Механизм иммунного ответа при гельминтозах

 

История изучения иммунитета при гельминтозах исчисляется несколькими десятилетиями. Уже в первых работах в этой области был доказан приобретенный иммунитет к шистозомозу у лошадей и телят (Фуджинами, 1916), трихинеллезу у крыс, гемонхозу у овец (Д.Т.Кульбертсон, 1948) и т.д. Начало изучению иммунитета при гельминтозах в СССР было положено работами Р.С.Шульца, Н.П.Шихобаловой, В.И.Пухова, Э.А.Давтяна, П.А.Величкина, В.С.Ершова, Е.С.Лейкиной и другими.

Касаясь проблемы иммунитета, Р.С.Шульц в 1957 году писал: «В настоящее время не может быть споров о том, существует ли иммунитет при гельминтозах, и если существует, то не является ли он иммунитетом, принципиально отличным от иммунитета при бактериальных, вирусных, протозойных и другого рода заразных заболеваниях. Иммунитет при гельминтозах принципиально не отличается от всякого другого иммунитета, вызываемого возбудителями иной природы». Указывая на общефизиологические и общеиммунологические закономерности в развитии иммунитета при гельминтозах, он имеет особенности, которые складываются в зависимости от характера паразито-хозяинных отношений, от специфических особенностей биологии, морфологии и физиологии гельминтов.

В настоящее время достигнуты большие успехи в изучении тонких механизмов, лежащих в основе реакции приобретенного иммунитета, выполнен ряд работ, имеющих большое теоретическое и практическое значение в расшифровке механизма иммунитета при гельминтозах и новых подходов в лечении и профилактике этих заболеваний.

В создании иммунитета участвует весь организм как целостная система, все защитные механизмы которого взаимосвязаны в этих функциях. Наряду с факторами специфической защиты действуют многочисленные неспецифические факторы.

При развитии инвазионного процесса способность организма животного противостоять возбудителям гельминтозов определяется, в основном, активностью гуморальных и клеточных факторов защиты.

Иммунный ответ на возбудителей инвазий определяется особенностями их биологии и антигенной структуры. Особое значение в иммуногенезе паразитарных болезней животных имеют жизненный цикл паразита, его антигенная пластичность и изменчивость (Я.Е.Коляков, 1986). Характер течения иммунологического процесса при гельминтозах во многом определяется вирулентностью возбудителей - индивидуальной (приобретенной в процессе предшествующего онтогонистического развития), штаммовой или расовой степенью патогенности возбудителя, проявляющихся на данном хозяине в определенных конкретных условиях (Р.С.Шульц, Э.А.Давтян, 1956). К отличительным особенностям гельминтов относят: неспособность паразитов размножаться в организме хозяина (за редким исключением); относительно большие размеры; своеобразие путей миграции; воздействие на органы различных антигенов в процессе их стадийного развития; выход личинок или яиц у некоторых гельминтов из организма хозяина происходит с разрывом или закупоркой кровеносных сосудов (Р.С.Щульц, 1976).

В результате иммунитет при гельминтозах характеризуется слабой степенью напряженности, особенно при однократном заражении, относительно коротким сроком действия. Интенсивность иммунного ответа зависит от числа гельминтов, поступающих в организм (Э.Х.Даугалиева, К.Г.Курочкина, А.В.Аринкин, 1996).

Предполагается, что в системе паразито-хозяинных отношений формируется «адаптационная толерантность», ведущая к снижению иммунореактивности. Происходит это потому, что антигены паразита похожи на антигены хозяина (J.Sprent, 1959). В дальнейшем RT.Damian (1954) исследовал явление молекулярной мимикрии у гельминтов и высказал предположение о том, что паразиты могут синтезировать АГ хозяина в качестве эволюционной «хитрости» для ослабления иммунного ответа.

Развитию паразита в организме хозяина способствует такой феномен, как иммунологическая индукция. Она заключается в особенности паразита изменять процесс синтеза белка в зависимости от особенностей протеиногенеза у промежуточного и окончательного хозяина с образованием общих белковых антигенов (A.Capron et al., 1968).

Гельминты отличаются от паразитических бактерий, грибков, вирусов и простейших и большей длительностью биологического цикла. Процесс развития яиц и личинок до инвазионной стадии у многочисленных видов гельминтов резко отличается друг от друга. В пределах даже одного вида гельминтов время его развития до половозрелой стадии в организме животного может быть также различным.

