В-клетки памяти составляют 1-10% от общего числа В-клеточ-ной популяции в периферической крови детей в возрасте до 12 месяцев и 19-42% у взрослых, они способны создать быстрый вторичный иммунный ответ при повторном воздействии родственных антигенов .
Известно, что местом образования В-клеток памяти при первичном иммунном ответе являются зародышевые центры вторичных фолликулов лимфоидных органов (их светлая зона). Здесь под влиянием фолликулярных дендритных клеток происходит определение дальнейшего развития В-лимфоцитов в плазматические клетки или клетки памяти. Доказано, что в этом процессе участвуют сигналы, передаваемые с помощью ИЛ-1 и мембранной молекулы CD23. Из зародышевых центров сформировавшиеся В-клетки памяти поступают в рециркуляцию.
Для В-клеток памяти основным опознавательным признаком служит наличие мембранных иммуноглобулинов «поздних» изотипов - IgG или ^А, когда подавляющее большинство нести-мулированных лимфоцитов несет мембранный
Рисунок 3. Путь дифференцировки В-клеток
Незрелые В-клетки эмигрируют из костного мозга, антиген воздействует на В-клетки памяти или плазмобласты. Плазматические клетки возвращаются в костный мозг и выделяют низкий уровень антител.
^М или ^М в сочетании с IgD; на В-клетках памяти эти изотипы практически отсутствуют. Другая особенность В-клеток памяти заключается в преобладании в их составе мутантных V-генов, тогда как в составе рецепторов наивных В-клеток V-гены хотя и перестроены, но основу их составляют нуклеотидные последовательности, свойственные зародышевым V-генам. Также для В-клеток памяти характерна высокая экспрессия ингибитора апоптоза Вс1-2 .
Параметры вторичного ответа по В-лимфоци-там в сравнении с первичным иммунным ответом приведены в таблице 1.
Таблица 1. Параметры В-лимфоцитов при первичном и вторичном иммунном ответе
ПАРАМЕТР ПРИ ПЕРВИЧ- ПРИ ВТОРИЧ-
НОМ ОТВЕТЕ НОМ ОТВЕТЕ
Частота встречаемости антиген-специфичных В-лимфоцитов в лимфоидных тканях 10-4- 10-5 10-3
Изотип продуцируемых антител IgM > IgG IgG, IgM, IgE
Аффинность антител Низкая Высокая
Первичный иммунный ответ характеризуется в ранней фазе преимущественной продукцией антител класса М, тогда как доминирующий изо-тип антител, продуцируемый в раннем вторичном и последующих ответах, - это обычно IgG, в некоторых случаях ^А и ^Е. Эти антитела продуцируются В-клетками, которые уже переключились с продукции ^М на более зрелые изотипы и экспрессируют IgG, ^А или ^Е на их поверхности так же хорошо, как и высокий уровень молекул МНС класса II. Это позволяет В-клеткам памяти начинать их взаимодействие со зрелыми Т-хелперами даже при низких дозах антигена. Кроме того, число В-клеток, которые могут отвечать на антиген, увеличивается после прайминга2 в 5-10 раз, а продуцируемые антитела имеют более высокий аффинитет .
Продолжительность серологической памяти
зависит от выработки патоген-специфических антител, от развития и поддержания популяции В-клеток памяти и популяции плазматических клеток. Описано три механизма в поддержании защитного уровня антител у здоровых лиц. Первый из них - переходный - антиген-зависимая стимуляция В-клеток памяти после повторного воздействия родственных антигенов, что приводит к быстрой пролиферации и дифферен-цировке антитело-секретирующих плазматических клеток. Второй - постоянный - антиген-независимая стимуляция В-клеток развивается в связи с постоянными, поликлональными стимулами, в результате плазмобласты имеют низкий уровень пролиферации и дифференцировки. Третий механизм заключается в постоянно низком уровне выработки долгоживущих плазматических клеток, находящихся в костном мозге .
В исследовании Т. УаПегек^, I. Gunnarsson, М. Widhe и соавт., проведенном на пациентах с СКВ, получавших ритуксимаб, который истощает циркулирующие CD20 + -клетки, но не влияет на клетки в костном мозге, антитела к вирусу кори оставались относительно стабильными после лечения, но антитела к столбняку сократились у большинства пациентов. Эти результаты показывают, что большая часть антител к вирусу кори может быть получена благодаря долгоживущим плазматическим клеткам, проживающим в костном мозге, в то время как антитела к столбняку могут потребовать постоянного, низкого уровня В-клеточной дифференцировки .
