ПРОБЛЕМЫ ИММУНОЛОГИИ, ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ

Родоначальницей всех клеток иммунной системы является кроветворная стволовая клетка. Эта полипотентная самоподдерживающая единица генерирует образование предшественников Т-и В-лимфоцитов — пре-Т- и пре-В- клеток (рис. 1).

Т-лимфоциты развиваются в центральном органе иммунной системы — в вилочковой железе (тимусе) под влиянием ее эпителиальных клеток и гуморальных медиаторов. Тимический гуморальный фактор (тимозин, тимопоэтин и др.) выбрасывается в кровь; он обеспечивает дозревание Т-лимфоцитов вне вилочковой железы. Тимические лимфоциты, обнаруживаемые в вилочковой железе (тимоциты) генерируют образование лимфоцитов трех типов (Т-помощников, Т-эффекторов и Т-супрессоров) и поставляют их в кровь и в периферические лимфоидные органы.

Предшественники В-лимфоцитов под влиянием пока еще неизвестных причин через стадию пре-В-лимфоцитов, уже синтезирующих тяжелую цепь IgM, но не имеющих поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов, превращаются в костномозговые В-лимфоциты с IgM-рецепторами на своей поверхности. Эти лимфоциты генерируют и поставляют в периферические лимфоидные органы В-лимфоциты трех типов, способные превращаться в плазматические клетки, продуцирующие соответственно антитела IgM, IgG или IgA. Зрелые В-лимфоциты имеют на своей поверхности иммуноглобулиновые рецепторы IgM, IgG, IgA и IgD.

Особым гистогенезом характеризуются макрофаги: они происходят от кроветворного предшественника, общего с моноцитами.

Три типа зрелых Т-лимфоцитов, три типа зрелых В-лимфоцитов и макрофаги — вот семь основных клеточных партнеров, обеспечивающих все специфические иммунные реакции. Эти семь типов клеток и воспринимают антигенное раздражение, т. е. являются антигенореактивными. Естественные киллеры (см. ниже) и группа медиаторных клеток осуществляют важные вспомогательные функции.

Морфологически неразличимые популяции Т- и В-лимфоцитов функционально отличаются друг от друга и имеют на своей поверхности различные рецепторы, узнающие антиген, а также ряд антигенных маркеров, позволяющих различать эти популяции клеток и оценивать их количественно и функционально.

Иммунный ответ и его регуляция

В общей форме иммунный ответ складывается из следующих этапов (рис. 2). Проникающий антиген (чужеродный белок, полисахарид, вирус, бактерия или клетка) поглощается макрофагами и расщепляется в них на отдельные фрагменты. Эти фрагменты антигена выходят на мембрану макрофага, где взаимодействуют с определенными поверхностными структурами клетки. В комплексе с этими структурами макрофаг передает антиген Т- и В-лимфоцитам, поэтому макрофаг получил название «антигенпрезентующая клетка». В-лимфоцит способен распознавать и воспринимать антиген непосредственно, а Т-лимфоцит — только в комплексе с указанными поверхностными структурами макрофага. Эти структуры являются гликопротеидами, контролируемыми генами главной системы гистосовместимости — у мышей 1а-, К- и D-комплексами. При этом взаимодействующие клетки должны быть генетически тождественными, т. е. принадлежать одному организму. Генетически различные клетки не взаимодействуют. Эти явления получили название двойного распознавания и генетического ограничения.

Т-эффекторы, получив адекватный антигенный стимул, делятся и превращаются в цитотоксические клетки (Т-киллеры), осуществляющие реакции клеточного иммунитета определенной специфичности: разрушение трансплантата, противовирусный и противоопухолевый иммунитет, реакции гиперчувствительности замедленного типа. Т-помощники обеспечивают подачу второго сигнала, необходимого для размножения и дифференцировки антигенстимулированного В-лимфоцита, что приводит к накоплению клона плазматических клеток, вырабатывающих иммуноглобулины — антитела против данного антигена. Т-супрессоры относятся к клеткам-регуляторам.

Генная регуляция иммунного ответа. Против любого антигена вырабатывается комплементарно связывающаяся с ним молекула белка — антитело. Доказано, что многообразие специфичности антител генетически закодировано и представлено примерно 107 вариантами. Каждый клон лимфоцитов способен синтезировать один из множества вариантов, определяемый парой так наз. V-генов, кодирующих вариабельную область (V-область) одной из пептидных цепей молекулы иммуноглобулина. Дискутируется лишь вопрос о том, каким образом в каждом из множества клонов лимфоцитов возникает своя пара V-генов. Предполагают, что это результат соматических мутаций, происходящих в ходе эмбрионального развития. Не исключено, что в геноме организма представлен весь возможный набор V-генов, а в каждом лимфоците открыт (дерепрессирован) только один, причем в разных лимфоцитах работают разные V-гены. Возможно, что имеется ограниченное, передающееся из поколения в поколение количество V-генов, часть из к-рых отличается гипермутабельностью. Показано, что в процессе онтогенетического развития клеток В-линии (клеток-антителопродуцентов) происходит неоднократная реорганизация той части генома, к-рая кодирует синтез молекул иммуноглобулинов.

