В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпетентных клеток к определенному антигену.

Вопросы к занятию.

1.Определение понятия трансплантация. Виды трансплантации в зависимости от генетической чужеродности антигена.

2. Иммунологическая характеристика трансплантата.

3. Основные механизмы трансплантационного иммунитета.

4. Характеристика прямого и непрямого механизмов распознавания Т-лимфоцитами МНС-молекул трансплантата в рамках клеточного адаптивного иммунного ответа.

5. Значение NK-клеток при распознавании трансплантата.

6. Гуморальный адаптивный иммунный ответ и нормальные антитела при отторжении трансплантата.

7. Иммунологические основы сверхострого, острого и отсроченного отторжения трансплантата.

8. Трансплантация костного мозга. Реакция «трансплантат против хозяина».

9. Иммунологическая толерантность, определение, классификации, механизмы формирования.

Трансплантационный иммунитет. Иммунологическая толерантность

Трансплантацией называют пересадку тканей или органов, хирургически изъятых из одного организма (донора), во внут­реннюю среду другого организма (реципиента).

Если транс­плантацию делают между генетически чужеродными организмами одного вида, то ее называют аллотрансплантацией, а антигены тканей — аллоатигенами, реакцию иммунной системы — соответственно ответом на аллоантигены. Разных видов – ксеногенная. Пересадка от самого реципиента – аутотрансплантация. От генетически идентичных доноров (однояйцовые близнецы).

Наибольшую роль в отторжении трансплантата играют антигены МНС II класса, вызывающие преимущественно Т-кл иммунитет.

Трансплантации тканей — ятрогенное действие, не имею­щее естественных аналогов в природе. Тем не менее в меди­цинских целях трансплантацию производят не так уж редко.

Трансплантационный иммунитет.

С иммунологической точки зрения трансплантат содержит – собственный клетки органа донора с чужим МНСI (это чужеродный белок, который при слущивании, распознается дендритными клетками реципиента и рецептор, с которым СD8 лимфоциты реципиента могут взаимодействовать как с измененным своим) + дендритные клетки донора с чужим МНСI.

Трансплантационная реакция сочетает некоторые черты цитотоксической и воспалительной форм клеточного иммунного ответа. Она реализу­ется с участием как CD8⁺, так и CD4⁺ Т-лимфоцитов. Первые являются основными эффекторными клетками, ответственными за гибель клеток трансплантата; вторые обеспечивают развитие иммунного воспаления, способствующего гибели пересаженной ткани через нарушение трофики и активацию факторов врожденного иммунитета.

Афферентное звено иммунного ответа на аллотрансплантат состоит из двух параллельных путей, приводящих к активации CD4⁺ и CD8⁺ Т-лим­фоцитов. Вовлечение в ответ CD4⁺ Т-клеток происходит за счет миграции из трансплантата в региональный лимфатический узел дендритных клеток. Известен феномен «клеток-пассажиров»: для того, чтобы аллогенный транс­плантат был распознан иммунной системой хозяина, в нем должны при­сутствовать клетки костномозгового происхождения, при искусственном вымывании которых трансплантат утрачивает иммуногенность.

Показано, что.Т-клетки могут распознавать молекулы МНС с помошью двух разных механизмов — прямого и непрямого, опосредованного через презентацию аутологичными АПК. В последнем случае презента­ция реализуется по классическому пути: молекула МНС вместе с другими молекулами аллогенных клеток поступает в дендритные клетки путем эндоцитоза, расщепляется в их эндосомах и включается в состав моле­кул МНС-II. Такой путь презентации обычно реализуется при активации CD4⁺Т-лимфоцитов. В соответствии с основными закономерностями раз­вития иммунного ответа этот процесс реализуется в региональном лимфа­тическом узле, в который мигрируют из трансплантата содержащиеся в нем дендритные клетки («клетки-пассажиры»). Вероятно, именно они служат источником донорских молекул МНС.

Прямое распознавание МНС-антигенов чаще реализуется при актива­ции CD8⁺ Т-клеток. В этом случае TCR непосредственно взаимодействует с аллогенной молекулой МНС. Вероятно, источником антигенного сигнала служит клетка-пассажир — аллогенная дендритная клетка, которая сама представляет молекулу МНС класса I Т-лимфоциту реципиента. Полагают, что в этом процессе основную роль играет распознавание не антигенного пептида (вероятно, он вообще не имеет значения), а особенностей структу­ры молекулы МНС, отличающейся от МНС хозяина. Очевидно, аллогенная дендритная клетка, как и сингенная, поставляет костимулирующие сиг­налы.

