Цитотоксические т лимфоциты cd3 cd8 повышены. Нарушения Т-лимфоцитов. CD8 лимфопения. Показания к назначению лабораторного исследования
), уровня циркулирующих иммунных комплексов, основных классов иммуноглобулинов периферической крови, упор делается на расширенный анализ NK-клеток (Natural killers – "натуральные киллеры"), а также оценку активированных Т-лимфоцитов (CD3 + HLA-DR + CD45 +) и активированных цитотоксических лимфоцитов (CD8 + HLA-DR + CD45 +), отвечающих за противовирусный иммунитет. Анализ вышеперечисленных популяций клеток поможет понять, адекватно ли иммунная система реагирует на вирусную инфекцию и нуждается ли пациент в иммуностимулирующей терапии.
* Результаты исследования выдаются с заключением врача – аллерголога-иммунолога, доктора медицинских наук.
T-клеточные лейкозы
К каждой иммунограмме прилагается письменное заключение врача-иммунолога.
Важные замечания
Для диагностики патологий результаты этого исследования необходимо сопоставлять с клиническими данными и показателями других лабораторных анализов. Также следует отметить, что клиническую значимость исследования существенно повышает оценка иммунологического статуса пациента в динамике.
Литература
- Хаитов, Р. М. Аллергология и иммунология: национальное руководство / под ред. Р. М. Хаитова, Н. И. Ильиной. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 656 с.
- Хаитов, Р. М. Руководство по клинической иммунологии. Диагностика заболеваний иммунной системы: руководство для врачей / Р. М. Хаитов, Б. В. Пинегин, А. А. Ярилин. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 352 с.
- Зуева Е. Е. Иммунная система, иммунограмма: рекомендации по назначению и применению в лечебно диагностическом процессе / Е. Е Зуева, Е. Б. Русанова, А. В. Куртова, А. П. Рыжак, М. В. Горчакова, О. В. Галкина – СПб. – Тверь: ООО "Издательство "Триада", 2008. – 60 с.
- Кетлинский, С. А. Иммунология для врача / С. А. Кетлинский, Н. М. Калинина. СПб. : Гиппократ, 1998. – 156 с. Ярилин, А. А. Иммунология: учебник / А. А. Ярилин. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 752 с.
- Хаитов, Р. М. Иммунология: атлас / Р. М. Хаитов, А. А. Ярилин, Б. В. Пинегин.М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 624 с.
- Хаитов, Р. М. Иммунология: учебник / Р.М. Хаитов. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 320 с.
- Хаитов, Р. М. Оценка иммунного статуса человека в норме и при патологии / Р. М. Хаитов, Б. В. Пинегин // Иммунология. – 2001. – N4. – С. 4-6.
- Whiteside, T. L. Role of Human Natural Killer Cells in Health and disease / T. L. Whiteside, R. B. Herberman // Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology. – 1994. – Vol. 1, №2. – P. 125-133.
- Ginadi, L. Differential expression of T-cell antigens in normal peripheral blood lymphocytes: a quantitative analysis by flow cytometry / L. Ginadi, N. Farahat, E. Matutes // J. Clin. Pathol. – 1996. – Vol. 49, № 1. – P. 539-544.
- Merser, J.C. Natural killer T-cells: rapid responders controlling immunity and disease / J.C. Merser, M.J. Ragin, A. August // International J. Biochemistry & Cell Biology. – 2005. – № 37. – P. 1337-1343.
- Никитин, В. Ю. Маркеры активации на Т-хелперах и цитотоксических лимфоцитах на различных стадиях хронического вирусного гепатита С / В. Ю. Никитин, И. А. Сухина, В. Н. Цыган [и др.] // Вестн. Рос. Воен.-мед. акад. – 2007. – Т. 17, № 1. – С. 65-71.
- Boettler, T. T cells with CD4 + CD25 + regulatory phenotype suppress in vitro proliferation of virus-specific CD8 + T cells during chronic hepatitis C virus infection / T. Boettler, H.C. Spangenberg, C. Neumann-Haefelin // J. Virology. – 2005. – Vol. 79, N 12. – P. 7860-7867.
- Ormandy, L.A. Increased Populations of Regulatory T Cells in Peripheral Blood of Patients with Hepatocellular Carcinoma / L.A. Ormandy, T. Hillemann, H. Wedemeyer // J. Cancer Res. – 2005. – Vol. 65, N 6. – P. 2457-2464.
- Sakaguchi, S. Naturally arising FoxP3-expressing CD4 + CD25 + regulatory T cells in immunological tolerance to self- and non-self / S. Sakaguchi // Nature Immunol. – 2005. – Vol. 6, N 4. – P. 345-352.
- Romagnani, S. Regulation of the T cell response / S. Romagnani // Clin. Exp. Allergy. – 2006. – Vol. 36. – P. 1357-1366.
- Хайдуков С. В., Основные и малые популяции лимфоцитов периферической крови человека и их нормативные значения (метод многоцветного цитометрического анализа) / Хайдуков С. В., Зурочка А. В., Тотолян А. А., Черешнев В. А. // Мед. иммунология. – 2009. – Т. 11 (2-3). - С. 227-238.
Первым этапом лабораторной диагностики является количественная оценка клеток периферической крови и их морфологических элементов - подсчет лейкоцитарной формулы. При этом анализе следует обращать внимание не только на относительное, но и на абсолютное число клеток крови.
При определении нормальных показателей формулы крови в относительных значениях пересчет в абсолютные значения может выявлять патологию и наоборот.