Несмотря на то, что причины многообразия специфичности антител еще окончательно не установлены, генетический анализ структурных генов, кодирующих синтез антител, позволил выявить следующие важнейшие закономерности:

Полипептиды, составляющие молекулу иммуноглобулина, кодируются тремя несцепленными группами ауто-сомных генов. Одна кодирует тяжелую цепь того или иного класса иммуноглобулина (IgG, IgM, IgA, IgE), другая — легкую цепь х-типа, третья — легкую цепь Х-типа.

Каждая из трех указанных групп генов включает набор генов вариабельных областей (Vx, V2 . . . Vn) и гены константной области (С-гены) полипептидных цепей иммуноглобулинов, причем V-гены представлены в геноме двумя или тремя группами сегментов, объединяющихся в процессе дифференцировки лимфоцитов.

Важной проблемой генного контроля иммунного ответа являются гены иммунного ответа — Ir-гены (имму-нореактивные гены), к-рые регулируют силу иммунного ответа на тот или иной антиген. В зависимости от на ли-

чия того или иного Ir-гена организм характеризуется высокой или низкой реактивностью по отношению к каждому конкретному антигену. Один и тот же индивидуум может иметь Ir-гены, определяющие его высокую реактивность к одним антигенам, и Ir-гены, определяющие низкую реактивность к другим, и наоборот. Открытие Ir-генов окончательно решило вопрос о конкретности иммунологической реактивности на различные антигены. Конечно, если воздействие ионизирующего излучения или цитостатических средств приводит к нарушению иммунной системы, то иммунный ответ на все антигены снижается, но конкретность тем не менее сохраняется, организм все равно в большей степени реагирует на тот антиген, в отношении к-рого он имеет Ir-ген высокой реактивности.

Гены иммунного ответа реализуют свое действие гл. обр. через систему Т-помощников. Эти гены у мышей находятся в I-области главного комплекса генов гистосовместимости. Одним из хорошо изученных продуктов, кодируемых генами I-области и представленных на поверхности клеток, является 1а-антиген. 1а-молекула — один из субстратов генного контроля клеточных взаимодействий при иммунном ответе.

Одной из главных задач современной фундаментальной и клинической иммунологии является изыскание путей и способов отмены генного контроля иммунного ответа, т. е. путей его фенотипической коррекции, в результате к-рой могут быть найдены или способы повышения иммунного ответа у низкореагирующих индивидуумов или, наоборот, понижения иммунного ответа у высокореаги-рующих индивидуумов. В этой области уже достигнуты значительные успехи. Найдены синтетические полиэлектролиты, к-рые в значительной степени замещают функцию Т-помощников, делая иммунный ответ Т- и Ir-независимым. Комплексирование или конъюгирование необходимого антигена с такими полиэлектролитами приводит к получению искусственной высокоиммуногенной макромолекулы, стимулирующей в эксперименте на животных высокий иммунный ответ у низкореагирующих, бестимусных или старых особей даже при однократной инъекции антигена без применения дополнительных стимуляторов или адъювантов.

Клеточная регуляция иммунного ответа. Взаимодействующие клетки (участники иммунного ответа) одновременно можно рассматривать и как клетки-регуляторы. Действительно, для реализации антителогенеза В-лимфоцит должен получить минимум два стимула — от антигена и от Т-помощника. В свою очередь, Т-помощник включается антигеном только с помощью макрофага. Следовательно, количество макрофагов или Т-помощников является фактором, регулирующим работу В-лимфоцитов и накопление плазматических клеток, т. е. продукцию антител. При этом имеет значение не только количество этих клеток, но и их функциональная активность, что наиболее выражено на примере системы Т-супрессоров.

Особая популяция Т-лимфоцитов (Т-супрессоры), открытая в 70-х гг. 20 в., является функциональным антагонистом Т-помощников. Т-супрессоры подразделяют на две субпопуляции. Первая из них (ТС1) небольшая, она индуцирует накопление основных (Тс2) супрессоров. Эти клетки имеют специальную рецепторную систему узнавания клеток-помощников и блокады их активности. В результате конечный итог иммунизации в виде выработки антител зависит не только от количества и активности В-лимфоцитов и макрофагов, но и в большей мере от высшего регулирующего звена — Т-помощников и Т-супрессоров (рис. 3). Наиболее яркими клиническими примерами патологических процессов, связанных с нарушениями в звене Т-супрессоров, являются вариабельная гипогаммаглобулинемия (гиперактивность Тс) и системная красная волчанка (дефицит Тс). В 1979 г. в эксперименте на животных С. С. Гамбаров доказал существование контрсупрессоров — Т-лимфоцитов, подавляющих активность Т-супрессоров. Доказано наличие клеток-супрессоров В-ряда, названных В-супрессорами, регулирующее влияние к-рых распространяется как на гуморальные, так и на клеточные формы иммунного реагирования. По-видимому, основной механизм их действия заключается в торможении пролиферации любых быстроразмножающихся клонов лимфоидных клеток. В-супрессоры в большом количестве обнаружены в костном мозге, где в норме плазматические клетки не накапливаются. В связи с этим наиболее вероятно, что функциональное значение этих клеток-регуляторов заключается в торможении или полном подавлении антитело-генеза в костном мозге — главном кроветворном органе. Нарушение регуляторной роли этих клеток может привести к развитию патологических процессов, сопровождающихся плазматизацией костного мозга.

В настоящее время большинство популяций лимфоцитов можно количественно и функционально определять в клинических условиях, но пока для этого используются трудоемкие методы, выполнимые только в условиях специализированной лаборатории.