Формирующиеся эффекторные Т-клетки обоих типов (Thl-клетки и цитототоксические Т-лимфоциты) поступают в циркуляцию и в результа­те экспрессии на их поверхности хемокиновых рецепторов, мигрируют в очаги воспаления, всегда сопутствующе­го трансплантации, и инициируют реакции, приводящие к отторжению ткани.

Наряду с этими антигенспецифическими клетками в трансплантат мигрируют естественные киллеры- обусловлено отсутствием на клетках мишенях сингенных моле­кул МНСI, а также воспалительные клетки, прежде всего макрофаги.

Цитотоксические клетки обоих типов осуществляют цитолиз по перфориновому и Fas-зависимому механизмам. Дополнительный вклад в отторжение аллотрансплантатов вносит IFNy, выделяемый цитотоксическими клетками обоих типов.

Еще П. Медавар показал, что гуморальные антитела не играют сущест­венной роли в отторжении аллотраснплантата. В некоторых ситуациях антитела даже препятствуют отторжению, защищая клетки транспланта­та от разрушительного действия Т-лимфоцитов. При повторной подсадке аллогенных тканей антитела, образующиеся в ходе иммунного ответа на аллоантигены, вносят вклад в реакцию отторжения. Они могут диффунди­ровать в трансплантат, формировать иммунные комплексы с мембранными антигенами его клеток, привлекая макрофаги и обусловливая их FcR-зави-симую активацию.

Нормальные антитела. При пересадке ксенотрансплантатов антитела могут играть ключевую роль в отторжении. Однако это не иммунные, а естественные антитела к а-гликановым гликаны) входят в состав мембранных гликопро-теинов клеток большинства животных, но отсутствуют у человека. В резуль­тате развивается быстрая реакция, сопровождающаяся спазмом сосудов, напоминающая реакцию secondset на аллотрансплантат.

Лимфоидная инфильтрация — одно из самых типичных морфологических проявлений трансплантационной реакции.

Отторжение трансплантата с клинической точки зрения бывает:

1) сверхострое — на операционном столе;

2) острое— в течение первых месяцев после пересадки;

3) отсроченное— через несколько лет после пересадки.
Сверхострое отторжение происходит во время или вскоре после операции. При этом развивается окклюзия кровеносных сосудов, связывающих трансплантат с телом. Это случается, если организм реципиента уже был иммунизирован антиге­нами донора или антигенами, перекрестно реагирующими с антигенами донора, и у реципиента в крови есть достаточное количество антител к тканевым антигенам стенок сосудов или клеток крови донора. Эти антитела немедленно «садятся» на стенки сосудов трансплантата, активируют комплемент и си­стему коагуляции крови, что влечет за собой быстрый тром­боз сосудов и отключение органа.

Острое отторжение — это нормальный первичный иммун­ный ответ на трансплантат при отсутствии медикаментозной иммуносупрессии. В деструкцию трансплантата могут быть вов­лечены все известные эффекторные механизмы иммунного воспаления.

Отсроченное отторжениепо механизмам аналогично ост­рому, но только в результате эффективной иммуносупрессии индукция иммунного ответа откладывается на несколько лет.

Трансплантация костного мозга. Реакция «трансплантат против хозяина»

Пересадки клеток костного мозга занимают обособленное место в прак­тике трансплантаций. Во-первых, их осуществляют в форме инфузий сус­пензий клеток, а не подсадки солидной ткани. Во-вторых, при пере­садке аллогенного костного мозга мобилизуются иммунные механизмы, отличные от таковых при трансплантации солидных органов. В-третьих, подобная трансплантация несет опасность иммунологической агрессии со стороны пересаженной ткани.

Трансплантация аллогенного костного мозга, содержащего Т-лимфоциты, может послужить основой для возникновения реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ).

Острая болезнь «трансплантат про­тив хозяина» развивается в течение 100 сут после облучения и пересадки костного мозга.

Чаще всего наблюдается поражение трех «мишеней» — кожи (эпидермиса), печени (эпителия желчных протоков, но не гепатоцитов) и пищеварительного тракта (слизистой оболочки). Проявлениями РТПХ в этом случае являются сыпь, желтуха, диарея, кишечные кровоизлияния. Массивное слущивание эпителия слизистой оболочки кишечника или обширные некро­тические процессы могут приводить к смертельному исходу.

Хроническая болезнь «трансплантат против хозяина» развивается позже 100 сут после подсадки костного мозга. Она проявляется фиброзом и атро-фическими процессами без некрозов. Поражаются те же эпителиальные ткани и органы, что и при острой форме болезни, а также легкие.

