Вторичные иммунодефициты — это иммунодефициты, которые не являются врожденными, а возникают в течение жизни. Существует несколько классификаций вторичных иммунодефицитов.
Различают иммунодефициты эндогенные и экзогенные. К первым относят возрастные иммунодефициты, нарушения иммунитета в связи со стрессовым воздействием. Ко вторым — нарушения иммунитета инфекционного происхождения, иммунодефициты в связи с недостаточностью питания, в связи с воздействием ультрафиолетового облучения, ионизирующей радиации, химических веществ, лекарственный иммунодефицит.
Иммунодефицита разделяют также на обратимые и необратимые. Примером обратимого иммунодефицита может быть голодание или временный дефицит в диете жизненно важных компонентов, необходимых для обеспечения активной работы постоянно пролиферирующих клеток иммунной системы. Примером необратимого иммунодефицита служит ВИЧ-инфекция, поражающая популяцию CD4-положительных клеток, или ионизирующая радиация в запороговых дозах, приводящая к повреждению делящихся клеток иммунной системы, что делает организм беззащитным перед биологической агрессией.
Возрастные иммунодефициты связаны с особенностями онтогенеза иммунной системы, которая активно развивается до достижения половозрелого возраста. Однако в первые месяцы жизни ребенка она является функционально неполноценной. В связи с этим часто встречающимся иммунным дефектом является транзиторный (проходящий) дефицит продукции иммуноглобулинов, который проявляется на 6-12 месяцы жизни (рис.).
Динамика уровня иммуноглобулинов в крови новорожденного
Благодаря трансплацентарному переносу IgG от матери новорожденные имеют изначальный уровень антител, сходный с материнским. Когда перенесенные иммуноглобулины катаболизируются, уровень антител постепенно падает. Новорожденные дети не продуцируют значительного количества антител до 6-месячного возраста. У некоторых детей это может приводить к временной возрастной чувствительности к инфекциям. Особенно это касается недоношенных детей, у которых созревание иммунной системы занимает более долгий период.
С возрастом у людей развивается иммунодефицит, приводящий к повышению частоты возникновения онкологических заболеваний. Это связано с накоплением молекулярно-генетических поломок в работе иммунной системы, в результате которых она становится менее эффективной в распознавании и уничтожении злокачественно трансформированных клеток.
Факторы, приводящие к вторичным иммунодефицитам, могут взаимно дополнять друг друга. Так, на фоне утомления, переохлаждения или стресса легче развиваются инфекционные заболевания, которые, в свою очередь, также являются важным фактором, приводящим к нарушениям иммунитета.
Примером может служить герпес-вирусная инфекция. Нормальная иммунная система может хорошо контролировать быстро реплицирующиеся вирусы, которые дают острые формы вирусных заболеваний. В этих случаях иммунная система эффективно борется с вирусом, используя цитотоксические CD8-положительные Т-клетки для киллинга инфицированных клеток, интерферон для ингибирования вирусной репликации и нейтрализующие антитела для блокирования инфицирования новых клеток. Однако вирус простого герпеса может входить в латентное состояние, в котором он транскрипционно не активен и слабо распознается иммунной системой. Хотя вирус в таком состоянии не вызывает заболевания, тем не менее он и не может быть устранен из организма.
Вирус простого герпеса, причина лихорадки на губах, инфицирует эпителий и распространяется в нейроны, близкие к месту инфекции. При эффективном контроле со стороны иммунной системы вирус персистирует в латентном состоянии в нейронах. Возникает равновесие, которое может быть нарушено при возникновении дополнительных факторов, нарушающих работу иммунной системы. Такие факторы, как солнечная радиация, переутомление, переохлаждение, гормональные изменения, приводят к реактивации вируса. Он спускается по аксону чувствительного нейрона и реинфицирует эпителиальные ткани. В этот момент иммунный ответ опять активируется и берет под контроль локальную инфекцию, уничтожая инфицированные эпителиальные клетки. Такой цикл может быть повторен много раз.
Существует две причины, по которым нейроны остаются инфицированными. Во-первых, в клетках продуцируется очень небольшое количество вирусных белков. Вследствие этого генерируется малое число пептидных фрагментов вирусных белков, представляемых молекулами гистосовместимости I класса. Во-вторых, на нейронах присутствует очень мало молекул гистосовместимости, что придает нейронам устойчивость к распознающему и атакующему действию CD8-положительных Т-клеток. Низкий уровень экспрессии молекул гистосовместимости I класса снижает риск того, что нейрон, который не может регенерировать, будет атакован CD8-положительными Т-клетками. То есть низкий уровень экспрессии молекул гистосовместимости сохраняет нервные клетки, но одновременно нейроны становятся необычайно уязвимы для трестирующих инфекций.
Многие инфекционные агенты для того, чтобы вызвать вторичный иммунодефицит, повреждают иммунную систему. Распространенный механизм повреждения иммунной системы — это гиперстимуляция иммунитета суперантигенами патогенов и последующая массовая поликлональная гибель активированных лимфоцитов путем апоптоза. Так, суперантигены могут вызывать генерализированную супрессию, сопровождающуюся истощением Т-клеток. Подобное истощение Т-лимфоцитов, связанное с гиперактивацией иммунной системы, происходит при тяжелой ожоговой или при черепно-мозговой травме.
При большинстве инфекций значительная часть патологических проявлений обусловлена иммунным ответом хозяина. Например, лихорадка, которая сопровождает бактериальную инфекцию, является следствием освобождения монокинов.
Если иммунная система толерантна к инфекционному агенту, то инфекция протекает хронически и часто бессимптомно. Примером может служить инфицирование организма тимэктомированных новорожденных мышей вирусом лимфоцитарного хориоменингита. Такие животные растут полностью здоровыми. Однако перенос в их организм вирус-специфических цитотоксических Т-лимфоцитов приводит к сильному воспалительному ответу в центральной нервной системе и к смерти.
Одним из способов формирования толерантности (иммунологическая неотвечаемость) является инфицирование организма в неонатальный период или при рождении. В Африке широко распространен хронический гепатит В, что является следствием инфицирования плода или новорожденного от матери. Неразвитая иммунная система плода приобретает толерантность к вирусу, что приводит к хронически персистирующей инфекции. Заражение вирусом во взрослом состоянии приводит, как правило, к острой форме вирусного гепатита В.
Еще одной формой нарушения иммунитета является дисбаланс Т-лимфоцитов. Различают два основных типа дисбаланса Т-лимфоцитов:
• нарушение равновесия между Th1 и Th2 CD4-положительными Т-лимфоцитами. Ряд бактериальных и вирусных инфекций сопровождается сдвигом уровней продукции цитокинов, приводящим к супрессии той субпопуляции Т-лимфоцитов, которая как раз необходима для успешной борьбы с инфекцией. Так, при лепре происходит снижение клеточной формы защиты, что приводит к хронизации заболевания;
• нарушение равновесия между CD4- и CD8-положительными Т-лимфоцитами. В норме соотношение между количеством таких клеток в периферической крови равно 1,5-2,0. Соотношение CD4- и CD8-положительных клеток называют иммунорегуляторным индексом. При развитии иммунодефицитного состояния он нередко понижается. Наиболее ярким примером является ВИЧ-инфекция, при которой происходит драматическое падение количества CD4-положительных клеток и, соответственно, иммунорегуляторного индекса.
ВИЧ-инфекция
ВИЧ-инфекцию выделяют в качестве особого вида вторичного иммунодефицита. Это связано с высокой опасностью этого инфекционного заболевания, не поддающегося излечению и имеющего высокий потенциал распространения. Вакцина против ВИЧ-инфекции не получена, несмотря на многочисленные попытки ее создания.
ВИЧ-инфекция вызывает СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Возбудителем ВИЧ-инфекции является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Вирус передается половым путем, при переливании крови и от больной матери ребенку в перинатальный период. Существует два варианта вируса — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Первый распространен по всему миру, второй — эндемичен для Западной Африки.
ВИЧ является ретровирусом, содержит двухцепочечную РНК. Основные гены ВИЧ — это gag, кодирующий белок сердцевины вируса, pol, являющийся геном обратной транскриптазы, и env, кодирующий белок оболочки вируса. Кроме того, несколько дополнительных генов регулируют синтез вирусных белков. Рецептором для ВИЧ является CD4 антиген Т-лимфоцитов. Этот белок присутствует также на мембране моноцитов/макрофагов. В связи с этим инфицируются как CD4-положительные Т-лимфоциты, так и клетки моноцитарного ряда. Молекула CD4 связывается с поверхностным вирусным гликопротеином gp120. В последующем слиянии вируса с клеткой и его поглощении участвуют корецепторы, находящиеся на мембране лимфоцитов и моноцитов/макрофагов. Для СD4-положительных Т-лимфоцитов корецептором является хемокиновый рецептор CCR5. Для моноцитарно-макрофагальных клеток — хемокиновый рецептор CCR4.
На клетках иммунной системы существуют также другие рецепторы вируса иммунодефицита. Так, на дендритных клетках присутствует белок адгезии, в норме участвующий в процессах активации лимфоцитов (DC-SIGN, CD209). Этот белок способен связываться с вирусом иммунодефицита, а затем передавать его СD4-положителъным клеткам, инфицируя их.
Основной причиной возникновения иммунодефицита является истощение и дисфункция CD4-положительных клеток.
• Вирус может прямо уничтожать инфицированные клетки, нарушая их метаболизм.
• Активная репликация вируса в клетке приводит к повреждению клеточной мембраны и лизису клеток при отпочковывании вирусных частиц с их поверхности.
• CD4-положительные Т-лимфоциты могут погибать также за счет поликлональной активации. Белки ВИЧ являются вирусными суперантигенами, вызывающими выраженную экспансию пула иммунокомпетентных клеток с его последующим истощением за счет апоптоза.
При ВИЧ-инфекции инфицированные CD4-положительные Т-лимфоциты способны соединяться с неинфицированными за счет взаимодействия, находящегося на клеточных мембранах вирусного белка gpl20 и белка CD4, характерного для Т-хелперов. В результате последующего слияния мембран образуются гигантские многоядерные инфицированные клетки и синцитий.
• Свободный gp120, появляющийся при инфекции в крови, связывается с CD4-положительными неинфицированными клетками. При наличии в организме антител к ВИЧ клетки могут быть уничтожены с помощью антителозависимой клеточной цитотоксичности.
• Инфицированные клетки могут уничтожаться gpl20-специфическими CD8-положительными Т-лимфоцитами. Однако эта функция резко снижена вследствие нарушения регуляции иммунного ответа.
В итоге формируется замкнутый круг, в котором CD4-положительные и CD8-положительные Т-лимфоциты, несмотря на активацию, не способны полноценно выполнять свои функции. Важным является также тот факт, что вирус, попав в клетку, встраивается в геном и может долгое время никак себя не проявлять.
Наряду с гибелью при ВИЧ-инфекции CD4-положительных клеток происходят дополнительные нарушения в работе иммунной системы. Нарушается нормальная продукция клетками цитокинов, происходит поликлональная активация В-лимфоцитов, возрастает образование аутоантител и иммунных комплексов. На этом фоне идет обширное расселение вируса по органам и тканям.
Первичная ВИЧ-инфекция может сопровождаться кратковременными расстройствами, напоминающими инфекционный мононуклеоз, с недомоганием, мышечными болями, припухлостью лимфоузлов, фарингитом и сыпью. Наблюдается временное уменьшение числа CD4-положительных Т-клеток и повышение — CD8-положительных Т-лимфоцитов. С помощью иммуноферментного метода в крови в этот период можно обнаружить вирусные белки.
Затем инфекция переходит в хроническую стадию, которая обычно не сопровождается клиническими проявлениями, однако у трети больных увеличены лимфоузлы. Хроническая стадия может продолжаться до 12 лет, а затем переходит в СПИД. На поздних стадиях заболевания отмечаются неспецифические симптомы общего характера: лихорадка, ночная потливость, диарея и потеря веса. Может возникать кандидоз ротовой полости, различные кожные инфекции, герпес, опоясывающий лишай. Эти расстройства служат, в свою очередь, предвестниками развития тяжелых оппортунистических инфекций и опухолей, что и представляет собой собственно СПИД. К этому времени число CD4-положительных Т-клеток в периферической крови становится меньше 200 на 1 мкл (в норме эта величина превышает 1000 на 1 мкл).
Наиболее часто встречающимся видом новообразований при СПИДе является саркома Капоши — многоочаговая опухоль эндотелиального происхождения. Оппортунистические инфекции развиваются в результате реактивации микробов, присутствующих в нормальном организме в латентном состоянии. Обычная оппортунистическая инфекция при СПИДе — пневмоцистная пневмония.
Главными объектами поражения при СПИДе являются три системы: дыхательная, пищеварительная и нервная. Неврологические осложнения обусловлены или прямым действием на нервную систему ВИЧ и возбудителей оппортунистических инфекций, или развитием лимфомы. Может развиваться менингит, деменция, токсоплазмоз, приводящий к расстройству неврологических функций. Если больному не назначается специфическая поддерживающая терапия, то его ожидает летальный исход.
Для лечения ВИЧ-инфекции применяют лекарственные препараты, содержащие ингибиторы обратной транскриптазы и ингибиторы протеиназ, что снижает смертность в ближайшие сроки после начала лечения и задерживает прогрессировать болезни. Однако эти препараты не способны привести к полной элиминации вируса, поскольку его геном встраивается в геном человека. Надежды на создание действенных способов борьбы с инфекцией основываются на разработке эффективной вакцины против ВИЧ.
Последнее обновление страницы: 12 декабря 2006 E-mail: vira-ss@narod.ru
