Механизм активации клона лимфоцитов. Формирование антител плазматическими клетками

Обновлено: 06.05.2024

Как уже было отмечено ранее, вторичный лимфоцитопоэз В-лимфоцитов для полноценного своего развития требует стимуляции В-клетки двумя сигналами:

специфическим антигеном, вступающим во взаимодействие с антигенраспознающим поверхностным рецептором В-лимфоцита. В качестве такого рецептора выступает мономерная форма IgМ, встроенная в мембрану наивного В-лимфоцита и ассоциированная со специальными вспомогательными белками (Igα и β)

цитокинами, продуцируемыми CD4-Т-хелперами. При этом необходимо непосредственное взаимодействие В-лимфоцита с Т-хелпером соответствующей специфичности. Достигается такое взаимодействие между В-клеткой и Т-хелпером благодаря частичному преобразованию патогена внутри В-лимфоцита и последующей презентации его в иммуногенной форме Т-хелперу. Так, антигенраспознающий рецептор В-лимфоцита, образованный мономерным IgМ,

с одной стороны, служит для распознавания специфического антигена и передачи сигнала о встрече с антигеном непосредственно внутрь клетки (в передаче сигнала об антигене внутрь клетки принимают участие вспомогательные белки - Igα и β, активирующие цитоплазматические тирозинкиназы),

а, с другой, - выступает в качестве молекулярного фактора захвата антигена и переноса его в цитоплазму В-лимфоцита.

Внутри В-лимфоцита антиген подвергается частичному расщеплению до отдельных пептидов, которые объединяются с молекулами МНС II класса и в комплексе с ними выводятся на поверхность В-клетки. Иммуногенный комплекс «молекула МНС II класса - антигенная детерминанта» распознается специфическими рецепторами определенной наивной CD4-Т-клетки и обуславливает последующую дифференциацию этой клетки в Т-хелпер (тогда как распознавание CD4-Т-клеткой такого иммуногенного комплекса, ассоциированного с макрофагами или дендритными клетками, обуславливает ее дифференциацию в Т-клетку воспаления). Дифференцирующийся в результате стимуляции иммунным комплексом «молекула МНС II класса - антигенная детерминанта», расположенным на поверхности В-лимфоцита, Т-хелпер обеспечивает второй сигнал для активации В-клеток.

Вместе с тем, некоторые патогены могут самостоятельно индуцировать полноценный вторичный лимфоцитопоэз наивных В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. Такие антигены получили название тимуснезависимых (T- independing antigens, TI antigens) и отличаются от остальных наличием в своем составе:

либо специального митогенного участка, заменяющего сигнал от Т-хелперов,

либо многократно повторяющихся одинаковой специфичности эпитопов, способных в результате многократного связывания с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита (многоточечного взаимодействия антигена с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита соответствующей специфичности) самостоятельно индуцировать его антигензависимый лимфоцитопоэз.

Тимуснезависимые антигены, в свою очередь, подразделяются на 2 класса, каждый из которых активирует В-клетки определенным «своим» способом. В частности, тимуснезависимые антигены первого класса имеют в своем составе митогенный участок, заменяющий сигнал от Т-хелперов, благодаря чему они способны непосредственно стимулировать пролиферацию В-клеток. Причем в случае высокой их концентрации в организме они индуцируют пролиферацию и дифференцировку всех В-клеток, независимо от специфичности их антигенраспознающих рецепторов. В связи с этим тимуснезависимые антигены первого класса получили название поликлональных активаторов, или В-клеточных митогенов. Примером таких антигенов могут служить липополисахариды бактерий. В случае высоких их концентраций в зараженном организме, когда не возникает конкуренции за специфическое взаимодействие между рецепторным IgМ и специфическим эпитопом TI-антигенов первого класса, наблюдается поликлональный ответ. В условиях, когда концентрация антигена незначительна, преимущество остается за клетками, способными к двойному распознаванию - как митогенного участка, так и антигенного эпитопа, что обуславливает клональную экспансию антигенспецифических наивных В-клеток. В случае обычного инфекционного процесса концентрация TI-антигенов первого класса незначительна, что обуславливает активацию только лишь тех наивных В-лимфоцитов, антигенраспознающие рецепторы которых проявляют специфичность в отношении эпитопных участков данных антигенов. В результате продуцируемые потомками таких В-лимфоцитов антитела будут взаимодействовать только с TI-антигеном первого класса. Такой ответ развивается к ряду внеклеточных инфекционных агентов, и формируется он быстрее, чем Т-зависимый иммунный ответ, поскольку не требует времени на созревание антигенспецифических Т-хелперов. Большая скорость такого ответа сопряжена с некоторым его несовершенством: он напоминает «скорую помощь» в самом начале развития инфекции. Несовершенство такого ответа, прежде всего, состоит в том, что TI-антигены первого класса, действуя самостоятельно, не способны индуцировать переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, не оказывают влияния на повышение аффинности антител к антигенам, не создают клеток памяти, поскольку все эти процессы требуют участия Т-хелперов.