Недавно открыта очень важная субпопуляция лимфоцитов, к-рая не несет четких признаков Т- и В-лимфоцитов. Речь идет об Nk-клетках (Natural killers) — естественных киллерах. Эти лимфоциты постоянно присутствуют в крови и лимфоидных органах, для их накопления не требуется антигенной стимуляции. Основная активность естественных киллеров направлена против опухолевых клеток, хотя они принимают участие в трансплантационном и противовирусном иммунитете. Разработана методика их обнаружения и оценки активности. Главным «фактором, регулирующим их активность, является интерферон — один из медиаторов иммунной системы.

Медиаторная регуляция иммунного ответа. В последнее десятилетие внимание биологов и медиков привлекло открытие новой группы нейромедиаторов — нейропептидов. Эти небольшие по размерам молекулы, состоящие всего из нескольких аминокислот, обладают удивительной активностью: энкефа-лины (эндорфины) обезболивают в сотни раз сильнее, чем морфин; 5-пептид сна является медиатором засыпания. Подобные медиаторы, функционирующие в иммунной системе, известны с 1948 г., когда Лоренс (Н. S.Lawrence) описал трансфер-фактор — субстанцию, к-рая, как предполагают, переносит состояние повышенной чувствительности к антигену с сенсибилизированного лимфоцита на интактныйи, соответственно, с сенсибилизированного к какому-либо антигену организма на несенсибилизированный организм. В последние 20 лет был обнаружен ряд медиаторов и гормонов, включающих или тормозящих активность клеток иммунной системы. Большинство из них вырабатываются Т-лимфоцитами, часть — макрофагами и клетками костного мозга. Препараты нек-рых медиаторов и гормонов в настоящее время используются в клинике в качестве иммуномодуляторов для стимуляции или коррекции иммунной системы у больных. В таблице 1 сгруппированы наиболее изученные медиаторы иммунной системы с указанием характера их действия и известных физико-химических свойств. Четко выделяются следующие группы регуляторных молекул: лимфокины и монокины, включая интерлейкины. Все они осуществляют регуляторные функции клеточного взаимодействия (Т-лимфоциты — В-лимфоциты — макрофаги).

Медиаторы вилочковой железы обеспечивают созревание и полноценное функционирование Т-лимфоцитов. 'Медиаторы (миелопептиды), вырабатываемые костным мозгом, в частности стимулятор антителопродуцентов, осуществляют функцию, подобную функции медиаторов вилочковой железы, но в отношении В-лимфоцитов. Многие медиаторы опосредуют каскадные клеточно-гуморальные реакции. Так, колониестимулирующий фактор Э, стимулируя макрофаги, обеспечивает усиление продукции ими интерлейкина 1. Последний вместе с антигеном участвует в активации продукции интерлейкина

2, стимулирующего другие субпопуляции Т-лимфоцитов, в т. ч. те, к-рые продуцируют интерферон. Т. о., посредством медиаторов включаются все необходимые для защиты специфические и неспецифические звенья иммунного ответа. По эффективности выработки нек-рых медиаторов, напр, фактора подавления миграции макрофагов или лейкоцитов, оценивают функциональную активность Т-лимфоцитов больных.

Интерлейкины находят применение в лабораторной практике. Добавление интерлейкина 2 в питательную среду обеспечивает длительное самоподдержание, пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцитов в культуре клеток. Интерферон, получаемый в настоящее время из культуры человеческих лейкоцитов или генно-инженер-ными методами, проходит широкую клиническую апробацию для лечения вирусных заболеваний, опухолей и различных иммунодефицитных состояний.

Медиаторы (гормоны) вилочковой железы также находят клиническое применение: при лечении детей с лимфогранулематозом и первичными иммунодефицитными состояниями наблюдалось стойкое улучшение иммунитета, клинических показателей и повышение эффективности других видов терапевтических воздействий. Перспективным представляется использование костномозгового медиатора, стимулирующего антителопродук-цию.

Идиотип-антиидиотипическая регуляция. Наибольший вклад в исследование этого типа регуляции деятельности иммунной системы, обнаруженного в 70-х гг. 20 в., внес Ерне (N. К. Jerne). В общей форме идиотип-антиидиопатическая регуляция работы иммунной системы отражена в так наз. сетевой теории, основанной на следующих положениях.

Тяжелые цепи иммуноглобулинов разделены по антигенным особенностям на 5 классов — 7, jut, а, 6, 8, соответствующих классам иммуноглобулинов (IgG, IgM, IgA, IgD, IgE), а легкие цепи — на 2 типа (к и X). Антигенные детерминанты этих цепей получили название изотипических, для каждой цеци они одинаковы у всех представителей данного биологического вида. Существуют, однако, внутривидовые антигенные различия у цепей одного и того же класса или типа. В соответствии с этими особенностями выделены аллотипы цепей того либо иного класса или типа. Напр., легкие х-цепи, несущие в 153-й позиции валин, а в 191-й — лейцин, относятся к аллотипу InV(l). Аланин и лейцин в этих позициях определяют аллотип InV (2). Субклассы цепей характеризуются своими аллотипическими маркерами. Всего у тяжелых 7-цепей описано более 20 аллотипов. Аллотипы генетически детерминированы и наследуются как ко доминантные признаки.

