Иммунопрофилактика, вакцинация, методы иммунокоррекции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Иммунопрофилактика и иммунотерапия. Иммунологические аспекты вакцинации. Механизмы поствакцинального иммунитета. Отличия поствакцинального иммунитета от иммунитета, вырабатываемого в результате естественного контакта с антигеном. Понятие "коллективный иммунитет"

Борьба с инфекционными болезнями представляет собой значительные трудности и охватывает различные методологии, включая иммунопрофилактику с помощью введения в организм человека вакцин и иммунотерапию, предполагающую введение в организм уже готовых антител к конкретному виду микроорганизмов (см. лекцию по курсу микробиологии Антигены и вакцины).

С эпидемиологической точки зрения распространение инфекции затруднено или невозможно, если в популяции людей присутствует 75-90% "иммунных" лиц, т.е. лиц, в организме которых сформирован иммунитет к данному возбудителю инфекции. Такой иммунитет называют коллективным, или популяционным. Этот иммунитет является результатом естественных процессов (контакт в возбудителем, реализующийся в инфекционном процессе), а также искусственных, медицинских процедур - вакцинации и введения иммунных сывороток (препаратов антигенспецифических антител).

Иммунитет, формирующийся в результате всех перечисленных процессов, имеет как общие черты, так и различия. Так, иммунитет, вырабатываемый при естественном контакте с возбудителем инфекции, формируется в отношении всех антигенов микроорганизма, развивается с вовлечением всех механизмов иммунной защиты согласно особенностям антигенов микроорганизма. Степень протективности такого иммунитета, как правило, высокая.

Поствакцинальный иммунитет формируется лишь на антигены, входящие в состав вакцины, а спектр антигенов возбудителя неодинаков для разных вакцин. Максимальное соответствие антигенного состава характерно для живых (аттенуированных) вакцин и инактивированных (убитых) вакцин. Однако такое приближение к естественному антигенному составу небезопасно, так как патогенность может быть связана со многими компонентами микробов, поэтому при разработке вакцин стремятся к её минимизации, а значит к удалению определённых компонентов. Поэтому при разработке вакцин присутствует сложных выбор между безопасностью вакцины и её протективным эффектом.

Минимальное соответствие антигенов вакцины естественному составу возбудителя инфекции характерно для химических вакцин и анатоксинов. Как правило, поствакцинальный иммунитет, вырабатываемый на эти препараты, только гуморального типа, менее продолжительный и менее напряжённый. Применение химических вакцин и анатоксинов часто способствует появлению в популяции лиц-микробоносителей. Это связано с неполноценностью поствакцинального иммунитета: так как вакцина содержит лишь какой-то один изолированный антиген, то иммунитет формируется только в отношении его. Поскольку антиген вакцины - ведущий патогенетический фактор, то клинические признаки заболевания не формируются из-за нейтрализации его антителами. Но в целом, в отношении возбудителя иммунитета нет, что и создаёт основы развития микробоносительства.

Продолжительность поствакцинального иммунитета колеблется от 1 года до 7-10 лет, его поддержание требует проведения периодических ревакцинаций.

Иммунитет, создаваемый введением иммунных сывороток (препаратов антигенспецифических антител), отличается искусственностью и пассивностью. В этом случае, организм защищён на кратковременный период, определяемый периодом катаболизма вводимых антител. Для антител класса IgG - это 1-3 месяца. Кроме этого, введение в организм готовых антител отменяет развитие собственного иммунитета. Это надо учитывать при определении контингентов лиц, подлежащих вакцинации/ревакцинации: перенесение инфекции не является гарантией формирования иммунитета памяти в случае применения иммуноглобулиновых препаратов для терапии и профилактики.

Вакцины и иммунные сыворотки применяются как в качестве иммунопрофилактики, так и в качестве иммунотерапии многих инфекционных болезней.

В рамках иммунопрофилактики выбор между вакциной и иммунной сывороткой определяется временем возможного заражения человека: если инкубационный период инфекции короче времени, необходимого для выработки поствакцинального иммунитета, профилактику проводят иммунной сывороткой, а через 4-6 месяцев решают вопрос о необходимости вакцинации. Таким образом, вакцинацию чаще проводят в плановом режиме, а введение иммунных сывороток - для экстренной профилактики в случае возможного заражения человека.

Сывороточные препараты используют и в целях терапии преимущественно бактериальных инфекций, патогенез которых связан с действием экзотоксинов (ботулизм, столбняк, дифтерия); а также вирусных инфекций у пациентов с иммунодефицитами и другими состояниями при высоком риске тяжёлого течения инфекции.

Спектр иммунных сывороток (или специфических иммуноглобулиновых препаратов) широк: созданы антирабический, антигриппозный, антистафилококковый, антикоревой иммуноглобулины; а также противодифтерийная, противостолбнячная, противоботулиническая сыворотки.

Эти препараты готовят:

1) из донорской крови, предварительно отбирая образцы с высокими титрами интересующих антител,

2) из крови целенаправленно иммунизированных доноров,

3) из крови иммунизированных животных (лошадей, кроликов). В последнем случае при введении препарата высок риск аллергических реакций, поэтому терапию осуществляют под врачебным наблюдением и после постановки аллергического теста, на фоне применения антиаллергической терапии.

При применении вакцин и препаратов антител возможно развитие осложнений и побочных эффектов. К побочным эффектам вакцин относятся:

· субклинический инфекционный процесс, "стёртая" инфекция, проявляется только при вакцинации живыми (аттенуированными) вакцинами, обусловлен репродукцией вакцинного штамма микроорганизмов, в результате чего у некоторых пациентов развиваются минимальные признаки инфекции;

· симптомы напряжения (активации) иммунной системы - покраснение, отёк, болезненность в месте введения вакцины, увеличение регионарных лимфоузлов (лимфаденопатия), увеличение температуры тела, головная боль, боли в мышцах и суставах - обусловлены развитием иммунного ответа, а именно - продукцией цитокинов. По своей сути эти признаки не являются побочными эффектами, так как соответствуют нормальной картине развития иммунного ответа, но состояние человека при этом ухудшается. Иногда эти признаки обозначают как "реактогенность" вакцин;

· аллергенность. Присутствует практически у всех видов вакцин, но максимально выражена у инактивированных (убитых) вакцин. Аллергенами являются микробные антигены. Их аллергенность может усиливаться дополнительными компонентами вакцины (стабилизаторами и др.);

· вакцинация может провоцировать развитие иммунопатологических реакций. Этот эффект проявляется редко, он связан с изменениями реактивности иммунной системы, которые реализуются после дополнительной антигенной нагрузки со стороны вакцины. До введения вакцины диагностировать это осложнение практически невозможно. Иммуноопосредованное воспаление развивается на территории ЦНС, костно-суставной системы, иммунной системы, крайне редко возможен летальный исход. Одним из проявлений иммунопатологических реакций на вакцины является адъювантная болезнь. Она развивается в виде лимфопролиферативных процессов и связана с усилением иммунных реакций на адъювантный компонент вакцины. Сейчас этот эффект регистрируется редко и преимущественно при вакцинации БЦЖ, так как сами микобактерии имеют липидные компоненты, обладающие адъювантными свойствами. В настоящее время в качестве адъювантов (веществ, усиливающих иммунный ответ вследствие депонирования его в тканях и препятствования диссеминации по организму) применяют гидроокись алюминия, что минимизирует риск адъювантной болезни.

Среди побочных эффектов препаратов специфических антител (иммунных сывороток) - аллергические реакции на чужеродный белок и отмена собственного иммунного ответа на антиген, что обсуждалось выше.

В заключение следует отметить, что применение препаратов иммунопрофилактики и иммунотерапии позволило свести на нет или значительно минимизировать риск летальности, развития тяжёлых осложнений, сопутствующих многим инфекционным заболеваниям.

2. Иммунитет и иммунопатология

Двойственный характер иммунитета. Иммунопатология: виды, механизмы и причины развития.

Иммунопатология - это область иммунологии, занимающаяся исследованием иммунопатологических реакций и иммунопатологических заболеваний человека.

Сама возможность иммунопатологических процессов связана с двойственным характером иммунных реакций. Фактически, любая реакция или свойство иммунной системы, являясь биологически целесообразным и необходимым для развития иммунного ответа, определяет и риск развития патологических процессов. То есть, протективный эффект иммунитета на стадии своего становления или в пределах эффекторной фазы иммунного ответа сопровождается рядом негативных явлений. При действии на организм дополнительных факторов или условий риск перехода физиологических реакций иммунной системы в иммунопатологические может возрастать.

Среди реакций иммунной системы, обладающих двойственным характером, нужно отметить следующие:

1) высокий провоспалительный и деструктивный потенциал факторов видового иммунитета. Вследствие низкой специфичности распознавания чужеродных компонентов под действие факторов видового иммунитета часто попадают здоровые клетки организма. Однако деструктивный эффект факторов видового иммунитета чрезвычайно важен для изоляции отдельных молекул антигенов, которые способны восприниматься и презентироваться антигенпрезентирующими клетками (АПК), а также для разрушения иммунных комплексов. Провоспалительный эффект, в свою очередь, способствует привлечению к очагу необходимых популяций клеток, что необходимо для продвижения формирования защитных механизмов иммунитета;

2) способность лимфоцитов к бласттрансформации. Эта способность необходима для накопления антигенспецифичного клона клеток, обеспечивающего достаточность иммунного ответа. Но, в то же время, эта способность лимфоцитов является причиной более высокого (в сравнении с другими типами лейкоцитов) риска развития лимфопролиферативных процессов (лимфом, лимфолейкозов);

3) способность клеток иммунной системы к миграции необходима для адекватного формирования иммунного ответа, поскольку его разные фазы проходят в разных тканях и органах иммунной системы. Кроме этого, собственно иммунологический надзор осуществляется мигрирующими по разным тканям клеткам иммунной системы. В то же время многие инфекционные агенты используют миграцию клеток иммунной системы (особенно фагоцитов-макрофагов) для диссеминации по организму, усугубляя течение инфекционной болезни;

4) регуляторная роль цитокинов - в рамках иммунного ответа необходимы цитокиновые сигналы. Но, цитокины, являясь факторами роста клеток, способствуют активации уже имеющихся в организме инфицированных, неопластически трансформированных или повреждённых клеток в силу паракринных взаимодействий. При паракринной активции достигается усиление, а иногда и ускорение развития формирующегося, но ещё не диагностированного заболевания. Аналогичная ситуация создаётся в отношении очагов хронических инфекционно-воспалительных заболеваний, когда развитие банального острого инфекционного заболевания (ОРВИ, грипп) с сопутствующей активацией иммунного ответа вызывает рецидив хронического процесса (герпеса, например);

5) иммунная санация организма сопровождается разрушением специализированных клеток, поражённых патогенными микроорганизмами/антигенами, вследствие чего возможно снижение функции тканей или их замещение соединительной тканью. Таким образом, элиминация инфекционного агента всегда сопровождается разрушением собственных клеток. Конечный результат такого процесса зависит степени поражённости инфекционными агентами тканей и от адекватности процессов регенерации тканей.

В нормальных, физиологических условиях двойственный характер реакций иммунной системы не превышает некий предел и ограничен по времени. Однако при действий дополнительных повреждающих факторов или условий возможен переход от кратковременных иммунопатологических реакций к более продолжительным, с постепенным формированием иммунопатологических процессов.

Иммунопатологический процесс - это совокупность реакций иммунной системы, протективный эффект которых отсутствует или резко снижен, а преобладает патофизиологический эффект.

Причины, способствующие формированию иммунопатологических процессов, принято разделять на внутренние и внешние.

К внешним причинам относят действие инфекционных агентов, ионизирующего излучения, токсических веществ, неблагоприятных климатических факторов, геохимических особенностей зоны проживания и др.

К внутренним причинам относят состояния дисбаланса нейро-эндокринной регуляции (см. лекцию Контроль и регуляция иммунного ответа), приводящего к изменению функционирования иммунной системы, наличие хронических заболеваний, включая травмы и др.

Развитие иммунопатологического процесса у конкретного человека контролируется, как правило, несколькими факторами и причинами.

Иммунопатологические процессы бывают различными, в основе механизмов их развития лежат процессы нарушения генерации клеток и молекул иммунной системы или процессы их разрушения (иммунодефициты и лимфопролиферативные процессы), либо изменение регуляторных процессов иммунного ответа, в результате которых в целом изменяется реактивность иммунной системы (аллергия и аутоагрессия).

По преобладанию ведущих механизмов иммунопатологические процессы принято дифференцировать по видам:

1) состояние недостаточности функции иммунной системы вследствие резкого снижения или полного отсутствия какого-либо типа молекул или клеток иммунной системы, т.е. иммунодефицит;

2) чрезмерная пролиферация какой-либо популяции, субпопуляции или клона лимфоцитов, приводящая к его экспансии и вытеснению всех других типов клеток, т.е. лимфопролиферативный процесс. Лимфопролиферативные процессы по своей сути относятся к опухолевым и, помимо специфической симптоматики (увеличение численности клона клеток, увеличение объёма ткани и т.д.), сопровождаются признаками иммунодефицита. Механизм его развития связан с вытеснением из организма нормально функционирующих лимфоциты и продуктов их генерации опухолевым клоном;

3) состояние усиленной реактивности иммунной системы (гиперчувствительности, гиперергии), при которой иммунный ответ формируется на чужеродные молекулы-антигены (аллергены), не вызывающие в норме иммунного ответа вследствие элиминации физиологическими защитными реакциями. Это состояние называется аллергией;

4) состояние усиленной реактивности иммунной системы, при которой иммунный ответ развивается в отношении собственных клеток, тканей и молекул организма, т.е. характеризуется аутоагрессией. Такие процессы называются аутоиммунными.

Ещё в начале 20 века стало понятным, что существуют патологические состояния гиперергии иммунной системы, эти состояния получили названия реакций гиперчувствительности (повышенной чувствительности). Было замечено, что реакции гиперчувствительности развиваются через разные промежутки времени после контакта организма с антигеном и среди них выделили гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) и гиперчувствительность замедленно типа (ГЗТ). Эти различия обусловлены разными механизмами формирования реакций гиперчувствительности. Реакции ГНТ обусловлены гуморальным иммунным ответом, основным эффекторным механизмом повреждения тканей являются антитела, при этом клинические признаки такого повреждения заметны через короткий промежуток времени (от нескольких минут - до 1-4 часов). Реакция ГЗТ обусловлена клеточным иммунным ответом, основным эффекторным механизмом повреждения тканей являются активированные популяции лейкоцитов, для мобилизации которых требуется время. Поэтому клинические признаки повреждения тканей при ГЗТ регистрируются не ранее, чем через 24 часа (обычно через 48-72 часа).

В дальнейшем в 50-60 гг. 20 века Coombs и Gell разработали классификацию механизмов развития гиперергических состояний (аллергии и аутоиммунных процессов), среди которых выделили 5 основных типов:

- тип I - IgE-опосредованный механизм (синонимы, встречающиеся в литературе, - реагиновый, медиаторный). В основе этого механизма - развитие гуморального иммунного ответа (после контакта с антигеном-аллергеном) с выраженным преобладанием в спектре продуцируемых антител IgE, Такие антитела фиксируются через соответствующий рецептор (к Fc-фрагменту молекулы) на ЦПМ тучных клеток. Повторный контакт организма с этим же антигеном (аллергеном) приводит к активации тучных клеток, что сопровождается их дегрануляцией. Таким образом, в основе повреждения собственных тканей организма - действие биологически активных компонентов тучных клеток. Фактически, данный механизм - это вариант дистантного киллинга. Он является основой протективных реакций противопаразитартного и противогельминтного иммунитета, но у некоторых людей развивается в других условиях и представляет собой иммунопатологическую реакцию;

- тип II - цитотоксический механизм. Этот вариант иммунопатологической реакции развивается в том случае, если антиген первично или вторично сорбируется на клетках (преимущественно клетках крови) организма. Тогда, образующиеся при обычном гуморальном иммунном ответа антитела (IgG, IgM) связываются с антигеном, формируя фиксированный иммунный комплекс (ФИК). Такой комплекс может активировать систему комплемента классическим путём, что приводит к лизису клетки, на которой был фиксирован комплекс антиген-антитело. Кроме комплемента такие комплексы могут подвергаться фагоцитозу или цитотоксической реакции лимфоцитов. Но в любом случае итогом этого механизма становится разрушение собственных клеток. Так формируются некоторые формы цитопений - анемия, тромбоцитопения, лимфопения, нейтрофилопения, панцитопения;

- тип III - иммунокомплексный механизм. В этом случае в ответ на антигенный стимул развивается гуморальный иммунный ответ. Продуцируемые антитела связываются с антигеном, образуются циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК). В нормальных условиях ЦИК утилизируются благодаря классическому пути активации системы комплемента и фагоцитозу, но при их недостаточности или при количественном преобладании ЦИК элиминация комплексов антиген-антитело не происходит. В мелких капиллярах ЦИК образуют крупные белковые конгломераты, полностью обтурируя (закупоривая) просвет капилляра. Результатом становится развитие повреждения стенки капилляра, некроз, что в целом приводит к васкулиту;

- тип IV - реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Основным условием развития ГЗТ являются особые свойства антигена, предотвращающие саму возможность переваривания его фагоцитом. В этих условиях иммунная система не может элиминировать антиген (инфекционный агент) обычными способами, поэтому развивается реакция локализации антигена в тканях путём создания вокруг него инфильтрата или гранулёмы из разных типов лейкоцитов, фибробластов и фиброцитов. Таким образом, антиген отграничивается от здоровых тканей, а внутри гранулёмы создаются высокие концентрации веществ, способствующих его нейтрализации. ГЗТ является нормальным проявлением протективного иммунного ответа на ряд бактерий (возбудители туберкулёза, сифилиса, бруцеллёза и др.), но у некоторых людей инициируется не инфекционными агентами, проявляя себя как иммунопатологический процесс;

- тип V (возможно выделение и типа VI) - это комбинация клеточного и антительных механизмов.

Среди основных клинических синдромов, сопутствующих развитию иммунопатологических процессов выделяют:

1) инфекционный синдром - развивается как следствие снижения способности иммунной системы к надзору за антигенным постоянством организма. Сопровождается учащением инфекционной заболеваемости, возможностью развития оппортунистических инфекций (вызываются представителями аутомикрофлоры и даже сапрофитой микрофлорой), более тяжёлым и затяжным течением, высоким риском хронизации инфекций, склонностью к генерализации инфекции и высокой летальностью при инфекциях, вызванных облигатно патогенными микробами;

2) опухолевый синдром - имеет те же причины и механизмы развития, что и инфекционный синдром;

3) синдром перенапряжения (или переактивации) иммунной системы - возникает вследствие неадекватной продукции цитокинов, клинические проявления различны и связаны с особенностями цитокинового профиля. Часто дополняется развитием массивного апоптоза клеток иммунной системы с последующим развитием (или усугублением имеющегося) иммунодефицита. Может сопровождаться клиническими признаками повышенной чувствительности, сходными с аллергией, но при преобладании в механизме развития эффектов цитокинов. В ряде случаев синдром сопровождается субфебрильной или фебрильной температурой, лимфаденопатией, увеличением СОЭ, изменением лейкоцитарной формулы;

4) синдром цитолиза развивается в результате иммуноопосредованного повреждения собственных клеток (тканей) со снижением выполняемой органом (тканью) функцией;

5) астеновегетативный синдром - сопровождается появлением слабости или чувством усталости, колебаниями настроения и вегетативным реакциями (изменение частоты сердечных сокращений, приступы потливости, изменение моторики желудочно-кишечного тракта и др.

В основе этого синдрома - нарушений нейро-иммуно-эндокринных взаимодействия.

Существенной диагностической проблемой является то, что перечисленные выше виды иммунопатологических процессов (иммунодефициты, лимфопролиферативные процессы, аллергия, аутоиммунные процессы) в клинической картине могут иметь сходные черты, обусловленные преимущественным развитием тех или иных синдромов, либо их различной комбинацией. Поэтому постановка правильного диагноза приобретает особое значение.

3. Методы исследования иммунной системы. Методы субъективной и объективной оценки иммунной системы. Иммунный статус, принципы и уровни оценки

Важно понять, что коррекция иммунопатологических процессов в силу различий механизмов их развития не может быть одинаковой и должна предваряться проведением методов исследования иммунной системы, позволяющих максимально точно установить вариант иммунопатологического процесса.

Для установления характера иммунопатологических изменений необходимы специальные методы диагностики иммунной системы. Эти методы выполняются в рамках специального раздела иммунологии, а именно - в рамках иммунодиагностики. Иммунодиагностика - это развивающаяся область, она постоянно обновляется, на смену устаревшим методам приходят более совершенные технологии и приёмы. Методы иммунодиагностики используются не только для исследования иммунной системы, инфекционных заболеваний, но и для диагностики онкологических процессов, заболеваний эндокринной системы и многих других. Отчасти это связано с вовлечённостью иммунной системы в самые разные по этиологии и патогенезу заболевания в рамках единства нейро-иммуно-эндокринной регуляции гомеостаза, отчасти - с использованием иммунологических подходов в изготовлении реактивов, тест-систем для исследования практически любых молекул и клеток.

Все методы диагностики состояния иммунной системы можно разделить на несколько групп. Некоторые методы выполняются врачом клинической практики, другие - специалистами в области инструментальной диагностики, третьи - специалистами лабораторного профиля. В силу разнообразия используемых методов диагностика состояния иммунной системы осуществляется на многоуровневой основе.

1-й уровень имеет ориентировочное значение и предназначен для констатации наличия вероятности неадекватного функционирования иммунной системы. Этот уровень - клинический, он предполагает сбор анамнеза пациента, изучение его жалоб и установление клинических маркёров изменённой функции иммунной системы путём физикального осмотра. Как правило, заподозрить нарушение функции иммунной системы можно при наличии у пациента частых (свыше 4 раз в год) и длительных респираторных инфекций, которые протекают без температурной реакции, при длительном субфебрилитете, снижении или существенном увеличении массы тела, наличии гнойничковых заболеваний кожи, наличие признаков аллергии, при нарушении функционирования желудочно-кишечного тракта, увеличении регионарных лимфоузлов и др.

При физикальном осмотре врач обращает внимание на состояние кожных покровов, волос и ногтей, состояние слизистых оболочек полости рта, на размеры и консистенцию регионарных лимфоузлов, селезёнки. По результатам данного обследования можно предположить изменение функции иммунной системы и целенаправленно продолжить диагностику её состояния.

2-й уровень диагностики - инструментальный. Он используется не всегда, поскольку его возможности ориентированы на визуализацию различных внутренних органов, включая органы иммунной системы. К методам инструментальной диагностики относят рентгенологическое, ультразвуковое исследование и смежные с ними методы. Их диагностическая ценность связана с обнаружением объёмных образований или изменения размеров органа, что чаще всего сопровождает опухолевые процессы (в рамках патологии иммунной системы - лимфопролиферативные процессы).

3-й уровень диагностики - лабораторный. Именно этот уровень позволяет получить максимум информации о функционировании молекул и клеток иммунной системы, что чрезвычайно важно для постановки диагноза патологии иммунной системы или определения её вовлечённости в патологический процесс.

Для лабораторного исследования наиболее часто используется кровь, возможно и желательно использование слюны, ликвора, синовиальной жидкости, мочи (можно определить уровень некоторых цитокинов) а также материалов, полученных при биопсии регионарных лимфоузлов, красного костного мозга.

В принципе, все перечисленные материалы можно условно разделить на 2 группы - 1-я - универсальные материалы, которые исследуются у каждого пациента с предполагаемым нарушением функции иммунной системы (периферическая кровь), 2-я - специализированные материалы, исследуемые в отдельных случаях и представляющие собой, как правило, материал из очага патологического процесса.

Периферическая кровь, как биологический материал для исследования, отличается доступностью для взятия, но имеет ряд ограничений в плане достоверности и диагностического значения получаемой информации. Кровеносная система является лишь одной из транзитных для лимфоцитов систем. В кровеносном русле находится не более 0,5 % всех имеющихся в организме лимфоцитов и их изучение не всегда позволяется получить информацию о состоянии иммунной системы, так как большинство процессов физиологической и патологической активации этих клеток осуществляется на территории органов иммунной системы или различных тканей. Поэтому уровень значимости получаемой информации различен при разных патологических состояниях, а для получения достоверной информации о состоянии иммунной системы нужен комплекс методов.

Среди лабораторных методов, используемых в целях иммунодиагностики, особое место занимают:

1) методы, основанные на детектировании клеток и молекул иммунной системы с помощью маркированных моноклональных антител (МАТ). В основе этих методов - получение с помощью гибридомной технологии моноклональных антител к конкретным молекулам. Полученные моноклональные антитела маркируют флуорохромом, радиоактивным изотопом или иным способом и, используя основное свойство антител - способность связываться с антигеном, детектируют исследуемые молекулы на отдельных клетках, биопсийных образцах тканей или в других материалах. Для детекции связывания исследуемой молекулы с МАТ нужно специальной оборудование: если МАТ маркировано флуорохромом, то регистрацию результатов осуществляют с помощью люминесцентного микроскопа, но эффективнее - с помощью проточного лазерного цитофлуориметра. Если МАТ маркированы радиоактивным изотопом, то результаты регистрируют с помощью счётчиков ионизирующего излучения, или с применением авторадиографии. Иммуноферментный метод, метод иммуноэлектронной микроскопии, иммуноцитохимии и иммуногистохимии также относятся к данной группе методов. Внедрение этой группы методов позволило проводить иммунофенотипирование для определения принадлежности клеток иммунной системы к той или иной субпопуляции, а также проводить качественное и количественное определение практически любых белковых молекул и гаптенов. Поэтому области применения этой группы методов далеко перешагнули пределы иммунодиагностики и даже медицины;

2) серологический метод. Этот метод также применяется на основе взаимодействия антиген-антитело, но в случае визуально детектируемого взаимодействия. Т.е. в тех случаях, когда взаимодействие антигена с антителом проходит как специфическую, так и неспецифическую фазу, формируя видимый невооружённым глазом макромолекулярный комплекс в виде агглютинатов или преципитатов (см. лекцию Антитела). Этот метод преимущественно используется для диагностики некоторых инфекционных заболеваний (для определения уровня антигенспецифических антител или антигенов возбудителя), для определения групп крови, а также для определения С-реактивного белка и некоторых других провоспалительных белков, циркулирующих в кровеносном русле в достаточно высокой концентрации. Серологический метод прост, не требует специального оборудования, но уступает предыдущей группе методов в точности, воспроизводимости, специфичности и разрешающей способности, поэтому постепенно утрачивает своё значение;

3) молекулярно-генетические методы (полимеразная цепная реакция - ПЦР, метод молекулярной гибридизации с использованием ДНК-, РНК-зондов, реакция секвенцирования). В основе этих методов - исследование отдельных генов, детекция мутаций. Молекулярно-генетические методы применяют для подтверждения первичных (врождённых) иммунодефицитов, для определения гаплотипа главного комплекса гистосовместимости при выявлении риска развития аутоиммунных процессов, для обнаружения в биологическом материале генома микроорганизмов и др.;

4) культурально-биологические методы. Это также большая группа методов, предполагающих применение в качестве вспомогательных реагентов клеток животных (эритроцитов барана, например), микроорганизмов (для определения фагоцитарной активности часто используются стафилококки, кандиды). Кроме этого в процессе проведения исследования применяется культивирование клеток иммунной системы в лабораторных условиях. Обычно эта группа методов применяется для оценки функциональной активности клеток иммунной системы.

Перечисленные методы в обычном режиме иммунодиагностики используются для определения иммунного статуса человека. Иммунный статус - это состояние иммунной системы в конкретный промежуток времени. Исторически сложилась 2-х-уровневая система оценки иммунного статуса (см. лабораторный практикум по иммунологии для студентов 3 курса, лабораторную работу №8, с. 44). На 1-м уровне используют самые простые тесты, позволяющие обнаружить выраженные изменения показателей. 2-й уровень предполагает применение более совершенных методов и тестов, позволяющих получить более полную информацию о состоянии иммунной системы. Однако в настоящее время этот подход также постепенно вытесняется из практики. Это связано с разработкой более совершенных технологий, а также продвижением в изучении основ развития патологии иммунной системы. Так, для исследования иммунного статуса всё чаще применяется иммунопатогенетический подход, когда в большей степени учитываются результаты клинического исследования и клинических лабораторных анализов и из всего спектра иммунодиагностических тестов выбираются наиболее показательные и специфичные:

· для диагностики иммунодефицитных состояний после первичного клинического обследования проводят полное исследование иммунного статуса (см. лабораторный практикум по иммунологии для студентов 3 курса, лабораторную работу №8). При подозрении на наличие первичного (врождённого) иммунодефицита диагноз подтверждают молекулярно-генетическим исследованием, направленным на детекцию мутаций или отсутствие конкретных генов. В случае вторичных иммунодефицитов инфекционного генеза диагноз подтверждают выявлением инфекционного агента (обычно в ПЦР или обнаружением антигенов возбудителя и антител к ним с помощью иммунохимического или серологического методов);

· для диагностики лимфопролиферативных процессов широко применяются инструментальные методы, позволяющие визуализировать объёмное образование (опухоль) лимфатической системы, исследуют иммунологический фенотип лимфоцитов крови, клеток красного костного мозга и/или биоптата из обнаруженной опухоли. Фенотипирование клеток позволяет установить стадию их дифференцировки. Диагностика включает также анализ хромосом и молекулярно-генетическое исследование маркёров ряда опухолей лимфатической и кроветворной систем, а также секретируемых некоторыми видами опухолей продуктов (например, лёгких цепей иммуноглобулинов) с помощью различных вариантов иммунохимических методов. Показатели иммунного статуса в данном случае не имеют особого диагностического значения для подтверждения диагноза лимфопролиферативного процесса, но необходимы для представления о функционировании всех компонентов иммунной системы в условиях лимфопролиферативного заболевания;

· для диагностики аллергий осуществляют определение специфичности главного патогенетического фактора - IgE, благодаря чему устанавливается, какое вещество является для пациента аллергеном. Для установления особенностей патогенеза аллергии определяют концентрацию в биологических материалах (крови, слюне, моче, слёзной жидкости, носовом секрете и проч.) биологически активных компонентов тучных клеток (гистамина, триптазы, химотриптазы и др.). Диагностическое значение имеет также исследование продукции интерлейкина-4 и ряда других показателей. Показатели иммунного статуса являются вспомогательными критериями, они, как правило, не имеют непосредственного отношения к аллергии;

· для диагностики аутоиммунных заболеваний патогенетически важно определение аутоантител определённых специфичностей (иммунохимическим или серологическим методом), а также общего уровня иммуноглобулинов разных классов, концентрации ЦИК, определение активности системы комплемента, концентрации провоспалительных белков (С-реактивного белка, церулоплазмина, ревматоидного фактора и др.). При диагностике аутоиммунных заболеваний используют исследование биоптатов тканей, в которых определяют наличие фиксированных иммунных комплексов или их компонентов. Определение других параметров иммунного статуса не имеет определяющего значения в диагностике аутоиммунных процессов.

Результаты иммунодиагностического исследования в дальнейшем используют для установления нозологической формы заболевания и назначения лечения.

В лечении иммунопатологических процессов большое место занимает иммунокорригирующая терапия, или иммунокоррекция.

4. Методы иммунокоррекции. Иммунокоррекция, основные направления и виды. Заместительная, иммуносуп-рессирующая и иммуностимулирующая терапия, показания. Препараты для иммунокоррекции

Иммунокоррекция представляет собой комплекс мероприятий, направленных на восстановление или изменение функции иммунной системы. иммунотерапия вакцинация патологический миастения

Меры иммунокоррекции бывают специализированными (прямыми), т.е. направленными непосредственно на иммунную систему, либо неспециализированными. К последним относят нормализацию образа жизни, отказ от вредных привычек, стабилизацию психоэмоционального стояния. К этой же группе мер относят и процедуры закаливания, позволяющие усилить неспецифическую резистентность организма к разного вида воздействиям, включая стресс.

В зависимости от используемых средств, иммунокоррекция может быть лекарственной, физиотерапевтической, климатической, физической (физические нагрузки увеличивают продукцию интерферонов). Максимальной эффективностью, безусловно, обладает лекарственная иммунокоррекция, тогда как другие виды её имеют преимущественно вспомогательное значение.

Лекарственная иммунокоррекция проводится с помощью иммунотропных лекарственных препаратов, или иммунокорригирующих препаратов. Эти препараты имеют разное происхождение - растительное, бактериальное, животное, синтетическое. Кроме этого ряд иммунокорригирующих препаратов изготавливают с применением генноинженерных методов и гибридомной технологии.

В зависимости от направленности выделяют следующие виды иммунокоррекции:

1) заместительную,

2) иммуносупрессирующую (иммунодепрессантную),

3) иммуностимулирующую

1. Заместительная иммунокоррекция. Сам термин "заместительная" означает введение неких готовых субстанций, выполняющих естественную функцию отсутствующего в организме компонента. Заместительная иммунокоррекция проводится для замещения в организме человека отсутствующих факторов иммунной системы, т.е. при тяжёлых иммунодефицитных состояниях, тяжёлых генерализованных инфекциях, а также при других иммунопатологических процессах.

Для заместительной терапии используется ряд препаратов, получаемых из крови и клеток человека, а также рекомбинантным (генноинженерным) путём. К препаратам заместительной иммунокоррекции относят:

а) препараты иммуноглобулинов, получаемых из донорской крови (иммуноглобулин человека нормальный, цитотект, сандоглобин и др), которые вводят внутримышечно или внутривенно для поддержания резистентности организма пациентов с нарушениями продукции антител. Благодаря медленному катаболизму IgG (t1/2 - 21-24 дня) защитный эффект препаратов продолжается 3-4 недели, т.е., как правило, для поддержания нормальной жизнедеятельности пациентов с иммунодефицитом достаточно 1 инъекции в месяц;

б) препараты цитокинов. Препараты интерферонов, используемые для терапии вирусных инфекций, а также некоторых видов онкологических и аутоиммунных заболеваний, получают либо из культуральной жидкости при культивировании в условиях in vitro лейкоцитов или фибробластов человека (лейкоцитарный интерферон человека для интраназального введения), либо рекомбинантным путём (интрон А, реальдирон, бетаферон, ингарон - препарат рекомбинанатного интерферона-? и проч.). Препараты других цитокинов также имеют рекомбинантное происхождение. В настоящее время в клинической практике применяют рекомбинантный интерлейкин-2 (ронколейкин), рекомбинантный интерлейкин-1? (беталейкин). Препараты интерлейкинов-4,12 и TNF? находятся на стадии клинической апробации в западных странах. Рекомбинантные интерлейкины используют для лечения септических, тяжёлых гнойно-воспалительных заболеваний, лимфопролиферативных, миеломных и онкологических процессов.

Кроме этого, заместительная терапия может проводиться путём трансплантации костного мозга, тимуса, либо путём введения в организм пациента предварительно активированных цитокинами in vitro клеток иммунной системы.

Как заместительная терапия будущего разрабатывается генотерапия, предполагающая введение в организм различных генов в составе вирусных, плазмидных или химических векторов. В качестве эффекторных генов чаще всего используют гены апоптоза (p53, Bах), интерлейкинов (IL-2, IFN?), костимулирующих молекул или гены главного комплекса гистосовместимости.

Среди побочных эффектов заместительной иммунокоррекции следует отметить возможность аллергии и отмену выработки аналога вводимых молекул собственной иммунной системой пациента. При терапии препаратами цитокинов возможно развитие системных, токсических эффектов и синдрома перенапряжения иммунной системы.

2. Иммуносупрессирующая (иммунодепрессантная) терапия - это терапия, направленная на подавление функции иммунной системы. Этот эффект всегда сопровождается созданием иммунодефицита, т.е. существенным увеличением риска развития инфекционных и опухолевых процессов, поэтому иммунодепрессантная терапия имеет жёсткие рамки показаний, когда на первое место выходит задача - сохранение жизни. Таким абсолютным показанием для назначения иммунодепрессантной терапии является лишь одна ситуация - предотвращение отторжения трансплантата.

Однако, иммунодепрессантная терапия нужна для коррекции многих других состояний - аутоиммунных заболеваний, лимфопролиферативных процессов, системных и генерализованных аллергических реакций. В этих случаях врач тщательно анализирует соотношение опасности самого заболевания и опасности развития иммунодефицита. Иммунодепрессантная терапия в настоящее время осуществляется с помощью лекарственных препаратов, ранее для целей иммуносупрессии применялось и ионизирующее излучение.

Классификацию иммунодепрессантов проводят преимущественно по направленности их иммуносупрессирующей активности:

1) лекарственные препараты, обладающие общей супрессирующей активностью (ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот, белков и проч.), для которых иммуносупрессирующий эффект является дополнительным или, фактически, побочным. К этой группе относятся глюкокортикоидные гормоны (гидрокортизон, преднизолон, дексаметазон и др.) и цитостатики (азатиоприн, метотрексат и др.), которые были разработаны для терапии онкозаболеваний;

2) специализированные иммунодепрессанты с разным уровнем селективности эффекта, активность которых направлена преимущественно на иммунную систему. К этой группе иммунодепрессантов принадлежат лекарственные вещества-антибиотики, продуцируемые некоторыми стрептомицетами и морскими грибами (циклоспорин А - сандиммун, сиролимус и др.), а также новые препараты для таргетной терапии, представляющие собой моноклональные антитела к конкретным молекулам. В их названии обязательно присутствуют буквы "маб" (mab - monoclonal antibody).

Создание таких препаратов основано на методах генной инженерии и гибридомной технологии: вариабельный фрагмент моноклональных антител (ответственный за связь с антигеном клетки) имеет животное происхождение (мыши, крысы, кролика), а константный (ответственный за связь с иммунокомпетентными клетками) - является человеческим, поэтому такие моноклональные антитела называют гуманизированными антителами. При их введении в организм они взаимодействуют с соответствующими клеточными рецепторами. Далее лечебный эффект препаратов связан с активацией комплемента по классическому пути с последующим разрушением клетки, либо с активацией цитотоксических Т-лимфоцитов с последующей инициацией апоптоза. Эти препараты созданы для терапии онкологических процессов, включая лимфопролиферативные, но в последующем некоторые их этих препаратов стали применяться и в целях иммуносупрессии (для предотвращения отторжения трансплантата и т.д.).

К таким препаратам относят:

- Кэмпас (алемтузумаб) - моноклональные антитела к, CD52, который экспрессируется на поверхности нормальных и малигнизированных B- и T-лимфоцитов крови. Препарат используют для терапии хронического лимфолейкоза, а также для предотвращения отторжения трансплантата;

- АТГ-Фрезениус С - иммуноглобулин антитимоцитарный, эффективен для профилактики и терапии кризов отторжения при трансплантации органов и тканей, а также для лечения апластической анемии.

Среди препаратов-иммунодепрессантов таргетного действия присутствуют и препараты моноклональных антител к цитокинам или их рецепторам. При введении их в организм достигается блокирующий эффект и ведущий патогенетический фактор - цитокин, адгезивная молекула, ростовой фактор - не оказывает своего действия, так как не происходит связывания рецептора с лигандом. Такие препараты входят в практику лечения многих аутоиммунных процессов. Например, созданы и используются в клинической практике препараты моноклональных антител к интерлейкину-2 (базиликсимаб, или симулект), интерлейкину-6 (актемра, или тоцелизумаб), фактору некроза опухолей-альфа (ремикейд, или инфликсимаб), к адгезивной молекуле к CD11a (раптива, или эфализумаб) и др.

3. Иммуностимулирующая терапия предназначена для стимуляции функций иммунной системы при вторичных иммунодефицитах различной этиологии и степени выраженности, а также при самых различных заболеваниях, в патогенез которых вовлечена иммунная система. Как правило, иммуностимулирующая/иммуномодулирующая терапия не проводится при декомпенсированных иммунодефицитах.

Часто используют комплексную классификацию, учитывающую как происхождение препаратов, так и их преимущественную направленность действия:

- препараты растительного происхождения, оптимизирующие взаимодействие гомеостатических систем организма (настойки элеутерококаа, солодки, лимонника и др.),

- препараты микробного происхождения:

а) мини-вакцины - содержат рибосомные фракции, антигены клеточной стенки микроорганизмов или лизаты микробов и способны усиливать развитие антигенспецифического иммунитета при длительном (до 6 мес.) применении (бронхомунал, рибомунил, ИРС-19, имудон - для профилактики и лечения частых респираторных инфекций; уросолковакс, трихосолковакс - для профилактики и терапии урогенитальных инфекций),

б) вакцины - БЦЖ, помимо основного эффекта - создания иммунитета к возбудителям туберкулёза, стимулирует развитие клеточных реакций иммунной системы, что используется в терапии некоторых видов рака,

в) препараты-пробиотики (лактобактерин, бифидумбактерин, колибактерин, линекс, бактисубтил, биофлор и др.) нормализуют аутомикрофлору кишечника, защищая слизистые оболочки от внедрения патогенных видов, стимулируют иммунную систему слизистых оболочек ЖКТ по принципу "тренировки" антигенной нагрузкой, не обладающей патогенностью;

г) препараты клеточной стенки бактерии (Pseudomonas aeruginosa) - пирогенал, продигиозан. При введении в организм стимулируют фагоцитарную и цитокинпродуцирующую активность макрофагов, активируют воспаление, что используется для лечение латентно протекающих инфекций,

д) препараты синтетического происхождения - аналоги или производные клеточной стенки бактерий (ликопид). В низких дозах стимулируют функциональную активность макрофагов и натуральных киллеров, в высоких - снижают цитокинпродуцирующую активность этих клеток, что используется в терапии аутоиммунных заболеваний.

- препараты тимуса (экстракты тимуса крупного рогатого скота - тималин, синтетические аналоги пептидов-гормонов тимуса - тактивин, тимоген, имунофан и др.) оптимизируют функцию Т-лимфоцитов и связанные с ними функционально реакции иммунитета;

- препараты селезёнки (спленин, диасплен), крови (плазмол, солкосерил, актовегин, диавитол и др) оптимизируют функцию эффекторных популяций лимфоцитов, а также способствуют регенерации тканей,

- препарат костного мозга (миелопид) усиливает функцию В-лимфоцитов,

- препараты синтетического происхождения - низкомолекулярные индукторы эндогенных интерферонов - неовир, циклоферон, амиксин и др.

- синтетические препараты, обладающие разнообразными эффектами стимуляции иммунной системы (полиоксидоний, диуцифон, декарис и т.д.).

Кроме этого, определённой иммуномодулирующей активностью обладают витамины, препараты с антиоксидантными и прооксидантными свойствами, которые также широко применяют при комплексной терапии инфекционных, воспалительных и аутоиммунных заболеваний.

5. Онтогенез иммунной системы. Иммунная система в эмбриогенезе

Уровень иммунной реактивности развивающихся зародышей значительно уступает половозрелым особям. Тем не менее, начальные этапы становления T- и B-звеньев иммунной системы проявляются очень рано. Тимус -- наиболее ранний орган иммунной системы, возникающий в процессе зародышевого развития. Формируется из эндодермы 3-го и 4-го глоточных карманов и эктодермы 3-й и 4-й жаберных щелей. Развивающийся тимус характеризуется интенсивной клеточной пролиферацией и увеличением массы органа. Отношение массы тимуса к массе тела достигает максимума в последней трети беременности, хотя абсолютное увеличение веса органа продолжается до половозрелого состояния. После этого начинается его прогрессивная инволюция.

Раннее эмбриональное развитие T-клеточной системы иммунитета является общей характерной чертой всех позвоночных животных.

Показатели T- и B-клеточных систем иммунитета у плода человека

Несмотря на очень раннее становление системы иммунитета по морфологическим признакам, его функциональная активность выражена недостаточно полно.

У развивающегося эмбриона стволовые кроветворные клетки впервые обнаруживаются в желточном мешке. Позднее основным депо стволовых элементов становится эмбриональная печень. У плода человека на 7--8-й неделе внутриутробного развития начинает закладываться костный мозг. Как кроветворный орган он начинает функционировать только с 4-го месяца беременности. Первые В-клетки появляются на 5--7-й неделе эмбриогенеза в паренхиме печени. Полноценный синтез IgM начинается ими на 10--11-й неделе развития. В условиях нормального развития плод не образует плазматических клеток. Они возникают при инфекционных заболеваниях матери.

Функциональная недостаточность T- и B-клеточных систем у эмбриона связана, скорее всего, не с собственными элементами иммунной системы, а с незрелостью вспомогательных регуляторных компонентов.

Плод с биологической точки зрения является для иммунной системы матери чужеродным антигеном, поскольку получает часть генов от отца. Для подавления отторжения плода иммунной системой матери иммунная система плода использует несколько механизмов. Так, на клетках ворсинчатого трофобласта появляется белок, называемый Fas-лигандом. Взаимодействуя с белком Fas на поверхности T-лимфоцитов матери, активированных против антигенов плода, он вызывает апоптоз материнских T-лимфоцитов. Кроме того, имеются особенности экспрессии молекул гистосовместимости I класса, обеспечивающие дополнительную защиту от атаки со стороны иммунной системы матери. В частности, классические молекулы гистосовместимости I класса отсутствуют на клетках ворсинчатого трофобласта. Важную роль в иммунологической толерантности плода играют и неклассические молекулы гистосовместимости (HLA-G).

Иммунная система новорожденных

Содержание T-клеток в крови новорожденных близко к их содержанию у взрослых. В то же время реакция на бактериальные антигены у новорожденных снижена и достигает нормы только к 6--12 месяцу постнатального развития. Это связано с особенностями продукции цитокинов у новорожденных, в частности со сниженным уровнем продукции некоторых интерлейкинов и интерферонов.