Тимуснезависимые антигены второго класса представлены молекулами, имеющими часто повторяющиеся идентичные эпитопные участки. К этому классу антигенов относятся полисахариды бактериальной стенки, высокополимерные высокомолекулярные белки (например, гемоцианин). Механизм активации наивных В-клеток такими антигенами связан с перекрестным сшиванием между повторяющимися эпитопами одинаковой специфичности и поверхностными рецепторными IgМ лимфоцита. До настоящего времени точно не выяснено является ли ответ наивных В-лимфоцитов на тимуснезависимые антигены второго класса полностью независимым от Т-хелперов. Вместе с тем, показано, что удаление из культуры клеток in vitro всех Т-клеток приводит к подавлению ответа на данные антигены, тогда как введение незначительного количества Т-клеток значительно усиливает иммунный ответ к данным антигенам. Вероятнее всего, наиболее ранний ответ к тимуснезависимым антигенам второго класса, проявляющийся в синтезе IgМ, формируется без помощи Т-хелперов, тогда как более поздний, характеризующийся переключением на синтез IgG, требует включения Т-хелперов.

Большинство антигенов относятся к категории тимусзависимых, т.е. для полноценной активации наивных В-лимфоцитов требуют участия Т-хелперов и непосредственного взаимодействия Т-хелпера с В-лимфоцитом. При этом В и Т-лимфоцит, совместно участвующие в реакции на определенный антиген, как правило, распознают разные его эпитопные участки. Явление распознавания В и Т-лимфоцитами разных эпитопов одного и того же антигена получило название сцепленного распознавания. Первоначально, В-лимфоцит своим антигенраспознающим рецептором (поверхностным IgМ) вступает во взаимодействие с нативным эпитопом, выходящим на поверхность антигена. После захвата антигена В-лимфоцитом и частичного расщепления высвобождаются какие-то пептидные фрагменты (эпитопы «линейного типа»), которые объединяются с собственными молекулами МНС II класса, выходят на поверхность В-лимфоцита и представляются для распознавания и антигензависимой активации наивных CD4-Т-клеток, дифференцирующихся в Т-хелперы. При этом секретируемые плазматической клеткой антитела будут проявлять специфичность только в отношении того «конформационного типа» эпитопа антигена, с которыми взаимодействуют антигенраспознающие рецепторы наивного В-лимфоцита, но не по отношению к эпитопам, распознаваемым Т-хелпером. Образующиеся антитела будут оказывать как нейтрализующее, так и опсонизирующее действие: с одной стороны, связываясь с антигеном, они экранируют его от проникновения в собственные клетки организма, а, следовательно, предотвращают дальнейшее заражение клеток, а, с другой, - путем присоединения к Fc-рецепторам фагоцитов облегчают фагоцитоз антигенов.

Мембранные и гуморальные активаторы для В-клеток, продуцируемые Т-хелперами. Т-хелперы, распознавшие комплекс антигенного пептида с молекулой МНС II класса на поверхности В-лимфоцита, активируют его к пролиферации и дифференцировке в зрелые антителопродуценты - плазматические клетки. При этом Т-хелперы после взаимодействия с В-лимфоцитом начинают экспрессировать мембранносвязанные и секреторные формы молекулярных активаторов. Наиболее важными эффекторными молекулами Т-хелперов на ранней стадии активации В-клеток является лиганд CD40, относящийся к семейству цитокинов ФНО (факторов некроза опухоли). Этот лиганд связывается с поверхностной молекулой В-лимфоцитов, аналогичной рецепторам к ФНО-α на поверхности макрофага. Вторым стимулирующим В-клетки фактором является интерлейкин-4, секретируемый Т-хелперами только после вступления их в контакт с В-лимфоцитами. Таким образом, подобно макрофагам, требующим для своей активации действия двух молекулярных сигналов, продуцируемых Т-клетками воспаления (поверхностного ФНО-α и интерферона ), для активации наивных В-клеток, кроме антигенной стимуляции, необходимо еще 2 стимулятора - CD40-лиганд на поверхности Т-хелперов и продуцируемый ими интерлейкин 4. Вместе с тем, если активация инфицированных макрофагов приводит к быстрому проявлению эффекторного их действия - разрушению патогенов, то начальный этап активации наивных В-клеток связан с рядом подготовительных процессов, и, в первую очередь, с клональной экспансией специфичных В-лимфоцитов, что обуславливает накопление клеток антигенспецифического клона, которые после завершения пролиферации переходят к дифференцировке в плазматические клетки, секретирующие антитела данной специфичности. При этом на заключительном этапе антигензависимой дифференцировки В-клеток определенный вклад в этот процесс вносят два дополнительных цитокина - интерлейкин-5 и интерлейкин-6, вырабатываемые Т-хелперами.

