Реферат: Аутоиммунные процессы и аутоиммунные заболевания
Злокачественная миастения Аналогичный феномен отмечен у матерей, страдающих злокачественной миастенией - заболеванием, при котором антитела к рецепторам ацетилхолина попадают через плаценту в плод и вызывают временную мышечную слабость у новорожденных.
Другие рецепторные болезни Несколько реже встречаются случаи с присутствием аутоантител к рецепторам инсулина и в-адренергическим рецепторам; антитела второго вида часто обнаруживаются у больных бронхиальной астмой. Сыворотка больных с синдромом Ламберта-Итона содержит антитела к пресинаптическим кальциевым каналам, и введение ее мышам вызывает у животных нейромышечные нарушения. При синдроме Гийена-Барре в сыворотке присутствуют аутоантитела к натриевым каналам.
Мужское бесплодие Еще одним примером аутоиммунных заболеваний служат редкие случаи мужского бесплодия, в которых именно антитела к сперматозоидам обусловливают их склеивание в сперме головками или хвостами.
Пернициозная анемия При этом заболевании аутоантитела препятствуют нормальному всасыванию витамина В|2 - Чтобы произошло всасывание, молекула витамина В12 должна предварительно связаться с белком, носящим название внутреннего фактора; в виде комплекса с белком витамин транспортируется через слизистую оболочку стенки кишечника. Ранние исследования пассивного транспорта показали, что сыворотка больных пернициозной анемией препятствует всасыванию витамина у здоровых лиц, если поступает в желудок вместе с комплексом внутренний фактор-витамин В) 2 . В дальнейшем было установлено, что блокируют всасывание витамина присутствующие в сыворотке антитела к внутреннему фактору. К настоящему времени известно, что у больных пернициозной анемией эти антитела секретируются в желудочную полость плазматическими клетками слизистой желудка.
Синдром Гудпасчера При синдроме Гудпасчера происходит связывание антител с базальной мембраной капилляров почечных клубочков invivo. Для доказательства патогенного действия этих антител был проведен опыт с их пассивным переносом. Антитела, элюированные из почки умершего больного с синдромом Гудпасчера, вводили приматам, чьи почечные антигены настолько сходны с человеческими, что введенные антитела взаимодействуют с базальной мембраной клубочковых капилляров. Обезьяны, которым вводили эти антитела, погибали от гломерулонефрита.
Заболевания крови Появление аутоантител к эритроцитам и тромбоцитам обусловливает развитие соответственно аутоиммунной гемолитической анемии и идиопатической тромбоцитопенической пурпуры. Причиной еще одного заболевания крови - первичного антифосфолипидного синдрома, для которого характерны рецидивирующая тромбоэмболия и предрасположенность к выкидышам, служит взаимодействие аутоантител с комплексом кардиолипин-в2 -гликопротеин 1.
Патогенное действие при системных аутоиммунных заболеваниях оказывают иммунные комплексы.
При СКВ причиной реакций гиперчувствительности III типа служат, как установлено, иммунные комплексы, которые состоят из ДНК и антител и откладываются в почках, коже, суставах и сосудистых сплетениях. У лиц с генетическими дефектами в системе активации комплемента по классическому пути выведение иммунных комплексов из крови резко замедлено, и этим обусловлена особая предрасположенность к развитию СКВ.
Существуют и экспериментальные модели СКВ. Так, у гибридных мышей, полученных при скрещивании линий новозеландская черная и новозеландская белая, спонтанно развивается СКВ с проявлениями в виде гломерулонефрита и образования антител к ДНК. Подавление иммунных реакций у этих животных облегчает симптомы заболевания и увеличивает продолжительность жизни, что служит дополнительным доказательством причинной роли аутоиммунных процессов.
