CC BY
92
УДК 612.017.1:616.33 - 002.153 - 022.7
A.B. Кононов
ИММУННАЯ СИСТЕМА СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА И ИНФЕКЦИЯ
Рассматривается проблема локального иммунитета в патогенезе инфекции, вызываемой Helicobacter pylori. Обсуждаются проблемы депрессии локального иммунитета, иммунологической толерантности и аутоиммунитета. Показано значение реакции локального иммунитета на Helicobacter pylori не только в гастроэнтерологии, но и в клинике внутренних болезней. Обсуждаются возможные иммунотерапевтические перспективы.
В 1968 г. T.Tomasi и J.Bienenstock предложили гипотезу о существовании особой иммунной системы слизистых оболочек, в которой ведущая роль отводилась slgA. (табл.1). Процессы его синтеза, иммунные реакции, опосредованные slgA - все это часто именовалось "secretory immunity". По мере накопления фак-
тов сложилось представление о местном гуморальном и местном клеточном иммунитете, структурной основой которых является mucosal-associated lymphoid tissue (MALT) - лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками , 2].
Таблица 1
Основные этапы изучения местного иммунитета
Автор Этап изучения
А.М. Безредка, 1929 Введено понятие о местном иммунитете
S.West, 1962; А. Burks, 1985 Установлен врожденный селективный дефицит IgA
Т. Tomasi, J. Bienenstock, 1968 Сформулировано представление о секреторном иммунитете слизистых оболочек
J. Bienenstock, 1973; M R. McDermott, 1982 Обосновано выделение mucosal-associated lymphoid tissue (MALT) как морфологической основы местного иммунитета слизистых оболочек
A.W. Cripps, 1989 Возглавил Auspharm Institute For Mucosal Immunology (Австралия)
T.R. Mosmann, R.L. Coffman, ИМ Беляков, 1989-1995 Формирование представлений о хоминге Th1, Th2, В-1-лимфоцитов и выделение реликтового и современного компонентов иммунной системы слизистых оболочек
В иммунной системе слизистых оболочек (ИССО) выделяют эффекгорные и индуктивные отделы. Подобное деление условно потому, что МА1_Т-лимфоциты постоянно мигрируют, заселяя при этом только характерные для каждой популяции зоны обитания - хоминг-эффект (рис. 1). Следствием этого является одновременное включение иммунного ответа во всех слизистых оболочках, вне зависимости от очага антигенного стимула.
В индуктивных зонах, к которым относят прежде всего пейеровы бляшки, происходит презентация антигена; антигенпрезентирующие клетки и антигенреак-тивные Т- и В-лимфоциты поступают а лимфоцирку-ляцию, затем попадают в кровь, а оттуда мигрируют в собственную пластинку слизистой оболочки (эффектор-ный отдел). Направленная миграция осуществляется с помощью хоминг-рецепторов, аналогичных МЕЫ4-позитивным рецепторам посткапиллярных венул с высоким эндотелием паракортикальной зоны лимфатических узлов.
Преобладающим фенотипом В-лимфоцитов костномозгового происхождения, В-1 -лимфоцитов, мигрировавших из перитонеальной полости, являются 1дА-клет
ки. ТГ|2-популяция Т-лимфоцитов-хелперов вырабатывает в собственной пластинке интерлейкины (ИЛ-4 и ИЛ-5), необходимые для терминальной дифферен-цировки В-лимфоцитов именно в 1дА-продуцирующие плазматические клетки.
Плазматические клетки собственной пластинки и пейеровых бляшек синтезируют димерную молекулу 1дА, которая связывается на базальной поверхности эпителиальной клетки со специализированным трансмембранным белком-Рс-рецептором, имеющим в своем составе гликопротеид - секреторный компонент. Пройдя с помощью трансцитоза эпителиальную клетку, димерная молекула 1дА присоединяет секреторный компонент, превращается в Б1дА, причем секреторный компонент делает молекулу иммуноглобулина устойчивой к протеолизу, что необычайно важно, поскольку зачастую Б1дА оказывается в просвете органа в энзи-матически чуждом окружении.
Располагаясь в надэпителиалы-юй слизи, встраиваясь в гликокаликс, э1дА препятствует адгезии микроорганизмов, их токсинов, пищевых аллергенов на эпителии слизистых оболочек и тем блокирует их проникновение во внутреннюю среду организма.
Антигены НР
Эпителий, собственная пластинка
желудок
ТМ-кл ТЬ2-кл
Регионарный лимфоузел
Грудной проток
з1дА+-В-кл С04+-Т-КЛ кл. памяти
ИЛ2
У_ИФ
ИЛ-4
ИЛ-5
ИЛ-10
хоминг
Эпителий,
собственная
пластинка
кишечник ■ бронхи
урогенитальный тракт
Железы
молочная
слюнная
слезная
I
Кровоток.
■ селезенка
Рис. 1 .Гипотетическая модель индукции иммунитета слизистых оболочек при хелисобактерийзе
Т-лимфоциты собственной пластинки представлены популяцией-С08Чпимфоцитов, обладающих Цитотоксическими свойствами и составляющих эсновную массу межэпителиальных лимфоцитов, ЧК-клетками, осуществляющими противоопухолевый и противовирусный надзор и Т-хелперами, имеющими иммунофенотип С03+С04+С08-. Среди последних выделяют ТЫ-лимфоциты, вырабатыва-ощие д-интерферон и ИЛ-2, играющие ведущую золь в клеточном иммунитете, и Т112-лимфоциты, синтезирующие ИЛ-4 и ИЛ-5, которые инициируют зысокоаффинный 1дА-ответ. Кроме того, ТЬ2 с помощью ИЛ-4 ингибирует продукцию ИЛ-12 анти-енпрезентирующей клеткой, предотвращая диффе-эенцировку 1111 из 1 ГЮ-лимфоцита.
Взаимоотношения между ТМ и ТЬ2 ответом в на-гтоящее время интенсивно изучаются, поскольку установлено, что вирусы и облигатные внутриклеточные паразиты инициируют ТМ-ответ, а антигены гельминтов ■ ТЬ2 [4]. Следовательно, даже при "мягких" нарушениях дифференцировки ТЬ0-ТЫ-ТЬ2-лимфоцетов будет происходить прорыв местного иммунитета (подобно тому, как это установлено при врожденном селективном дефиците э1дА) с возникновением глистных, бактериальных и аллергических заболеваний.
Нарушение сложного каскада взаимодействий ци-окинов и рецепторов лимфоцитов в ИССО может при-юдить к изменению соотношения ТЫ/ТЬ2, что обычно обусловливает повышение чувствительности организ-
ма к патогену или развитие иммунопатологических реакций.
Экспериментально установлено, что доза антигена, запускающего трансформацию ТМ в Т1п2, весьма различна в органах системного иммунитета и в ИССО. В поисках объяснения этого факта была обнаружена бинарность иммунного ответа слизистых оболочек и выделены реликтовый и современный компоненты ИССО (рис. 2).
Реликтовый компонент ИССО представлен С04~С08* и С04~С08_- лимфоцитами, несущими д/с!-антигенраспознающие рецепторы, и В-1 -клетками, реагирующими с основным спектром микробных антигенов с низкой аффинностью. Это первая линия защиты слизистых оболочек, функционирующая независимо от центральных органов иммуногенеза.
Современный компонент ИССО (вторая линия защиты) составляют Т-лимфоциты с а/Ь-антигенраспо-знающими рецепторами и В-лимфоциты костномозгового происхождения. Эти лимфоциты осуществляют взаимодействие с антигенами с высокой степенью специфичности и аффинности, их ответ жестко детерминирован центральными органами иммуногенеза.
Из этих теоретических положений следует важный практический вывод: в терапевтических воздействиях на ИССО и вакцинации против инфекций, передаваемых через слизистые барьеры, необходимо ориентироваться прежде всего на местные воздействия ("оральная иммунизация" и др.). Потому проб
Первый контакт с антигеном
V
Реликтовый (автономный) компонент ИССО
Рецидив контакта или персистенция антигена
V
Современный (интегрированный в систему иммунитета) компонент ИССО
Туб
В-1кл-антитела IgM низкой эффективности
Тар
В-1 кл-антитела IgA высокой
Th1/Th2- ответ
Рис. 2. Этапы ответа иммунной системы слизистых оболочек (ИССО) на антигенную агрессию
лема Helicobacter ру!оп(НР)-инфекции во многом может быть разрешена при изучении системы локального иммунитета слизистой оболочки желудка.