Переключение синтеза изотипов антител определенной специфичности при гуморальном иммунном ответе. По мере развития гуморального иммунного ответа синтез антител переключается с одного изотипа на другой при сохранении их исходной специфичности. Так, на ранних стадиях иммунного ответа доминирующим изотипом является IgМ, и в очень незначительном количестве представлен IgD. Позднее, по мере развития антителогенеза происходит замена синтеза IgМ на IgG, IgА и IgЕ. Замечено, что описанное переключение в синтезе изотипов антител не возможно при дефекте экспрессии CD40-лиганда, принимающего участие в контактном взаимодействии Т-хелперов с В-лимфоцитами. При подобной форме иммунодефицита наблюдается необычно высокое содержание IgМ в сыворотке крови на фоне отсутствия продукции иммуноглобулинов других изотипов. Активная продукция IgМ при недостаточной помощи Т-хелперов (вследствие дефицита CD40) может быть связана с ответом В-клеток на тимуснезависимые антигены. Таким образом, для сбалансированной продукции различных классов антител необходимо включение в антигензависимую активацию В-клеток Т-хелперов. При этом участие Т-хелперов в процессах переключения синтеза одних изотипов антител на другие такой же специфичности заключается в продукции ими определенных цитокинов, влияющих на данный процесс. Так, интерлейкин-4 способствует переключению синтеза IgМ на IgG1, ФНОβ - на IgG2b и IgА, интерлейкин-5 усиливает продукцию IgА, когда переключение в геноме для синтеза данного изотипа уже произошло под влиянием ФНОβ. Наряду с Т-хелперами, определенное участие в переключении синтеза изотипов антител принимают и Т-клетки воспаления посредством вырабатываемого ними интерферона , который преимущественно индуцирует синтез IgG2а и IgG3. При этом, в отличие от Т-хелперов, Т-клетки воспаления оказывают гораздо более слабое стимулирующее влияние на количественную продукцию антител плазматическими клетками.

Таким образом, участие Т-хелперов в гуморальном иммунном ответе имеет двойное проявление:

во-первых, они инициируют пролиферацию и дифференцировку распознавших антиген В-лимфоцитов,

во-вторых, Т-хелперы оказывают прямое действие на переключение синтеза антител с одного изотипа на другой.

Повышение аффинности антител в процессе формирования иммунного ответа. По мере развития иммунного ответа происходит не только переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, но и повышается (в 2-3 раза) их аффинность (сродство) к антигенному эпитопу, индуцирующему их образование, а также снижается степень их гетерогенности. Одной из гипотез, пытающейся объяснить такой феномен, является гипотеза о гипермутабельности генов, контролирующих вариабельные домены иммуноглобулинов. Известно, что мутационный уровень для всех соматических клеток составляет замену одной из 10 12 пар азотистых оснований ДНК при одном клеточном делении. Согласно гипермутационной теории частота замен азотистых оснований в генах, кодирующих вариабельные домены цепей иммуноглобулинов, составляет одну замену на 10 3 пар оснований при одном делении. При этом гипермутабельность не затрагивает гены, контролирующие константные регионы. Вместе с тем, такая гипотеза кажется умозрительной и не укладывается в современные концепции молекулярной генетики. Более вероятным выглядит представление о селекции антигенспецифических В-клонов. Согласно этому представлению на начальных этапах антигензависимого лимфоцитопоэза в реакцию распознавания антигена вступают клетки нескольких клонов, имеющих иммунноглобулиновые рецепторы, проявляющие сродство к данному антигенному эпитопу, но при этом несколько отличающиеся друг от друга строением антигенсвязывающего центра. В связи с этим пул специфических антител к данному антигенному эпитопу на ранних этапах иммунного ответа будет весьма гетерогенным. В последующем, клон В-лимфоцитов, проявляющий наиболее высокое сродство к антигенному эпитопу, будет обладать селективным преимуществом в размножении за счет большей энергии связи с антигеном, что и обеспечит ускоренное накопление высокоаффинных антител. Именно в этом клоне вступят в работу механизмы переключения синтеза IgМ на IgG и формирования клеток памяти. В связи с этим по мере развития антигензависимого В-лимфоцитопоэза увеличивается как аффинность антител к антигену, так и происходит преимущественное переключение на синтез IgG.

Образование активных антителопродуцирующих клеток. В-лимфоциты в местах своей активации антигеном, происходящей с участием Т-хелперов, образуют светлые центры размножения, представляющие собой места пролиферации, трансформации и селекции В-клеточных клонов. При этом В-лимфоциты, активированные Т-хелперами в тимусзависимой зоне лимфоидных органов (в паракортикальной зоне лимфатических узлов, периартериальных влагалищах селезенки, на периферии лимфоидных фолликулов) либо сразу дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие ранние, суммарно низкоаффинные антитела, либо перемещаются в лимфоидные фолликулы и образуют в них светлые центры размножения. Внутри лимфоидного фолликула они, во-первых, подвергаются селекции на наличие высокоаффинных антигенраспознающих иммуноглобулиновых рецепторов и, во-вторых, завершают дифференцировку в плазмоциты, продуцирующие антитела высокой аффинности по отношению к антигенам. При этом часть В-клеток с высокоаффинными рецепторами трансформируется в В-клетки памяти.

Сам лимфоидный фолликул, характеризующийся преобладанием В-лимфоцитов над Т-клетками, а, следовательно, участвующий преимущественно в гуморальных иммунных реакциях, содержит покоящиеся В-клетки, плотно упакованные вокруг специализированных клеточных типов, называемых фолликулярными дендритными клетками. Дендритные клетки фолликула отличаются от дендритных клеток, активирующих Т-лимфоциты, по крайней мере, двумя признаками:

они представляют на своей поверхности нативный чужеродный антиген и способны длительное время его сохранять

они экспрессируют специализированную молекулу CD23, выступающую в роли лиганда для молекулы CR2, находящейся на поверхности В-лимфоцита. Взаимодействие между CD23 фолликулярных дендритных клеток и CR2 В-лимфоцитов принимает участие в селекции высокоаффинных В-клеток.