Итак, в первой части темы «Иммунологическая память» мы указали истоки зарождения понятия, рассмотрели роль иммунологической памяти в защите организма от реинфицирова-ния, начали разбор структуры и функции В-клеток памяти. Во второй главе мы подробнее рассмотрим Т-клетки памяти, а также механизмы формирования иммунологической памяти.
Продолжение в следующем номереШ
1 В незрелых В-клетках или в любых других клетках организма V-гены (вариабельный домен) и С-гены (постоянный домен), находясь на одной и той же хромосоме, удалены друг от друга на значительное расстояние - до 1 млн пар нуклеотидов. Подобная нативная локализация генов для иммуноглобулинов определяется как состояние зародышевой линии (от англ. - germ1ine). Однако по мере созревания В-клеток происходит реорганизация генома так, что пространственно удаленные генные сегменты оказываются в непосредственной близости друг от друга, образуя единый информационный участок. Этот процесс связан только с соматическими клетками (в случае с иммуноглобулиновыми генами - только с В-клетками), не наследуется и, следовательно, не затрагивает половые клетки.
2 Прайминг в данном контексте - первичная вакцинация. Под праймингом также понимают: активацию примитивных Т-клеток при первичной встрече с антигеном на поверхности профессиональных антиген-презентирующих клеток; а также прайминг - это промежуточная стадия между двумя функциональными состояниями фагоцитов: исходным и активированным.
При повторной встрече с антигеном организм формирует более активную и быструю иммунную реакцию - вторичный иммунный ответ. Этот феномен получил название иммунологической памяти.
Иммунологическая память имеет высо
кую специфичность к конкретному анти
гену, распространяется как на гуморальное,
так и клеточное звено иммунитета и обус
ловлена В- и Т-лимфоцитами. Она обра
зуется практически всегда и сохраняется
годами и даже десятилетиями. Благодаря
ней наш организм надежно затишен от
повторных антигенных интервенции. __
На сегодняшний день рассматривают два наиболее вероятных механизма формирования иммунологической памяти. Один из них предполагает длительное сохранение антигена в организме. Этому имеется множество примеров: инкапсулированный возбудитель туберкулеза, персистирующие вирусы кори, полиомиелита, ветряной оспы и некоторые другие патогены длительное время, иногда всю жизнь, сохраняются в организме, поддерживая в напряжении иммунную систему. Вероятно также наличие долгоживущих дендритных АПК, способных длительно сохранять и презентировать антиген.
Другой механизм предусматривает, что в процессе развития в организме продуктивного иммунного ответа часть антигенореактивных Т- или
В-лимфоцитов дифференцируется в малые покоящиеся клетки, или клетки иммунологической памяти. Эти клетки отличаются высокой специфичностью к конкретной антигенной детерминанте и большой продолжительностью жизни (до 10 лет и более). Они активно рециркулируют в организме, распределяясь в тканях и органах, но постоянно возвращаются в места своего происхождения за счет хоминговых рецепторов. Это обеспечивает постоянную готовность иммунной системы реагировать на повторный контакт с антигеном по вторичному типу
Феномен иммунологической памяти широко используется в практике вакцинации людей для создания напряженного иммунитета и поддержания его длительное время на защитном уровне. Осуществляют это 2-3-кратными прививками при первичной вакцинации и периодическими повторными введениями вакцинного препарата - ревакцинациями (см. гл. 14).
Однако феномен иммунологической памяти имеет и отрицательные стороны. Например, повторная попытка трансплантировать уже однажды отторгнутую ткань вызывает быструю и бурную реакцию - криз отторжения.
11.6. Иммунологическая толерантность
Иммунологическая толерантность - явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания.
В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпе-тентных клеток к определенному антигену.
Открытию иммунологической толерантности предшествовали работы Р. Оуэна (1945), который обследовал разнояйцовых телят-близнецов. Ученый установил, что такие животные в эмбриональном периоде обмениваются через плаценту кровяными ростками и после рождения обладают одновременно двумя типами эритроцитов - своими и чужими. Наличие чужеродных эритроцитов не вызывало иммунную реакцию и не приводило к внутрисосудистому гемолизу. Явление было
названо эритроцитарной мозаикой. Однако Оуэн не смог дать ему объяснение.