Иммунные реакции, направленные против паразитических организмов, представляют собой сложную последовательность защитных реакций и могут проявляться в подавлении или замедлении развития гельминтов, сокращении длительности их жизни (B.M.Ogilvie, E.C.Jones, 1971), снижении способности к размножению, в проявлении феномена «самоизлечения», а также к гибели паразита.

Широкие исследования иммунореактивности при гельминтозах, проведенные рядом авторов, показали, что значение клеточно-опосредованного иммунитета в системе паразито-хозяинных отношений чрезвычайно велико. Например, G.Stenbach, H.Meyr (1971) отмечают, что действие клеточного иммунитета при гельминтозах заключается, по-видимому, в том, чтобы обеспечить реакцию сенсибилизированных клеток с этими паразитами и вызвать местное воспаление. Связанное с этим высвобождение лимфокинов, биогенных аминов и других биологически активных веществ (клеточных энзимов) создает неблагоприятную среду для паразита и приводит его к гибели.

Многочисленные последующие исследования показали, что гельминты несут на своей поверхности, кроме собственных антигенов, рецепторы, участвующие в иммунном ответе (Fc, Ig), а также групповые АГ маркерных систем хозяина - ГКГС, ABO (D.J.Mc Darren, 1975).

Явления молекулярной мимикрии и иммунологической индукции позволяют считать, что они оказывают влияние на основные патогенетические механизмы при гельминтозах (Н.Н.Озерецковская, 1976).

В специфическом иммунном ответе на белки и другие Т-зависимые антигены макрофаги представляют антиген Т- и В-лимфоцитам, а Т-лимфоциты оказывают В-лимфоцитам «помощь» при размножении идифференцировке, происходящей под влиянием того же антигена. В процессе активации специфического к антигену клона Т-лимфоцитов участвуют вспомогательные субпопуляции тех же клеток - происходит Т-Т взаимодействие.

Наиболее изученным видом Т-В взаимодействия является «помощь», которую оказывают Т-хелперы иммунизированных животных. Эта помощь необходима для успешного размножения В-лимфоцитов, активируемых Т-зависимым антигеном, и их последующей дифференцировки в АОК. Накоплено немало сведений о том, что Т-хелперы и В-лимфоциты обычнораспознают различные детерминанты одной и той же антигенной молекулы (P.R.J.Webb, 1983).

Об участии макрофагов в иммунологической перестройке после заражения морских свинок личинками диктиокаулюсов, отмечали И. Денев и И. Бъерданов (1974). K.Yoan, Lymnery et al. (1986) выявили с помощью моноклональных антител возрастание активности макрофагов при экспериментальном аскариозе свиней.

Ранее было высказано предположение, что лимфоидные клетки людей, зараженных шистосомами, индуцируют отсутствие реакции специфических Т-1 лимфоцитов (ЛЦ), что ведет к снижению интенсивности гранулематозного воспаления вокруг яиц шистосом, характерного при шистосомозах. Flоres Villanuela Pedro, Harris Timalhis, Rictan Navach (1994) показали, что макрофаги, выделенные из гранулем, образовавшихся вокруг яиц шистосом, не оказывают стимулирующего действия на клонированные cпецифические относительно растворимого АГ яйца шистозом, C4±Th-l мышиные лимфоциты продолжают оказывать в то же время стамулирующее действие на Th-l лимфоциты мышей. Более того, МФ и ГР обуславливают отсутствие реакции ЛЦ на стимуляцию специфическими АГ. На основе этих данных механизмы регуляции воспалительных реакций вокруг яиц при повторных заражениях изучали с помощью 2-х подходов.

Во-первых, при повторных заражениях, наблюдалось значительное снижение воспалительных реакций и образования гранулем вокруг яиц шистосом (но этого не наблюдалось при использовании яиц аскарид); одновременно в условиях in vitro отмечалось ингибирование специфической пролиферации клеток лимфатических узлов мезентерия. Во-вторых, пассивный перенос макрофагов из гранулем (но не макрофагов перитонеальной жидкости) также приводил к значительному сокращению размера гранулем в условиях in vivo и ингибированию пролиферации ЛЦ in vitro. Более того, анализ продукции цитокинов стимулированными клетками лимфоузлов у мышей, которым пересадили макрофаги из гранулем, в отличие от животных, которым пересаживали МФ из перитонеальной полости или ничего не пересаживали, показал, что продукция Th-1 клетками ИЛ-2 понизилась до порогового уровня, тогда как продукция ИЛ-4 и ИЛ-10 Th-2 клетками увеличилась. Полученные данные подтверждают высказанное выше предположение, что МФ и ГР индуцируют отсутствие реакции Тh-l клеток на стимуляторы, что ведет к ингибированию развития воспалительных процессов вокруг яиц шистосом и образования ГР.

