Введение.
Иммунология характеризуется высоким уровнем развития с первых лет ее становления и вплоть до наших дней. Успехи в разработке ее проблем отмечены большим числом Нобелевских премий. Иммунология вошла в клиническую практику. Для диагностики иммунопатологий, выявления нарушений в системе иммунитета, контроля применяемой терапии и массовой оценки иммунного статуса с целью выявления иммунодефицитов и прогнозирования возможного их развития были созданы панели моноклинальных антител, играющие выдающуюся роль в разработке фундаментальных проблем иммунологии. Разработаны и создаются новые иммунодиагностикумы, иммунотропные, иммуномодулирующие лекарственные средства, адъюванты и вакцинные препараты, разрабатываются новые приемы иммунотерапии заболеваний. Запросы клинической практики явились мощным стимулом для дальнейшего развития фундаментальной иммунологии.
Несмотря на большой прогресс в области ветеринарной медицины, достижения ветеринарной иммунологии менее ощутимы. Первая в стране кафедра ветеринарной иммунологии была создана в Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина лишь в 2003 году.
Между тем, последние годы появились новые данные, существенным образом углубляющие наши представления о строении и функциях иммунной системы животных, высокозначимые для клинической практики.
2. Иммунологическая толерантность.
Иммунологическая толерантность – это состояние ареактивности в отношении того или иного антигена; ее индуцирует предшествующий контакт с этим антигеном. Активно функционирующие механизмы толерантности необходимы для предупреждения воспалительных реакций в ответ на многие безвредные антигены, попадающие в организм с воздухом и пищей и действующие на слизистую оболочку дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Однако наиболее важна толерантность к собственным антигенам организма; она предотвращает иммунный ответ против собственных тканей. Между тем возможность такого ответа существует, поскольку иммунная система продуцирует самые разнообразные антигенспецифичные рецепторы, в том числе способные реагировать с аутоантигенами. Поэтому клетки, имеющие подобные рецепторы, должны быть функционально или физически элиминированы.
2.1 Индукция толерантности.
Получение трансгенных животных открыло возможность изучения толерантности к аутентичным, собственным антигенам
До последнего времени единственной экспериментальной моделью толерантности служила искусственно индуцированная толерантность: животным вводили антигены или чужеродные клетки, а затем прослеживали судьбу реагирующих Т- или В-клеток, всевозможным образом варьируя условия. Оставалось, однако, неясным, в какой степени эта модель воспроизводит состояние естественной толерантности к собственным антигенам.
Теперь, благодаря разработке методов получения трансгенных животных стало возможным изучать толерантность к «своему» антигену прямым путем. Эти методы позволяют вводить мышам с известной генетической основой специфический ген и анализировать влияние данного гена на развитие иммунной системы. Кроме того, если вводимый ген соединить с тканеспецифическим промотором, экспрессию гена можно ограничить специфичными для данного промотора клетками. Иммунная система реагирует на белковый продукт «трансгена», по существу, как на истинный собственный антиген, и все происходящие при этом процессы можно изучать in vivo, исключив травмирующие вмешательства и воспалительные реакции, сопутствующие пересадке чужеродных клеток или тканей. Кроме того, животные родительской и трансгенной линий идеально подходят для постановки контрольных экспериментов и переноса лимфоцитов, ибо они являются конгенными, т.е. различаются только по одному локусу. Удается даже вывести таких трансгенных мышей, у которых все Т- или В-клетки экспрессируют лишь единственный антигенный рецептор. Благодаря такому повышению частоты антигенспецифичных клеток-предшественников анализ механизмов толерантности существенно облегчается. И наконец, использование методов направленного мутагенеза позволяет иммунологам удалять специфические гены, чтобы исследовать роль их продуктов в индукции иммунологической толерантности.
Существуют три возможных пути, посредством которых предотвращается реакция аутореактивных лимфоцитов на собственные антигены.
Клональная делеция: физическое удаление клеток из репертуара на той или иной стадии их жизненного цикла.
Клональная анергия: подавление самого механизма иммунного ответа.
Супрессия: подавление клеточной активности в результате взаимодействия с другими клетками, в частности продуцирующими цитокины-ингибиторы, или с идиотипспецифичными лимфоцитами, распознающими антигенспецифичный рецептор аутореактивных клеток.