Общепринятый подход к профилактике болезни «трансплантат против хозяина» состоит в удалении Т-клеток из пересаживаемого костного мозга. Это действительно предотвращает развитие заболевания, но при этом ухуд­шается приживление трансплантируемых клеток в костном мозгу реципи­ента.

В тактике клинической трансплантации решающую роль играют две процедуры — подбор доноров трансплантатов и иммуносупрессия.

Обычный материал для пересадок — органы, полученные непосредст­венно после смерти (чаще всего при несчастных случаях) или криоконсер-вированные органы. Существуют межнациональные банки органов, и при необходимости пересадки на основании анализа баз данных подбирают донора с максимальной совместимостью. При этом учитывают антигены полиморфных локусов HLA - DRB, DQA, DQB, DPA, DPB, А, В, С. Решающее значение для успеха трансплантации имеет совместимость по генам HLA класса II, особенно DRB. Среди продуктов генов HLA класса I наибольшее значение имеют антигены HLA-B. Показано, что при полной совместимости по генам DR и В и адекватной иммуносупрессии приживление донорской почки в течение года происходит в 90% случаев, тогда как при максималь­ной несовместимости по этим генам (различия по 4 аллелям) и такой же супрессивной терапии — в 70% случаев

Переливание крови

Особым вариант пересадки аллогенных тканей — переливание крови. Эта процедура получила широкое применение в медицинской практике после открытия К. Ландштейнером (К. Landsteiner) в 1900 г. групп крови — первых установленных систем антигенного полиморфизма у человека.

Эритроциты не имеют МНСI.

Особенность системы аллоантигенов, важная при переливании крови, состоит в уже упомянутом наличии в сыворотке крови людей естественных антител к отсутствующим антигенам - А и В при I группе крови В при II группе крови и А при III группе крови; при IV группе крови естественные антитела отсутствуют. Эти антитела относятся к изотипу IgM. Вероятно, они являются продуктами В1-клеток. Антигрупповые антитела называют изоаглютининами и обозначают гре­ческими буквами, соответствующими латинским обозначениям антигенов, которые они распознают, например изоаглютинин а — это анти-А-анти-тела. Реакцию аглютинации используют для определения групп крови. В присутствии комплемента антигрупповые антитела вызывают лизис анти-генположительных эритроцитов.

Таким образом, наличие у реципиента предсуществующих антител к антигенам донора приводит к лизису перелитых эритроцитов и фор­мированию иммунных комплексов, содержащих антитела и фрагменты мембраны эритроцитов.

Поскольку количество вводимой крови, как правило, значительно меньше ее обще­го объема у реципиента, ее аглютинирующая способность, как правило, нивелируется. Именно поэтому наличие в переливаемой крови антител к эритроцитарным антигенам хозяина обычно не вызывает патологичес­ких последствий. Раньше на этом основании формулировали правила переливания крови, в соответствии с которыми лиц с I группой крови рассматривали как универсальных доноров, а лиц с IV группой — как универсальных реципиентов. В настоящее время общепринята практика, допускающая переливание крови только при полной совместимости доно­ра и реципиента по антигенам системы АВО.

Наиболее защищенным от иммунной атаки «трансплантатом» является плод в матке беременной женщины.

Иммунологическая толерантность— явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти. Проявляется она отсутствием специфического продуктивного иммунного ответа организма на антиген в связи с неспособностью его распознавания.

В отличие от иммуносупрессии иммунологическая толерантность предполагает изначальную ареактивность иммунокомпетентных клеток к определенному антигену.

Иммунологическую толерантность вызывают антигены, которые получили название толерогены.Ими могут быть практически все вещества, однако наибольшей толерогенностью обладают полисахариды.

Иммунологическая толерантность быва­ет:

1.врожденной

2.приобретенной.

Примером врожденной толерантностиявляется отсутствие редакции иммунной системы на свои собственные антигены.

Приобретенную толерантность можно создать, вводя в организм вещества, подавляющие иммунитет (иммунодепрессанты), или же путем введения антигена в эмбриональном периоде или в первые дни после рождения индивидуума.

Приобретенная толерантность может быть:

1.активной

2.пассив­ной.

Активная толерантностьсоздается пу­тем введения в организм толерогена, который формирует специфическую толерантность.

Пассивную толерантностьможно вызвать веществами, тормозящими биосинтетическую или пролиферативную активность иммунокомпетентных клеток (антилимфоцитарная сыворотка, цитостатики и пр.).

Иммунологическая толерантность отличается специфичностью — она направлена к строго определенным антигенам.

По степени рас­пространенности различают:

1.поливалентную

2.расщепленную толерантность.