Количество лейкоцитов и других клеток крови зависит от скорости выхода клеток из костного мозга и притока их в ткани. Число лейкоцитов в периферической крови выше 10И09 клеток/л определяется как лейкоцитоз, ниже 4*109 кл./л - как лейкопения. Основные причины лейкоцитоза - все виды инфекций, воспалительные состояния, злокачественные новообразования, травмы, лейкозы, уремия, действия адреналина и стероидных гормонов. Лейкопения встречается при аплазии и гипоплазии красного костного мозга, гиперспленизме, острых лейкозах, миелофиброзах, плазмоцитомах, метастазах новообразования в костный мозг, тяжелых инфекциях, коллагенозах (неблагоприятный признак), под действием лекарственных средств.
Известны различные отклонения лейкоцитарной формулы, которые могут свидетельствовать в комплексе с другими лабораторными данными о различных патологических состояниях.
Лейкоцитоз со сдвигом влево может наблюдаться при бактериальных инфекциях (неспецифических и специфических), интоксикациях (отравлении угарным газом, грибами и пр.), коматозных состояниях (уремия, диабетическая, печеночная и др.), после острых кровопотерь, во время гемолитического криза. Так же выявляется на ранних этапах послеоперационного периода, после больших хирургических вмешательств, во время и после родов, при злокачественных новообразованиях, лейкозах, лучевой болезни (на ранней фазе массивного радиационного поражения).
Лейкоцитоз со сдвигом вправо может наблюдаться при вирусных и хронических бактериальных (туберкулез, сифилис, бруцеллез и пр.) инфекциях, дефиците фолиевой кислоты, лучевой болезни, сепсисе.
Нейтропения обычно сочетается с лейкопенией при тяжелых и вирусных инфекциях, аутоиммунных и лекарственных лейкопениях, Bi2- дефицитных анемиях, гипоксии, голодании, авитаминозе.
Эозинофилия выявляется при аллергических заболеваниях (бронхиальной астме, лекарственной аллергии и др.), глистной инвазии, кожных, аутоиммунных и инфекционных заболеваниях в период развития клинической картины и на этапе выздоровления, при злокачественных новообразованиях, при лимфогранулематозе.
Эозинопения имеет место при стрессовых ситуациях, острых инфекциях, интоксикациях, шоке, инфаркте миокарда.
Базофилия встречается при лечении гепарином, введении сыворотки, диабете, микседеме, нефрозе, в предменструальный период, при аутоиммунной тромбоцитопении, хроническом миелолейкозе, миелофиброзе, эритремии.
Абсолютный лимфоцитоз наблюдается у детей до 4 лет как физиологическое состояние. У взрослых увеличение числа лимфоцитов наблюдается при инфекционных заболеваниях вирусной этиологии, при хроническом лейкозе.
Лимфопения обнаруживается при лучевой болезни, СПИДе, хроническом алейкемическом миелолейкозе.
Моноцитопения - при тяжелых гипертоксических формах брюшного тифа и других инфекционных заболеваниях и является одним из признаков нарушения процессов регенерации.
Моноцитоз - при ревматизме, особенно в период обострения, бруцеллезе, сифилисе, туберкулезе, инфекционном мононуклеозе, может наблюдаться у новорожденных детей.
Появление в периферической крови плазматических клеток свидетельствует о напряженности иммунного процесса, например при детских инфекциях (корь, краснуха, паротит, инфекционный мононуклеоз), у взрослых - при ОРВИ, гриппе, лучевой болезни, лейкозах, гепатите.
Более подробно оценить клеточный состав можно при дополнительных исследованиях, и, прежде всего, используя методы проточной лазерной цитометрии. Это технология быстрого измерения различных характеристик клеток или их органелл. Клеточная суспензия, предварительно меченная флуоресцирующими моноклональными антителами или флуоресцентными красителями, подается к потоковому элементу. Клетки идут одна за другой, где в проточной ячейке их пересекает лазерный луч, под действием которого окрашенные клетки флуоресцируют. Далее через оптическую систему излучение попадает на регистрирующее устройство, где в дальнейшем обрабатывается. С помощью проточной цитометрии можно определить размеры клетки, соотношение ядра и цитоплазмы, степень асимметричности и интенсивность флуоресценции. Допускаются проведения окрашивания до десяти меток на одной клетке. При исследовании допустима оценка свойств от нескольких десятков до нескольких миллионов клеток.
Область применения проточной цитометрии весьма разнообразна. Помимо морфологических характеристик клеток с помощью моноклональных антител можно достоверно определять популяционный и субпопуляционный состав лимфоцитов, выявлять стадию дифференцировки и активации клеток, оценивать уровень функциональной активности лимфоцитов, определять внутриклеточные и секретируемые цитокины, проводить исследования фагоцитоза, анализировать клеточный цикл, оценивать апоптоз и пролиферацию. Основные популяции лимфоцитов периферической крови здоровых лиц представлены в табл 3.2. Эти показатели можно считать нормативными при проведении иммунологических исследований.
Т а б л и ц а 3.2
Интервалы распределения основных и малых популяций лимфоцитов в периферической крови практически здоровых лиц ___________________ [Хайдуков С.В. и др., 2009]__________________
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Снижение абсолютного количества Т-лимфоцитов свидетельствует о недостаточности клеточного иммунитета (недостаточность клеточно- эффекторного звена иммунитета). Встречается довольно часто при различных инфекциях, неспецифических воспалительных процессах, злокаче-
ственных опухолях, в постоперационный период, при инфаркте и т.д. Повышение числа Т-лимфоцитов в динамике заболевания - клинически благоприятный признак. Полное завершение болезни обычно сопровождается и нормализацией количества Т-лимфоцитов.