Собственно феномен иммунологической толерантности был открыт в 1953 г. независимо чешским ученым М. Гашеком и группой английских исследователей во главе с П. Медаваром. Гашек в опытах на куриных эмбрионах, а Медавар - на новорожденных мышатах показали, что организм становится нечувствительным к антигену при его введении в эмбриональном или раннем постнатальном периоде.
Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены. Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогеннос-тью обладают полисахариды.
Иммунологическая толерантность бывает врожденной и приобретенной. Примером врожденной толерантности является отсутствие реакции иммунной системы на свои собственные антигены. Приобретенную толерантность можно создать, вводя в организм вещества, подавляющие иммунитет (иммуно-депрессанты), или же путем введения антигена в эмбриональном периоде или в первые дни после рождения индивидуума. Приобретенная толерантность может быть активной и пассивной. Активная толерантность создается путем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность. Пассивную толерантность можно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммуно-компетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.).
Иммунологическая толерантность отличается специфичностью - она направлена к строго определенным антигенам. По степени распространенности различают поливалентную и расщепленную толерантность. Поливалентная толерантность возникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена. Для расщепленной, или моновалентной, толерантности характерна избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант.
Степень проявления иммунологической толерантности существенно зависит от ряда свойств макроорганизма и толерогена. Так, на проявление толерантности влияет возраст и состояние имму-
нореактивности организма. Иммунологическую толерантность легче индуцировать в эмбриональном периоде развития и в первые дни после рождения, лучше всего она проявляется у животных со сниженной иммунореактивностью и с определенным генотипом.
Из особенностей антигена, которые определяют успешность индукции иммунологической толерантности, нужно отметить степень его чужеродности для организма и природу, дозу препарата и продолжительность воздействия антигена на организм. Наибольшей толе-рогенностью обладают наименее чужеродные по отношению к организму антигены, имеющие малую молекулярную массу и высокую гомогенность. Легче всего формируется толерантность на тимуснезависимые антигены, например, бактериальные полисахариды.
Важное значение в индукции иммунологической толерантности имеют доза антигена и продолжительность его воздействия. Различают высокодозовую и низкодозовую толерантность. Высокодозовую толерантность вызывают введением больших количеств высококонцентрированного антигена. При этом наблюдается прямая зависимость между дозой вещества и производимым им эффектом. Низкодозовая толерантность, наоборот, вызывается очень малым количеством высокогомогенного молекулярного антигена. Соотношение «доза-эффект» в этом случае имеет обратную зависимость.
В эксперименте толерантность возникает через несколько дней, а иногда часов после введения толерогена и, как правило, проявляется в течение всего времени, пока он циркулирует в организме. Эффект ослабевает или прекращается с удалением из организма толерогена. Обычно иммунологическая толерантность наблюдается непродолжительный срок - всего несколько дней. Для ее пролонгирования необходимы повторные инъекции препарата.
Механизмы толерантности многообразны и до конца не расшифрованы. Известно, что ее основу составляют нормальные процессы регуляции иммунной системы. Выделяют три наиболее вероятные причины развития иммунологической толерантности:
1. Элиминация из организма антигенспеци-фических клонов лимфоцитов.
2. Блокада биологической активности им-мунокомпетентных клеток.
3. Быстрая нейтрализация антигена антителами.
Элиминации, или делеции подвергаются, как правило, клоны аутореактивных Т- и В-лимфоцитов на ранних стадиях их онтогенеза. Активация антигенспецифического рецептора (TCR или BCR) незрелого лимфоцита индуцирует в нем апоптоз. Этот феномен, обеспечивающий в организме ареактивность к аутоантигенам, получил название центральной толерантности.
Основная роль в блокаде биологической активности иммунокомпетентных клеток принадлежит иммуноцитокинам. Воздействуя на соответствующие рецепторы, они способны вызвать ряд «негативных» эффектов. Например, пролиферацию Т- и В-лимфоцитов активно тормозит (be-ТФР. Дифференцировку ТО-хелпера в Т1 можно заблокировать при помощи ИЛ-4, -13, а в Т2-хелпер - у-ИФН. Биологическая активность макрофагов ингибируется продуктами Т2-хелпе-ров (ИЛ-4, -10, -13, be-ТФР и др.).
Биосинтез в В-лимфоците и его превращение в плазмоцит подавляется IgG. Быстрая инактивация молекул антигена антителами предотвращает их связывание с рецепторами иммунокомпетентных клеток - элиминируется специфический активирующий фактор.