Поскольку у антител, специфичных для различных антигенных детерминант, конструкция активных центров неодинакова из-за наличия разных аминокислот в гипер-вариабельных областях молекулы, существуют антигенные различия между разными антителами, даже если они относятся к одному классу, субклассу и алло-

типу. Эти различия названы идиотинами. Идиотипы — это такие антигенные детерминанты, к-рые отличают активный центр одного антитела от активного центра другого. Как и все остальные различия иммуноглобулиновых молекул и их компонентов, идиотипические различия выявляются с помощью специфических антисывороток, т. е. с помощью антиидиотипических антител. Антиидиотипические антитела «узнают» молекулу иммуноглобулина по ее активному центру.

Если в организме вырабатываются антитела против двух антигенов, например А и Б, то антитела анти-А и анти-Б будут принадлежать по крайней мере к двум идиотинам — а и б, например Ida и Idb. Против них могут быть получены антиидиотипические антитела анти-а

и анти-б. Антиидиотипические антитела как бы имитируют антигенную детерминанту, т. к. специфически соединяются с активным центром антитела против данного антигена.

Изучение идиотипов и антител к ним привело к обнаружению у В- и Т-лимфоцитов идиотипических рецепторов. Среди популяций В-лимфоцитов имеются клетки с иммуноглобулиновыми рецепторами, обладающими специфичностью анти-А (идиотип Ida), и клетки с иммуноглобулиновыми рецепторами, обладающими специфичностью анти-а, т. е. аутоантиидиотипические (анти-Ida). Природа рецепторов Т-лимфоцитов еще не установлена. Но если они тождественны как идиотипы и анти-идиотипы, в их структуре должна принимать участие

молекула, тождественная вариабельной цепи иммуноглобулинов.

Теоретически наличие анти-1 d-рецепторов не вызывает сомнений, поскольку идиотии — это вариант антигенной детерминанты. Как и по отношению к любой другой детерминанте, среди лимфоцитов должны существовать клетки, несущие соответствующий рецептор. Но в таком случае должны быть клетки с анти-1 d-рецептора-ми и т. п. Эта предпосылка и дала возможность Ерне сформулировать теорию сетевой регуляции клеток иммунной системы.

Простейший вариант сетевой регуляции предполагает следующую схему взаимодействий лимфоцитов. Антиген А включает клон лимфоцитов, имеющих в качестве рецепторов идиотипы Ida. Клон размножается и вырабатывает анти-А-антитела, т. е. иммуноглобулины идиотина Ida. Данный клон стимулирует лимфоциты другого клона, несущего рецепторы анти-1 da. Эта вторая волна направлена против лимфоцитов первого клона, к-рый прекращает свое размножение, и т. о. иммунный ответ останавливается. Излишнее накопление клона второй волны останавливается третьей волной лимфоцитов, несущих анти-анти- Ida.

Более сложные гипотезы сетевой регуляции, опирающиеся на бесспорно доказанное существование идиотипов и антиидиотипов, предполагают, что разные популяции лимфоцитов, распознающих одну антигенную молекулу, несут разные рецепторы.

Простейшая схема реакций с учетом взаимодействия Т- и В- лимфоцитов представлена на рис. 4; в ней представлены следующие процессы: а) наличие Т-помощников и Т-супрессоров; б) Т-супрессоры несут антиидиотипы распознающих рецепторов; в) антигенная молекула имеет две специфические детерминанты — М и N.

Детерминанты активизируют соответствующие им Т- и В-лимфоциты. В результате возникают анти-антитела и анти-анти-антитела. Эти антитела включают Т-лимфоциты, к-рые несут антиидиотипические рецепторы. Взаимодействие идиотип — антиидиотип между Т-супрессорами и Т-помощниками блокирует активность последних (изображенные на схеме Т-супрессоры являются Т-помощниками для лимфоцитов, синтезирующих антиидиотипические антитела).

Наличие клонов лимфоцитов с рецепторами разной авидности (сродства) и антигенов с многочисленными антигенными детерминантами значительно усложняет деятельность регуляторной сети. Даже при отсутствии в организме чужеродных антигенов соответствующие им идиотип-антиидиотипические взаимоотношения должны обеспечивать непрекращающиеся взаимодействия различных лимфоидных клеток (В, Тп и Тс), принадлежащих к единому, узнающему определенный антиген клону. Считают, что эти взаимодействия, как активирующего, так и тормозящего характера, необходимы, т. к. они поддерживают систему в определенном равновесии и состоянии готовности к функционированию. Антигенное раздражение, являясь более мощным сигналом, чем сигнал идиотип-антиидиотипического взаимодействия, нарушает это равновесие. Иммунный ответ или установление иммунологической толерантности представляет собой переход системы в новое равновесное состояние. С помощью антиидиотипических антител возможно в недалеком будущем осуществление специфически направленной коррекции иммунной системы.

Таким образом, установление наличия идиотип-анти-идиотипических взаимодействий открывает широкие перспективы для теоретической и клинической иммунологии, в частности для рассмотрения с этих позиций патогенеза аутоиммунных и аллергических заболеваний и изыскания новых путей стимуляции иммунитета без помощи антигенов.