По данным В.С.Ершова и Н.И.Наумычевой (1966), аллергические реакции выделены в сенсибилизированном организме при гельминтозах как один из механизмов иммунитета. Гельминтозы относят к заболеваниям с обязательным аллергическим компонентом. Роль аллергенов могут играть и функциональные и соматические АГ гельминтов. В ответ на аллергены организм хозяина вырабатывает AT, называемые гомоцитотропными и относящиеся к различным классам иммуноглобулинов.

По классификации Gell, Coombs (1968), выделяют 4 типа аллергических реакций. При аллергической реакции 1 типа АГ соединяются с фиксированным на тучных клетках базофилах, тромбоцитах, IgE, что обуславливает деструкцию этих клеток, выделение и последовательную активацию большого количества фармакологических веществ медиаторного действия (М-веществ): гистамина, калликреина, брадикинина, ацетилхолина, гепарина, медленно реагирующего вещества анафилаксии - анафилатоксина, химазы и др. Эти вещества действуют на сосуды, гладкую мускулатуру и клетки-мишени, на свертывающую систему крови.Н.Д. Беклемишев (1986) считает, что аллергические реакции 1 типа следует рассматривать как часть иммунного механизма, выработанного для зашиты от инвазий, в первую очередь, гельминтами. Этот тип реакции лежит в основе аллергии немедленного типа и анафилаксического шока (АШ).

Аллергическая реакция 2 типа возникает в случаях соединения АГ в присутствии комплемента с цитотоксическими лизирующими антителами классов IgG и IgM, фиксированными на клетках различных тканей и органов с последующим их повреждением.

Аллергическая реакция 3 типа, или типа Артюса, характеризуется повреждением ткани иммунными комплексами. При поступлении в высокоиммунный организм необычно больших количеств АГ образуются циркулирующие иммунные комплексы с AT классов IgG и IgM, на которых фиксируется комплемент. По современным представлениям, в реакции связывания комплемента участвуют в определенной последовательности 9 компонентов. Этот тип аллергической реакции может включаться в случаях спонтанной гибели тканевых гельминтов, в особенности при специфической антгельминтной терапии.

Аллергическая реакция 4 типа, замедленного, или туберкулинного типа, или опосредованная клетками, характеризуется развитием гиперчувствительности, при которой сенсибилизированные лимфоциты реагируют со специфическим АГ в основном в присутствии макрофагов. При этом из лимфоцитов высвобождаются в большом количестве лимфокины, приводящие к вторичным изменениям. Реакция этого типа развивается при всех гельминтозах как обязательный компонент патологического процесса (Б. А Астафьев, 1987).

В аллергической реакции появляются как «защитные, так и болезнетворные, вредные для организма черты» (А.Д.Адо, 1978). Элементы защитного характера проявляются в ускоренной элиминации паразитов при повторных инвазиях, в освобождении от части гельминтов при чрезвычайно интенсивных инвазиях, в образовании препятствий для мигрирующих личинок с целью их последующего обезвреживания, особенно в случаях суперинвазий, в снижении репродуктивной функции гельминтов (Б.А.Астафьев, 1975; Stewart et al., 1985 и др.).

В настоящее время известно 5 классов иммуноглобулинов. Большое внимание в последние годы привлекли антитела, относящиеся к иммуноглобулину класса Е. Иммуноглобулин Е, как и IgA, относится к сывороточным иммуноглобулинам, продуцируемым плазматическими клетками слизистой оболочки кишечника, дыхательных путей и другими органами. IgA при гельминтозах вырабатывается очень мало, тогда как IgE – в больших количествах; он циркулирует в крови, имеется в содержимом и слизистой оболочке кишечника, мокроте и т. д.

У больных гельминтозами животных обычно уровень IgE существенно превышает показатели здоровых, хотя и не постоянен.

Помимо реагинов класса IgE, при гельминтозах вырабатываются также реагины класса IgG, способные связываться с тучными клетками гетерологичной кожи, поэтому их можно обнаружить в реакции пассивной кожной анафилаксии (В.С. Ершов, 1985).

По данным В.С.Ершова и П.Ф.Полуэктовой (1981), у зараженных фасциолезом животных вырабатываются реагиноподобные вещества – антитела и антитела, по биологическим и физическим свойствам схожие с IgE.

