CC BY
291
12. Куличенко Т.В., Баранов А.А., Абелевич М.М., Балашова Е.В., Вишнева Е.А., Галустян А.Н., Елизарова СЮ, Королева И.В., Манвелян А.Г., Намазова-Баранова Л.С., Пешехонова Ю.В., Тимофеева Е.В., Торшхоева Р.М., Турсина Н.В., Чашина Т.Е.. Обобщенный анализ применения моноклональных антител к IgE в лечении бронхиальной астмы у детей РФ//Педиатр. фармакология. - 2011. Вып. 8, № 2. - С. 50-56.
13. Lee E. Sheinkopf, M.D., Asif W. Rafi, M.D., LanAnh T. Do, M.D., Roger M. Katz, M.D.,
William B. Klaustermeyer. Efficacy of omalizu-mab in the treatment of atopic dermatitis: A pilot study // Allergy Asthma Proc. 2008; 29:530537.
14. Gevaert P, Calus L., Van Zele T, Blomme K., De Ruyck N., Bauters W., Hellings P., Brusselle G., De Bacquer D., van Cauwenberge P., Bachert C. Omalizumab is effective in allergic and nonaller-gic patients with nasal polyps and asthma // J. Allergy Clin. Immunol. - 2013. Jan; 131(1): 110-6. ■
РАЗДЕЛ XIII Часть II
ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
Е.Н. Супрун
Научно-клинический консультативный центр аллергологии и иммунологии, Москва
Функциональной единицей гуморального иммунного ответа является В-лимфоцит. В-лимфоцит образуется из стволовых клеток костного мозга приблизительно на 14-й неделе внутриутробного развития. Для начала диффе-ренцировки В-клеток необходим контакт со стромальными клетками костного мозга и цитокинами (интерлейкины 1, 6, 7 - ИЛ-1, 6, 7). В-лимфоциты образуются в костном мозге на протяжении всей жизни организма. Созревшие В-лимфоциты покидают участки, где проходила их дифференцировка, и перемещаются к периферическим или вторичным лимфоидным органам (к селезенке, лимфатическим узлам, ассоциированным со слизистой оболочкой лимфоидной ткани).
РАЗВИТИЕ В-ЛИМФОЦИТА
В-лимфоциты развиваются в костном мозге из плюрипотентных стволовых клеток в ответ на сигнал стромальных клеток (растворимые цито-кины, межклеточный контакт). Первыми распознаваемыми предшественниками В-клеток являются про-В-клетки, которые представляют собой самовозобновляющиеся клетки, экспрес-сирующие антигены, свойственные стволовым клеткам (CD34, CD117), а также антигены
CD19, CD22, специфичные для линии В-клеток (CD22 экспрессируется только в цитоплазме). Далее тяжелая цепь ^М (ц-цепь) детектируется (преобразуется) в цитоплазме пре-В-клеток -начинается синтез иммуноглобулинов. Клетки на следующей стадии дифференцировки называются «девственными» В-клетками, поскольку они еще не встретили чужеродные антигены. На поверхности девственных (наивных) клеток экспрессируются уже полные молекулы ^М. Последующие этапы дифференцировки определяются антигенами. Незрелые В-клетки подлежат апоптозу (уничтожению), если их иммуноглобулины связаны с аутоантигенами, предварительно представленными им стромальными клетками костного мозга (клональная делеция, клональная анэргия). Оставшиеся В-клетки покидают костный мозг и перемещаются в Т-клеточно-богатые зоны периферических лимфо-идных органов, где вновь происходит процесс селекции. Все В-клетки, не получившие от Т-клеток «спасительного» сигнала, подвергаются апоптозу.
Остальные В-клетки перемещаются в лимфатические фолликулы. На их поверхности экспрессируется IgD, а также антигены клеточной дифференцировки CD21, CD22, CD23,
CD37. Эти В-клетки постоянно циркулируют между костным мозгом и вторичными лимфо-идными органами до тех пор, пока не встретят подходящий антиген. Обычно это происходит в Т-клеточно-богатой зоне лимфатического узла или в ассоциированной со слизистой лимфоид-ной ткани, где В-клетки превращаются в синтезирующие ^М плазматические клетки (первичный В-клеточный ответ). Образующиеся антитела ^М имеют относительно невысокое сродство к антигену. Для образования высокоаффинных антител В-клетки проходят специальные стадии развития в лимфатических фолликулах (реакция в зародышевом центре), где они встречаются с иммунными комплексами, связанными с фолликулярными дендритными клетками. Заключительный этап превращения В-клеток в плазматические клетки происходит
Кроме индивидуальных антигенраспознаю-щих рецепторов на поверхности В-лимфоцитов располагаются рецепторы, характерные для всех В-клеток: рецепторы к СЗ-компоненту комплемента, рецепторы для фиксации постоянных фрагментов антител, рецепторы к цито-кинам и митогенам, антигены гистосовмести-мости I и II классов, позволяющие В-лимфоци-там представлять антиген Т-хелперу и участвовать в иммунном ответе организма. Число иммуноглобулиновых рецепторов на поверхности В-лимфоцитов достигает 105, поэтому поверхность В-лимфоцитов при электронной микроскопии напоминает шар, густо покрытый ворсинками. Наличие дифференцировочных антигенов в клетке лимфоцитов определяется функцией, возрастом и физиологическим состоянием клетки (таблица 1) [2].