Клиническая иммунология

Нарушения иммунной системы могут быть разделены на три группы: дефектность того или иного звена иммунной системы (врожденные и приобретенные иммунодефицитные состояния); аутоагрессия против присущих организму в норме веществ (аутоиммунные заболевания) и избыточное накопление комплексов антиген — антитело (болезни иммунных комплексов); дисфункции, при к-рых в иммунной системе развиваются признаки гипертрофии в ущерб функционированию других звеньев (гипергаммаглобулинемии, болезни тяжелых цепей и др., а также крайняя степень выраженности гаммапатий при миеломной болезни с продукцией больших количеств моноклональных иммуноглобулинов того или иного класса).

Для оценки функциональной полноценности иммунной системы и диагностики нарушений ее деятельности необходимы специальные клинические и лабораторные методы. Их разработка на основе достижений фундаментальной иммунологии и внедрение в клиническую практику являются одной из основных задач клинической иммунологии. Поскольку нарушения функций иммунной системы сопровождаются опасностью возникновения инфекционных процессов, аутоиммунных расстройств, опухолей, аллергических заболеваний и др., значение клинической иммунологии совершенно очевидно. Клиническая иммунология решает такие важные задачи, как типирование и подбор доноров, проведение иммунодепрессивной терапии при трансплантации органов и тканей, при лечении аутоиммунных заболеваний, предупреждение гемолитической болезни плода и новорожденного, разработка методов диагностики и иммунотерапии злокачественных опухолей. Клиническая иммунология изучает как болезни, характеризующиеся нарушением функции лимфоидных тканей, так и заболевания, при к-рых важную роль играют иммунные реакции. Многие теоретические и методические успехи, достигнутые в области иммунологии, особенно за последнее десятилетие, получили практическое применение в диагностике и лечении.

Достижения теоретической иммунологии получили широкое клиническое применение при иммунодефицит-ных состояниях, лимфопролиферативных заболеваниях, ряде инфекционных болезней, аутоиммунных расстройствах, аллергии, болезнях системы крови, злокачественных опухолях и при пересадке органов.

В связи с важностью развития клинической иммунологии ВОЗ рекомендует создавать в научно-исследовательских институтах отделения клинической иммунологии. По мнению экспертов ВОЗ, в таких отделениях должны быть предусмотрены три подразделения — теоретическое, прикладное и клиническое. Основной задачей первого является развитие фундаментальной иммунологии человека; второе отделение решает вопросы внедрения достижений теоретической иммунологии в клиническую практику; третье отделение осуществляет иммунологическое обследование больных с непосредственным наблюдением за ними и участием в их лечении.

Клиническая иммунология все шире внедряется в медицинскую практику, приобретая важное значение в клиниках различного профиля.

Так, напр., иммунологические тесты имеют решающее диагностическое значение при гемолитической болезни плода и новорожденного (выявление резус-несовместимости), системной красной волчанке (выявление антител к ДНК), иммунодефицитных состояниях (исследование Т- и В-лимфоцитов, различных фракций иммуноглобулинов), некоторых новообразованиях и др. Иммунологические исследования играют важную роль и при проведении ряда лечебных мероприятий, напр, переливании крови, трансплантации органов и тканей.

Оценка состояния иммунной системы осуществляется с помощью различных методов. Так, методы, проводимые in vivo (в частности, кожные пробы, оценка способности развивать иммунный ответ при введении антигена, отторгать кожный лоскут и др.)» позволяют оценивать состояние иммунной системы на уровне всего организма. Для тестов, выполняемых in vitro, используют биологические жидкости (кровь, лимфу, слюну) и иммунокомпетентные клетки (клетки крови, лимфы, костного мозга, лимфатических узлов и др.), полученные от больного.

На основании данных ВОЗ и многолетнего опыта по определению иммунологических показателей у здоровых лиц и при различных заболеваниях оценку иммунного статуса рекомендуется проводить в два этапа.

На первом этапе выявляют обобщенные характеристики или грубые дефекты в системе клеточного и гуморального иммунитета, а также в системе фагоцитоза с помощью наиболее простых, так наз. ориентирующих тестов (тесты первого уровня). К ним относятся следующие иммунологические тесты: определение в крови относительного и абсолютного числа лимфоцитов; тесты розетко-образования для определения относительного и абсолютного числа Т- и В-лимфоцитов крови (в настоящее время на основе моноклональных антител, синтезируемых культурами гибридом, разработаны флюоресцирующие реагенты для прямого выявления различных субпопуляций Т- и В-лимфоцитов, моноцитов и других клеток); определение концентрации сывороточных иммуноглобулинов основных классов (M, G, А); определение фагоцитарной активности лейкоцитов.

Перечисленные тесты доступны и информативны. Их можно применять в условиях клинической лаборатории многопрофильной или специализированной больницы. Результаты практически всех перечисленных тестов могут быть получены в течение суток.