Увеличение абсолютного числа CD4+-лимфоцитов свидетельствует о стимуляции иммунной системы на какой-либо антиген и служит подтверждением гиперреактивных синдромов. Однако необходимо иметь в виду, что их увеличение - чаще всего не что иное, как нормальная физиологическая реакция на антиген, что мы и наблюдаем при специфических и неспецифических инфекционных заболеваниях. Пролиферация CD4+T- лимфоцитов продолжается 3-5 сут после активации. Она обеспечивает умножение численности клеток в клонах, вовлекаемых в иммунный ответ - пролиферативную экспансию клонов. Т-клетки проходят 6-8 делений, что обеспечивает увеличение их числа примерно в 100-200 раз. Так, если исходную численность Т-клеток в клоне можно оценить у человека примерно в 2^10 (исходя из оценки общего числа Т-хелперов - в 7x10 и
возможного числа клонов - в 3x10), то после пролиферации их число может превысить 106. Это обеспечивает должную эффективность иммунного ответа, поскольку формирование активных Т-хелперов необходимо для успешной реализации практически всех его ветвей. Снижение числа Т- хелперов свидетельствует о гипореактивном синдроме с нарушением регуляторного звена иммунитета. Особенно наглядно это определяется при ВИЧ-инфекции.
Повышение количества цитотоксических Т-лимфоцитов определяется практически при всех вирусных, бактериальных, протозойных инфекциях. Относительное увеличение числа CD8+-клеток обычно обусловлено уменьшением количества Т-хелперов, хотя такую закономерность наблюдают не всегда. Это связано с тем, что цитотоксические Т-лимфоциты синтезируют ИФН-у, который угнетает пролиферацию T^-клеток, и с тем, что ранее CD8+-лимфоциты расценивались как Т-супрессоры. Уменьшение количества цитотоксических Т-лимфоцитов служит подтверждением недостаточности клеточно-эффекторного звена иммунитета, что особенно важно при лечении хронических вирусных инфекций (вирусные гепатиты, герпес и пр.).
Количество В-лимфоцитов в периферической крови определяется с помощью CD^-маркера, который присутствует на всех В-клетках периферической крови, но отсутствует на плазматических клетках.
NK-лимфоциты с диагностической точки зрения имеют два важных CD-маркера - 16 и 56. Общее количество их в крови составляет: CD16+- клеток - 6-26 %, CD56+-клеток - 7-31% (0,09-0,6x10%). Снижение количества этих клеток - патогномоничный признак клеточно-эффекторного иммунодефицита, обусловленный тяжестью течения онкологических и вирусных инфекций, наблюдается и при приеме иммунодепрессантов. Увеличение количества NK-клеток связано с активацией антитрансплантационного иммунитета, в некоторых случаях отмечается при бронхиальной астме, т.е. является патогномоничным признаком клеточноопосредованной цитотоксичности.
На сегодняшний день теряет свой клинический смысл, так называемый ранее регуляторный (дифференцировочный) индекс - соотношение CD4+- и CD8+-лимфоцитов. Считается, что значение этого индекса ниже 1,0 соответствует иммунодефициту, более 2,5 - гиперактивности. С современных позиций интерпретировать этот показатель таким образом в настоящее время будет неправильно. Более информативным для таких выводов служит абсолютное число субпопуляций Т-лимфоцитов и маркеры активации.
Проявлением активации служит экспрессия на клетках различных маркеров активации. Так, на Т-лимфоцитах после действия стимуляции уже через 2-3 ч на поверхности появляется CD69 - самый ранний активационный антиген, частично мобилизуемый из внутриклеточных депо, а частично экспрессируемый de novo. Его экспрессия продолжается немногим более суток. Вскоре после CD69 на поверхности клетки появляется другой ранний маркер активации - CD25. Следующие проявления активации наблюдают через сутки после действия стимулятора, когда экспрессируется молекула рецептора для трансферрина (CD71). В последующие дни (3-6 сут) экспрессируются молекулы МНС-II, относимые к поздним маркерам активации Т-клеток, а затем - интегрины, обозначаемые как очень поздние активационные антигены VLA (Very late activation antigens), и секретиру- ются хемокины. Эти поздние проявления активации клеток совмещаются с пролиферативным процессом.
О функциональном состоянии Т-лимфоцитов свидетельствует количество клеток, экспрессирующих рецепторов к ИЛ-2 (CD25+-лимфоциты). В норме в крови их относительное число составляет 13-24 %. При гиперреактивных синдромах количество этих клеток возрастает, при иммунодефицитах - снижается. Показателем гиперреактивности иммунитета является также количество лимфоцитов, несущих два рецептора - CD3 и HLA- DR. В норме их должно быть не более 12 %.
В настоящее время типируются и другие маркеры, их сейчас насчитывается около 263 разновидностей. Особенно это важно в онкогематологии для уточнения диагноза.
Помимо определения количественного состава клеток иммунной системы очень важно дать качественную характеристику их функциональной активности. Благодаря применяемой в последнее время многоцветной проточной цитометрии, по наличию тех или иных рецепторов можно оценить функциональную активность клеток. С клинической точки зрения наиболее важны следующие рецепторы:
CD5 - молекула адгезии, регулирует активацию клеток. Определяется на Т-лимфоцитах, тимоцитах, В1-клоне В-клеток;
CD11b - относится к наиболее важным для миграции клеток инте- гринам, которые определяют активность фагоцитоза, клеточной цитотоксичности, хемотаксиса и клеточной активации Т-эффекторов, NK-клеток, макрофагов и гранулоцитов;
CD16 - является рецептором Fc-фрагмента IgG, опосредует фагоцитоз и антителозависимую клеточную цитотоксичность, при его активации усиливается цитотоксичность NK-клеток, стимулируется секреция интерферона и фактора некроза опухоли;
CD23 - экспрессируется на активированных В клетках, макрофагах, клетках тимического эпителия, эозинофилах, тромбоцитах. Показатель активности В-клеток.