Таблица 1. Антигенная гетерогенность В-лимфоцитов [2]
Гетерогенность В-лимфоцитов Виды и маркеры клеток
Функциональная Полиантигенреактивные (10-25%) - CD5+ Моноантигенреактивные (70-80%) - CD5-
Возрастная Наивные (сроки жизни 3-5 дней) -mIgM+ mIgD+ «Иммунные» В-лимфоциты (срок жизни до нескольких недель) - mIgM+ mlgD-
Физиологическая Активизированные -CD10+ CD23+ CD25+ Клетки памяти -mIgM+ mIgD- CD44+
в костном мозге или слизистой желудочно-кишечного тракта.
Некоторые стимулированные антигеном В-клетки перемещаются в маргинальную зону периферических лимфатических органов и превращаются в IgD-отрицательные, CD23-отрицательные и CD39-положительные клетки - экстрафолликулярные В-клетки. В противоположность многим другим В-клеткам эти клетки могут также реагировать на углеводные антигены (Т-клеточно-зависимый ответ), но производят только низкоаффинные ^М [1].
Для распознавания антигена в В-лимфоците имеется шесть полипептидных цепей. Две цепи являются маркерами зрелости и представлены ^М- и IgD-мономерами (ш^М и mIgD). Наивные В-лимфоциты имеют оба антигенспе-цифических рецептора - ш^М и mIgD, тогда как у «иммунных» В-лимфоцитов рецептор mIgD отсутствует.
АКТИВАЦИЯ В-КЛЕТОК И РЕАКЦИЯ В ЗАРОДЫШЕВОМ ЦЕНТРЕ
Нестимулированные покоящиеся лимфатические фолликулы, такие как фолликулы лимфатических узлов плода, состоят из сети фолликулярных дендритных клеток (ФДК), находящихся в неплотном контакте с мелкими фолликулярными В-клетками, на поверхности которых экспрессируются молекулы ^М, IgD. После контакта с антигеном начинают образовываться вторичные фолликулы с выраженными зародышевыми центрами. Экспоненциальный рост числа В-клеток происходит в зародышевом центре фолликула только через 3-4 дня после контакта с антигеном. В-клетки сначала превращаются в крупные клетки с обильной цитоплазмой (первичные В-бласты) и мелкие «покоящиеся» клетки, расположенные по краям фолликула. Через несколько дней бласты концентрируются преимущественно в более темной
нижней части фолликула, где разветвляющиеся цитоплазматические отростки ФДК образуют тонкую неплотную сеть. Время удвоения бла-стов (центробластов) составляет около семи часов. Их число не увеличивается, так как они быстро превращаются в мелкие клетки с дольчатыми ядрами (центроциты) и покидают темную зону зародышевого центра. Затем центроциты формируют так называемую светлую зону, где окружаются плотной сетью, образованной дендритными клетками. Значительная часть центро-цитов погибает в результате апоптоза, особенно на границе темной и светлой зон, где расположено множество макрофагов с фагоцитированными ядрами разрушенных клеток. Реакция в зародышевом центре длится около трех недель. Через 2-3 месяца в центре «отработанного» фолликула можно обнаружить лишь единичные В-бласты - вторичные В-бласты [1].
ОБРАЗОВАНИЕ АНТИГЕНОВ В-КЛЕТКА-МИ В ПРОЦЕССЕ РЕАКЦИИ В ЗАРОДЫШЕВОМ ЦЕНТРЕ
Центробласты и центроциты характеризуются высоким уровнем экспрессии CD38. В отличие от фолликулярных и экстрафолликулярных В-клеток они утеряли способность экс-прессировать антигены CD23 и CD39. Для центробластов также характерен высокий уровень экспрессии CD77.