Проникшие в первичный (покоящийся) лимфоидный фолликул активированные В-клетки начинают интенсивно делиться, образуя бластные формы (т.н. центробласты). Собственно первичный лимфоидный фоликул, накопивший центробласты, гистологически определяется как центр размножения, или вторичный фолликул. Центробласты дифференцируются в центроциты, представляющие собой те же В-клетки, но прошедшие активацию Т-хелперами и бластную стадию развития. При этом присутствующий на поверхности фолликулярных дендритных клеток антиген выступает в качестве фактора отбора центроцитов на наличие у них высокоаффинных антигенраспознающих рецепторов; этот специфический отбор закрепляется формированием связи между молекулами CD23 фолликулярных дендритных клеток и CR2 В-лимфоцитов. В-клетки, не прошедшие отбор на высокое сродство к антигену, погибают (в связи с этим в активных лимфоидных фолликулах обнаруживаются и апоптические клетки). В-лимфоциты, прошедшие отбор на аффинность к антигену, начинают экспрессировать ген bcl-2 + , продукт которого защищает их от апоптоза, и постепенно перемещаются на периферию центра размножения, где они дифференцируются либо в плазмоциты, активно продуцирующие антитела, либо в В-клетки памяти. Фактор, от которого зависит дифференцировка В-лимфоцитов либо в плазматические клетки, либо в В-клетки памяти окончательно не ясен. Вместе с тем, существует предположение, согласно которому взаимодействие только между CR2 В-лимфоцитов и лигандом CD23 дендритных клеток приводит к превращению центроцитов в плазмоциты, тогда как одновременный контакт с Т-хелперами, осуществляемый путем взаимодействия рецептора CD40 В-лимфоцита с CD40L Т-клетки, приводит к трансформации центроцитов в В-клетки памяти.

Реактивные лимфоциты в крови как сигнал активизации иммунной системы

Тамара Дальнова, доцент кафедры клинической лабораторной диагностики БелМАПО, кандидат мед. наук; Лариса Алехнович, заместитель заведующего кафедрой по учебной работе, доцент, кандидат мед. наук; Людмила Батуревич, Андрей Кузьменко, Ирина Шилейко, доценты кафедры, кандидаты мед. наук. 23.07.2022 Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.

Полноценное исследование периферической крови (гемограмма, или общий анализ крови) невозможно без изучения мазка крови, подсчета лейкоцитарной формулы, фиксации дегенеративных изменений, морфологических особенностей клеток и грамотной интерпретации результатов. Исследование мазка крови является своеобразным параллельным контролем данных гематологического анализатора.

В 2015 году группой экспертов Международного комитета по стандартизации в гематологии (ICSH) опубликованы рекомендации для описания морфологии клеток крови при исследовании окрашенных мазков: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. В рекомендациях подчеркивается, что для полного диагностического исследования гемограммы на гематологическом анализаторе при появлении «флагов или сигналов тревоги» сохраняется необходимость микроскопического исследования окрашенных мазков.

Анализ представленного ICSH материала показал, что большинство предложенных рекомендаций соответствует устоявшимся правилам исследования и регистрации значимых для диагностики морфологических изменений клеток крови при исследовании окрашенных мазков. Вместе с тем исключительно важным является предложение четких терминов для обозначения активированных лимфоидных клеток при развитии иммунных реакций, таких как «реактивные лимфоциты» и «атипичные лимфоциты» при опухолях лимфоидной системы.

Система защиты соматической индивидуальности

Защита от всего генетически чужого (бактерии, вирусы, чужие клетки, белки) обеспечивается функциями врожденного и приобретенного иммунитета.

Врожденный, или неспецифический, иммунитет представлен защитными реакциями кожи, слизистых оболочек, клеток крови (нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов, макрофагов, естественных киллеров), а также растворенных в жидкостях организма (секретах) бактерицидных факторов.

Приобретенный (адаптивный, специфический) иммунитет заключается в работе огромной армии морфологически неразличимых В- и Т-лимфоцитов по удалению из организма конкретного чужеродного агента (белка, вируса), с которым не справилась врожденная защита.

Как обеспечивается специфичность иммунного ответа

В эмбриогенезе при формировании лимфоидной системы образуется множество клонов лимфоидных клеток («высокоспециализированных отрядов»). На поверхности клеток каждого отдельного клона в результате генетических изменений формируются рецепторы к антигену только одной специфичности, т. е. лимфоциты одного «отряда» способны реагировать только на один чужеродный агент. Однако в целом «мозаика» из огромного числа вариантов клонов способна уничтожить большое количество разнообразных чужеродных молекул, которые могут попасть извне либо образоваться внутри организма человека.

Этот период развития лимфоидной системы называют доантигенной дифференцировкой лимфоцитов (наивные клетки). Они формируют запас защитных клеток на все случаи жизни, представляют собой временно «заторможенные» неделящиеся клетки, малые лимфоциты (стадия временного обратимого покоя, стадия G0). Они приспособлены к миграции по сосудам и тканям, контролируют чистоту внутренней среды организма. У новорожденного ребенка в крови преобладают готовые встретить «свой» антиген наивные клетки и убрать его из организма.

Малые лимфоциты (подобны циркулирующим стволовым клеткам) перемещаются в сосудистом русле и могут трансформироваться в бластные клетки, способные к делению. Благодаря этому увеличивается количество «бойцов спецотряда».

На этом процессе основано развитие первичного и вторичного иммунного ответа, в т. ч. после вакцинации.