CD25 - a-цепь рецептора ИЛ2. Экспрессируется на различных типах клеток периферической крови: CD4+-, CD8+-, NK-лимфоцитах, NKT- клетках, В-лимфоцитах, моноцитах. Маркер ранней активации Т- лимфоцитов. Повышение их количества, также как и общей популяции CD25-позитивных лимфоцитов, может свидетельствовать о воспалительном процессе любой природы (инфекционный, аутоиммунный);
CD27 - дополнительный маркер В2-лимфоцитов. Указывает на переход В-лимфоцитов из наивных клеток в клетки памяти;
CD28 - экспрессируется на большинстве активированных Т- лимфоцитах, NK-клетках и плазматических клетках. Необходим как ко- стимулирующий фактор для индукции иммунного ответа (пролиферации и активации клеток);
CD38 - циклическая АДФ-рибозилгидролаза, находится на поверхности лимфоцитов, обеспечивает адгезию, передачу сигнала, является так же маркером активации клеток (метаболический маркер). Понижается при ВИЧ-инфекции, лейкемии, миеломе, солидных опухолях, диабете II типа;
CD50 - межклеточная молекулы адгезии (ICAM-3), помимо этого является мощной сигнальной молекулой. Представлена на всех лейкоцитах, эндотелиальных и дендритных клетках. Обеспечивает костимулятор- ные сигналы для Т-клеток и регулирует адгезию клеток путем взаимодействия с интегринами. Показано снижение количества CD50+-клеток при опухолевых заболеваниях;
CD57 - экспрессируется на субпопуляциях 15-20% мононуклеарных клеток периферической крови, у 60% NK- и Т-клеток. Повышение показателей определяется у онкологических больных, больных после трансплантации, у пациентов с ВИЧ, а также с ревматоидным артритом и синдромом Фелти. Снижение патогномонично при хронизации болезни Лайма;
Т-лимфоциты – многочисленный подтип агранулоцитов. Участвуют в клеточном и гуморальном иммунитете, обеспечивая защиту организма от патогенных воздействий.
Т-лимфоциты
Внимание! Первый анализ в общеклиническом исследовании крови – подсчет лейкоцитарной формулы. В общем анализе крови оценивается относительное и абсолютное содержание лимфоцитов в крови. Отклонения от нормальных показателей указывают на патологии.
Что такое T-лимфоциты, и где они образуются?
Предшественники агранулоцитов появляются в костном мозге. В вилочковой железе происходит процесс созревания. Определенные гормоны и ткани на конечном этапе созревания оказывают влияние на дифференциацию лимфоцитов. Каждый тип Т-клеток отличается структурно и функционально друг от друга. Лимфоциты вырабатываются в костном мозге и в малых количествах в селезенке и лимфоузлах. При нарушениях в работе костного мозга или лейкозах различной этиологии увеличиваются лимфоузлы, что является первым признаком патологических состояний.
Т-клетки можно отличить от других лимфоцитов наличием специального рецептора на мембране. Большинство Т-лимфоцитов несут на мембране клеточный рецептор, состоящий из альфа- и бета-цепей. Такие лимфоциты принято называть альфа-β-Т-клетками. Они – часть приобретенной иммунной системы. Специализированные гамма-дельта-Т-клетки (менее распространенный тип Т-лимфоцитов в организме человека) имеют инвариантные Т-клеточные рецепторы с ограниченным разнообразием.
Виды Т-лимфоцитов и их функции
Существует несколько видов Т-клеток:
- Эффекторы.
- Хелперы.
- Цитотоксические
- Регуляторные.
- Киллеры.
- Гамма-дельта.
- Памяти.
Важно! Главной функцией Т-лимфоцитов является выявление и уничтожение патогенного микроорганизма или инородной частицы.
Т-хелперы помогают другим лейкоцитам в иммунологических процессах, в превращении В-лимфоцитов в плазматические клетки. Т-хелперы известны как CD4 Т-лимфоциты, поскольку имеют гликопротеин CD4 на мембране. Т-хелперы активируются, когда связываются с молекулярными антигенами ГКГ класса II, которые располагаются на поверхности антигенпрезентативных клеток. После активации Т-лимфоциты делятся и выделяют белки, называемые цитокинами, которые регулируют активный иммунный ответ. Клетки могут дифференцировать в один из нескольких подтипов лимфоцитов – TH1, TH2, TH3, TH17, TH9 или TFH. Т-лимфоциты этого вида могут быть представлены фенотипом CD3. Данные гликопротеиды (CD4 и CD3) помогают мобилизовать иммунную систему и уничтожить патогенный микроорганизм.
Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) уничтожают раковые или инфицированные вирусом клетки, участвуют в отторжении трансплантата. Известны как CD8 Т-клетки, поскольку имеют гликопротеин CD8 на мембране. Распознают мишени путем связывания с пептидными молекулами ГКГ класса I, которые присутствуют на мембране зародышевых клеток.
Регуляторные Т-лимфоциты играют ключевую роль в поддержании иммунологической толерантности. Их основная задача – вовремя отключить иммунную реакцию при уничтожении патогенного микроорганизма. Эту функцию совместно выполняют Т-киллеры и Т-хелперы.
Нормальные значения Т-лимфоцитов в анализе крови
Нормальные показатели лимфоцитов различаются у разных возрастных групп. Связано с индивидуальными особенностями иммунной системы. Объем вилочковой железы, в которой находится основная часть агранулоцитов, в процессе старения уменьшается. До шестилетнего возраста в кровеносном русле преобладают лимфоциты, а с 6 лет – нейтрофилы.
Процентное соотношение количества Т-лимфоцитов в крови у разных возрастных групп:
- У новорожденных показатель составляет 14-36% от общего числа лейкоцитов.
- У грудных детей варьируется в пределах 41-78%.
- У детей от 12 месяцев до 15 лет постепенно снижается до 23-50%.
- У взрослых варьируется в диапазоне 18-36%.