Эрозия хрящей и костей при ревматоидном артрите обусловлена действием макрофагов и фибробластов, стимулированных цитокинами и иммунными комплексами, образующимися в результате сильной иммунологической реакции в синовиальной ткани. К образованию комплексов может приводить связывание между собой молекул ревматоидных факторов класса IgG, специфичных к Fcy-фрагментам; этот процесс облегчается в случае отсутствия в обеих Н-связанных олигосахаридных цепях Fc-фрагмента концевого остатка галактозы. Наличие агалактогликоформы IgG в составе иммунных комплексов может способствовать развитию воспалительных процессов, в результате того что она реагирует с маннозосвязывающим белком и ФНО.
Этиология
Аутореактивные В - и Т-клетки присутствуют даже в здоровом организме
Несмотря на существование сложных механизмов селекции, контролирующих при созревании лимфоцитов их аутотолерантность, в организме присутствует большое количество потенциально аутореактивных лимфоцитов. В основном они представлены тимоцитами, которые избегают элиминации, вызываемой взаимодействием с собственными пептидами. В норме присутствующие в тимусе АПК с презентированными на их поверхности аутоэпитопами осуществляют отрицательную селекцию и тем самым вызывают гибель аутореактивных Т-клеток. Однако скрытые аутоэпитопы АПК экспрессируют в относительно низких концентрациях. Поэтому такие аутоэпитопы неспособны обеспечивать элиминацию аутореактивных Т-клеток.
Многие аутоантигены, вводимые с адъювантами, вызывают образование аутоантител даже у здоровых животных, что свидетельствует о присутствии у них аутореактивных В-клеток. Небольшое количество аутореактивных В-клеток может исходно присутствовать у здоровых людей. В нормальном организме присутствуют и аутореактивные Т-клетки, судя по тому что стимуляция Т-клеток из крови здоровых людей соответствующим аутоантигеном и ИЛ-2 позволяет получить аутореактивные линии таких клеток.
Аутоиммунные процессы стимулируются антигеном
Если аутореактивные В-клетки существуют, то возникает вопрос, что стимулирует их пролиферацию и продукцию аутоантител - взаимодействие с антигеном или какие-то иные факторы наподобие неспецифических поликлональных активаторов или идиотипических взаимодействий. На роль антигена в селекции В-клеток указывает появление высокоаффинных аутоантител: они образуются в результате соматического гипермутирования - процесса, зависящего от влияния аутоантигена и Т-клеток. О значении антигена говорит и то, что аутоантитела направлены против разных эпитопов одного и того же аутоантигена. Очень трудно представить себе не связанный с самим аутоантигеном механизм, который мог бы обусловить одновременное появление антител к разным эпитопам одной и той же молекулы. Аналогичный аргумент применим и к индукции у отдельного индивида аутоантител к органеллам или антигенам одного и того же органа.
Наиболее убедительное доказательство роли антигена в стимуляции аутоиммунного процесса было получено при исследовании кур линии OS, для которых характерно, как описано выше, спонтанное развитие аутоиммунного поражения щитовидной железы. Удаление у только что вылупившегося цыпленка щитовидной железы предотвращает последующее появление антитиреоидных аутоантител. Кроме того, удаление щитовидной железы даже на фоне уже имеющейся продукции аутоантител приводит к резкому снижению их титра, обычно до уровня, недоступного для определения. Аналогичные эксперименты проведены на мышах линии NOD, подверженной заболеванию диабетом, не сопровождающимся ожирением. Химическое разрушение в-клеток у мышей NOD приводит к снижению титра панкреатических аутоантител. В случае волчанки введение мышам ДНКазы ослабляет проявления болезни, вероятно за счет разрушения потенциально патогенных иммунных комплексов.
Развитие аутоиммунного заболевания облигатно зависит от Т-клеток. Характерная для аутоантител IgG высокая аффинность обусловлена соматическими мутациями, для возникновения которых необходимо кооперативное действие Тх-клеток. На экспериментальных моделях аутоиммунных заболеваний получены прямые доказательства роли Т-клеток, но при болезнях человека получить такие доказательства гораздо труднее. Тем не менее из щитовидной железы больных тиреотоксикозом удалось выделить клоны Т-клеток, специфичные к тиреоидным антигенам, и, кроме того, установлено, что при ревматоидном артрите положительное влияние может оказывать введение сыворотки анти-С04. Кроме того, на роль Т-клеток указывает ассоциация аутоиммунных заболеваний с определенными антигенами МНС, которая может объясняться участием этих антигенов в презентации антигенов Т-клеткам.