Антигензависимая дифференцировка лимфоцитов (бласттрансформация, пролиферация, выполнение защитных функций) развивается только после появления в организме «своего для данного клона» специфического антигена. У новорожденного ребенка она начинается с первых дней жизни и продолжается до 2-3 и даже 5 лет, пока иммунная система знакомится с множеством чужеродных факторов окружающего мира. В этот период формируются клоны клеток памяти к различным антигенам (бактериальным, вирусным, чужим клеткам и др.). Повторное попадание антигена стимулирует более сильный, эффективный защитный ответ. На этом принципе основана вакцинация.

Постантигенный этап дифференцировки лимфоцитов включает следующие события:

распознавание антигена Т- и В-лимфоцитами;

трансформация их в делящиеся клетки;

дифференцировка до зрелых эффекторных и регуляторных клеток;

нейтрализация и уничтожение антигена;

образование клеток памяти, имеющих мембранные рецепторы к соответствующему антигену.

Гуморальный и клеточный иммунитет

В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет, т. к. после контакта с антигеном приобретают способность активно делиться (реакция бласттрансформации). Значительная часть превращается в плазматические клетки, которые секретируют антитела (иммуноглобулины), нейтрализующие чужеродные молекулы. Другая часть превращается в клетки памяти (по морфологии малые лимфоциты, резервные покоящиеся клетки) и обеспечивает повторный иммунный ответ на данный антиген, который заключается в выработке к нему антител.

Т-лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет, в котором принимают участие несколько разновидностей клеток. Антиген активирует пролиферацию Т-лимфоцитов и их дифференцировку в различные субпопуляции:

Т-хелперы, активирующие иммунный ответ;

цитотоксические клетки, разрушающие инфицированные бактериями и вирусами клетки, а также опухоли;

Т-клетки, активирующие макрофаги и прочие клетки;

Т-клетки памяти, обеспечивающие повторную защиту, и др.

От количества В- и Т-лимфоцитов и от того, насколько полноценны их функции, зависит защищенность человека от инфекций, появления злокачественных клеток, развития аллергии или аутоиммунного заболевания. Исследование количества различных видов лимфоидных клеток и их специфических функций проводят в специализированных иммунологических лабораториях.

Важный диагностический критерий

В клинико-диагностических лабораториях исследуются изменения общего количества лимфоцитов и их морфологии, что может быть важным признаком патологии в системе иммунитета.

Уменьшение или увеличение относительного количества (процентного содержания) лимфоцитов в лейкоцитарной формуле связано с изменением количества нейтрофилов в периферической крови. Важным критерием для диагностики является изменение абсолютного числа лимфоцитов в единице объема крови и его интерпретация.

Абсолютный лимфоцитоз можно наблюдать при следующих заболеваниях и состояниях:

вирусные инфекции (инфекционный мононуклеоз (ИМ), ветряная оспа, корь, краснуха, паротит, полиомиелит, инфекционный лимфоцитоз, инфекционный гепатит, грипп, аденовирусные инфекции и др.);

бактериальные инфекции (коклюш, туберкулез, сифилис, бруцеллез, болезнь кошачьей царапины и др.);

инфекции любой этиологии у детей первых лет жизни;

период выздоровления от острых инфекций;

аллергические реакции;

после вакцинации;

гипертиреоидизм;

хронический лимфолейкоз;

лейкемизация лимфом.

Абсолютная лимфоцитопения развивается при вторичных и врожденных иммунодефицитных состояниях.

Морфологические отличия реактивных и нестимулированных лимфоцитов

У здорового человека большая часть циркулирующих лимфоцитов периферической крови представляет собой морфологически зрелые малые лимфоциты (клетки памяти и наивные), которые осуществляют иммунологический надзор за гомеостазом.

Важным показателем активизации иммунной системы в ответ на вторжение чужеродных агентов является изменение морфологии лимфоидных клеток.

Распознавание лимфоцитами антигена и вступление их в защитную реакцию сопровождается реактивными изменениями клеток (активизация реакций метаболизма в клетке, синтез РНК и ДНК и другие процессы), что меняет морфологию лимфоидных клеток. При морфологической оценке можно различить покоящиеся, нестимулированные малые лимфоциты и активированные реактивные формы.

Они отличаются от покоящихся лимфоцитов выраженным полиморфизмом, который касается всех морфологических характеристик: размера и формы клетки; формы и структуры ядер; ширины, цвета и структуры цитоплазмы. В большинстве случаев это позволяет дифференцировать активированные (реактивные) лимфоциты и неактивные («спокойные») клетки (см. таблицу). Полиморфизм лимфоидных клеток при иммунных реакциях отражает разные стадии их стимуляции.

Реактивные лимфоциты в лейкоцитарной формуле

Реактивные лимфоциты в периферической крови являются признаком практически любой антигенной стимуляции в организме (вирусная инфекция, коклюш, токсоплазмоз, туберкулез, аутоиммунная патология и др.). Не существует специфических морфологических изменений лимфоцитов при конкретном заболевании, в т. ч. при ИМ. К сожалению, до сих пор в клинико-диагностических лабораториях пользуются терминами «широкоцитоплазменные лимфоциты», «атипичные мононуклеары», «иммунобласты», «лимфомоноциты» и др.

Необходимо помнить, что лимфоциты и у здорового человека могут быть относительно разнообразны по морфологии, т. к. в сосудистом русле циркулируют лимфоидные клетки разной степени активности. Иммунная система незаметно для нас постоянно работает: удаляет проникшие бактерии и вирусы, изменившиеся собственные клетки и молекулы.