Анализ количества Т-лимфоцитов является частным случаем общеклинического исследования крови. Данное исследование позволяет определить относительное и абсолютное содержание лимфоцитов в кровеносном русле. (иммунограмму) проводят для выявления концентрации лимфоцитов. Иммунограмма отображает показатели В и Т-клеток. Нормой Т-лимфоцитов принято считать 48-68%, а В-клеток – 4-18%. Соотношение Т-хелперов и Т-киллеров не должно в норме превышать 2.0.
Иммунологическое исследование крови (иммунограмма) Показания к проведению иммунограммы
Врачи назначают иммунограмму для исследования статуса иммунной системы. В первую очередь данное обследование крови необходимо больным ВИЧ-инфекцией или другими инфекционными заболеваниями.
Распространенные болезни, при которых показано прохождение иммунологического исследования:
- Заболевания ЖКТ.
- Непрекращающиеся или хронические инфекционные заболевания.
- Аллергические реакции неясного происхождения.
- Анемия различной этиологии (железодефицитная, гемолитическая).
- Хронические заболевания печени вирусной или идиопатической природы (гепатиты, цирроз).
- Постоперационные осложнения.
- Подозрение на онкозаболевания.
- Сильные воспалительные процессы, которые продолжаются несколько недель.
- Оценка эффективности иммуностимулирующих препаратов.
- Подозрение на аутоиммунные болезни (ревматоидный артрит, миастения).
В зависимости от лечащего врача могут быть и другие показания к проведению иммунологического обследования.
Интерпретация результатов анализов
Общее содержание лимфоцитов в крови
Чрезмерное повышение уровня лимфоцитов (CD3+ Т-клеток) в крови может указывать на инфекционные или воспалительные процессы. Такое состояние наблюдается при хронических лейкозах или бактериальных инфекциях. Снижение абсолютного числа Т-клеток указывает на дефицит клеточно-эффекторного иммунитета. Пониженное количество Т-лимфоцитов наблюдается при злокачественных новообразованиях, сердечном приступе, применении цитостатических препаратов или травмах различной этиологии.
В-клетки
Повышенные показатели В-лимфоцитов (CD19+ Т-клетки) наблюдаются при аутоиммунных заболеваниях, болезнях печени, бронхиальной астме, грибковых или бактериальных инфекциях. Хронический лимфолейкоз может стать причиной повышенного содержания В-лимфоцитов в кровеносном русле. Пониженные показатели В-лимфоцитов появляются при доброкачественных новообразованиях, агаммаглобулинемии или после удаления селезенки.
Т-хелперы
Если повышаются показатели абсолютного и относительного содержания Т-клеток с фенотипом СД3+CД4 (Т-хелперов), то это указывает на наличие аутоиммунных заболеваний, аллергических реакций или инфекционных болезней. Если чрезмерно понижаются показатели содержания Т-клеток в крови, то это признак ВИЧ, пневмонии, злокачественных новообразований или лейкоза.
ЦТЛ
Естественные (N) киллеры
Снижение общего количества натуральных киллеров с фенотипом CD16 ведет к развитию онкологических, вирусных, аутоиммунных заболеваний. Повышение приводит к отторжению трансплантата и осложнениям различной этиологии.
Совет! Вышеуказанные данные предоставлены в ознакомительных целях. Выполнять анализ показателей может только квалифицированный специалист. Для подтверждения или исключения диагноза необходимы дополнительные обследования. Не занимайтесь самодиагностикой или лечением – обратитесь за консультацией к лечащему врачу.
Еще:
Причины повышения и понижения лимфоцитов в крови, общепризнанные нормы
иммуноглобулинов (в начале иммунного ответа B-клетки синтезируют IgM , позже переключаются на продукцию IgG , IgE , IgA).Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ B-лимфоциты и T-лимфоциты популяций CD4+ и CD8+
✪ Цитотоксические T-лимфоциты
✪ T-лимфоциты
✪ Лимфоциты
✪ B-лимфоциты (B-клетки)
Субтитры
Я уже рассказал об основных клетках специфической иммунной системы, а сейчас мы еще раз обобщим изученное. Давайте начнем с B-лимфоцита, которого я всегда рисую синими цветом.. Вот он перед вами. У B-лимфоцитов на поверхности присутствуют мембранные иммуноглобулины, причем у каждого такого лимфоцита свой вариант вариабельного домена. Повторю: у B-лимфоцитов на поверхности есть мембранные иммуноглобулины, и у каждого такого лимфоцита свой вариант вариабельного домена. Вариабельные домены нарисую розовым. У другого B-лимфоцита будут другие вариабельные домены. Поэтому они могут реагировать на самые разные антигены, проникшие в организм. При этом B-лимфоциты активируются. Что для этого нужно и что при этом происходит? Давайте поговорим о том, что происходит при активировании В-лимфоцитов. Что нужно для запуска активации? Для этого нужно, чтобы патоген связался с мембранным иммуноглобулином. Запишем, что патоген связывается. Патоген связывается с мембранным иммуноглобулином. Но этого мало. Обычно B-лимфоциту нужна стимуляция T-лимфоцитом. Так и пишем: стимуляция Т- лимфоцитом. В какой ситуации необходима такая стимуляция? B-лимфоцит является антигенпрезентирующей клеткой. Он поглощает антиген, расщепляет его и демонстрирует вместе с ГКГ класса 2. Его мы тоже сейчас нарисуем. Это ГКГ класса 2. С ним связываются фрагменты антигена. С этим комплексом связывается активированный T-хелпер, у которого есть рецептор с вариабельным доменом, специфичным для этого конкретного антигена. Да, кривоватый получился рецептор, но суть ясна, по крайней мере, я буду на это надеяться. После активации следует дифференцировка: клетка делится, и ее потомки могут стать эффекторными клетками. Это справедливо и для T-, и для B-лимфоцитов. После активации