В процессе «соматической гипермутации» в центробластах транскрипция генов иммуноглобулинов временно прекращается, соответственно они будут ^-негативными. В центро-цитах экспрессия иммуноглобулинов возобновляется, и поэтому они способны реагировать с антигенами, представляемыми фолликулярными дендритными клетками. Центроциты могут вновь превращаться в центробласты, или клетки памяти, и плазмобласты, которые затем дифференцируются в плазматические клетки костного мозга или слизистой желудочно-кишечного тракта.
СЕЛЕКЦИЯ ВЫСОКОАФФИННЫХ АНТИТЕЛ В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИПЕРМУТАЦИИ В ЗАРОДЫШЕВОМ ЦЕНТРЕ
В центробластах с высокой скоростью происходят мутации генов иммуноглобулинов
(соматическая гипермутация), необходимые для образования антител различной аффинности.
Прибыв в светлую зону, центроциты могут «спастись» от апоптоза только при наличии прочной связи с антигенпрезентующей дендритной клеткой. Следующий «спасительный» сигнал центроциты получают через CD40 от находящихся в светлой зоне Т-лимфоцитов, несущих лиганд CD40. Затем клетки мигрируют обратно в темную зону и начинают следующий цикл деления как центробласты. Сродство поверхностных иммуноглобулинов к антигенам может возрастать в результате точечных мутаций. Например, замена одной аминокислоты может в 10 раз увеличить сродство иммуноглобулина. Этот механизм способствует селекции В-клеток, синтезирующих высокоаффинные, специфические к конкретному антигену антитела [1].
ПРОЛИФЕРАЦИЯ И ДИФФЕРЕНЦИРОВ-КА КЛОНОВ В-ЛИМФОЦИТОВ
Следует отметить, что для индукции ответа В- и Т-клеток требуются различные условия и свойства антигена. При индукции гуморального В-клеточного ответа обязательными свойствами антигена являются чужеродность (т.е. отсутствие аналогичных субстанций в реагирующем организме), специфичность (способность распознавать иммуноглобулиновые рецепторы В-клеток и взаимодействовать с антителами той же специфичности) и иммуно-генность (способность вызывать иммунный ответ вне зависимости от его специфичности).
В основе ответа на тимуснезависимые антигены I класса лежит митогенность названых антигенов в отношении В-лимфоцитов. Связывание тимуснезависимых антигенов с В-клеточными рецепторами создает на поверхности В-клеток концентрацию данных молекул, достаточную для реализации их активирующего действия через рецепторы митогенеза. Эффективность тимуснезависимых антигенов II класса связывают с их способностью к многоточечному взаимодействию с мембраной В-клеток, обусловливающему перекрестное сшивание их рецепторов, и этого оказывается достаточно для активации В-клеток.
Т-зависимые антигены поглощаются анти-генпрезентующими клетками путем рецептор-опосредованного эндоцитоза. Попав в фаголи-зосому, белковые антигены подвергаются действию протеолитических ферментов, а затем соединяются с молекулами МНС II класса, и этот комплекс экспрессируется на клеточной мембране. В большинстве случаев антиген-представляющими клетками являются дендритные клетки, моноциты/макрофаги и в ряде случаев - зрелые В-клетки. Внутриклеточные антигены (например, вирусы) подвергаются деградации белков в протеосомах, а затем попадают в эндоплазматический ретикулум, где присоединяются к молекулам МНС I класса. Взаимодействие антиген-презентующих клеток, Т- и В-лимфоцитов осуществляются при участии молекул адгезии (1САМ1, LFA1). Для активации наивные лимфоциты нуждаются в получении двух сигналов: первый сигнал -через антигенный рецептор, второй сигнал Т-лимфоциты получают от антигенпрезентую-щих клеток, а В-лимфоциты - от активированных Т-клеток [3].
В результате в В-лимфоците происходит изменение конформации клеточных рецепторов, активация ассоциированных с мембраной внутриклеточных ферментов, увеличение содержания в клетке ионов кальция, синтез ДНК, цитокинов, возрастает содержание адгезивных молекул антигенраспознающих рецепторов. В-лимфоцит пролиферирует в плазматическую клетку, в которой возрастает число рибосом для синтеза иммуноглобулинов. Через аппарат Гольджи плазматическая клетка выделяет иммуноглобулины в плазму крови.