При подсчете лейкоцитарной формулы здорового человека могут встречаться единичные крупные лимфоидные клетки — реактивные лимфоциты (0-4 %). При активизации лимфоидной системы (инфекции и др.) такие клетки поступают в периферическую кровь в большем количестве — 5-15 %. При этом в анализе крови отмечают присутствие реактивных лимфоцитов. В некоторых случаях при необходимости указывается процент таких клеток (более 15 %, клиническая картина характерна для ИМ).

Активированные лимфоидные клетки в значительном количестве (до 10-15 %) постоянно встречаются в лейкоцитарной формуле у детей раннего возраста в связи с формированием адаптивных специфических иммунных реакций (незаметная фоновая иммунизация антигенами окружающей среды).

Определение количества реактивных лимфоцитов наиболее важно при диагностике ИМ.

Реактивные лимфоциты и диагностика инфекционного мононуклеоза

Первые упоминания о заболевании «инфекционный мононуклеоз» в медицинской литературе появляются в начале 19-го века, когда и прозвучал термин «атипичные мононуклеары».

Примитивные методы приготовления и окраски мазков крови не позволяли четко различить лимфоидные клетки и моноциты. Суммарно их объединяли в группу «мононуклеары». Появление необычных, разнообразных по морфологии клеток — «атипичных мононуклеаров» — до сих пор является одним из важных диагностических критериев ИМ. Природу этих клеток и загадку появления в большом количестве ученые смогли разгадать лишь к концу 20-го века, но, по-видимому, еще не окончательно.

Однако уже более 50 лет назад четко доказали, что лимфоидные клетки в периферической крови пациентов с ИМ представляют собой активированные лимфоидные клетки, которые находятся на разных ступенях стимуляции. Поэтому термин «атипичные мононуклеары», используемый до настоящего времени в ряде учреждений при диагностике ИМ, явно и очень давно устарел. Абсолютное количество моноцитов при этом, как правило, сохраняется в нормальных пределах.

Количество реактивных лимфоцитов при ИМ может быть различным (от единичных клеток до 60-80 %), изредка они могут отсутствовать. В настоящее время ИМ не диагностируют на основании только обнаружения реактивных лимфоцитов.

Вместе с тем в большинстве случаев количество этих клеток бывает значительным, обычно больше, чем при аденовирусной инфекции, гриппе или других заболеваниях, протекающих с активизацией иммунного ответа. Объяснение этому было найдено относительно недавно. При ИМ возбудители (вирус Эпштейна — Барр и/или цитомегаловирус, реже другие герпес-вирусы) поражают наряду с эпителиальными клетками носоглотки множество клонов В-лимфоцитов, на поверхности которых имеются рецепторы к этим вирусам. В ответ на стимулированные и инфицированные В-лимфоциты появляются, как защитная реакция, стимулированные цитотоксические Т-лимфоциты, поэтому реактивных лимфоцитов в крови мы видим гораздо больше (более 15-20 %). По морфологии реактивные В- и Т-клетки различить невозможно.

Значительное количество реактивных лимфоцитов можно наблюдать на фоне типичной клинической картины ИМ: лихорадка, назофарингит, ангина, лимфаденопатия (увеличены главным образом лимфоузлы задней поверхности шеи, затылка), увеличение селезенки и зачастую печени. Диагностика основывается на особенностях клинической картины заболевания, обнаружении в крови более 15-20 % реактивных лимфоцитов, наличии антител к антигенам вируса Эпштейна — Барр и/или другим герпес-вирусам, высоком уровне гетерофильных антител, результате ПЦР.

Врач-клиницист ставит диагноз ИМ на основании анализа клинической картины, комплекса лабораторных исследований.

Вывод

Любая антигенная стимуляция иммунного ответа приводит к появлению в периферической крови реактивных лимфоцитов. Вместе с тем не существует специфических морфологических изменений реактивных лимфоидных клеток при отдельных заболеваниях, в т. ч. при ИМ.

Международным комитетом по лабораторной гематологии рекомендовано заменить устаревшее обозначение «атипичные мононуклеары» на термин «реактивные лимфоциты». Именно это понятие более точно отражает функциональное состояние клетки, нежели «широкоцитоплазменный лимфоцит» либо «атипичный мононуклеар». Избыточное разнообразие терминов для обозначения стимулированных лимфоцитов затрудняет интерпретацию клиницистами результатов исследования лейкоцитарной формулы.

Таблица. Сравнительная характеристика реактивного и нестимулированного лимфоцита.

4.2.2. Активация лимфоцитов

Уникальным свойством антигена, проникшего в организм, является его способность специфически связываться с лимфоцитами и активировать их.

Согласно клонально-селекционной теории, выдвинутой в 1959 г. Бернетом, при нормальном развитии в организме возникает набор из тысяч очень небольших по объему субпопуляций лимфоцитов, имеющих на наружной мембране рецепторы лишь к одной какой-то детерминанте. Иммунный ответ оказывается специфическим в силу того, что проникший в организм антиген избирательно связывается только с теми клетками, на поверхности которых имеются соответствующие рецепторы. С остальными клетками этот антиген не взаимодействует.

