CC BY
103
МЕХАНИЗМЫ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЦЕРВИКАЛЬНОГО КАНАЛА
С.А. Попков, С.М. Чибисов, Д.А. Пустовалов,
А.В. Попкова, Е.А. Синютина
Кафедра общей патологии и патологической физиологии Российский университет дружбы народов Ул. Миклухо-Маклая, 8, 117198 Москва,Россия
Кафедра акушерства и гинекологии Московский государственный медико-стоматологический университет Ул. Делегатская, 16/1, 194116 Москва, Россия
Известно, что иммунная система, наряду с нейроэндокринной, обеспечивает поддержание в организме гомеостаза в условиях постоянного изменения характера влияния факторов внешней и внутренней среды.
Слизистый секрет клеток эндоцервикального эпителия (так называемая «слизистая пробка»), с иммунологической точки зрения, представляет собой сложно организованную биологическую жидкость, показатели которой отражают механизмы иммунных реакций слизистой цервикального канала, т.е. мукозальный иммунитет. Однако следует помнить, что, несмотря на своеобразие иммунитета цервикального канала, его механизмы — это часть интегральной иммунной системы.
Органы иммунной системы разделяют на центральные и периферические (2,25). К центральным органам относятся тимус (вилочковая железа) и костный мозг. В центральных органах происходит образование, созревание и дифференци-ровка иммунокомпетентных клеток: в тимусе формируются Т-лимфоциты, в костном мозге — В-лимфоциты. В ходе дифференцировки в тимусе Т-клетки разделяются на две субпопуляции: Т-хелперы (Тх), которые несут маркер CD4, и цитоток-сические Т-лимфоциты (синоним Т-киллеры), несущие CD8 маркер. В норме соотношение между Тх и Тцит. составляет примерно 2:1. Выходящие из тимуса неактивированные Т-хелперы, их называют «наивные», или «нулевые» Т-хелперы (ТхО), в ходе иммунного ответа превращаются в Т-хелперы 1-го или 2-го типа (Тх1 и Тх2). Они включаются в реакции клеточного иммунного ответа (Тх1), протекающего по механизму хронического воспаления, либо в реакции гуморального иммунного ответа (Тх2), связанного с выработкой антител. Между собой Тх1 и Тх2 различаются по набору секретируемых цитокинов [1; 14].
Основными продуктами Txl-клеток являются провоспалительные цитокины: интерферон у (ИНФу), фактор некроза опухоли аир (ФНО-а, (3), а также интерлейкин-2 (ИЛ-2), ИЛ-12 и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ). Основными цитокинами Тх2 служат интерлейкины -3, -4, -5, -6, -10, -13, действие которых в целом имеет противовоспалительную направленность [3; 4; 43].
Цитоксические Т-лимфоциты (CD8), обеспечивающие развитие противовирусного иммунитета, синтезируют главным образом Ил-2, ИНФ-у, ФНО-а, т.е. они ближе к клеткам воспаления Тх1. Цитокины с противоположным характером действия Тх1 подавляют функции Тх2 и сдерживают развитие гуморального иммунного ответа, а Тх2 подавляют проявление функции Тх1 и поддержание реакций хронического воспаления. Это динамическое равновесие функций Тх1 и Тх2 обеспечивает большую гибкость и пластичность иммунного ответа. Одновременное включение функций Тх1 и Тх2 тормозит развитие любой формы иммунного ответа и приводит к внешним признакам иммунологической недостаточности [11; 21; 27].
В периферических органах и тканях иммунной системы, к которым относятся селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные скопления по ходу слизистых оболочек, в том числе и слизистой цервикального канала, происходит встреча АГ с Т- и В-лимфоцитами и развитие иммунного ответа [1; 9; 28; 30].
Важную роль в индукции (запуске) иммунного ответа в периферических лимфоидных органах играют антиген-представляющие клетки (АПК) [19; 20; 29]. К ним относятся дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Главной чертой этих клеток, в частности дендритных и макрофагов, является их способность к поглощению АГ путем эндоцитоза (фагоцитоза или пиноцитоза), а также к его обработке для предъявления Т-лимфоцитам. Более того, только эти клетки способны к первичному захвату АГ, его расщеплению на короткие пептидные фрагменты (процессирование АГ), экспрессии дополнительных молекул активации Т-лимфоцитов и предъявлению антигенных фрагментов Т-лимфоцитам совместно с молекулами главного комплекса гистосовместимости (ГКГ или МНС). Все эти явления вместе и составляют процесс представления АГ. Представление АГ в иммуногенной форме Т-клеткам В-лимфоцитами не связано с ГКГ. В основном, они представляют белки, включая бактериальные токсины [6; 21; 39; 46; 48].
Для взаимодействия антиген-представляющих клеток и Т-лимфоцитов важны молекулы ГКГ-I (первого) и П (второго) классов (ГКГ-I, ГКГ-П). Молекула ГКГ-1 представлены на всех клетках организма и фактически составляют генетический паспорт «я-свой», по которому один индивидуум отличается от другого. Молекулы ГКГ-I вовлечены в представление вирусных АГ, локализующихся в и цитозоле, и связываются с молекулой CD8 на поверхности цитотоксическнх Т-лимфоцитов. Молекулы ГКГ-П несут антиген-представляющие клетки и связаны с презентацией, или представлением бактериальных АГ, локализованных как вне клеток (например, бацилл столбняка и их токсинов), так и внутри клеток (например, возбудителей туберкулеза). Они связываются с молекулой CD4 Т-хелперов [14; 33; 37].
Процесс представления АГ, межмолекулярные и межклеточные взаимодействия, возникающие в ходе взаимодействия антиген-представляющей клетки и Т-лимфоцита, оказывают определяющее влияние на пути и формы иммунного ответа. Одним из важнейших результатов любого иммунного ответа является формирование Т- и В-клеток памяти. Срок их жизни составляет многие месяцы и годы, тогда как активированные Т-лимфоциты и плазматические клетки выживают не более 2 недель. Иммунологическая память возникает в ответ на любой АГ, однако срок эффективности этой памяти, защищающей организм в случае повторного контакта с АГ, сильно зависит от биохимических свойств АГ, его сходства с АГ человека, а также от способности патогена к изменению своих антигенных свойств [1; 45; 47].
В слизистой пробке цервикального канала — основном месте реализации механизмов защитных реакций цервикального канала, концентрация иммунокомпе-тентных клеток, иммуноглобулинов, про- и противовоспалительных цитокинов и
т.д. при воздействии чужеродного антигена всегда очень высока [32; 36]. Обеспечиваются эти реакции в шейке матки за счет транспорта факторов иммунной защиты из микрососудистого русла. В связи с этим мы можем рассматривать слизистую пробку цервикального канала как часть интегральной иммунной системы. Говоря о наличии факторов иммунной защиты в слизистой пробке цервикального канала, многие авторы указывают и на слизистую оболочку полости матки, как одно из значимых мест их синтеза [13; 38].
Наиболее важную роль в обеспечении иммунной защиты слизистой пробки играет локальный мукозальный иммунитет, т.е. иммунитет, связанный с лимфоидной тканью слизистых оболочек. Защитные реакции слизистых оболочек, в том числе и слизистой цервикального канала, основаны на изложенных выше межмолекуляр-ных и межклеточных взаимодействиях. Однако иммунитет слизистых оболочек имеет ряд особенностей. Участки, где происходит стимуляция лимфоцитов антигеном и образование антител, пространственно разобщены, хотя и представляют единый в функциональном отношении механизм [33; 35; 40].
В пределах цилиндрического эпителия, в частности в субэпитэлиальной ткани, локализуются популяции клеток, способные представлять АГ — это дендритные клетки (предшественники дендритных клеток — клетки Лангерганса), макрофаги, а также клетки, осуществляющие транспорт исходного или процессированного АГ с поверхности эндоцервикса. Вероятно, способностью представлять АГ обладают и обычные реснитчатые эпителоциты, которые не являются истинными АПК, но под действием цитокинов, главным образом ИНФу, могут приобретать такую способность [21; 34; 41; 44].
Важным элементом иммунной защиты слизистой являются лимфоидные фолликулы, ассоциированные со слизистой цервикального канала. Лимфоциты этих фолликулов формируются еще в ходе эмбрионального развития, и в дальнейшем их выживание и поддержание не зависят от центральных органов иммунной системы. Утрата этих уникальных лимфоэпителиальных структур является невосполнимой потерей для местной иммунной системы эндоцервикса и организма в целом, ибо после рождения эти особые популяции лимфоидных клеток не формируются. Например, в случае хирургического удаления участков такого лимфоэпителиального симбиоза существенно сужаются защитные ресурсы соответствующего участка слизистой оболочки и возможности иммуномодулирующей терапии [42].
В подслизистом слое цервикального канала помимо дендритных клеток и макрофагов локализуются цитотоксические Т-лимфоциты и Т-клетки хелперы. В противовирусном и противоопухолевом иммунитете участвуют также естественные клетки-киллеры (ЕКК). После представления антигена В-клетками, Тх обеспечивают запуск гуморального иммунного ответа, в ходе которого В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, секретирующие антитела.
В лимфоидной ткани, ассоциированной со слизитстыми оболочками, как и в любых периферических лимфоидных органах, происходит активная миграция клеток иммунной системы. Нестимулированные Т и В-лимфоциты, эффекторные клетки, а также клетки-памяти постоянно перемещаются из одного скопления лимфоидной ткани в другое, поэтому состояние иммунитета может распространяться не на один лимфоидный орган, а на всю систему в целом. Однако при запуске иммунного ответа лимфоциты накапливаются именно в участке проникновения и наибольшей концентрации антигена, благодаря уникальным морфофункциональным особенностям базальной мембраны. Это обеспечивает максимальную эффективность реакций, как клеточного, так и гуморального иммунитета [15; 31].
В слизистой пробке шейки матки, как уже отмечалось, выявляют иммуноглобулины, в основном, и ]^0 классов, а также незначительное количество класса. Их уровень в цервикальной слизи циклично изменяется по фазам менструального цикла: возрастает в начале и конце цикла. Повышение уровня иммуноглобулинов свидетельствует об усилении активности местного противоинфекционного иммунитета [1; 12; 26].
Основным иммуноглобулином в мукозальном секрете, синтезируемым непосредственно В-лимфоцитами слизистой оболочки, является ^А. Проходя через эпителиоциты или клетки желез слизистой оболочки, ]^А приобретает секреторный компонент и переходит в секреторную форму (б^А). Синтез секреторного компонента эпителиальными клетками и его секреция происходят в свободной форме и не зависят от транспорта ^А. Благодаря секреторному компоненту 1^А становится более устойчивым к агрессивным условиям среды на поверхности эпителиального пласта и слизи. Секреторные з^А-антитела в составе секретов действуют прежде всего как нейтрализующие антитела, они подавляют способность вирусов и бактерий к адгезии на поверхности эпителиального пласта. Небольшое количество ^М, выявляемого в слизистой шейки матки, транспортируется через эпителиальные клетки подобно ^А, однако секреторный компонент к молекуле не присоединяется. Что касается то его попадание в состав слизи не является следствием специального транспорта, подобного транспорту ^А и ^М. Этот иммуноглобулин проходит, главным образом, по межклеточным пространствам, и его появление в составе секрета является скорее следствием повышения проницаемости эпителиального пласта в условиях воспаления. Однако именно 1^0 придает наибольшую специфичность иммунным реакциям, высокоэффективно усиливает фагоцитоз и комплемент-зависимый лизис, а также участвует в нейтрализации адгезивных молекул патогена [18; 38].
Наряду со специфическим иммунитетом, неспецифические реакции слизистой также связаны не только с гуморальными, но и клеточными факторами. Нейтрофи-лы, базофилы, эозинофилы и макрофаги, мигрирующие из кровеносного русла, способны проходить между эпителиоцитами, выходить на поверхность слизистой оболочки и уничтожать микроорганизмы путем фагоцитоза, за счет секреторной дегрануляции, продукции активных форм кислорода и оксида азота (N0).
Важным фактором неспецифической защиты слизистой цервикального канала является мукоцилиарный клиренс, связанный с работой ресничек эпителиоцитов. Биофизика движения слизистой пробки такова: слизь движется от внутреннего зева к наружному, при этом сильнее по периферии цервикального канала, чем в центре, удаляя иммунные комплексы, бактерии, токсины, т.д. [8; 22].
Таким образом, важную роль в иммунологическом гомеостазе цервикального канала играют уникальные защитно-приспособительные реакции слизистой, под-слизистого слоев и собственно базальной мембраны цервикального канала. Это -способность обеспечивать немедленный транспорт и присутствие в слизистой пробке клеточных и гуморальных факторов иммунной защиты, во-первых, из мик-рососудистого русла шейки матки, что позволяет представлять «слизистую пробку» как часть интегральной иммунной системы. И, во-вторых, из лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой цервикального канала, т.е. «автономном иммунном органе» шейки матки [5; 18].
Главным назначением иммунитета слизистой пробки цервикального канала является не просто элиминация антигенов, но и защита цилиндрического эпителия от колонизации опасными микробами и предупреждение антигенных перегрузок.
Удаление антигенов предполагает ограничение их попадания на цилиндрический эпителий и, тем более, проникновение в субэпителиальную ткань. Среди эффекторов специфического иммунитета основная роль принадлежит антителам, секрети-руемым на поверхность слизистой оболочки цервикального канала. Антитела функционируют в содружестве с барьерными факторами противоинфекционной защиты, такими как муцины, гликопротеиды, белки, а также другие компоненты «цервикальной плазмы», как буфер защищающие эпителиоциты от контакта с инфекционными агентами или удаляющие их [10; 12; 22; 23]. К этим факторам относятся:
1) факторы, обладающие бактерицидной и протеолетической активностью (лактоферин, лизоцим, дефексины, миелопероксидаза, амилаза, низкомолекулярные катионные пептиды, компоненты комплемента, лизины и т.д.);
2) мерцание немногочисленных ресничек, содействующее «вымыванию» потенциальных патогенов мукозальными секретами.
Таким образом, иммунологический гомеостаз цервикального канала обеспечивают особые защитные свойства слизистой пробки, лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистой цервикального канала, уникальные защитно-приспособительные реакции слизистой, подслизистого слоев и базальной мембраны цервикального канала, биофизика движения различных слоев слизистой пробки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ершов Ф.И. Система интерферона в норме патологии. — М.: Медицина, 1996.
2. Ершов Ф.И, Григорян С.С., Готовцева Е.П. Интерфероновый статус в норме и при различных заболеваниях // Система интерферона в норме и при патологии.
— М., 1996, — С. 135-146.
3. Иванов В.Т. Иммуноактивные пептиды // Вопросы мед. химии. — 1984. — №4, —С. 23-31.
4. Караулов А.В., Москалева Е.Ю., Кизенко О.А. Структура ДНК лейкоцитов периферической крови и иммунный статус больных. // Клинический вестник. — 1994. — № 4. — с. 33-35.
5. Козаченко В.П. Рак шейки матки // Современная онкология. — 2001. — Т.2. — №2. — С. 2-4.
6. Кравцов Н.Г. Клинико-патогенетическое обоснование оптимизации лечения персистирующего эндоцервицита после пластических операций на шейке матки: Автореф. дисс... канд. мед. наук. — М., 2006. — 21 с.
7. Маянский Д.Н. О патогенезе хронического воспаления // Тер. архив. — 1992. — №2. _ С. 3-7.
8. МинкинаГ.Н., Манухин И.Б., Франк Г.А. Предрак шейки матки. — М., 2001.
9. Мусил Я.Н. Основы биохимии патологических процессов. — М., 1985. —432 с.
10. Петров Р.В. Иммунология. — М.: Медицина, 1987. — 415 с.
11. Сапрыкин В.Б. Оценка эффективности коррекции клеточного и гуморального иммунитета у больных с фоновыми и предраковыми заболеваниями шейки матки: Дисс... канд. мед. наук. — М., 1994. — 119 с.
12. Сапрыкмна О.А. Состояние местного иммунитета и его коррекция у больных с фоновыми и предраковыми заболеваниями шейки матки в сочетании с па-пилломавирусной инфекцией: Автореф. дисс... канд. мед. наук. — М., 1994. — 21 с.
13. Смеянов Б.В., Боссарт В., Коркина Л.Г. Факторы клеточного и гуморального иммунитета при различных физиологических и патологических состояниях. — Челябинск, 1992. — С. 98.
14. Фирсова Т.А. Оптимизация тактики обследования и лечения женщин с патологией шейки матки на фоне климактерического синдрома: Автореф. дисс... канд. мед. наук. — М., 2006. — 21 с.
15. Фонталин Л.Н. Проблема происхождения иммунной системы позвоночных животных // Иммунология. — 1998. — №3. — С. 5-20.
16. Хугаева З.К. Комбинированное криохирургическое лечение гиперплазий слизистой оболочки цервикального канала на фоне деформации шейки матки: Автореф. диссерт... канд. мед. наук. — М., 2000. — 21 с.
17. Ярилин А.А. Основы иммунологии. — М.: Медицина, 1999. — 720 с.
18. Clamp J.R. The relationship beetween the immune system and mucus in the protection of mucous membranes // Biochem. Soc. Trans. — 1984. — Vol. 12. — №5. — P. 754-756.
19. Atkinson J, Edlin BR, Engels EA, et al. Seroprevalence of human herpesvirus 8 among injection drug users in San Francisco // J. Infect. Dis. — 2003. — Vol. 187. — P. 974-981.
20. Dura W.T., Bernatowska E. Secretory component, 1-antitrypsin and lysozime in Ig A deficient children. An immunohistochemical evaluation of intestinal mucosa // Histopatology. — 1984. — Vol.8. — № 5. — P. 747-754.
21. Griesser H, Kaiser U, Augener W. et al. В-cell lymphoma of the mucosa-associated lymphatic tissue (MALT) presenting with bone marrow and peripheral blood involvement // Leuk Res. — 1990. — Vol.14. — P. 617-622.
22. Isaacson PG, Spencer J. Malignant lymphoma of mucosa-associated lymphoid tissue // Histopathology. — 1987. — Vol.l 1. — P. 445-462.
23. Kjaer SK, Svare El, Worm AM, et al. Human papillomavirus infection in Danish female sex workers: decreasing prevalence with age despite continuously high sexual activity // Sex. Transm. Dis. — 2000. — Vol.27. — P. 438-445.
24. Laurence J. Repetitive Mucosal Exposure to Human Herpesvirus-8 and Protection against Its Penile-Vaginal Transmission // Journal of Infectious Diseases. — 2003.
— Vol.188. — P. 175-176.
25. Mancini G., Carbonara A., Heremans I. Immunochemical quantitation of antitgens by singl radial immunodiffusion // Immunochemistry. — 1965. — Vol.2. — P. 235-254.
26. Miller CJ, McChesney MB, Lu X. Mucosal immune responses to SIV infection // Semin. Virol, — 1996. — Vol.7. — P. 139-145.
27. Miller CJ, Kang DW, Marthas M, et al. Genital secretory immune response to chronic simian immunodeficiency virus (SIV) infection: a comparison between intravenously and genitally inoculated rhesus macaques // Clin. Exp. Immunol. — 1992, — Vol.88. — P. 520-526.
28. Pelstring RJ, Essell JH, Kurtin PJ. et al. Diversity of organ involvement among malignant lymphomas of mucosa-associated tissues // Am. J. Clin. Pathol. — 1991. ■— Vol.96. — P. 738-745.
29. Rossi G., Bonacorsi G., Longo L., Artusi Т., Rivasi F. Primary High-Grade Mucosa-Associated Lymphoid Tissue-Type Lymphoma of the Cervix Presenting as a Common Endocervical Polyp // Archives of Pathology and Laboratory Medicine. — Vol. 125. — №4, —P. 537-540.
30. Rousseau M-C, Pereira JS, Prado JCM, et al. Cervical coinfection with human papillomavirus (HPV) types as a predictor of acquisition and persistence of HPV infection // J. Infect. Dis. — 2001. — Vol. 184. — P. 1508-1517.
31. Constant S.L., Bottomly K. Induction of Thl and Th2 CD4 T cell responses’ the alternative approaches // Ann. Rev. Immunol. — 1997. — Vol. 15. — P. 297-322.
32. De Virgillis G„ Scaglioni G., Significance of IG A secretion in vaginal fluid // The cervix and the lower female genital tract. — 1992. — Vol. 10. — №3. — P. 175-181.
33. Dellas A.Schultheiss E„ Almendral A.C. Altered expression of mdm -2 and its association with p53 protein status? Tumor-cell-proliferation rate and prognosis in cervical neoplasia // Int. J.Canser. — 1997. — Vol.74. — №4. — P. 421-425.
34. Fluhmann F.C. The cervix uteri and its diseases. — Philadelphia W.B. Saunders, 2001.
35. Fremont D.H., Rees W.A., Korozzo H. Biophisical studies of T-cell receptors and thir ligands // Curr. Opin. Immunol. — 1996. — Vol.8. — P. 297-322.
36. Kamogawa Y., Minasi L. A., Carding S.R. The relationship of IL -4 and IFN-g producing T cells studies by lineage ablation of IL-4 producing cells // Cell. — 1993. — Vol.75, — P. 985-995.
37. Luxton J.C., Rowe A.J., Cridland J.C, Proliferative T cell responses to the human papillomavirus type 16 E7 protein in womenwith cervical dysplasia and cervical carcinoma and in healthy individuals // J. Gener. Virol. — 1996, — Vol.77. №7. — P. 1585-1593.
38. Mac Kay C.R, Immunology memory // Adv. Immunol. — 1993. — Vol.53. — P. 217-265
39. Schneider A., Kay S., Lee H.M. Immunosupression as a high ris+k factor in the development of condyloma acuminatum and sguamous neoplasia of the cervix // Acta Cytol. — 1983. — Vol.27. — P. 220-224.
40. Spinillo A., Tenti P., Langergan’s cells counts and cervical intraepithelial neoplasia // Gynecol. Oncol. — 1993. — Vol.48. — P. 210-213.
MECHANISMS OF THE CERVICAL CANAL IMMUNOLOGY PROTECTION
S.A. Popkov, S.M. Chibisov, D.A. Pustovalov,
А.У. Popkova, E.A. Sinutina
Department of Obstetrics and Gynecology Moscow State Medical Stomatologic University Ул. Делегатская, 16/1, 194116 Moscow, Russia
Department of General Pathology and Pathological Physiology Peoples’ Friendship University of Russia Miklukho-Maklaya st., 8, 117198 Moscow, Russia
Immunological hemostasis of the uterine cervix has been provided by 1) protective properties of cervical mucus 2) specific immunity (MALT) 3) protective properties of cervical canal mucus membrane 4) biophysics of mucus movement.