Более тщательный анализ иммунного статуса целесообразно проводить на втором этапе (тесты второго уровня) в том случае, если имеются отклонения в ориентирующих тестах или при специальных показаниях. Для установления характера и выраженности иммунологического дефекта рекомендуются тесты, к-рые можно обозначить как аналитические: определение субпопуляций регуляторных Т-лимфоцитов (Т-помощники, Т-супрессоры); прямой тест определения спонтанной миграции лейкоцитов и тест торможения миграции лейкоцитов с использованием в качестве стимулятора фитогемагглютинина; оценка функциональных свойств иммунорегуляторных клеток в тестах конконавалин А-индуцированной супрессорной активности; постановка (при отсутствии противопоказаний) кожных тестов гиперчувствительности замедленного и немедленного типа на туберкулин, грибковые антигены, динитрохлорбензол, аллергены; оценка пролиферативной активности Т- и В-лимфоцитов в реакции бластотрансформации на митогены, антигены, аллоген-ные клетки; определение В-лимфоцитов, несущих поверхностные иммуноглобулины разных классов; оценка синтеза иммуноглобулинов в культуре В-лимфоцитов; непрямой тест торможения миграции лейкоцитов; оценка активности киллеров (К- и NK-клеток); тесты на оценку наиболее значимых медиаторов иммунной системы, в том числе интерлейкинпродуцирующей активности клеток; определение различных компонентов комплемента; оценка различных этапов фагоцитоза и рецепторного аппарата фагоцитов.

Следует подчеркнуть, что многие иммунологические тесты второго уровня весьма трудоемки, постановка их требует специального оборудования, дефицитных реактивов и большого навыка. Окончательные результаты могут быть получены через 3—7 суток. Однако лишь такие тесты дают возможность наиболее точно локализовать и определить нарушения иммунной системы, что крайне необходимо для правильного применения современной иммунокоррегирующей терапии.

Тесты первого уровня должны быть обязательными во всех с лучах иммунологического обследования, спектр тестов второго уровня следует постоянно расширять и внедрять в практику.

Совершенствование способов оценки иммунного статуса осуществляется путем стандартизации и автоматизации методов тестирования того или иного звена иммунной системы; разработки микро- и экспресс-методов; изыскания новых приемов и принципов оценки на основе анализа внутрисистемных связей. Последнее наиболее важно для развития клинической иммунологии. Это связано с тем, что иммунная система является многокомпонентной и сложносбалансированной системой. При ориентации на отклонения средних (нормальных) показателей можно выявить лишь достаточно грубые нарушения. Если грубые нарушения скомпенсированы другим защитным механизмом, то отклонения от нормы отдельных показателей не сопровождаются клиническими проявлениями. Более того, такое отклонение от средней величины может свидетельствовать о нормальной реакции иммунной системы на возмущающее воздействие эндогенной или экзогенной природы и о ее высокой способности к адекватному реагированию, т. е. о нормальной функции. Наоборот, малые сдвиги, даже не выходящие за пределы колебаний нормальных средних величин, или потеря способности к большим адаптационным колебаниям могут быть проявлением серьезных нарушений функции иммунной системы. Поиски корреляций между отдельными показателями иммунной системы и их соотношений с внесистемными сдвигами в ближайшее время позволят давать гораздо более точную и более полноценную диагностическую и прогностическую оценку иммунного статуса больного и здорового человека.

Иммунотерапия и иммунокоррекция. Применение иммунологических методов в лечении различных видов патологии получило названия иммунотерапии и иммунокоррекции. Разграничение этих понятий условно. Первым в истории иммунологии примером иммунотерапии было использование антитоксической противодифтерийной сыворотки для лечения дифтерии. Впоследствии введение готовых антител (пассивный иммунитет) стали применять для лечения столбняка, ботулизма и др. Нашли применение в медицинской практике антистафилококковые, антигриппозные и другие сыворотки или выделенные из них иммуноглобулины, т. е. концентрат антител. Предпринимаются попытки иммунотерапии опухолей с помощью противоопухолевых антител. Это направление в настоящее время является перспективным благодаря разработке технологии культивирования гибридом, синтезирующих моноклональные антитела заданной специфичности.

Другим примером иммунотерапии может служить многократная гипосенсибилизирующая иммунизация больных аллергией соответствующим аллергеном, направленная на индуцирование выработки IgG-антител той же специфичности, что и обусловливающих аллергию антител IgE.

К иммунотерапевтическим воздействиям относятся удаление иммунных комплексов путем гемосорбции или плазмафереза при аутоиммунных и иммунокомплексных заболеваниях, отмена реакции трансплантат против хозяина путем переноса спнгенных лимфоидных клеток (адоптивный иммунитет) и т. п. Основная цель иммунокоррекции — активное вмешательство в работу иммунной системы, изыскание путей ее стимуляции и депрессии, причем не только системы в целом, но и ее отдельных клеточных популяций — Т-помощников, Т-супрессоров, К-клеток и др.; включение или блокада клонов конкретной специфичности. Иммунокоррекция — это первый этап иммунофармакологии, в задачи к-рой входят создание лекарственных средств и разработка способов лечения патологии иммунной системы.

В настоящее время самым крупным с практической точки зрения достижением иммунокоррекции является лечение гемолитической болезни новорожденных. Эта болезнь, часто приводящая к смерти новорожденных, возникает вследствие иммунного конфликта между матерью и плодом в том случае, когда кровь матери резус-отрицательная, а кровь отца ребенка — резус-положи-тельная. Если ребенок унаследовал от отца резус-антиген и развивается в материнском организме, не имеющем этого антигена, то при повторных беременностях возникает иммунный конфликт. Иммунная система матери вырабатывает антитела против резус-положительных эритроцитов плода. Во время первой беременности этот конфликт, как правило, не успевает развиться. Вторая беременность у резус-отрицательных женщин в большем проценте случаев сопровождается развитием иммунного конфликта, предотвратить к-рый позволяет иммунокоррекция. При иммунокоррекции женщинам с резус-от-рицательной кровью в течение суток после первых родов вводят 150—200 мкг антирезусного иммуноглобулина. В результате последующей беременности иммунная реакция материнского организма против резус-антигена эритроцитов плода не происходит.