лимфоцит производит эффекторные клетки и клетки памяти. Клетки памяти сохраняются надолго, и их в результате деления получается много. При повторном проникновении того же патогена он с большой вероятностью наткнется на клетку памяти, запустив быстрый иммунный ответ. Эффекторные B-лимфоциты – это фабрики по производству иммуноглобулинов. Итак, эффекторные B-лимфоциты – производят иммуноглобулин. Логика такая: раз антитело подходит к антигену, попавшему в организм, нужно синтезировать побольше. Все производственные мощности клетки принимаются синтезировать антитела. Расскажу вам один факт, который мне подсказала жена. Подслушав то, как я записывал прошлое видео. Она специалист в гематологии и разбирается в иммунологии, так что я ей в этом доверяю: она в этом деле эксперт. В прошлом ролике я опрометчиво заявил, что антитела вырабатывают активированные эффекторные B-лимфоциты. Так оно и есть на самом деле – антитела вырабатываются исключительно B-лимфоцитами. Однако, для секретирующих антитела клеток есть свое название. Эти эффекторные B-лимфоциты обычно называют плазматическими клетками. Запишу термин. В ходе дифференцировки меняется название. Так называют B-лимфоцит, который начал выделять антитела. После этого его называют исключительно плазматической клеткой. Так что на вопрос о том, какие клетки производят антитела, не отвечайте, что это B-лимфоциты. Правильным будет ответ: плазматические клетки. Это общепринятый термин, используемый в иммунологии, а также ревматологии. Простите, я сказал, что моя жена – гематолог? Нет, она ревматолог. Иногда я в этом путаюсь. Так вот, суть B-лимфоцито в производстве антител, которые свяжутся с антигенами вирусов или бактерий и сделают их заметными для макрофагов и прочих фагоцитов. Но вот и все о них, теперь переходим к T-лимфоцитам. Я расскажу о них то, чего не было в прошлых роликах. Так вот, существует две разновидности T-лимфоцитов. Вы уже знаете о хелперах и цитотоксических T-лимфоцитах, но есть и другая классификация лимфоцитов, и я расскажу вам о ней. Итак, две разновидности. У обеих – T-клеточный рецептор. Нарисую его вот таким образом. T-клеточный рецептор. Кроме того, на их мембранах есть ряд других белков. У некоторых T-лимфоцитов есть мембранный белок, называемый CD4. CD4. У других T-лимфоцитов есть другой белок – это CD8. Его тоже подпишем. CD8. Лимфоцит справа называется CD8-положительным T-лимфоцитом. У него на мембране есть CD8. А вот CD4-положительный T-лимфоцит. Вот две разновидности. Их разделяют по этим белкам. Белок CD4 – это рецептор, который имеет сродство с белками ГКГ класса 2. Большинство CD4-положительных клеток – это T-хелперы. В большинстве случаев, если в разговоре упоминают CD4-положительные клетки, то по привычке имеют в виду именно хелперные T-лимфоциты. Обычно говорят о них. Пожалуй, я подпишу его - T-хелпер. Рецептор CD8 имеет сродство с ГКГ класса 1. Укажем это на рисунке. У раковых клеток ГКГ класса 1 на мембране связан с антигенами рака. Поэтому CD8 характерен для цитотоксических лимфоцитов. CD8 характерен для цитотоксических лимфоцитов. Обычно до того как клетка активирована, ее называют CD4- или CD8-положительной, а о функции лимфоцита говорят уже после активации. Уже после. Это особенности терминологии. Надеюсь, суть вы улавили. Теперь вспомним, чем занимается этот лимфоцит. Он связывается с белками ГКГ, которые находятся на мембране вместе с антигенами. Вот ГКГ класса 1. Как я уже говорил в прошлом ролике, он есть у каждой клетки с ядром. Допустим, в клетке произошло что-то плохое. Что-то нехорошее, может быть, это вирус. Может быть, рак. Пораженная клетка должна умереть, иначе она будет копировать вирус или размножаться, если это опухоль. Так вот, CD8-положительные T-лимфоциты убивают клетки, пораженные вирусом или онкологией. Они убивают пораженные клетки, которые в противном случае могли угрожать всему организму, в целом. T-хелперы – совсем другое дело. Давайте возьмем дендритную клетку – антигенпрезентирующую клетку. У нее есть ГКГ класса 2, с которым соединяются фрагменты переваренного антигена. Он активирует хелперные T-лимфоциты, которые делятся и дифференцируются в эффекторные клетки, а так же клетки памяти. У эффекторного T-лимфоцита есть несколько функций. Хелперный T-лимфоцит активирует B-лимфоциты и выделяет цитокины. Выделяет цитокины. Активированный лимфоцит выделяет множество веществ, которые служат сигналом другим клеткам, например другим лимфоцитам, поднимая при этом тревогу. Часть этих цитокинов помогает цитотоксическим лимфоцитам в их активации. Цитокины поднимают тревогу, и CD8-положительные, то есть цитотоксические T-лимфоциты, эффекторные лимфоциты, принимаются убивать клетки. Что касается клеток памяти, то это копии оригинальных лимфоцитов, которые надолго сохраняются в этом месте на случай повторения угрозы, чтобы обеспечить более быстрый ответ. Надеюсь, что не сильно вас запутал новыми терминами, но это было необходимо. И теперь вы знаете, что антитела синтезируют не B-лимфоциты, не их, а клетки, у которых есть собственное название. Это плазматические клетки или плазмоциты.
Типы Т-лимфоцитов
Т-лимфоциты, обеспечивающие центральную регуляцию иммунного ответа.
Дифференциация в тимусе
Все Т-клетки берут своё начало от гемопоэтических стволовых клеток красного костного мозга , которые мигрируют в тимус и дифференциируются в незрелые тимоциты . Тимус создаёт микросреду, необходимую для развития полностью функционального репертуара Т-клеток, который является ГКГ-ограниченным и толерантным к самому себе.