Возможен адаптивный перенос иммунологической толерантности интактному животному путем введения ему иммунокомпетентных клеток, взятых от донора. Толерантность можно также искусственно отменить. Для этого необходимо активировать иммунную систему адъювантами, интерлейкинами или переключить направленность ее реакции иммунизацией модифицированными антигенами. Другой путь - удалить из организма толероген, сделав инъекцию специфических антител или проведя иммуносорбцию.
Феномен иммунологической толерантности имеет большое практическое значение. Он используется для решения многих важных проблем медицины, таких как пересадка органов и тканей, подавление аутоиммунных реакций, лечение аллергий и других патологических состояний, связанных с агрессивным поведением иммунной системы.
Таблица Основные характеристики иммуноглобулинов человека
| Характеристика | IgM | IgG | IgA | IgD | IgE |
| Молекулярная масса, кДа | |||||
| Количество мономеров | 1-3 | ||||
| Валентность | 2-6 | ||||
| Уровень в сыворотке крови, г/л | 0,5-1,9 | 8,0-17,0 | 1,4- 3,2 | 0,03- -0,2 | 0,002-0,004 |
| Период полураспада, сут | |||||
| Связывание комплемента | + ++ | ++ | - | - | - |
| Цитотоксическая активность | +++ | ++ | - | - | _ |
| Опсонизация | + + + | + | + | - | - |
| Преципитация | + | ++ | + | - | + |
| Агглютинация | + + + | + | + | - | + |
| Участие в анафилактических реакциях | + | + | + | - | +++ |
| Наличие рецепторов на лимфоцитах | + | + | + | + | + |
| Прохождение через плаценту | - | - | + | - | - |
| Наличие в секретах в секреторной форме | +/- | - | + | - | - |
| Поступление в секреты путем диффузии | + | + | + | + | + |
Таблица 11.3. Классификация аллергических реакции по патогенез [по Джеллу и Кумбсу, 1968]
| Тип реакции | Фактор патогенеза | Механизм патогенеза | Клинический пример |
| III, иммунокомплек- сный (ГНТ) | IgM, IgG | Образование избытка иммунных комплексов-> Отложение иммунных комплексов на базальных мембранах, эндотелии и в соединительнотканной строме-> Активация антителозависимой клеточно-опосредованной цито-токсичности -> Запуск иммунного воспаления | Сывороточная болезнь, системные заболевания соединительной ткани, феномен Артюса, «легкое фермера» |
| IV. клеточно-опос- редованный (ГЗТ) | Т-лимфоциты | Сенсибилизация Т-лимфоцитов-> Активация макрофага-» Запуск иммунного воспаления | Кожно-аллергическая проба. контактная аллергия, белковая аллергия замедленного типа |
Иммунологическая память: общая характеристика
Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.
Такая память обеспечивается предсуществующими антигенспецифическими клонами как В-клеток , так и Т-клеток , которые функционально более активны в результате прошедшей первичной адаптации к определенному антигену.
Пока неясно, устанавливается ли память в результате формирования долгоживущих специализированных клеток памяти или же память отражает собой процесс рестимуляции лимфоцитов постоянно присутствующим антигеном, попавшим в организм при первичной иммунизации.
Клетки иммунологической памяти
Вторичный иммунный ответ характеризуется более быстрой и эффективной продукцией антител .Интенсивность ответа, осуществляемого популяцией примированных B-лимфоцитов, возрастает, главным образом, за счет увеличения клеток, способных воспринимать антигенный стимул ( рис. 2.13-R ). На рисунке схематически представлено образование эффекторных клеток и клеток памяти после первичного контакта с антигеном. Часть потомков антигенреактивных лимфоцитов после устранения инфекции превращается в неделящиеся клетки памяти, а остальные становятся эффекторными клетками клеточного иммунитета. Клеткам памяти требуется меньше времени для того, чтобы активироваться при повторной встрече с антигеном, что соответственно укорачивает интервал, необходимый для возникновения вторичного ответа.
B-клетки иммунологической памяти качественно отличаются от непремированных B- лимфоцитов не только тем, что начинают продуцировать IgG -антитела раньше, но они обычно обладают и более высокоаффинными антигенными рецепторами благодаря селекции в ходе первичного ответа.
T-клетки памяти вряд ли обладают рецепторами повышенной аффинности по сравнению с непримированными T-клетками. Однако T-клетки иммунологической памяти способны реагировать на более низкие дозы антигена, и это позволяет предполагать, что их рецепторный комплекс в целом (включая молекулы адгезии ) функционирует более эффективно.
Таким образом можно считать установленным, что иммунологическая память определяется не только накоплением популяций одинаковых по свойствам клеток; меняются также свойства индивидуальных клеток, о чем свидетельствуют изменения в экспрессии молекул клеточной поверхности и цитокинов.
B-клеточная иммунологическая память
Общая характеристика В-клеток при вторичном ответе, которая собственно и определяет В-клеточную память , включает следующие показатели.1). На порядок увеличивается количество специфических В- клеток, вступающих во вторичный ответ, в сравнении с количеством этих клеток при первичном ответе. Например, отношение антигенспецифических В-клеток к общему содержанию В-клеток в селезенке при первичном иммунном ответе к патогенам составляет приблизительно 1:10000; в то же время при вторичном ответе это отношение равно 1:1000.
2). Сокращается латентный период и раньше достигается максимум продукции антител . Для разных антигенов эти показатели варьируют, однако, в среднем, время латентного периода и достижения пика антител при вторичном ответе уменьшается на 2-4 дня.
3). При первичном ответе доминирует продукция IgM . Вторичный ответ характеризуется преимущественной продукцией IgG .
4). Повышается аффинность антител.
Все эти характерологические признаки В-клеточной памяти закладываются при развитии первичного иммунного ответа. В это время происходит накопление антигенспецифического клона В-клеток, идет процесс его дифференцировки, осуществляется отбор клонов на наибольшую аффинность с помощью .
При вторичном ответе принципиальные события очевидно те же, что и при первичном ответе. Однако в реакцию на антиген вступают уже подготовленные клетки с высокоаффинными антигенраспознающими рецепторами. Возможно, при вторичном ответе идет дополнительное повышение аффинности рецепторов, что определяет еще большее сродство антител к антигену. Это предположение строится на экспериментальных данных по последовательному повышению аффинности антител после первичной, вторичной и третичной иммунизации. Зародышевый центр B-лимфоциты: экспрессия CD и этапы гемопоэза
B-лимфоциты: B-клеточные области
Мозг костный
B-лимфоциты: пролиферация тимус-зависимого клона
Антигены: пути распространения
Плазмацитома мышей Фолликулярная B-клеточная лимфома: ген BCL-2 и дифференцировка
T-клеточная иммунологическая память
Быстрота и напряженность вторичного ответа связаны не только с активностью В-клеток памяти , но и с функциональной подготовленностью Т-клеток - наличием Т-клеток памяти .Т-клетки памяти отличаются от наивных Т-клеток изменением экспрессии функционально значимых рецепторов клеточной поверхности ( табл. 13.7 ).
Особое значение имеют различия по L-селектину , CD44 и CD45RO . Первые два белка участвуют в хоминге Т-клеток в лимфоидные органы и очаги проникновения патогена. CD45RO выступает в качестве передатчика сигнала внутрь клетки при формировании антигенраспознающего комплекса.
Изменение экспрессии рецепторов у Т-клеток памяти существенно отличает их от наивных Т-клеток. При этом следует помнить, что констатация подобных изменений не отвечает на вопрос: образуются ли Т-клетки памяти в результате дивергенции наивных Т-клеток в процессе дифференцировки на армированные эффекторные Т-клетки и Т-клетки памяти или же Т-клетки памяти - долгоживущая субпопуляция армированных Т-клеток.
Иначе, являются ли Т-клетки памяти результатом дивергентного или монофилетического развития? Гиперчувствительность типа IV
CD58
Антигены: роль в поддержании иммунологической памяти
Успешно развившийся специфический иммунитет как заключительный этап антиинфекционной защиты разрешает в итоге конфликт между патогеном и организмом в пользу последнего. Выздоровевший организм характеризуется отсутствием легко выявляемых эффекторных антигенспецифических клеток и антител и наличием клеток памяти .Однако все эти факты еще не говорят о полном освобожденнии от антигенов, которыми обладал возбудитель. При работе с мечеными высокомолекулярными антигенами метка была обнаружена на поверхности фолликулярных дендритных клеток через несколько месяцев после иммунизации. Возможно, некоторые антигены того или иного возбудителя могут сохраняться в виде иммунных комплексов на дендритных клетках. Не исключена вероятность длительной персистенции незначительных количеств вирусов или бактериальных клеток, которым удалось "скрыться" от иммунной элиминации. Примером может служить вирус простого герпеса , длительно пребывающий в нервной ткани. Если возбудители действительно ведут себя именно так, то клонам наивных Т-клеток , покидающих тимус , постоянно предоставляется материал для распознавания и дифференцировки в армированные клоноспецифические Т-клетки, что и создает пул постоянно присутствующих подготовленных эффекторов для ответной реакции на повторное проникновение патогена.