Иммунокоррекция, направленная на угнетение иммунологической реактивности, применяется при пересадке органов и тканей. Даже при самом тщательном иммунологическом подборе донора и реципиента выявление совместимых пар — событие чрезвычайно редкое. А это значит, что для приживления трансплантата необходимо подавление иммунных реакций, направленных на его отторжение. В практику внедрен ряд препаратов иммуно-денрессивного действия, применение к-рых обеспечивает успешную пересадку органов и тканей. Одним из перспективных препаратов является циклоспорин А, обладающий избирательным действием против Т-лимфоцитов, в результате чего тормозятся преимущественно реакции отторжения. К сожалению, подавляющее большинство имеющихся препаратов вызывает тотальную депрессию иммунной системы — подавление всех или почти всех иммунных реакций. Пересаженный орган не отторгается, но противомикробная и противоопухолевая защита также резко снижается. В несколько десятков раз повышается вероятность инфекционного осложнения и возникновения опухоли. В связи с этим методы иммунодепрессии еще предстоит совершенствовать на основе углубления знаний о клеточных и молекулярных основах функционирования иммунной системы.

Заместительная иммунокоррекция и стимулирующая коррекция иммунной системы также внедряются в клиническую практику. Заместительная иммунокоррекция— это использование препаратов готовых антител самой широкой специфичности (иммуноглобулинов). В качестве фактора, стимулирующего иммунитет, все шире используется интерферон — активатор клеток, обеспечивающий противовирусный и противоопухолевый иммунитет. Применяется изопринозин, к-рый стимулирует противовирусный иммунитет, приостанавливает развитие острых респираторных заболеваний, герпеса, гриппа и вызываемых вирусами иммунодефицитных состояний. Все шире используются препараты, выделенные из ткани вилочковой железы (тимозин, Т-активин, тимопоэтин и др.)- Их действие заключается в стимуляции клеточных форм иммунного реагирования. Они оказались эффективными при лечении опухолей, хронических инфекционных и аутоиммунных процессов, а также нек-рых трудно поддающихся лечению заболеваний кожи. Внедряются в практику препараты костномозгового происхождения — миелопептиды, стимулирующие гуморальные формы иммунного ответа, т. е. выработку антител. Поиск и внедрение эффективных иммуностимуляторов и иммуномодуляторов — новое перспективное направление в фармакологии.

Иммунная биотехнология

Иммунная биотехнология необходима не только в медицине, но и в микробиологии, вирусологии, молекулярной биологии, биоорганической химии. В ее задачи входит производство гормонов, витаминов, белков, ферментов, токсинов, вакцин, ряда ценных препаратов, в частности веществ, синтезируемых лимфоцитами и другими клетками иммунной системы, а также разработка индикаторных методов выявления микроорганизмов, клеток или клонов микроорганизмов и клеток, что используется в генной инженерии и во многих отраслях микробиологической, пищевой и фармацевтической промышленности. Применение антител имеет большую перспективу, т. к. позволяет выделять биоорганические соединения в чистом виде (с помощью иммуносорбентных методов).

В обычной биотехнологии для получения антител используют в качестве продуцента интактное или иммунизированное животное, из крови к-рого выделяют определенные белки, иммуноглобулины, антитела. Производство этого типа предполагает наличие дорогостоящих питомников мелких (кролики, мыши, крысы, морские свинки) и крупных (козы, ослы, лошади) животных. При этом следует иметь в виду, что разные животные (и даже одна и та же особь) вырабатывают антитела против того или иного вещества, отнюдь не полностью тождественные. Для достижения их моноспецифичности приходится прибегать к серии сложных технологических приемов по адсорбции антисывороток. Это связано не только с индивидуальными особенностями животных или «поливалентностью» иммунизирующего материала, но и с клонированностью клеток иммунной системы организма. Каждый лимфоидный клон иммунной системы вырабатывает особый вариант специфического антитела. В сыворотке иммунизированного животного всегда накапливаются продукты «работы» многих клонов. Антитела в антисыворотке не моноклональны, они представляют собой «семью» очень похожих, но нетождественных антител. Поэтому иммунные реагенты, полученные разными лабораториями или одной лабораторией, но в разное время, не совсем тождественны. Несмотря на высокую степень специфичности, это не идеальные реагенты, ибо они не моноклональны. В последние годы иммунология решила эту проблему: был разработан метод получения моноклональных антител.

В 1975 г. Келер и Милстайн (G. Kohler, С. Milstein) разработали методику получения клеточных гибридов — гибридом путем слияния нормальных лимфоцитов иммунизированных животных с культивируемыми в питательной среде клетками миеломных штаммов. Гибридом-ные клетки способны синтезировать определенное антитело и бесконечно размножаться in vitro. Синтезируемые гибридомным клоном моноклональные антитела могут быть получены в неограниченном количестве. По всем параметрам антитела, вырабатываемые одним клоном, идентичны (по классу молекулы, ее типу и специфичности). Эти молекулы взаимодействуют только с одним антигеном. Таким образом, полученный в пробирке, во флаконе или в клеточном реакторе препарат может служить идеальным по специфичности реагентом на ту или иную органическую субстанцию, идеальным диагностическим или лечебным средством. Набор получаемых таким образом специфических реагентов не ограничен. Это могут быть антитела против белков крови и тканей, против специфических антигенов органов, опухолевых и нормальных клеток, против отдельных белков вирусов, бактерий, паразитов, против ряда химических соединений и т. п.