Многократно продемонстрировано, что при органоспецифических заболеваниях Т-клетки реагируют на антигены из органов, подвергающихся иммунной атаке. В случае же органонеспецифических аутоиммунных заболеваний неясно, какой антиген распознают Т-клетки. Один из возможных вариантов состоит в том, что Т-клетки узнают не обычный пептидный антиген, а идиотоп антитела. Это особенно вероятно при развитии аутоиммунной реакции против ДНК. С такой точки зрения, СКВ, например, могла бы представлять собой "болезнь идиотипа". Согласно этой гипотезе, нормальные В-клетки, используя гаметные гены, продуцируют небольшое количество аутоантител. Если такие аутоантитела образуют комплексы с аутоантигеном, эти комплексы могут поглощаться АПК, которые презентируют Т-клеткам их компоненты, включая идиотопы антител. Идиотипспецифические Т-клетки могут затем "помогать" В-клеткам, продуцирующим аутоантитела.
Существует ряд путей обхода регуляторных механизмов, препятствующих развитию аутоиммунитета.
Перекрестно-реагирующие вследствие молекулярной мимикрии микробные антигены могут стимулировать аутореактивные В - и Т-клетки
В нормальных условиях непримированные аутореактивные Т-клетки, способные распознавать скрытые аутоэпитопы, не активируются, поскольку соответствующий антиген присутствует лишь в низких концентрациях на "профессиональных" АПК или презентируется "непрофессиональными" АПК, лишенными В7 или других костимулируюших молекул. Однако инфекция, вызванная микробом, который несет перекрестнореагирующие антигены, должна привести к появлению на профессиональных АПК такого количества подвергшихся процессингу пептидов, которое окажется достаточным для активации непримированных аутореактивных Т-клеток. В результате стимуляции эти Т-клетки приобретают способность распознавать и реагировать с аутоэпитопами на непрофессиональных АПК, поскольку больше не нуждаются в костимуляторном сигнале и обладают высокой авидностью к мишени из-за возрастания экспрессии вспомогательных молекул адгезии.
Перекрестнореагируюшие антигены при наличии в их составе детерминант, сходных с аутоэпитопами, распознаваемыми В-клеточными рецепторами, могут нарушать толерантность и другим путем. Многие аутореактивные В-клетки не переходят в активное состояние потому, что необходимые для этого хелперные Т-клетки CD4+ остаются нечувствительными. Однако эти "лишенные помощи" В-клетки могут перейти в активированное состояние, если перекрестнореагируюший антиген несет и один "чужеродный" эпитоп, к которому Т-клетки не толерантны. Если активированные таким образом В-клетки при участии рецепторов концентрируют на своей поверхности аутоантиген и презентируют его покоящемуся в норме клону аутореактивных Т-хелперов, эти Тх-клетки начинают пролиферировать и действуют как хелперы, вызывая новую волну стимуляции В-клеток; в результате аутоиммунный процесс может продолжаться и после элиминации чужеродного антигена.
Эффект молекулярной мимикрии имеет место при ревматической лихорадке; в этом случае в сыворотке можно обнаружить аутоантитела к антигенам сердечных клапанов. Они появляются у небольшого процента лиц через несколько недель после перенесенной стрептококковой ангины. Углеводные поверхностные антигены стрептококков реагируют перекрестно с антигенами клапанов сердца и поэтому инфекция может привести к преодолению ауготолерантности Т-клеток по отношению к последним. При анкилозирующем спондилите имеет место, по-видимому, перекрестная реактивность между молекулами HLA-B27 и компонентами клеток некоторых штаммов Klebsiella, а при ревматоидном артрите бактериальные белки теплового шока реагируют перекрестно с молекулами DR4. Недавно найдены общие В-клеточные эпитопы у Yersiniaentero-colytica и внеклеточного домена рецептора для ТТГ.