Лимфоидная ткань слизистой оболочки желудка представлена солитарными лимфоидными фолликулами, локализующимися в норме под мышечной пластинкой, в подслизистом слое, и диффузно расположенными в собственной пластинке лимфоцитами и плазматическими клетками, а также межэпителиальными лимфоцитами.
При антигенной стимуляции лимфоидные фолликулы могут формироваться и в собственной пластинке, в них появляются светлые центры с более-высоким уровнем экспрессии мембранных иммуноглобулинов в лимфоцитах в сравнении с В-лим-фоцитами собственной пластинки. В ответ на первичный антигенный стимул основной спектр поверхностных иммуноглобулинов в лимфоцитах фолликулов представлен IgM, а при вторичном иммунном ответе - IgA, а lgA-плазмоциты являются преобладающим иммунофенотипом плазматических клеток собственной пластинки слизистой оболочки любой локализации.
При колонизации слизистой оболочки желудка HP резко возрастает проницаемость эпителиального барьера. Это является следствием альтерации эпителия известными факторами агрессии микроба (аммиак, вакуолизирующий цитотоксин, протеазы и продукты "кислородного взрыва" лейкоцитов и др.), но установлено, что иммунногенные молекулы HP способны проникать и через неизмененную слизистую оболочку, запуская местный иммунный ответ [5, 9].
Выделяют следующие антигены HP: липополиса-харид (эндотоксин), индуцирующий слабый slgA-иммунный ответ; .О-специфичная полисахаридная цепочка мембранного липополисахарида, осуществляющая мимикрию под Lewis" и Lewis* антигены группы крови человека, вызывает lgG-ответ; СадА-
протеин инициирует сывороточные 1дС-антитела и местный э1дА-ответ; вакуолизирующий цитотоксин обладает минимальной иммуногенностью, наконец, достаточно высокой иммуногенностью обладает энзим-уреаза, распологающаяся в необычно большом количестве на поверхности бактерии и в ее цитоплазме [8].
Существует прямая корреляция между способностью штамма НР продуцировать вакуолизирующий цитотоксин, с которым связывают ульцерогенность, и вырабатывать СадА-протеин, обладающий мощными антигенными свойствами. Этим, вероятно, и объясняется тот факт, что у 100% больных дуоденальной язвой обнаруживают анти-СадА сывороточные 1дС и э1дА в сравнении с 60% больных, инфицированных НР, но без язвенных дефектов слизистой оболочки.
Поверхностные антигены НР ассоциированы с рецепторами, осуществляющими адгезию бактериальной клетки, что обеспечивает многоступенчатый процесс взаимодействия НР, мукоцита и белков экстра-целлюлярного матрикса. В частности, из клеточной стенки НР выделен полипептид, взаимодействующий с гликолипидом мембраны мукоцитов антрума. Мембранный липополисахарид НР может взаимодействовать с ламинином базальной мембраны, но специфическое взаимодействие с ламинином обеспечивает недавно открытый сиало-зависимый адгезии НР, идентифицированный какгемагглютинин. Однажды связавшись с ламинином, НР вызывает оголение базальной мембраны слизистой оболочки, и агрессивная среда реализует здесь формирование эрозивного и/или язвенного дефекта.
Попавшие в собственную пластинку иммунногенные молекулы липида А, входящего в состав мембранного липополисахарида НР, стимулируют эндоте-лиоциты к производству селектинов, что обеспечивает интенсивную межэпителиальную миграцию нейтрофильных лейкоцитов. Процессинг антигенов НР
фагоцитирующими клетками сопровождается экскрецией липида А, то есть его молекулы постоянно присутствуют в собственной пластинке, что позволяет сохранять некий субминимальный, низкоуровневый антигенный стимул, обеспечивающий персистенцию воспаления слизистой оболочки. Однако способность индуцировать воспалительный ответ различна у различных штаммов НР и во многом определяется способностью инициировать выработку мукоцитами интерлейкина-8, мощного хемоаттрактанта для нейт-рофильных лейкоцитов. Штаммы НР, вызывающие быструю активацию нейтрофильны х лейкоцитов, выделяют от пациентов с язвами значительно чаще, чем от больных хроническим гастритом.
Интенсивность инфильтрации собственной пластинки слизистой оболочки лимфоцитами четко коррелирует со степенью НР-колонизации и выраженностью воспалительной инфильтрации. Эта корреляция объясняется тем, что миграция и пролиферация лимфоцитов в собственной пластинке обусловлена, с одной стороны, антигенстимулирующим рекрутированием лимфоцитов (эффект иммуногенных молекул НР), а с другой - цитокинами (интерлей-кин-1Ь и фактор некроза опухоли а), продуцируемыми антигенпрезентирующими клетками при воспалении [7].
Итак, если начальная фаза иммунного ответа на НР характеризуется значительной аккумуляцией ней-трофильных лейкоцитов, приводящей к резкому увеличению проницаемости эпителия, то хронизация воспаления ассоциируется с мононуклеарной и лим-фоцитарной инфильтрацией, которая, казалось бы, отражает местный иммунный ответ, однако элиминации НР не происходит. Складывается впечатление, что мононуклеарная инфильтрация служит основой прогрессирования или персистенции воспаления.
Выделяют следующие типы лимфо-пролиферативного ответа слизистой оболочки при Н-инфекции: лимфоэпители-альные повреждения и минимальная инфильтрация собственной пластинки лимфоцитами, образование лимфоидных фолликулов, сочетание лимфоидных фолликулов и диффузной инфильтрации, диффузная инфильтрация, а также крайняя степень лимфопроли-феративного ответа - лимфома низкой степени .злокачественности - МА1_Т-ома. Иммунофенотип лимфоидных клеток при реактивных процессах - В- и Т-клеточный, при лимфоме - В-кпеточный [7].
Реликтовый компонент ИССО, представленный лимфоцитами, несущими д/й-антигенраспознающие рецепторы, действует как аутологичная система надзора, устраняющая поврежденные клетки, Можно было бы предположить их увеличение при НР-инфекции, однако этого не происходит ни в собственной пластинке, ни интраэпителиально.
Иначе реагирует современный компонент ИССО, ассоциированный с а/Ь-антигенраспознающими лимфоцитами. Их количество достоверно возрастает и
в эпителии, и в собственной пластинке желудка у HP-инфицированных, единовременно увеличивается и число Т-клеток памяти, составляющих до 85% Т-лимфоцитов собственной пластинки. Увеличение CD4\ CD45RO-KneTOK в собственной пластинке и Т-лимфоцитов с а/Ь-антигенраспознающими рецепторами в эпителии четко коррелирует с активностью гастрита и интенсивностью HP-колонизации. Отмеченное возрастание трансмиграции и пролиферации лимфоцитов может быть обусловлено не только антигенспецифическим рекрутированием лимфоцитов и цитокинами, выделяемыми в избытке антигенпрезентирующими клетками в очаге вдспаления: ин-терлейкин-1Ь, фактор некроза опухоли а, цитокины RANTES (из семейства СС-хемокинов), количество которых резко увеличивается в слизистой оболочке у больных хеликобактер-ассоциированным гастритом.
Однако степень мононуклеарной инфильтрации собственной пластинки еще не отражает напряженности местного иммунитета. Предполагают, что НР экспрессируют полипептиды, нарушающие процесс выработки цитокинов макрофагами, что проявляется более низкой реакцией лимфоцитов на митоген у НР-инфицированных лиц в сравнении с неинфициро-ванными. Вообще в ряду энтеропатогенных бактерий липополисахариды НР обладают более низкой им-муногенностью, чем аналогичные антигены Salmonella или Е. Coli [8].
Субминимальный антигенный стимул позволяет НР длительно взаимодействовать с иммунной системой слизистых оболочек, что обусловливает хро-низацию НР-инфекции (рис. 3). Патогенные свойства Helicobacter
Факторы колонизация
Факторы персистенции
Подавление секреции слизи Стимуляция пепсиногена Фосфолипазы
Цитотоксин С ад А протеин
Дутоиммунитет
Факторы, вызывающие заболевание
РИС.3
pylori могут быть разделены на три группы: колонизация, персистенция и факторы, вызывающие заболевание (Morän А.Р., 1996) [8].
Другим фактором, позволяющим HP избежать влияния ИССО, является антигенная мимикрия -сходство с Lewis-антигенами крови человека. Однако это же свойство обусловливает и возникновение "перекрестной иммунизации". Поскольку Lewis-антигены экспрессируются неизмененной слизистой оболочкой желудка и клетками карциномы желудка, то в ходе HP-инфекционного процесса появляются антитела в слизистой оболочке антрального отдела, то есть реализуется аутоиммунный компонент в патогенезе HP-ассоциированных заболеваний [7, 8]. С позиций изложенного становится понятной активация клона lgG-продуцирующих плазмоцитов в собственной пластинке слизистой оболочки желудка при HP-инфекции. Действительно, можно было бы предполагать, что при HP-антигенном раздражении в собственной пластинке будет активироваться клон B-лимфоцитов с экспрессией мембранного IgA. Однако подобная .активация исключительно slgA иммунного ответа происходит далеко не всегда, а в краях язвенного дефекта вообще преобладающим иммунофенотипом плазмоцитов являются lgG-син-тезирующие [3].
Одно из кардинальных отличий slgA от IgG -неспособность первого, вступая в реакции с антигеном, присоединять комплемент. Напротив, комплекс (lgG+антиген) фиксирует комплемент и активирует его по классическому пути с развитием вторичной альтерации слизистой оболочки при фагоцитозе иммунных комплексов лейкоцитами.
Очевидно, основная масса иммунных комплексов, содержащих ауто- и гетероантигены, образуется местно и местно элиминируется, что придает иммунопатологической реакции своеобразные черты: очаговость, отсутствие выраженной альтерации эндотелио-цитов, преимущественное участие тромбоцитов, в то время как в классической реакции Артюса они участия не принимают.
Другим отражением интенсивной антигенной стимуляции является экспрессия DR-антигенов (HLA класса II) нелимфоидными клетками и в первую очередь эндотелиоцитами и эпителиоцитами, которые становятся при этом факультативными ("непрофессиональными") антигенпрезентирующими клетками. Показана принципиальная возможность процессинга антигенов HP мукоцитами желудка [3]. А увеличение числа антигенпрезентирующих клеток - это один из обязательных этапов патогенеза аутоиммунного заболевания.
Взаимодействие клеток, представляющих антиген, и Т-лимфоцитов в конечном итоге заканчивается активацией клеточного иммунитета. Однако в ряде случаев после взаимодействия с факультативными антигенпрезентирующими клетками Т-лимфоциты не получают стимуляции. Доказано, что подобная иммунологическая толерантность является следствием недостаточной экспрессии антигенпрезентирующими клетками антигенов HLA класса II. В этом случае "непрофессиональным" антигенпрезентирующим клет-
кам отводится роль усиления и поддержки тканевых воспалительных реакций. По контрасту с ними "профессиональные" антигенпрезентирующие клетки, взаимодействуя с Т-лимфоцитами, инициируют именно антиген-специфический ответ.
Тканевые повреждения, ассоциированные с появлением значительного числа факультативных антигенпрезентирующих клеток, обнаружены в колонизированной HP слизистой оболочке желудка больных сахарным диабетом.
У таких пациентов отмечена высокая степень обсеменения HP слизистой оболочки антрального отдела, сочетающаяся с экспрессией DR-антигенов мукоцитами и наличием антител к париетальным клеткам. Появление при сахарном диабете I типа аутоантител к широкому спектру тканевых антигенов хорошо известно, как известен и механизм их взаимодействия с клеткой-"мишенью": реакция инактивации и нейтрализации, не вызывающая альтеративных изменений и воспаления, а приводящая лишь к блокаде рецеп-торного аппарата клетки.
В случае сочетания сахарного диабета и НР-ин-фекции были обнаружены картины эмпериополеза лимфоцитов в париетальную клетку, покрытую антителами, то есть наблюдаемый механизм альтерации можно было квалифицировать как антителозависимую клеточную цитотоксичность [3].
Еще одним проявлением формирования аутоиммунного компонента в патогенезе HP-инфекции является хорошо известный в нефрологии факт имму-норезистентности хронического гломерулонефрита у больных хеликобактериозом. Природа этого феномена не установлена, но по аналогии можно предполагать патогенетический механизм, напоминающий болезнь Берже (мезангио-пролиферативный гломерулонефрит с lgA-депозитами), развивающийся у лиц с рецидивирующей инфекцией респираторного тракта.
Возможно, при HP-инфекции пищеварительного тракта персистирующая антигенная агрессия приводит к образованию значительного количества циркулирующих иммунных комплексов, которые могут поддерживать иммунокомплексные повреждения гломерул (рис. 4).
Таким образом, изучение ИССО при НР-инфекции открывает возможные точки приложения иммунотерапии, позволяющей модулировать местный иммунный ответ и добиваться действенной эрадикации ин-фекта. На сегодняшний день известны 4 наиболее интенсивно разрабатываемых направления иммунотерапии, вполне приложимые к проблеме хеликобак-териоза: применение моноклональных антител к ци-токинам, использование антагонистов рецепторов к цитокинам, введение растворимых рецепторов ци-токинов и модификация антигенов HLA класса II на поверхности антигенпрезентирующих клеток ("protein painting") [6, 10].
Все эти методические подходы раскрывают возможности терапии in situ или ёх viva заболеваний с аутоиммунным компонентом в надежде преодолеть "антигенный ливень" и остановить аутоиммунный ответ.
Рис. 4. Гипотетическая модель стероидорезистентности иммунокомплексного гломерулонефрита при хеликобактериозе
Литература
1. Беляков И.М. Иммунная система слизистых// Иммунология. - 1997. - №4. - С. 7-12.
2. Кононов А.В. Местный иммунитет и регенерация слизистых оболочек (биопсийное исследование). - Омск, 1993.-319 с.
3. Экспрессия тканевых антигенов и лимфопролифе-ративный ответ при хеликобактер-ассоциированных заболеваниях желудка / А.В. Кононов, П.Г. Мальков, О.А. Ха-ренко и др. // Рос. журн. гастроэнтерол. гепатол. коло-проктол. - 1997. - Т. VII, № 5. - Приложение. - С. 30-31.
4. Хаитов P.M., Пинегин Б.В. Иммунная система и заболевания желудочно-кишечного тракта // Вестн. Рос. АМН. -1997. -№11. -С. 13-17.
5. Expression of interleukin 8 and CD54 by human gastric epithelium after Helicobacter pylori infection in vitro/ S.E. Crowe , L. Alvares , M. Dytoc et al. // Gastroenterol. -
1995.-V. 108.-P. 65-74.
6. Hancock W.W. Chemokines and the pathogenesis of T-cell-dependent immune responses // Amer. J. Pathol. -
1996. - V. 148, №3. - P. 681-684.
7. Characterization of lymphocytic infiltrates in Helicobac-
ter pylori-associated gastritis / R.A. Hatz , G. Meimarakis, E. Bayerdorffer et al.//Scand. J.Gastroenterol.-1996.-V.31.
- P.222-228.
8. Moran A.P. Patogenic properties of Helicobacter pylori // Scand.J.Gastroenterol. - 1996. - V.31, Suppl. 215. -P. 22-31.
9. Extract of Helicobacter pylori induces neutrophils to injure endothelial cells and contains antielastase activity / T. Takemura , D.N. Grander, D.J. Evans etal.//Gastroenterol.
- 1996.-V. 110. - P. 21-29.
10. Tykocinski M.L., Kaplan D.R., Medof M.E. Antigen-presenting cell engineering // Amer. J. Pathol. - 1996. - V. 148, № 1. - P. 1-16.
18 мая 1998 г.
Кононов Алексей Владимирович, проректор по последипломному образованию Омской государственной медицинской академии, доктор медицински* наук, профессор, заведующий кафедрой патологической анатомии, руководитель лаборатории клинической иммуноморфологии и иммуногистопато-логии Омского научно-исследовательского центра Сибирского отделения РАМН.