За несколько лет проблема изучения и практического использования гибридом получила интенсивное развитие. В разных странах к ее разработке подключились сотни исследователей. Уже создаются фирмы и фабрики по производству моноклональных антител, применяемых в качестве уникальных реагентов, диагностических и лечебных препаратов. Использование моноклональных антител внесло огромный вклад в науку. Проанализирована структура и генетика иммуноглобулинов, открыты и исследованы рецепторы лимфоцитов, получены реагенты на субпопуляции лимфоцитов и опухолевых клеток, моноклональные антитела против отдельных белков микроорганизмов, проведены эксперименты по лечению нек-рых форм злокачественных опухолей. Синтезирован высокоочищенный препарат интерферона. Зехер и Берк (D.S. Secher, D. С. Burke, 1980) получили гибридому, продуцирующую моноклональные антитела против интерферона, вырабатываемого человеческими лейкоцитами, и использовали их для очистки интерферона путем аффинной хроматографии.

Применение антительных реагентов (моноклональных антител) позволяет стандартизировать иммунологические реакции с высокой степенью точности. Выпускаются кассеты с гелями, содержащими определенные антитела. Если в исследуемой жидкости содержится искомый антиген, то при внесении ее капли в гель появляется кольцо преципитации (метод Манчини и другие варианты радиальной иммунодиффузии). По диаметру кольца определяют концентрацию антигена. Существуют приборы, позволяющие проводить автоматическую регистрацию преципитации антиген — антитело в токе жидкости, проходящей по капиллярным трубкам прибора. С помощью этого метода определяют очень малые количества антигенов, измеряемые в микрограммах. Более чувствительные методы основаны на использовании меченых антител и антигенов. Прежде всего это иммунофлюоресцент-ный и иммуноферментный методы, с их помощью может быть определено вещество, концентрация к-рого составляет 10~10 г/л. Радиоиммунологический метод, основанный на конкуренции искомого антигена с радиоактивным антигеном, дает возможность проводить индикацию и количественную оценку биоорганических соединений с чувствительностью до 10“12 г/л. Специального рассмотрения требуют вопросы производства мно-жеста антигенных и серологических препаратов для лабораторной диагностики ряда инфекционных болезней, аутоиммунных и других заболеваний, вопросы производства адъювантов, гормонов и медиаторов иммунной системы типа тимозина, трансфер-фактора, костномозговых стимуляторов антителопродукции и других иммунобиологических препаратов.

Особого внимания заслуживает применение меченных флюоресцирующими красителями антител против антигенов, напр, опухолевых клеток, с последующей индикацией этих клеток с помощью лазера. В результате можно обнаруживать, удалять эти клетки или осуществлять их препаративное выделение в достаточных для исследования количествах.

Дальнейшее совершенствование иммунных препаратов, внедрение в биологию и медицину новых современных высокочувствительных иммунологических методов и разработка принципиально новой технологии изготовления иммунных препаратов являются важными задачами иммунологии. Достижения иммунной биотехнологии в настоящее время открывают новые перспективы в создании высокочувствительных и высокоэффективных иммунных препаратов.

Таблица. Некоторые физико-химические характеристики основных медиаторов иммунной системы, источник и условия их выработки в организме, роль в иммунном ответе

Библиогр.: Арион В. Я. Выделение, физико-химические свойства и биологическая активность Т-активина, в кн.: Итоги науки и техники, Сер. Иммунология, под ред. Г. И. Марчука и Р. В. Петрова, т. 10, с. 45, М., 1982; Бабаева А. Г. Регенерация и система иммуногенеза, М., 1985; Гамбаров С. С. Контрасупрес-сорная активность клеток лимфатических узлов, Биол. журн. Армении, № 8, с. 771, 1979; Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, т. 27, № 4, 1982; Зотиков Е.А. Антигенные системы человека и гомеостаз, М., 1982; Петро в Р. В. Иммунная биотехнология, Иммунология, № 4, с. 5, 1981; о н ж е, Иммунология, М., 1983; П е т р о в Р. В. иХаитов Р. М. Лимфоциты-супрессоры В-ряда — В-супрессоры, Усп. совр. биол., т. 91, в. 1, с. 8, 1981; Петров Р. В., X а и т о в Р. М. и Ата-уллаханов Р. И. Иммуногенетика и искусственные антигены, М., 1983; Петров Р. В., М и х а й л о в а А. А. и 3 а-харова JI.A. Иммунная система: гормоны и медиаторы, Пробл. эндокрин, и гормонотер., т. 31, № 5, с. 13, 1985; Fundamental immunology, ed. by W. E. Paul, N. Y., 1984; J e г n e N. К. Towards a network theory of the immune system, Ann. Immunol., y. 125c, p. 373, 1974; Kohler a, Miistein G. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity, Nature (Lond.), v. 256, p. 495, 1975; Та 1 war G. P. Immuno-biotechnology — scope and perspectives, Curr. Sci., v. 53, p. 1, 1984; Thymic hormones and lymphokines, ed. by A. L. Goldstein, N. Y., 1984.

Академик Р. В. Петров