Поливалентная толерантностьвозникает одновременно на все антигенные детерминанты, входящие в состав конкретного антигена.

Для расщепленной, или моновалентной, толерантности характер­на избирательная невосприимчивость каких-то отдельных антигенных детерминант.

Степень проявления иммунологической толе­рантности существенно зависит от ряда свойств макроорганизмаитолерогена. Так, на проявление толерантности влияет:

1.возраст

2.состояние иммунореактивности организма.

Иммунологическую толерантность легче индуцировать в эмбрио­нальном периоде развития и в первые дни после рождения, лучше всего она проявляется у жи­вотных со сниженной иммунореактивностью и с определенным генотипом.

Из особенностей антигена, которые опреде­ляют успешность индукции иммунологичес­кой толерантности, нужно отметить степень его чужеродности для организма и природу, дозу препарата и продолжительность воздейс­твия антигена на организм. Наибольшей толерогенностью обладают наименее чужеродные по отношению к организму антигены, имею­щие малуюмолекулярную массу и высокую гомогенность. Легче всего формируется то­лерантность на тимуснезависимые антигены, например, бактериальные полисахариды.

Важное значение в индукции иммуноло­гической толерантности имеют:

1.доза анти­гена

2.продолжительность его воздействия.

Различают толерантность:

1.высокодозовую

2.низкодозовую

Высокодозовую толерантностьвызывают введением больших количеств вы­сококонцентрированного антигена. При этом наблюдается прямая зависимость между до­зой вещества и производимым им эффек­том.

Низкодозовая толерантность, наоборот, вызывается очень малым количеством вы­сокогомогенного молекулярного антигена. Соотношение «доза-эффект» в этом случае имеет обратную зависимость.

В эксперименте толерантность возникает че­рез несколько дней, а иногда часов после вве­дения толерогена и, как правило, проявляется в течение всего времени, пока он циркулирует в организме. Эффект ослабевает или прекра­щается с удалением из организма толерогена. Обычно иммунологическая толерантность на­блюдается непродолжительный срок — всего несколько дней. Для ее пролонгирования необ­ходимы повторные инъекции препарата.

Механизмы толерантности многообразны и до конца не расшифрованы. Известно, что ее основу составляют нормальные процессы регуляции иммунной системы.

Выделяют три наиболее вероятные причины развития имму­нологической толерантности:

1. Элиминация из организма антигенспецифических клонов лимфоцитов.

2. Блокада биологической активности иммунокомпетентных клеток.

3. Быстрая нейтрализация антигена антителами.

Элиминации, или делеции подвергают­ся, как правило, клоны аутореактивных Т- и В-лимфоцитов на ранних стадиях их онтоге­неза. Активация антигенспецифического ре­цептора (TCR или BCR) незрелого лимфоци­та индуцирует в нем апоптоз. Этот феномен, обеспечивающий в организме ареактивность к аутоантигенам, получил название централь­ной толерантности.

Основная роль в блокаде биологической ак­тивности иммунокомпетентных клеток прина­длежит иммуноцитокинам. Воздействуя на соот­ветствующие рецепторы, они способны вызвать ряд «негативных» эффектов. Например, проли­ферацию Т- и В-лимфоцитов активно тормо­зит 3-ТФР. Дифференцировку ТО-хелпера в Т1 можно заблокировать при помощи ИЛ-4, -13, а в Т2-хелпер — у-ИФН. Биологическая активность макрофагов ингибируется продуктами Т2-хелпе-ров (ИЛ-4, -10, -13, (3-ТФР и др.).

Биосинтез в В-лимфоците и его превраще­ние в плазмоцит подавляется IgG. Быстрая инактивация молекул антигена антителами предотвращает их связывание с рецепторами иммунокомпетентных клеток — элиминиру­ется специфический активирующий фактор.

Возможен адаптивный перенос иммуноло­гической толерантности интактному живот­ному путем введения ему иммунокомпетент­ных клеток, взятых от донора. Толерантность можно также искусственно отменить:

1.Для этого необходимо активировать иммунную систему адъювантами, интерлейкинами или переключить направленность ее реакции им­мунизацией модифицированными антиге­нами.

2.Другой путь — удалить из организма толероген, сделав инъекцию специфических антител или проведя иммуносорбцию.

Феномен иммунологической толерантнос­ти имеет большое практическое значение. Он используется для решения многих важных проблем медицины, таких как пересадка ор­ганов и тканей, подавление аутоиммунных реакций, лечение аллергий и других патоло­гических состояний, связанных с агрессив­ным поведением иммунной системы.