Rosenberg et al. (1985) из 108 больных фасциолезом коров отметили повышенный уровень общих AT класса IgE у 76% больных, а специфических IgE - у 48%. При этом выявлена положительная корреляция между уровнем содержания в крови специфического IgE и эозинофилией.

Наиболее простым и показательным тестом аллергических реакций является абсолютная и относительная эозинофилия (Н.Н.Озерецковская, 1981).

S.D.Mawhorter et al. (1994) изучали зозинофилию, ассоциирующуюся с паразитарными болезнями, связанную с ассоциированными тканевыми инвазиями и миграцией гельминтов. Он доказал, что степень эозинофилии пропорциональна степени тканевой инвазии. Эозинофилия может достигать 500 клеток/мкл в периферической крови, определена продолжительным иммунным механизмом.

В 1978 году Е.С.Лейкина провела анализ отечественной и зарубежной литературы по механизму иммунитета при гельминтозах, который показал, что паразиты могут оказывать на организм хозяина двоякое воздействие. Так, с одной стороны, они стимулируют иммунный ответ, в результате чего наблюдается ряд феноменов клеточного и гуморального ответа, а с другой стороны - вызывают угнетение функциональной и пролиферативной активности клеток лимфоидной ткани, что приводит к развитию вторичных иммунных дефицитов (ВИД) - это способствует резкому изменению характера взаимоотношений в системе хозяин-паразит и помогает выживанию последнего в иммунном организме хозяина.

Оказалось, что почти все виды гельминтов вызывают супрессию нормального иммунного ответа, в результате чего подавляются защитные механизмы хозяина.

Подавление Т- и В-клеточных звеньев иммунитета при трихинеллезе наблюдали G.M.Faubert (1982), В.С.Васильев (1985). P.Kelly et al. (1977) - при анкилостомозе, Л.Н.Карелина, В.И.Литвинов (1978) - при трематодозах, О.Г.Полетаева (1969) - при аскариозе, Н.А.Благов (1987) - при трихоцефалезе и аскариозе, Ю. А Ватников (1993) - при фасциолезе и другие.

RW.Dutton, S.L. Swain (1984) считают, что регуляция В-клеточного звена зависит от Т-системы иммунитета.

Так, Э.Х.Даугалиева (1994) на различных экспериментальных моделях показала, что иммунный ответ при гельминтозах представляет собой каскад молекулярных и клеточных событий, начинающийся в организме с накопления иммунных зффекторных и регуляторных клеток. При экспериментальном диктиокаулезе, эхинококкозе и фасциолезе овец, ниппостронгилезе мышей и спонтанном аскариозе свиней констатирует в первые дни после заражения (5-7 дней)увеличение Т-лимфоцитов до 35% за счет Т-киллеров и хелперов до 10%, однако параллельно шло увеличение Т-супрессоров до 25%, которое затем вызывало снижение Т-хелперов и киллеров до 3-5%. По всей вероятности, в ходе иммунного ответа при гельминтозах, первичная продукция ИЛ-2 довольно низкая, она и обеспечивает сразу при гельминтозах дифференцировку Т-лимфоцитов, затем синтезируется большое количество ИЛ-2, который активирует предшественников Т-супрессоров. Дальнейшее увеличение Т-супрессоров на фоне увеличения общего количества Т-лимфоцитов связано с истощением ИЛ-2 и интерферона – медиатора иммунного ответа, регулирующего действие гуморальных факторов. По данным С.Н.Сунцова (1993), степень угнетения продукции альфа- и гамма-ИФ при эхинококкозе находится в прямой зависимости от степени тяжести паразитарного процесса и локализации паразита. Этим объясняется и снижение титров специфических антител.

Что касается механизма развития гуморального (В-клеточного) иммунного ответа, то он условно делится на 3 стадии: активации, пролиферации и дифференцировки. В экспериментах исследования динамики популяции В-клеток, преимущественно состоящей из В-лимфоцитов, показали тенденцию к увеличению как АОК, так и В-клеток к 15-20 дню после заражения, с последующим угнетением В-системы иммунитета вплоть до половозрелой стадии гельминта.

Таким образом, гельминтозы сопровождаются супрессией клеточного звена иммунитета., а включение супрессорных механизмов в большей мере способствует переживанию личинок, мигрирующих в органах и тканях, что защищает организм хозяина от нежелательных последствий иммунных реакций, то есть сдвиг в системе «паразит-хозяин», находящейся в состоянии динамического равновесия, происходит в сторону паразита (Э.Х. Даугалиева, 1994).