Связывание антигена индуцирует активацию лимфоцита, то есть запускает ряд процессов, приводящих к клеточному делению и дифференцировке. В процессе дифференцировки лимфоцитов происходит развитие таких эффекторных функций,

как антителообразование у В-клеток и появление цитотокси-ческой активности у части Т-клеток.

Под активацией лимфоцитов понимается достаточно сложный процесс перехода клетки из фазы G0 в фазу G1, вызванный взаимодействием со стимулирующим агентом (например, антигеном или митогеном). Термин «покоящийся лимфоцит» относится к лимфоцитам, которые находятся в фазе G0 (в этой фазе клеточного цикла клетки не делятся), характеризующейся низким уровнем метаболической активности, т. е. низкой скоростью синтеза белков и РНК при отсутствии синтеза ДНК. Реагирующие с антигеном клетки согласно клонально-селекционной теории Бернета обычно находятся в покоящемся состоянии до получения стимулирующего сигнала.

При взаимодействии с антигеном в ранее «покоившихся лимфоцитах» наряду с метаболическими изменениями, характерными для делящихся клеток, происходят процессы созревания, различные в разных субпопуляциях лимфоцитов. В итоге каждая субпопуляция приобретает набор присущих только ей поверхностных антигенов и специфических функций.

Последовательность процессов активации лимфоцитов в общем виде может быть представлена следующим образом. Рецепторы на поверхности лимфоцита связывают стимулирующий лиганд (например, антиген) и сшиваются друг с другом, образуя небольшие локальные кластеры сшитых рецепторов, которые становятся наиболее эффективными в передаче активирующего сигнала.

Локальные кластеры повышают проницаемость мембраны лимфоцита для одновалентных катионов, поступающих внутрь клетки, что приводит к деполяризации мембраны и локальному увеличению концентрации Na + -, K + -АТФазы. Вследствие сшивки рецепторов лимфоцита активируется мембранная метилтрансфе-раза, которая катализирует образование достаточного количества монометилфосфатидилэтаноламина, повышающего текучесть мембраны и вызывающего ее локальную перестройку. В результате этого открываются каналы, через которые ионы Са 2+ проникают (диффундируют) в лимфоцит. Вследствие такого локального увеличения концентрации Са 2+ с внутренней стороны мембраны активируется фосфолипаза А2, катализирующая образование лизо-лецитина и арахидоновой кислоты из фосфатидилхолина. Эти реакции происходят в течение первых 30 мин после контакта лимфоцита с антигеном.

Одновременно ионы Са 2+ активируют и другой цитоплазматичес-кий фермент, расщепляющий фосфатидилинозитол (по крайней мере в Т-клетках). Высвобождающаяся арахидоновая кислота при участии липоксигеназы и циклоксигеназы расщепляется с образованием лейкотриенов и простагландинов (одни продукты каскада арахидоновой кислоты регулируют синтез РНК и ДНК, другие — влияют на поглощение ионов Са 2+ или активность аденилатциклазы).

Лизолецитин с помощью ионов Са 2+ активирует гуанилат-циклазу, а активность аденилатциклазы уменьшается вследствие ее соседства с Ш + -К + -АТФазой, конкурирующей с ней за АТФ. Все это приводит к временному увеличению концентрации цГМФ, активирующего протеинкиназы, трансферазы жирных кислот и ферменты, увеличивающие синтез мембранных фосфолипидов. Из других протеинкиназ важное значение имеет активация проте-инкиназ, способствующих биосинтезу матричной РНК, полиаминов и переносу метальных групп.

Поскольку транспорт глюкозы в клетку является Са-зависи-мым процессом, то поток ионов Са 2+ играет важную роль в увеличении скорости ее транспорта, т. е. поставки исходного материала для обеспечения множества энергозависимых синтетических процессов. Повышенный транспорт аминокислот и нуклеотидов в клетку вызывает повышенное образование липо-сом, увеличение синтеза рибосомной и матричной РНК и синтеза белка в целом.

Поток ионов Са 2+ активирует сериновую эстеразу, вызывающую повышение клеточной подвижности благодаря изменениям в системе циклических нуклеотидов. Кроме того, сериновая эстера-за опосредованно активирует ядерную аденилатциклазу. Увеличение в ядре концентрации цАМФ вызывает активацию киназ, специфически фосфорилирующих кислые негистоновые белки, регулирующие транскрипцию и синтез ДНК. Это приводит к синтезу РНК и ДНК, начинающегося на 3-й сутки и достигающего максимума на 4. 6-е сутки.

Среди факторов, влияющих на активацию лимфоцитов, следует отметить следующие:

антигены, к которым имеются специфические рецепторы на лимфоцитах; популяцию таких лимфоцитов называют антиген-связывающими клетками;

антитела к иммуноглобулинам; сшивка поверхностных иммуноглобулинов В-клеток с бивалентными антителами к этим иммуноглобулинам;

интерлейкины IL-1, IL-2;

инсулин; он опосредованно, через активацию аденилатциклазы, активирует лимфоциты.

Ингибирующее влияние на лимфоциты оказывают следующие факторы:

липиды; наибольшей ингибирующей способностью из липо-протеидов обладают липопротеиды очень низкой плотности (ЛОНП), обусловливающие разобщение между потоком ионов Са 2+ в клетку и концентрацией образующихся при этом циклических нуклеотидов;

фрагменты компонентов системы комплемента СЗе, СЗс и C3d; они ингибируют пролиферацию Т-клеток и синтез антител в ответ на стимуляцию с помощью антигена.