Сфинголипиды: влияние на образование клеток памяти
При специфическом распознавании антигена молекула CD4 повышает авидность комплекса TCR/Ag/МНС II класса, а ко-стимуляция CD4 приводит к развитию синергичного пролиферативного ответа. Дифференцировка CD4 + -клеток в Th1 или Th2 происходит при генетически рестриктированном взаимодействии лимфоцита с антиген-презентирующей клеткой , а также определяется плотностью экспрессии рецепторов CD4, CD28 , MEL-14 и др. на лимфоцитах [ Noel, ea 1996 , Deeths, ea 1997 ]. Минорная субпопуляция CD4 + -клеток при этом экспрессирует фенотип активационно-индуцированных клеток памяти ( CD69 high , CD45RB low , CD44 high , L-селектин и т. д.) [ Muralidhar, ea 1996 ]. Образование клеток памяти на Т-зависимые антигены регулируется фумонизином В1 [ Martinova, ea 1995 ].CD4 (T4, gp59)
CD4 (T4 , gp59 , у мышей L3T4 , рецептор ВИЧ ) - это гликопротеин, молекулярная масса которого равна 55 кДа. Полипептидная цепь состоит из 433 аминокислот. CD4 представляет собой одноцепочечную молекулу, состоящую из четырех иммуноглобулинподобных доменов ( рис. 3.17 ). Домены D1 и D2, а также D3 и D4 образуют между собой парные, плотноупакованные, жесткие структуры. Эти пары соединены гибким шарнирным участком. Хвостовая часть молекулы CD4 имеет достаточную длину для взаимодействия с цитоплазматическими белками-трансдукторами. На клеточной поверхности ТКР и CD4 представлены независимо друг от друга. Их встреча происходит в процессе формирования ответа на антиген. После распознавания ТКР антигенного комплекса происходит взаимодействие CD4 с молекулой II класса МНС . Реакция взаимодействия осуществляется между бета2-доменом молекулы МНС и первым доменом CD4. Предполагается также слабое включение во взаимодействие и второго D2-домена.CD4 - представитель суперсемейства Ig , содержащий во внеклеточной части 4 домена. Ig-подобный характер первых двух с N-конца доменов подтвержден с помощью рентгеноструктурного анализа. Домены 3 и 4 гомологичны доменам 1 и 2 CD2 . 6 остатков Cys молекулы формируют три дисульфидные связи. Трансмембранный участок CD4 гомологичен (48%) трансмембранному домену продуктов MHC класса II . Цитоплазматический домен CD4 включает 40 аминокислотных остатка и содержит четыре сайта фосфорилирования. CD4 мышей, крыс, кроликов имеют аналогичное строение и высокую гомологию с CD4 человека (более 50%), особенно в цитоплазматическом участке. В N-концевой части молекулы содержится участок, обладающий сродством к молекуле gp120 ВИЧ .
ФУНКЦИИ. CD4 идентифицирован на поверхности Т-лимфоцитов с помощью моноклональных антител (ОКТ4) в 1979 г. как маркер Т-хелперов . CD4 содержится на поверхности кортикальных тимоцитов , части зрелых периферических Т-лимфоцитов (40-50% - почти исключительно T-хелперов), он обнаруживается также на моноцитах , некоторых клетках головного мозга . На мембране кортикальных тимоцитов CD4 сосуществует с CD8 , тогда как на зрелых Т-клетках экспрессируется CD4 или CD8.
Функция CD4 обусловлена в первую очередь его способностью связываться с молекулами MHC класса II . В связывании антигенов MHC класса II принимают участие два наружных домена CD4 и неполиморфная часть молекулы MHC. Связывание CD4 с антигенами MHC класса II не только обуславливает адгезию CD4плюс Т-хелперов к MHC-IIплюс макрофагам , но и значительно (100-кратно) повышает сродство Т-клеточного рецептора TcR (с которым CD4 необратимо связывается) к комплексу антигена с продуктами MHC класса II. В свою очередь, при связывании TcR-CD3 с антигенным пептидом между CD4 и рецептором формируется (при участии дельта-цепи CD3 ) физический контакт, облегчающий распознавание комплекса антиген- продукт MHC.
и т.д.................
Загрузка...