В некоторых случаях чужеродный антиген может непосредственно стимулировать аутореактивные клетки.
Другой механизм обхода толерантности аутореактивных Тх-клеток - это непосредственная активация аутореактивных эффекторных клеток антигеном или каким-то иным стимулятором. Например, липополисахарид и вирус Эпштей-на-Барр непосредственно стимулируют В-клетки и некоторые клоны этих клеток начинают продуцировать аутоантитела, хотя в отсутствие помощи со стороны Т-клеток титр и аффинность этих антител, как правило, остаются низкими.
Аутоиммунный процесс может быть результатом нарушений в цитокиновой сети регуляции, следствием неадекватной экспрессии МНС и недостаточной супрессии.
Нарушения в регуляторной цитокиновой сети, очевидно, также могут приводить к активации аутореактивных Т-клеток. Один из подтверждающих это экспериментов состоит во введении трансгена г-интерферона в в-клетки островков поджелудочной железы. При полной экспрессии введенного трансгена в этих клетках усиливается транскрипция генов МНС класса II, что приводит к аутоиммунной деструкции островковых клеток. Это не просто результат неспецифической, хаотической воспалительной реакции, индуцируемой ИФу, поскольку в таких случаях происходит отторжение и тех интактных островков, которые пересажены в другой участок тела, т.е. явно появляется Т-клеточная аутореактивность по отношению к антигенам поджелудочной железы.
Экспрессии молекул МНС класса II на поверхности клеток самой по себе недостаточно для активации непримированных аутореактивных Т-клеток, но она может быть необходимой для того, чтобы клетка стала мишенью для примированных аутореактивных Тх-клеток. Поэтому данные о том, что клетки щитовидной железы при тиреотоксикозе активно синтезируют молекулы МНС класса II и тем самым приобретают способность распознаваться Т-клетками CD4+ , привлекли большое внимание. Интересно что у животных ряда предрасположенных к аутоиммунным заболеваниям линий индуцирует экспрессию молекул МНС класса II на клетках-мишенях, чем у животных невосприимчивых линий.
Дальнейшим подтверждением того, что нарушение баланса цитокинов может служить причиной аутоиммунных реакций, стало неожиданное наблюдение: фактор некроза опухолей смягчает проявления аутоиммунного процесса у гибридных мышей NZB/NZW.
Аутотолерантность в норме может быть обусловлена не только "игнорированием" скрытых аутоэпитопов, но и активностью Тс-клеток, а также супрессивным действием гормонов, цитокинов и продуктов макрофагов. При недостаточности любого из этих факторов может возрастать подверженность аутоиммунным заболеваниям. Особый интерес представляет обратная связь между гипофизарно-адреналовой системой, с одной стороны, и Т-хелперами и макрофагами, с другой, поскольку нарушение различных звеньев этой связи приводит к развитию многих аутоиммунных заболеваний. У больных ревматоидным артритом, например, снижен уровень кортикостероидов, а после хирургической операции, несмотря на резкое повышение продукции ИЛ-1 и ИЛ-6, ожидаемого выброса АКТГ и кортикостероидов не происходит. У внешне здоровых родственников больных СКВ нарушено образование неспецифических Тс-клеток, что может играть роль в патогенезе заболевания. Для возникновения аутоиммунной реакции должен быть, вероятно, нарушен не один, а несколько элементов супрессорной сети, и у больных СКВ нарушена также функция либо антиген-, либо идиотипспецифических регуляторных Т-клеток. Субпопуляция регуляторных клеток CD4+ , присутствующая у молодых здоровых мышей линии NOD, может предотвращать перенос заболевания при пересадке спленоцитов от животных с диабетом мышам NOD с тяжелым комбинированным иммунодефицитом; у взрослых мышей эта субпопуляция регуляторных клеток исчезает.