Какой из указанных механизмов будет действовать в том или ином случае, зависит от ряда факторов:
1) стадии дифференцировки аутореактивных лимфоцитов;
2) аффинности их рецепторов к аутоантигену;
3) природы антигена;
4) его концентрации;
5) распределения его в тканях;
6) характера его экспрессии;
7) от наличия костимулирующих сигналов.
Существует общее правило: если костимуляция отсутствует, иммунная система, скорее всего «не заметит» данный антиген.
2.2 Центральная тимическая толерантность к аутоантигенам.
В тимусе происходит формирование Т-клеток из клеток-предшественников с еше неперестроенными генами Т-клеточных рецепторов. В процессе развития лимфоцитов в тимусе эти гены подвергаются перестройке, после чего Т-клетки начинают экспрессировать Т к Р, способные распознавать продукты деградации антигенов или пептиды в связывающей их полости молекул МНС – антигенов, кодируемых генами I главного комплекса гистосовместимости организма.
В тимусе происходит отбор Т-клеток с рецепторами, способными связывать антигены в комплексе с молекулами МНС, и делеция клеток, высокоавидных к собственным антигенам
Высокая скорость пролиферации тимоцитов сочетается с их массовой гибелью: подавляющее большинство так называемых дважды положительных тимоцитов погибает в тимусе. К причинам этого относятся аберрантная перестройка генов Т к Р, отрицательная селекция и неспособность клеток пройти положительный отбор. Условием положительной селекции является умеренная степень авидности Т-клеток к полиморфным областям молекул МНС, ассоциированных с пептидами; такие клетки выживают. Они связываются с молекулами МНС на поверхности эпителиальных клеток корковой зоны, и это связывание предположительно защищает Т-клетки от запрограммированной гибели. Положительная селекция обеспечивает формирование зрелых Т-клеток, способных распознавать лишь те пептиды, которые удерживаются в специальной полости собственных молекул МНС. Этот феномен ограниченности распознавания называют рестрикцией по МНС. Однако положительная селекция не предотвращает дифференцировку Т-клеток, несущих рецепторы с высокой аффинностью и к собственным пептидам, и к молекулам МНС. Поэтому, чтобы заставить «молчать» такие высокоаутореактивные клетки, должен существовать тот или иной путь отрицательной селекции.
2.3 Механизмы положительной и отрицательной селекции.
Поскольку и положительная и отрицательная селекция связаны с распознаванием собственных пептидов в ассоциации с собственными молекулами МНС, возникает вопрос, каким образом сигналы, передаваемые одним и тем же Т к Р, обусловливают либо тот, либо другой процесс. Для объяснения этого предложены две теории. Согласно так называемой количественной теории, в случае незначительного числа комплексов пептид–молекула МНС индуцируется положительная селекция, тогда как при высоком их числе – отрицательная. Основное положение «качественной» теории состоит в том, что, воздействуя на один и тот же Т-клеточный рецептор, различные комплексы пептид–молекула МНС индуцируют сигналы разного типа, вызывая либо положительную, либо отрицательную селекцию. В пользу количественной теории говорят результаты опытов на трансгенных мышах, экспрессирующих Т к Р к основному белку миелина – аутоантигену миелиновой оболочки, окружающей аксоны. У мышей одной из линий естественный пептидный эпитоп, распознаваемый специфичными к этому белку Т-клетками, связывается соответствующей молекулой МНС класса II, но с очень низкой аффинностью. Вследствие этого специфичные к данному эпитопу Т-клетки избегают отрицательной селекции в тимусе. Однако, если трансгенным мышам, имеющим тот же самый Т к Р, ввести высокоаффинный аналог этого пептида, происходит отрицательная селекция незрелых тимоцитов – апоптотическая гибель. Очевидно, судьбу клеток – гибель или выживание – определяет число комплексов пептид–молекула МНС, презентированных развивающимся Т-клеткам. Собственные эпитопы, формирующие более стабильные комплексы с белками МНС, с большей вероятностью индуцируют отрицательную селекцию.
Качественная теория была предложена для объяснения результатов, полученных в опытах с органными культурами тимуса. Как показали эти эксперименты, пептидные эпитопы, измененные по аминокислотным остаткам, которые обеспечивают взаимодействие с Т-клеточным рецептором, Т к Р-антагонисты – вызывают более выраженную положительную селекцию, чем исходный эпитоп. Однако эти две теории не являются взаимоисключающими. Разработанные к настоящему времени методы позволяют измерять аффинность связывания очищенных молекул Т к Р с очищенными молекулами МНС, нагруженными пептидными агонистами или антагонистами. При помощи этих методов установлено, что с теми комплексами пептид-антагонист–молекула МНС, которые индуцируют положительную селекцию в органных культурах тимуса, Т к Р образует нестабильное соединение. Тот же самый Т к Р относительно стабильно связывается с комплексом агонист-молекула МНС, и в тех же экспериментальных условиях это ведет к отрицательной селекции. Полученные результаты сближают количественную и качественную теории и соответствуют кинетической модели, согласно которой индукция процессов положительной или отрицательной селекции определяется скоростью диссоциации ТкР от комплекса пептид–молекула МНС. На общую авидность взаимодействия Т-клеток с антиген-презентируюшими клетками в тимусе влияют следующие факторы:
· число комплексов пептид–МНС; оно зависит от аффинности эпитопа к соответствующей молекуле МНС;
· число молекул Т к Р и соответствующих корецепторных молекул, экспрессируемых Т-клеткой;
· аффинность специфичного Т к Р к лиганду.
Положительная селекция и коммитирование Т-клеток происходят на определенной стадии их развития. В связи, с чем тимоциты в процессе своего развития утрачивают одну из корецепторных молекул и становятся либо CD4+-, либо С08+- клетками. Положительной селекции подвергаются лишь те незрелые тимоциты, которые имеют Т к Р соответствующей специфичности и пока еще экспрессируют оба корецептора. Положительно отобранные тимоциты дифференцируются в так называемые моноположительные клетки, CD4+ или CD8+. При коммитировании в тот или иной тип клеток избирательно прекращается синтез другой корецепторной молекулы. У мыши такое избирательное прекрашение синтеза происходит, когда клетки, несущие оба корецептора, получают сигналы, необходимые для положительной селекции.
Время и место отрицательной селекции зависят от разнообразных факторов: доступность собственных антигенов для развивающихся Т-клеток, сочетанная авидность Т к Р и вспомогательных молекул к комплексу собственный антиген МНС–собственный пептид и природа клеток, ответственных за делению. Отрицательная селекция не требует участия специализированных АПК; в обычных условиях это функция дендритных клеток тимуса или макрофагов, которые локализованы преимущественно в области перехода корковой зоны в мозговую; они несут на своей поверхности большое число молекул МНС классов I и II, обеспечивая тем самым связывание Т-клеток, имеющих высокую авидность к собственным пептидам. В отрицательной селекции могут также участвовать некоторые эпителиальные клетки мозговой и корковой зон. Делению способны вызывать и сами тимониты.
Существует ряд механизмов апоптотической гибели зрелых лимфоцитов. Сигналы, индуцирующие апоптоз, могут передаваться через Fas, CTLA-4 или рецепторы ФНО. Процесс отрицательной селекции дважды положительных тимоцитов уникален тем, что не зависит ни от одного из этих процессов.
2.4 Периферическая, или посттимическая, толерантность к собственным антигенам
Как правило, некоторые потенциально аутореактивных Т-лимфоциты не погибают в тимусе и поступают в пул периферических лимфоцитов. Таким образом, в крови здоровых индивидов могут появиться аутореактивные Т-клетки, способные реагировать с пептидами собственных тканеспецифических антигенов, в частности основного белка миелина. Избежать делеции в тимусе Т-лимфоциты могут по ряду причин: в тимусе могут экспрессироваться не все антигены организма; не все эпитопы собственных антигенов обладают достаточной аффинностью для формирования стабильных комплексов пептид–молекула МНС, которое составляет условие Т-клеточной лелеции; не все Т к Р связывают свои лиганды с достаточной для лелеции Т-клеток аффинностью.
Для предотвращения аутоагрессивного действия избежавших делеции Т-лимфоцитов существует четыре механизма: «игнорирование» Т-клетками антигенов собственных тканей организма; анергия Т-клеток; гибель Т-клеток; иммунное отклонение или иммуносупрессия
Потенциально аутореактивные клетки могут «игнорировать» собственные антигены. Этот феномен представляет собой пассивную форму толерантности к аутоантигенам и наблюдается в следующих случаях: если аутореактивные Т-лимфоциты не могут проникнуть через эндотелиальный барьер, отделяющий клетки с соответствующими аутоантигенами; если активация аутореактивных Т-клеток, проникших через этот барьер, не может произойти по одной из следующих причин: а) недостаточное для распознавания количество аутоантигена; б) недостаточность или отсутствие экспрессии молекул МНС на тканевых клетках, несущих данный аутоантиген; в) недостаточное для эффективной иммунной реакции число Т-клеток; г) отсутствие костимуляции при презентации антигена.
Костимуляция Т-лимфоцитов состоит в том, что клетка в дополнение к сигналу, индуцированному через Т к Р, получает второй сигнал. Этот дополнительный сигнал усиливает пролиферацию и стимулирует эффекторные функции Т-клеток, например продукцию цитокинов и литическую активность. Костимуляцию могут опосредовать различные поверхностные молекулы Т-клеток, однако основная роль в этом процессе принадлежит взаимодействию В7-CD28/CTLA-4. Молекула CD28 экспрессирована на клеточной поверхности, тогда как CTLA-4 исходно локализована внутри клетки, и ее ограниченная экспрессия на поверхности клетки зависит от соединения Т к Р с лигандом. Экспрессия В7 на поверхности АПК необходима для презентации многих антигенов. В отсутствие костимуляции презентация антигенов, например, клетками поджелудочной железы, может привести либо к «игнорированию» аутоантигенов, либо к развитию анергии, в зависимости от природы антигена и авидности взаимодействия.
2.5 Анергия как механизм периферической толерантности.
Клетки могут стать неотвечаюшими, получив опосредованный Т к Р сигнал. Подавление их функции может происходить за счет снижения экспрессии Т к Р и корецепторных молекул. Это снижение возникает вследствие активирования Т-клеток и в условиях постоянной стимуляции ведет к анергии. Анергией называют такое состояние клеток, при котором они сохраняют жизнеспособность, но не могут осуществлять некоторые функции в ответ на оптимальную стимуляцию, опосредованную как антигенспецифичным рецептором, так и другими необходимыми для активации рецепторами. Анергию Т-лимфоцитов можно легко индуцировать in vitro, стимулируя клетки через них Т к Р в отсутствие костимуляции. Тот же результат дает применение пептидов-антагонистов в присутствии сигнала 2. Анергия, возникающая из-за отсутствия костимулируюшего сигнала, обратима; ее удается устранить, стимулируя Т-клетки посредством ИЛ-2. По-видимому, подобное состояние можно воспроизвести in vivo введением мощных суперантигенов. Однако значение анергии как механизма периферической толерантности к собственным антигенам нельзя считать бесспорным. Такая форма регуляции слишком ненадежна, чтобы обеспечить стойкую толерантность к собственным антигенам, так как всегда существует опасность ее отмены под влиянием цитокинов, в частности ИЛ-2. При подобной регуляции было бы неизбежным возникновение аутоиммунных реакций в результате случайного воспаления или в ходе иммунного ответа на инфекцию. Не исключено, что во многих случаях проявления толерантности in vivo, приписываемые развитию анергии, в действительности отражают состояние паралича лимфоцитов, предшествующее их запрограммированной гибели. Активацию Т-клеток, ведущую к снижению экспрессии рецепторов, анергии и, возможно, гибели, следует рассматривать как непрерывный процесс, исход которого зависит от силы и продолжительности антигенного стимула.
2.6 Периферический механизм клеточной гибели
Для поддержания толерантности к собственным антигенам и гомеостаза иммунной системы важное значение имеет делеция Т-клеток вне тимуса, когда после активации антигеном большинство Т-клеток погибает в результате апозтоза. Этот механизм служит для контроля аутоиммунных реакций и поддержания оптимального пула лимфоидных клеток.
Периферическую делецию Т-клеток инициирует взаимодействие либо антигена Fas с его лигандом, либо ФНО с рецептором ФНО. Последующая цепь передачи сигналов активирует ИЛФ конвертирующие ферментоподобные протеазы, которые опосредуют запрограммированную клеточную гибель. У человека и мыши встречается генетически обусловленная недостаточность Fas или лиганда Fas, и в обоих случаях возникает лимфопролиферативное заболевание. После активации Т-лимфоцитов антигеном повышается экспрессия FasL на клеточной поверхности. Связывание лиганда в мембраносвязанной или растворимой форме с Fas может служить «сигналом гибели» близлежащим Т-клеткам, вызывая процесс, названный «братоубийством». В некоторых тканях система Fas служит для защиты от нежелательных иммунных реакций. Так, ткани яичка и сетчатки конститутивно экспрессируютлиганд Fas, который предохраняет их от действия активированных Т-лимфоцитов.
Молекула CTLA-4 также играет важную роль как отрицательный регулятор. У лишенных CTLA-4 мышей развивается лимфопролиферативное расстройство, напоминающее нарушение у мышей с недостаточностью Fas, и возникает распространенный аутоиммунный процесс. После активации Т-лимфоцитов антигеном повышается экспрессия CTLA-4 на их поверхности. Связывание этой молекулы с лигандом блокирует СБ28-зависимую продукцию ИЛ-2, экспрессию рецептора ИЛ-2 и продолжение цикла деления активированных Т-лимфоцитов. Одновременное связывание ТкР и CTLA-4 вызывает гибель клеток, которую можно предотвратить добавлением ИЛ-2. Таким образом, костимуляция посредством В7 может иметь двоякий исход: связывание с CD28 ведет к синтезу ИЛ-2, экспрессии рецептора ИЛ-2 и продолжению деления активированных Т-клеток; связывание с CTLA-4 блокирует СБ28-зависимые реакции, останавливает клеточный цикл деления и вызывает гибель клеток, подавляя синтез ИЛ-2.
Следовательно, эффект костимуляции, опосредуемой молекулами В7 на поверхности АПК, определяется тонко сбалансированным соотношением экспрессии мембраносвязанных молекул CD28 и CTLA-4 на поверхности Т-клеток. Исследования на лишенных CTLA-4 мышах показывают, что отрицательная сигнализация посредством CTLA-4 -это активно действующий механизм контроля в отношении аутореактивных Т-лимфоцитов.
2.7 Иммунное отклонение.
Периферическая толерантность к антигенам может быть «заразительной», когда экспериментально индуцированная толерантность к одному антигену поддерживает толерантность или подавляет иммунный ответ на другой антиген, пока оба антигена структурно или физически связаны. Это указывает на механизм толерантности, отличный от «игнорирования» антигена и клеточной гибели. Одно из предложенных для данной формы толерантности объяснений предполагает существование двух популяций Т-лимфоцитов, продуцирующих разные цитокины. Известно, что многие воспалительные аутоиммунные заболевания вызываются Txl-клетками, которые образуют цитокины ИФу и ФНОа. Цитокины, продуцируемые Тх2-лимфоцитами, – ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-10 – поддерживают антителообразование. Однако наряду с этим синтезируемые Тх2-клетками цитокины, в частности ИЛ-10, оказывают важный дополнительный эффект подавления эффекторных функций макрофагов, включая презентацию антигена Тх1-лимфоци-там и нестимулированным Т-клеткам. Таким образом, Тх2-клетки способны подавлять воспалительные реакции. В свою очередь секретируемый Тх1-лим-фоцитами ИФу может предотвращать дифференцировку ТхО-клеток в Тх2-лимфоциты.
2.8 Т-клеточная толерантность зависит от генотипа организма.
Для изучения генетической природы толерантности экспериментально полученных трансгенных мышей, у которых островковые клетки поджелудочной железы экспрессировали вирусный антиген, гемагглютинин вируса гриппа, а Т-клетки – ТкР, специфичный к этому антигену, скрещивали с мышами, отличающимися по генам не-МНС, т.е. по генетической основе. У мышей одной линии Т-клетки, реактивные по отношению к ГА, продуцировали большие количества ИЛ-4 и ИФу; признаков воспалительного процесса в поджелудочной железе у этих мышей не было. ГА-реактивные Т-лимфоциты мышей другой линии продуцировали лишь цитокины, свойственные Txl-клеткам, и были способны инфильтрировать островки поджелудочной железы, вызывая диабет. Очевидно, что иммунное отклонение здесь контролировали гены, составляющие генетическую основу; многие из этих генов совместно регулируют чувствительность к аутоиммунному заболеванию.
2.9 Толерантность В-клеток к собственным антигенам.
Продукция высокоаффинных LgG зависит от Т-клеток. Поэтому, а также имея в виду, что порог чувствительности Т-клеток к индукции толерантности ниже, чем у В-клеток, проще всего предположить, что ареактивность В-лимфоцитов по отношению к собственным антигенам определяется отсутствием Т-клеточной помощи.
В некоторых условиях толерантность В-клеток должна быть индуцирована прямым воздействием антигена. Клетки некоторых микробов содержат перекрестнореагируюшие антигены, в составе которых имеются как чужеродные эпитопы, стимулирующие Т-клетки, так и другие эпитопы, сходные с собственными эпитопами организма и способные стимулировать В-клетки. Такие антигены могут вызывать сильный гуморальный ответ против аутоантигенов. Кроме того, в отличие от Т к Р иммуноглобулиновые рецепторы зрелых, стимулированных антигеном В-клеток могут изменяться в результате гипермутирования и в итоге приобретать реактивность в отношении собственных антигенов. Таким образом, толерантность В-клеток может возникать как во время их развития, так и после антигенной стимуляции во вторичных лимфоидных тканях.
Аутореактивные В-клетки могут становиться энергичными в зависимости от аффинности В-клеточного рецептора и природы антигена. Индукция толерантности к собственным антигенам может приводить либо к делении клеток, либо к их анергии. Это зависит от аффинности антигенных рецепторов В-клеток и природы соответствующего антигена, в частности от того, является ли он интегральным белком клеточной мембраны или представляет собой растворимый, циркулирующий, в основном мономерный белок. Судьба аутореактивных В-клеток прослежена в экспериментах на трансгенных животных.
Контакт аутореактивных В-клеток с мембраносвязанными аутоантигенами, способными с высокой аффинностью связывать В-клеточные Ig-рецепторы, дает следующий результат. В костном мозге число незрелых аутореактивных В-лимфоцитов не уменьшается, несмотря на подавление экспрессии IgM-рецепторов после связывания с мембраносвязанными собственными антигенами. Таким образом, незрелые В-клетки менее чувствительны к делетирующему действию аутоантигенов, чем Т-клетки на ранних стадиях дифференцировки. Тем не менее, эти В-клетки имеют короткую продолжительность жизни и, можно сказать, обречены на гибель обычно еще до поступления в периферические лимфоидные ткани.
В периферических лимфоидных тканях, где аутореактивные В-лимфоциты могут присутствовать в большом количестве, они не делетируются, подвергаясь воздействию растворимых антигенов, а переходят в состояние анергии. Такой эффект возникает только при условии, что концентрация антигена превышает некий критический уровень. Анергия связана со снижением экспрессии IgM-, но не IgD-peцепторов. Эффект анергии сопровождается прекращением созревания В-клеток в мантии фолликулов селезенки и резким снижением числа В-клеток, имеющих высокий уровень экспрессии поверхностного IgM, в краевой зоне. Таким образом, в отличие от В-клеток, подвергающихся клональной делеции, энергичные В-лимфоциты мигрируют в периферические лимфоидные органы, но не способны взаимодействовать в них с соответствующими Тх-клетками, что косвенно обусловлено отсутствием экспрессии IgM. Кроме того, время полужизни энергичных В-клеток составляет лишь несколько суток, тогда как у нормальных периферических В-лимфоцитов оно равно нескольким неделям. Развитие анергии, вероятно, не обусловлено активностью Т-клеток-супрессоров или антиидиотипических В-клеток, поскольку в исследованиях на трансгенных животных влияния подобных факторов не обнаружено.
Анергия В-клеток – обратимое состояние. Так, энергичные В-клетки могут реагировать на антигеннезависимые, опосредуемые CD40 сигналы, поступающие от Тх-клеток; при этом на поверхности энергичных В-лимфоцитов за счет IgD-рецепторов может создаваться физиологическая концентрация антигена для презентации Тх-лимфоцитам. Вместе с тем при энергии нарушена способность к повышению экспрессии молекул В7 из клеточной поверхности после связывания антигенного рецептор. Недостаточная костимулирующая активность этих клеток может восстанавливаться под влиянием цитокинов или различных поликлональных активаторов. Кроме того, хроническая активация Т-клеток, вызванная инфекционными агентами, может приводить к активации соседних В-клеток, опосредуемой молекулами CD40 и цитокинзми.
2.10 Вторичная перестройка генов иммуноглобулинов
У большинства В-клеток по завершении продуктивной перестройки генов иммуноглобулинов дальнейшей их перестройки не происходит. Однако у мышей, несущих искусственно перестроенные трансгены, потенциально аутореактивные В-клетки избегают делеции или состояния энергии благодаря тому, что подвергаются вторичной перестройке генов иммуноглобулинов. Такое изменение специфичности рецепторов может служить одним из механизмов выживания В-клеток при постоянном соматическом мутировании.
Толерантность В- и Т-клеток можно легко индуцировать in vitro.
Антигены, способные перекрестно связывать иммуноглобулиновые рецепторы В-клеток, но не обладающие митогенными свойствами, могут вызывать толерантность В-клеток. Чтобы сделать толерантными зрелые В-лимфоциты, необходимо использовать высокие концентрации антигена, однако на незрелые В-клетки антиген оказывает толерогенное действие и при низкой концентрации. Перекрестное связывание иммуноглобулиновых В-клеточных рецепторов можно получить, при помощи моноклинальных антител анти-IgM. Применение таких антител в высоких концентрациях вызывает клональную делецию пре-В-клеток, предотвращая их дальнейшую дифференцировку в В-клетки, несущие мембраносвязанные IgM. Если же использовать невысокие концентрации антител, пре-В-клетки дифференцируются в морфологически нормальные В-лимфоциты с нормальным числом иммуноглобулиновых рецепторов, однако переходят при этом в состояние глубокой энергии. Таким образом, и функцию В-клеток, и их число можно модулировать, воздействуя на иммуноглобулиновые рецепторы в критический период, когда они начинают появляться на рп-Я верности клеток.
Т-клетки человека экспрессируют белки МНС класса II и могут взаимно презентировать друг другу антигенные пептиды. В результате либо развиваются толерантность, обусловленная снижением экспрессии рецепторов, и энергия, либо происходит активация, в зависимости от природы Т-клеток и антигена. Исследования, проведенные в клонах Т-клеток мыши, показали, что активация в отсутствие костимулирующих сигналов неизбежно приводит к развитию энергии. Презентация пептидных антигенов АПК на химически фиксированных АПК или на искусственных мембранах, содержащих белки МНС класса II, вызывает энергию, как это происходит в случае активации Т-клеток антитела» против ТкР, иммобилизованными на пластиковой поверхности. По-видимому, одно лишь связывание ТкР без сопутствующей костимуляции. ведет к анергии.
Эффект антигена – клональное абортирование В-клеток, делеция зрелых В-клеток или анергия – зависит от его валентности и перекрестного связывания. Результат взаимодействия В-клетки с антигеном зависит от ряда факторов: валентности антигена, концентрации антигена, аффинности рецепторов к соответствующим эпитопам и состояния зрелости клетки. На одном конце спектра возможных эффектов находится клональная делеция менее зрелых клеток, наиболее вероятная для клеток, несущих высокоаффинные рецепторы, а также встречающих высоковалентные антигены либо антигены, присутствующие в высокой концентрации. Противоположный конец спектра – это отсутствие эффекта при малой концентрации антигена и низкой аффинности. Клональная анергия занимает среди возможных эффектов промежуточное положение.
Клональное абортирование: поливалентный антиген в соответствующей концентрации может вызывать делецию незрелых В-клеток, препятствуя их дальнейшей дифференцировке: пре-В-клеткам свойственна высокая степень «толерантности».
Клональная делеция: очень сильные отрицательные сигналы могут вызвать устранение зрелых В-клеток.
Клональная анергия: при промежуточных концентрациях поливалентного антигена В-клетки дифференцируются в морфологически нормальные клетки с нормальным числом иммуноглобулиновых рецепторов, однако при этом переходят в состояние глубокой анергии.
Клональное «игнорирование»: антиген не будет оказывать какого-либо влияния на В-клетки, если его концентрация слишком мала или же аффинность антигенного рецептора чересчур низка; это пассивная форма иммунологической толерантности.
Блокада антителообразующих клеток: избыток Т-независимого антигена блокирует секрецию антител АОК; последние обладают низкой толерантностью.
Второй период повышенной чувствительности клеток к индукции толерантности временно существует при формировании В-клеточной иммунологической памяти. Вторичные В-клетки высокочувствительны к толерогенному действию эпитопов поливалентных антигенов в отсутствие Т-клеточной помощи. Существование такой стадии повышенной чувствительности к индукции толерантности, вероятно, обеспечивает элиминацию тех вновь возникающих В-клеток памяти, которые приобрели аутореактивность.
Серологические реакции.
Серологической реакцией называется взаимодействие сывороточных антител с антигеном. В серологических реакциях участвуют два специфических по отношению друг к другу компонента: антиген и соответствующее ему антитело.
Антиген – вещество белковой природы, обладающее двумя свойствами: способностью вызывать иммунный ответ в организме и соединятся с антителами в серологических реакциях. При введении в организм животного каждый антиген стимулирует образование особых белковых веществ – антител, относящихся к глобулиновой фракции белков сыворотки крови. Внешнее проявление серологических реакций может быть различным. В зависимости от этого различают следующие виды антител:
· Агглютинины – антитела, вызывающие склеивание антигена с образованием видимых конгломератов;
· Преципитины – антитела, вызывающие при контакте с антигеном образование осадка;
· Антитоксины и вируснейтрализирующие – антитела, обладающие способностью взаимодействовать с соответствующими токсинами и нейтрализовать их;
· Лизины – антитела, растворяющие антиген;
· Опсонины – антитела, подготавливающие антиген для фагоцитоза.
Некоторые серологические реакции получили название по названию антител.
Антиген-антитело составляет одну специфическую систему типа «ключ-замок». Поэтому, имея один известный компонент, например, антиген, можно выявить присутствие в исследуемом материале специфических антител и, наоборот, по заведомо известным антителам можно определить вид, тип и вариант возбудителя болезни. Это позволяет использовать серологические реакции в двух направлениях.
1) Для прижизненной серологической диагностики инфекционных болезней животных, определения напряженности иммунитета у переболевших или вакцинированных и установления активности защитных механизмов организма в инфекционном процессе.
2) Для идентификации выделенного микроорганизма с помощью известной диагностической сыворотки, содержащей специфические антитела.
Каждая серологические реакции имеют свои варианты, а их постановка – различные модификации, поэтому методики проведения реакций между антителом и антигеном довольно разнообразны.
Кольцевая реакция с молоком (КР).
Применяется КР с целью проверки благополучия стад на бруцеллез крупного рогатого скота и для проверки молока при продаже его на рынках.
Компонентами реакции являются:
Ø - исследуемое молоко;
Ø - антиген цветной бруцеллезный для кольцевой реакции с молоком, который представляет собой стандартизованную взвесь убитых бруцелл, окрашенных гематоксилином в синий цвет;
Ø - сыворотка позитивная бруцеллезная.
В агглютинационные пробирки берут по два миллилитра молока и добавляют по 0,1 миллилитру антигена, затем пробирки тщательно встряхивают для перемешивания молока с антигеном.
При каждой постановке реакции одновременно с испытуемыми пробами молока ставят контроли: с молоком от заведомо здоровой коровы; со смесью молока здоровой коровы и позитивной бруцеллезной сыворотки (0,05 мл сыворотки на 1 мл молока). Штативы с испытуемыми и контрольными пробами молока помещают в водяную баню или термостат при температуре 37-38 °С на 1 час. Если в молоке имеются бруцеллезные антитела, то они образуют с антигеном комплекс, который адсорбируется на капельках жира и при отстаивании всплывают вверх, образуя синее кольцо (остальная часть молока остается белой)– реакция положительная.
При отрицательной реакции столбик молока остается равномерно окрашенным в первоначальный синий цвет, который был получен сразу после добавления к нему антигена, а слой сливок – белого или слегка желтоватого цвета.
А 
Б
Рис. 1. Капельная реакция агглютинации на предметном стекле:
А – положительная; Б – отрицательная.
При получении положительного или сомнительного результата КР от всех животных берут кровь для исследования на бруцеллез в РБП или РА и РСК (РДСК), проводят эпизоотологическое обследование хозяйства, клинический осмотр и исследование животных на заболевание маститами.
Используемая литература.
1.Воронин Е.С., Петров А.М.и др. Иммунология. М.: «Колос-пресс», 2002. 2.Герберт У. Дж. Ветеринарная иммунология. М.: КолосС, 1974.
3.Кисленко В. Н. Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. М.: Колос, 2005.
4. Колычев Н. М., Госманов Р.Г. Ветеринарная микробиология и иммунология. М.: КолосС, 2003.
5. Костенко Т.С., Родионова В.Б., Стародумов Д.И. Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. М.: Колос, 2001.
6. Петров Р.В. Иммунология. М.: Медицина, 1983.
7. Тимошенко Т.А. Иммуносерологические методы диагностики инфекционных болезней животных. Учебное пособие для студентов факультета ветеринарной медицины по специальности «Ветеринария». Киров 2015г.
8. Фонталин Л.Н. Иммунологическая толерантность. М.: Медицина, 1978.
9. Vetport.ru