Дифференциация тимоцитов разделяется на разные стадии в зависимости от экспрессии различных поверхностных маркеров (антигенов). На самой ранней стадии, тимоциты не экспрессируют корецепторы CD4 и CD8, и поэтому классифицируются как двойные негативные (англ. Double Negative (DN) ) (CD4-CD8-). На следующей стадии тимоциты экспрессируют оба корецептора и называются двойными позитивными (англ. Double Positive (DP) ) (СD4+CD8+). Наконец на финальной стадии происходит селекция клеток, которые экспрессируют только один из корецепторов (англ. Single Positive (SP) ): или (CD4+), или (CD8+).
Раннюю стадию можно разделить на несколько подстадий. Так, на подстадии DN1 (англ. Double Negative 1 ), тимоциты имеют следующую комбинацию маркеров: CD44 +CD25 -CD117 +. Клетки с данной комбинацией маркеров ещё называют ранними лимфоидными предшественниками (англ. Early Lymphoid Progenitors (ELP) ). Прогрессируя в своей дифференциации, ELP активно делятся и окончательно теряют способность трансформироваться в другие типы клеток (например В-лимфоциты или миелоидные клетки). Переходя на подстадию DN2 (англ. Double Negative 2 ), тимоциты экспрессируют CD44 +CD25 +CD117 + и становятся ранними Т-клеточными предшественниками (англ. Early T-cell Progenitors (ETP) ). В течение DN3 подстадии (англ. Double Negative 3 ), ETP клетки имеют комбинацию CD44 -CD25 + и вступают в процесс β-селекции.
β-селекция
Гены Т-клеточного рецептора состоят из повторяющихся сегментов, принадлежащих к трём классам: V (англ. variable ), D (англ. diversity ) и J (англ. joining ). В процессе соматической рекомбинации генные сегменты, по одному из каждого класса, соединяются вместе (V(D)J-рекомбинация). Случайное объединение последовательностей сегментов V(D)J приводит к появлению уникальных последовательностей вариабельных доменов каждой из цепей рецептора. Случайный характер образования последовательностей вариабельных доменов позволяет генерировать Т-клетки, способные распознавать большое количество различных антигенов, и, как следствие, обеспечивать более эффективную защиту против быстро эволюционирующих патогенов. Однако этот же механизм зачастую приводит к образованию нефункциональных субъединиц Т-клеточного рецептора. Гены, кодирующие β-субъединицу рецептора, первыми подвергаются рекомбинации в DN3-клетках. Чтобы исключить возможность образования нефункционального пептида, β-субъединица образует комплекс с инвариабельной α-субъединицей пре-T-клеточного рецептора, формируя т. н. пре-T-клеточный рецептор (пре-ТКР) . Клетки, неспособные образовывать функциональный пре-ТКР, погибают в результате апоптоза . Тимоциты, успешно прошедшие β-селекцию, переходят на подстадию DN4 (CD44 -CD25 -) и подвергаются процессу позитивной селекции .
Позитивная селекция
Клетки, экспрессирующие на своей поверхности пре-ТКР все ещё не являются иммунокомпетентными, так как не способны связываться с молекулами главного комплекса гистосовместимости. Для узнавания молекул ГКГ T-клеточным рецептором необходимо наличие корецепторов CD4 и CD8 на поверхности тимоцитов. Образование комплекса между пре-ТКР и корецептором CD3 приводит к ингибированию перестроек генов β-субъединицы и в то же время вызывает активацию экспрессии генов CD4 и CD8. Таким образом тимоциты становятся двойными позитивными (DP) (CD4+CD8+). DP-тимоциты активно мигрируют в корковое вещество тимуса, где происходит их взаимодействие с клетками кортикального эпителия , экспрессирующими белки обоих классов ГКГ (MHC-I и MHC-II). Клетки, неспособные взаимодействовать с белками ГКГ кортикального эпителия, подвергаются апоптозу , в то время как клетки, успешно осуществившие такое взаимодействие, начинают активно делиться.
Негативная селекция
Тимоциты, прошедшие позитивную селекцию, начинают мигрировать к кортико-медуллярной границе тимуса. Попадая в медуллу, тимоциты взаимодействуют с собственными антигенами организма, презентированными в комплексе с белками ГКГ на медуллярных тимических эпителиальных клетках (мТЭК). Тимоциты, активно взаимодействующие с собственными антигенами, подвергаются апоптозу . Негативная селекция предотвращает появление самоактивирующихся Т-клеток, способных вызывать аутоиммунные заболевания клон . Некоторые из клеток этого клона превращаются в эффекторные Т-клетки , которые выполняют функции, специфичные для данного типа лимфоцита (например, выделяют цитокины в случае Т-хелперов или же лизируют поражённые клетки в случае Т-киллеров). Другая часть активированных клеток трансформируется в Т-клетки памяти . Клетки памяти сохраняются в неактивной форме после первичного контакта с антигеном до тех пор, пока не наступает повторное взаимодействие с тем же антигеном. Таким образом, Т-клетки памяти хранят информацию о ранее действовавших антигенах и обеспечивают вторичный иммунный ответ, осуществляющийся в более короткие сроки, чем первичный.
Взаимодействие Т-клеточного рецептора и корецепторов (СD4, CD8) с главным комплексом гистосовместимости важно для успешной активации наивных Т-клеток, однако его самого по себе недостаточно для дифференциации в эффекторные клетки. Для последующей пролиферации активированных клеток необходимо взаимодействие т. н. костимулирующих молекул. Для Т-хелперов такими молекулами являются рецептор CD28 на поверхности Т-клетки и иммуноглобулин B7 на поверхности антигенпрезентирующей клетки.