Несмотря на то что механизмы активации лимфоцитов различных популяций характеризуются определенной общностью, следует отметить и те особенности, которые наблюдаются при активации Т- и В-лимфоцитов, имеющих различные поверхностные маркеры, с помощью которых эти клетки взаимодействуют с внешними факторами.

Активация В-лимфоцитов. В-лимфоциты реагируют на три различных типа антигенов:

Тимуснезависимый антиген типа 1 (например, бактериальный липополисахарид).

Тимуснезависимый антиген типа 2 (например, некоторые линейные антигены, имеющие часто повторяющуюся, определенным образом организованную детерминанту, — полимеры D-аминокислот, поливонил-пирролидон, полисахарид пневмококков).

Эти антигены, длительно персистируя на поверхности специализированных макрофагов краевого лимфатического узла и селезенки, специфически связываются с иммуноглобулиновыми рецепторами В-клеток. Таким образом, оба тимуснезависимых антигена способны непосредственно, т. е. без участия Т-клеток, стимулировать В-лимфоциты и вызывать преимущественно синтез IgM. Индуцируемый ими иммунный ответ практически не сопровождается формированием клеток памяти.

3. Тимусзависимый антиген. Многие антигены относятся к группе тимусзависимых. В отсутствие Т-лимфоцитов эти антигены лишены иммуногенности — связавшись с В-клеточ- ным рецептором, они, подобно гаптенам, не способны активиро вать В-клетку. Одна антигенная детерминанта тимусзависимого антигена связывается с В-клеткой, а остальные — с Т-хелпером, активируя его. Т-хелперы должны распознавать детерминанты но сителя на поверхности реагирующей В-клетки.

Антиген, связавшийся с поверхностными /gA-клетками, попадает в эндосомы вместе с молекулами МНС класса II, а затем возвращается на поверхность А-клетки в процессированной форме. Он ассоциирован с молекулами МНС класса II и доступен для распознавания специфическими Т-хелперами. Носитель процессируется в В-клетках, запрограммированных на синтез антител к гаптену. После стимуляции Т-хелперами, распознающими процессированный носитель, В-клеткам удается выполнить свою программу, т. е. начать производить антитела, реагирующие с гаптеном.

Механизм активации клеток. Связывание поверхностных рецепторов (IgM) В-клеток с антигеном или антителами к этим рецепторам вызывает совокупность последовательных реакций, аналогичных реакциям при активации Т-клеток (поступление в В-лим-фоцит ионов Са 2+ и активация протеинкиназ) — это один механизм. Другой, имеющий важное значение для Т-зависимых ан-

тигенов, — это увеличение экспрессии поверхностных молекул МНС класса II уже на самых ранних этапах активации В-клеток. С молекулами МНС класса II и процессированным антигеном связывается Т-хелпер, который продуцирует факторы (например, BSF-1 — от англ. B-cell stimulatory factor), обусловливающие переход В-клеток в фазу G-1 клеточного цикла. Как и активированная Т-клетка, стимулированный В-лимфоцит приобретает многочисленные поверхностные рецепторы для ростовых факторов, выделяемых Т-хел-перами, в этом состоянии он готов к пролиферации — основному процессу в следующей фазе иммунного ответа.

Первыми начинают делиться Т-хелперы, на поверхности которых экспрессируются высокоаффинные рецепторы к IL-2. Эти клетки пролиферируют в ответ либо на собственный IL-2, либо на IL-2, продуцируемый субпопуляцией Т-хелперов. Пролиферацию В-клеточного клона обеспечивают Т-клеточные растворимые факторы, в частности BSF-1 (фактор роста В-клеток, именуемый чаще интерлейкином-4), выделяемые активированными Т-клетками. Под влиянием других факторов (например, BCDF — от англ. B-cell differentiation factor) происходит созревание клона В-лимфобластов и ускорение их преобразования в плазматические клетки с высоким уровнем секреции IgM. Другой дифферен-цировочный фактор BCDF (также синтезируется активированными Т-хелперами) переключает синтез с IgM на IgG и индуцирует те изменения, которые необходимы для обеспечения высокой скорости синтеза антител.

Активация Т-лимфоцитов. Для активации необходимо два сигнала. Роль первого сигнала может выполнять антиген (или мито-ген), связанный с молекулой МНС класса II на поверхности анти-генпрезентирующей клетки. Тройное взаимодействие между антигеном, гликопротеином МНС и рецептором Т-лимфоцита генерирует сигнал, передаваемый через комплекс рецептора с молекулой CD-3 (это мембраносвязанный белковый комплекс, представляющий собой антигенспецифический Т-клеточный рецептор периферических Т-лимфоцитов), и одновременно обеспечивает воздействие на клетку высокой локальной концентрации IL-1 (второй сигнал), продуцируемого антигенпрезентирую-щей клеткой.

Активированные Т-клетки секретируют:

IL-2, стимулирующий деление клеток, имеющих рецептор к IL-2;

лимфокин BSF-1, активирующий В-клетки;

лимфокин BSF -2, стимулирующий клональную экспансию активированных В-лимфоцитов;

лимфокин BCDF -фактор дифференцировки В-клеток, способствующий созреванию клеток с высокой скоростью секреции IgM;

лимфокин BCDF-фактор, вызывающий переключение с синтеза IgM на IgG и высокую скорость секреции последнего.

Читайте также: