Аномалии иммунного ответа

Клеточные механизмы: клеточные механизмы отторжения вызывают T-лимфоциты, которые становятся сенсибилизированными к пересаженным антигенам. Эти лимфоциты вызывают повреждение клеток путем прямой цитотоксичности и путем секреции лимфокинов. Повреждение Т-клетками характеризуется некрозом паренхиматозных клеток,  лимфоцитарной инфильтацией и фиброзом. Клеточные механизмы в процессе отторжения более важны, чем гуморальные.

 

Клинические типы отторжения трансплантата

Отторжения  трансплантата имеет несколько  форм: от быстротечной реакции, протекающей  в течении нескольких минут после трансплантации, до медленных реакций, проявляющихся нарушением функций пересаженных тканей через несколько лет после трансплантации. Механизмы, вовлеченные в эти различные типы отторжения, также различны.

Острейшее отторжение: острейшее отторжение — молниеносная реакция, протекающая в пределах нескольких минут после трансплантации и характеризующееся тяжелым некротическим васкулитом с ишемическим повреждением пересаженного органа. Накопление иммунных комплексов и активация комплемента в стенке вовлеченных сосудов могут определяться иммунологическими методами.

Острейшее отторжение вызывается присутствием в сыворотке  реципиента высоких уровней предсуществующих антител против антигенов на пересаженных клетках. Реакция антител с антигенами вызывает иммунокомплексное (типа феномена Артюса) повреждение в сосудах трансплантата. После начала применения техники прямого определения совместимости тканей острейшее отторжение стало редкостью.

Острое  отторжение: острое отторжение наблюдается довольно часто и может протекать от нескольких дней до месяцев после трансплантации. Оно является острым потому, что даже если признаки отторжения появляются через несколько месяцев после трансплантации и быстро прогрессирует с момента его начала. Острое отторжение характеризуется некрозом клеток и нарушением функций органа (например, острый некроз миокарда и сердечная недостаточность при пересадке сердца).

При остром отторжении участвуют и гуморальные, и клеточные  механизмы. Иммунные комплексы депонируются в мелких сосудах трансплантата и вызывают острый васкулит, ведущий к ишемическим изменениям. Клеточное иммунное отторжение характеризуется некрозом паренхиматозных клеток и лимфоцитарной инфильтацией тканей. При пересадке почек острое отторжение проявляется в виде острой почечной недостаточности в результате некроза почечных канальцев с лимфоцитарной инфильтрацией интерстициальной ткани. Для предупреждения и лечения острого отторжения применяют иммуносупрессивные лекарствами, например, кортикостероиды (преднизолон) и циклоспорины, или антилимфоцитарную сыворотку, которая разрушает Т-клетки пациента.

Хроническое отторжение: хроническое отторжение наблюдается в наибольшем количестве пересаженных тканей и вызывает прогрессирующее ухудшение функции органа в течении месяцев или лет. У пациентов часто имеются эпизоды острого отторжения, приостановленные иммуносупрессивной терапией.

При хроническом  отторжении активируется клеточный  иммунитет (IV тип гиперчувствительности), что приводит к прогрессивному уничтожению  паренхиматозных клеток. В пораженной ткани развивается фиброз с лимфоцитарной инфильтрацией. В некоторых случаях присутствие хронического васкулита указывает на параллельное воздействие антител.

При лечение  хронического отторжения пытаются достичь  баланса между повреждением трансплантата и выраженностью токсического влияния иммуносупрессивных лекарств, которые обычно используются для предотвращения отторжения.

 

АУТОИММУННЫЕ  БОЛЕЗНИ

 

Иммунологическая  толерантность к собственным  антигенам

Иммунная система  распознает собственные антигены организма  как “свои” антигены и не реагирует  на них (естественная толерантность). Аутоиммунные болезни возникают при нарушении  этой естественной толерантности, что ведет к иммунному ответу против собственных антигенов.

Естественная толерантность  к антигенам возникает при  встречи иммунной системы с антигеном  в эмбриональном периоде жизни.

 

Снижение естественной толерантности (аутоиммунитет)

Аутоиммунитет представляет собой поломку естественной толерантности с последующим  возникновением специфического гуморального и/или клеточного ответа против собственных  антигенов организма. Повреждение  клеток при аутоиммунных болезнях вызвано  и гуморальной, и клеточной гиперчувствительностью (типы II, III и IV). Имеется несколько различных механизмов развития аутоиммунных заболеваний (табл. 11.4).

 

Типы аутоиммунных болезней

Большое количество болезней, как предполагается, имеют  в основе развитие аутоиммунитета (табл. 11.5). Вовлеченные антигены могут локализоваться на определенных типах клеток (органоспецифичные аутоиммунные болезни) или они могут быть универсальными клеточными компонентами типа нуклеиновых кислот и нуклеопротеинов (системные или органонеспецифичные аутоиммунные болезни). При некоторых органоспецифичных аутоиммунных болезнях могут определяться циркулирующие антитела против неспецифических клеточных элементов (например, антимитохондриальные антитела при первичном билиарном циррозе). Некоторые из них имеют диагностическую значимость, но не обязательно играют существенную роль в патогенезе болезни; формирование аутоантител может отражать попадание скрытых антигенов в кровь в результате другого какого-то типа повреждения (например, у 30% пациентов с инфарктом миокарда, возникшим в результате ишемии, обнаруживаются циркулирующие антитела к сердечной мускулатуре после 6 недели). В норме формирование таких антител подавляется в течении нескольких недель.

Для большого количества аутоиммунных болезней прослеживается семейная предрасположенность (например, для системной красной волчанки, тиреоидита Хашимото, пернициозной анемии); определенные аутоиммунные болезни могут быть связанны со специфическими HLA антигенами (например, HLA-D3 с системной красной волчанкой [таблица 4]). Исследование важной роли молекул MHC I и II класса (HLA-молекул) в стадии распознавания антигена при иммунном ответе позволило понять их значение. Близкое пространственное взаиморасположение различных HLA генов на 6 хромосоме может тогда объяснить связь определенных типов HLA с патологией иммунного ответа.

 

Механизмы повреждения  клеток при аутоиммунных болезнях

Механизмы, вовлеченные  в процессы повреждения клеток при  аутоиммунных болезнях, включают II, III и IV типы гиперчувствительности. II тип (цитотоксический) гиперчувствительности  — механизм, ответственный за большое  количество органоспецифических болезней типа аутоиммунной гемолитической анемии и простой пузырчатки. При многих органо-специфичных аутоиммунных болезнях также играет важную роль гиперчувствительность IV типа — например, при тиреоидите Хашимото. T-клеточная прямая цитотоксичность является доминирующим механизмом повреждения клеток, даже при наличии антител против фолликулярных клеток в крови, которые вероятно способствуют некрозу клеток путем активации II типа (цитотоксического) гиперчувствительности. Стимулирующий эффект II типа гиперчувствительности ответственен за первичный гипертиреоидизм (болезнь Грейвса). Ингибирующий эффект II типа гиперчувствительности ответственен за тяжелую миастению, некоторые случаи ювенильного сахарного диабета, связанного с наличием антител против инсулиновых рецепторов, и за некоторые случаи пернициозной анемии, связанной с присутствием антител, которые ингибируют действие внутреннего фактора.

III тип (иммунокомплексный)  гиперчувствительности ответственен  за многие системные аутоиммунные  болезни, например, системную красную волчанку. Они характеризуются системным некротизирующим васкулитом.

Болезнь «трансплантант против хозяина» может возникать в любой ситуации при введении достаточного количества HLA-несовместимых и жизнеспособных лимфоцитов в организм хозяина с иммунодефицитом, например, при трансплантации аллогенного костного мозга или кишечника или, реже, после переливания лимфоцитов вместе с кровью. Патологические проявления сходны с проявлениями системных аутоиммунных болезней. Хронические случаи (при начале более чем через 100 дней) имеют тенденцию приводить к широко распространенному фиброзу с лимфоцитарной инфильтрацией, напоминающему системный склероз. При более острых случаях (начало ранее чем через 100 дней) возникает местный некроз эпителиальных клеток в коже, криптах кишечника, желчных протоках и паренхиматозных клетках печени. Заболевание проявляется в виде кожных высыпаний, диареи и печеночной недостаточности. Поражение костного мозга ведет к анемии, нейтропении и увеличению иммуносупрессии.

Болезнь «трансплантант против хозяина» впервые была показана на инбредных линиях (инбредные линии получают путем родственного скрещивания) мышей; при этом костный мозг пересаживали от родителей к потомку первого поколения, что приводило к развитию у него состояния, известного как «рант-болезнь» (болезнь малорослости). (В этой экспериментальной ситуации родительские лимфоциты распознают клетки потомка как чужеродные, но не наоборот.) Было показано, что эффекторами в данной ситуации служили T-лимфоциты, реагирующие против чужеродных MHC антигенов.

 

НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ИММУННОГО ОТВЕТА

 

Крайним проявлением  недостаточности иммунной системы  являются иммунодефицитные синдромы. Они могут быть первичными, обусловленными недоразвитием (гипоплазия, аплазия) центральных  и периферических органов иммуногенеза — это врожденные или наследственные иммунодефицитные синдромы, или вторичными (приобретенными), возникающими в связи с болезнью или проводимым лечением.

 

Диагностика иммунодефицитов

 

Иммунный  дефицит обычно подозревается при наличии рецидивирующих или оппортунистических инфекции. К оппортунистическим относят инфекции, которые вызываются микроорганизмами, не являющимися из-за низкой вирулентности патогенными для человека с нормальной реактивностью.

Диагноз может подтверждаться соответствующими иммунологическими тестами (табл. 11.7), которые включают в себя:

1) определение  уровней иммуноглобулинов сыворотки  и уровня комплемента (обратите внимание, что иммунодефицит не проявляется в первые 3-6 месяцев жизни, пока уровень пассивно переданных материнских иммуноглобулинов не снизиться);

2) изучения  периферических лимфоцитов крови, включая общее количество лимфоцитов, уровень T- и B-клеток и идентификацию субпопуляций лимфоцитов (например, Т-хелперов и Т-супрессоров) путем использования моноклональных антител.

3) изучения  биопсийного материала лимфатических  узлов, включая морфометрическую и иммуногистохимическую характеристику Т- и В- зависимых зон, их соотношение с использованием моноклональных антител.

 

ВРОЖДЕННЫЙ (ПЕРВИЧНЫЙ) ИММУНОДЕФИЦИТ

 

Морфологические проявления первичной недостаточности иммунного ответа связаны, как правило, с врожденными аномалиями тимуса, либо сочетанием этих аномалий с недоразвитием селезенки и лимфатических узлов.

Аплазия, гипоплазия тимуса сопровождаются дефицитом клеточного звена иммунитета или комбинированным иммунным дефицитом. При аплазии (агенезии) тимус отсутствует полностью, при гипоплазии размеры его уменьшены, деление на кору и мозговое вещество нарушено, число лимфоцитов резко снижено.

В селезенке размеры фолликулов значительно уменьшены, светлые центры и плазматические клетки отсутствуют.

В лимфатических  узлах отсутствуют фолликулы и корковый слой (В-зависимые зоны), сохранен лишь околокорковый слой (Т-зависимая зона).

Морфологические изменения в селезенке и в лимфатических узлах характерны для наследственных иммунодефицитных синдромов, связанных с дефектом как гуморального, так и клеточного иммунитета.

Все типы врожденного  иммунодефицита редки. В настоящее  время наиболее изученными являются:

— тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИ);

— гипоплазия тимуса (синдром Дай Джорджа);

— синдром Незелофа;

— врожденная агаммаглобулинемия (болезнь Брутона);

— общий вариабельный (переменный) иммунодефицит;

— изолированный дефицит IgA;

— иммунодефициты, связанные с наследственными заболеваниями (синдром Вискотта-Олдрича, синдром атаксии-телеангиоэктазии, синдром Блюма)

—дефицит комплемента

Тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИ) — это одна из наиболее тяжелых форм врожденного иммунодефицита. Он характеризуется дефектом стволовых лимфоидных клеток (1 на рис. 11.5), что приводит к нарушению образования и T-, и B-лимфоцитов. Нарушается процесс опускания тимуса с шеи в средостение. В нем резко снижено количество лимфоцитов. Их также мало в лимфатических узлах (рис. 11.6Б), селезенке, лимфоидной ткани кишечника и периферической крови. В сыворотке отсутствуют иммуноглобулины (табл. 11.7). Недостаточность и клеточного, и гуморального иммунитета является причиной разнообразных тяжелых инфекционных (вирусных, грибковых, бактериальных) заболеваний (табл. 11.8), возникающих сразу после рождения, что приводит к ранней гибели (обычно на первом году жизни).

Тяжелый комбинированный  иммунодефицит представляет собой  несколько различных врожденных болезней. Все они характеризуются нарушением дифференцировки стволовых клеток. Большинство больных имеют аутосомно-рецессивную форму (швейцарский тип); у некоторых - рецессивная форма, связанная с Х-хромосомой. Более половины пациентов с аутосомно-рецессивной формой имеют недостаток фермента аденозин-дезаминазы (АДА) в клетках. При этом не происходит преобразование аденозина в инозин, что сопровождается накоплением аденозина и его лимфотоксических метаболитов. У некоторых пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом обнаруживается недостаток нуклеотидфосфолипазы и инозинфосфолипазы, что также приводит к накоплению лимфотоксических метаболитов. Отсутствие АДА в амниотических клетках позволяет ставить диагноз в пренатальном периоде. Для лечения этих больных используется трансплантация костного мозга.

Гипоплазия  тимуса (синдром Дай-Джорджа) характеризуется недостатком T-лимфоцитов (2 на рис. 11.5) в крови, в тимус зависимых зонах лимфатических узлов и селезенки (рис. 11.6В). Общее количество лимфоцитов в периферической крови уменьшено. У больных обнаруживаются признаки недостаточности клеточного иммунитета, которые проявляются в виде тяжелых вирусных и грибковых инфекционных заболеваний в детстве (табл. 11.8). Развитие В-лимфоцитов обычно не нарушено. Активность T-хелперов практически отсутствует, однако концентрация иммуноглобулинов в сыворотке обычно нормальная (табл. 11.7). При тимусной гипоплазии генетические дефекты не выявлены. Это состояние характеризуется также отсутствием паращитовидных желез, неправильным развитием дуги аорты и лицевого черепа. При отсутствии паращитовидных желез наблюдается выраженная гипокальциемия, приводящая к смерти в раннем возрасте.