В В-лимфоцитах тоже происходит синтез иммуноглобулинов, но они не выделяются в кровь: 90% их фиксируется в качестве рецепторов на поверхности наружной мембраны, 10% содержится в цитоплазме. В плазматической клетке 5% иммуноглобулинов встраивается в мембрану, 95% - выделяется в кровь. Скорость сборки иммуноглобулинов в В-лимфоците составляет 1 мол/с, скорость сборки в плазматической клетке - 103 мол/с. На определенной стадии развития В-лимфоцит способен продуцировать различные классы иммуноглобулинов - М, G, А, Е, D, плазматическая клетка -
иммуноглобулины только одного класса. За короткий период жизни, 1-4 недели, В-лимфо-цит путем последовательной смены иммуног-лобулиновых рецепторов синтезирует сначала ^М, затем IgG, ^А. Иммунологическая специфичность антител при этом остается неизменной. Синтез иммуноглобулинов в В-лимфоци-те начинается с IgD и ^М, затем под воздействием цитокинов Т-хелпера переключается на синтез IgG, ^А, ^Е. В клетке постепенно включаются гены, контролирующие синтез антител. С включением следующего выключается предыдущий ген. Включение генов контролируется цитокинами Т-хелперов: ИНФ^ и ИЛ-2 включают синтез IgG и ^М, ИЛ-5 - ^А, ИЛ-4 - ^Е.
Популяция В-лимфоцитов состоит из большого числа клонов, каждый из которых синтезирует антитела определенного вида. Антитела и есть иммуноглобулины - эффекторы гуморального иммунного ответа. Сравнительный анализ биологической активности иммуноглобулинов различных классов представлен в таблице 2.
Существует около 107 вариантов антител различной специфичности. Такое многообразие обусловлено генетическими рекомбинациями и вариантами транспозиции генов, кодирующих синтез иммуноглобулинов. В предшественниках лимфоцитов гены, кодирующие разные области пептидных цепей иммуноглобулинов, расположены не рядом друг с другом, а в разных участках молекулы ДНК. Вариабельный участок тяжелой цепи синтезируется под контролем трех генов V, D, ^ каждый из которых существует в виде многих аллелей. При дифференцировке лимфоцитов в плазматические клетки наблюдается перенос генов (транспозиция) и их объединение, поэтому возможных комбинаций этих генов, следовательно, и вариабельных участков иммуноглобулинов, - более 4000. Аналогично объединяются гены легких цепей, вариантов которых тоже более 4000. Разные легкие и тяжелые цепи объединяются случайно, поэтому число вариантов антител увеличивается до 107 и более. Похожие процессы происходят при образовании вариантов антигенраспознающих рецепторов Т- и В-лимфоцитов.
ШКОЛА ДЕТСКОГО АЛЛЕРГОЛОГА-ИММУНОЛОГА / SCHOOL OF THE CHILDREN'S ALLERGIST-IMMUNOLOGIST
Таблица 2. Биологическая активность иммуноглобулинов [2]
Характеристика IgG IgM IgA IgD IgE
Период полужизни (дни) 23 5 6 2,8 2,5
Трансплацентарный перенос + - - - -
Антибактериальная активность + +++ + - -
Антивирусная активность + + +++ - -
Антипаразитарная активность IgG4 - - ++ +++
Реагиновая активность IgG4 - - - +++
Активация комплемента:
- классический путь IgG1, 2, 3 +++ - - -
- альтернативный путь IgG4 - ++ + -
Главной биологической функцией антител является нейтрализация в организме чужеродных антигенов. Основное их свойство - это способность взаимодействовать с иммуноком-петентными клетками и антигеном, на который они выработаны. Антитела способны активировать комплемент и усиливать фагоцитоз благодаря механизмам опсонизации антигена. Кроме того, они участвуют в регуляции иммунного ответа: антитела класса ^М усиливают, IgG -ослабляют иммунный ответ.
Основными механизмами их защитного действия являются:
1. Опсонизирующее действие антител (усиливает фагоцитоз антигена).
2. Нейтрализация бактериальных токсинов.
3. Блокировка рецепторов адгезии вирусов и бактерий.
4. Лизирующее действие в присутствии комплемента. Фиксация комплекса антиген+анти-тело+комплемент на поверхности клетки-мишени приводит к активации комплемента и формированию мембраноатакующего комплекса (МАК), вызывающего лизис клетки-мишени [3].
Обобщив данные, можно сказать, что гуморальный иммунный ответ представляет собой кульминацию ряда клеточных и молекулярных взаимодействий, происходящих в определенной последовательности:
• Т-клетки распознают антиген, представленный им антигенпрезентующими клетками, в результате чего переходят в активированное состояние;
• Th-клетки взаимодействуют с В-клетками, презентуя им антигенные фрагменты;
• активированные В-лимфоциты пролифери-руют и дифференцируются в плазматические клетки;
• начинается синтез антител.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурместер Г.-Р., Пецутто А. Наглядная иммунология: пер. с англ. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 320 с.
2. Никулин Б.А. Оценка и коррекция иммунного статуса. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 375 с.
3. Кондратенко И.В., Бологое А.А. Первичные имму но дефициты. - М.: Медпрактика, 2005. - 231 с. ■