Основная задача T-лимфоцитов - распознавание чужеродных или изменённых собственных антигенов в составе комплекса с молекулами MHC. Если на поверхности своих клеток будут представлены чужеродные или изменённые свои молекулы, T-лимфоцит запускает их уничтожение.
В отличие от B-лимфоцитов, T-лимфоциты не продуцируют растворимых форм антигенраспознающих молекул. Более того, большинство T-лимфоцитов не способны распознавать и связывать растворимые антигены.
Для того чтобы T-лимфоцит «обратил на антиген своё внимание», другие клетки должны каким-то образом «пропустить» антиген через себя и выставить его на своей мембране в комплексе с MHC-I или MHC-II. Это и есть феномен презентации антигена T-лимфоциту. Распознавание такого комплекса T-лимфоцитом - двойное распознавание, или MHC-рестрикция T-лимфоцитов.
АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИЙ РЕЦЕПТОР T-ЛИМФОЦИТОВ
Антигенраспознающие рецепторы T-клеток - TCR состоят из цепей, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов (см. рис. 5-1). Выступающий над поверхностью клетки антигенраспознающий участок TCR - гетеродимер, т.е. состоит из двух разных полипептидных цепей. Известны два варианта TCR, обозначаемые как αβTCR и γδTCR. Эти варианты различаются составом полипептидных цепей антигенраспознающего участка. Каждый T-лимфоцит экспрессирует только 1 вариант рецептора. αβT-клетки были открыты раньше и изучены подробнее, чем γδT-лимфоциты. В связи с этим строение антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов удобнее описывать на примере αβTCR. Трансмембранно расположенный комплекс TCR состоит из 8 полипептидных
Рис. 6-1. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул
цепей (гетеродимера α- и β-цепей собственно TCR, двух вспомогательных цепей ζ, а также по одному гетеродимеру ε/δ- и ε/ γ-цепей молекулы СD3) (рис. 6-1).
. Трансмембранные цепи α и β TCR. Это 2 примерно одинаковые по размеру полипептидные цепи - α (молекулярная масса 40-60 кДа, кислый гликопротеин) и β (молекулярная масса 40-50 кДа, нейтральный или основный гликопротеин). Каждая из этих цепей содержит по 2 гликозилированных домена во внеклеточной части рецептора, гидрофобную (положительно заряженную за счёт остатков лизина и аргинина) трансмембранную часть и короткий (из 5-12 остатков аминокислот) цитоплазматический участок. Внеклеточные части обеих цепей соединены одной дисульфидной связью.
- V-область. Наружные внеклеточные (дистальные) домены обеих цепей имеют вариабельный аминокислотный состав. Они гомологичны V-области молекул иммуноглобулинов и составляют V-область TCR. Именно V-области α- и β-цепей вступают в связь с комплексом MHC-пептид.
-C-область. Проксимальные домены обеих цепей гомологичны константным областям иммуноглобулинов; это C-области TCR.
Короткий цитоплазматический участок (как α-, так и β-цепи) не может самостоятельно обеспечить проведение сигнала внутрь клетки. Для этого служат 6 дополнительных полипептидных цепей: γ, δ, 2ε и 2ζ.
.Комплекс CD3. Цепи γ, δ, ε между собой образуют гетеродимеры γε и δε (вместе их называют комплекс CD3). Этот комплекс необходим для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и проведения сигнала внутрь клетки. Этот комплекс состоит из внеклеточной, трансмембранной (отрицательно заряженной и потому электростатически связанной с трансмембранными участками α- и β-цепей) и цитоплазматической частей. Важно не путать цепи CD3-комплекса с γδ-цепями димера TCR.
.ζ-Цепи соединены между собой дисульфидным мостиком. Большая часть этих цепей расположена в цитоплазме. ζ-Цепи осуществляют проведение сигнала внутрь клетки.
.ITAM-последовательности. Цитоплазматические участки полипептидных цепей γ, δ, ε и ζ содержат 10 последовательностей ITAM (1 последовательность в каждой γ-, ε- и δ-цепях и 3 - в каждой ζ-цепи), взаимодействующих с Fyn - тирозинкиназой цитозоля, активация которой инициирует начало биохимических реакций по проведению сигнала (см. рис. 6-1).
В связывании антигена участвуют ионные, водородные, ван-дерваальсовы и гидрофобные силы; конформация рецептора при этом существенно изменяется. Теоретически каждый TCR способен связывать порядка 10 5 разных антигенов, причём не только родственных по строению (перекрёстно реагирующих), но и не гомологичных по структуре. Однако в реальности полиспецифичность TCR ограничивается распознаванием всего лишь нескольких структурно схожих антигенных пептидов. Структурной основой этого феномена является особенность одновременного распознавания TCR комплекса «МНС-пептид».
Корецепторные молекулы CD4 и CD8
Помимо самого TCR каждый зрелый T-лимфоцит экспрессирует одну из так называемых корецепторных молекул - CD4 или CD8, которые также взаимодействуют с молекулами MHC на АПК или клеткахмишенях. Каждая из них имеет цитоплазматический участок, связанный
с тирозинкиназой Lck, и, вероятно, вносит свой вклад в проведение сигнала внутрь клетки при распознавании антигена.
.CD4 (β2-доменом) молекулы MHC-II (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, б). CD4 имеет молекулярную массу 55 кДа и 4 домена во внеклеточной части. При активации T-лимфоцита одну молекулу TCR «обслуживают» 2 молекулы CD4: вероятно, происходит димеризация молекул CD4.
.CD8 связывается с инвариантной частью (αЗ-доменом) молекулы MHC-I (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, а). CD8 - гетеродимер цепей α и β , соединённых дисульфидной связью. В некоторых случаях обнаруживают гомодимер из двух α-цепей, который также может взаимодействовать с MHC-I. Во внеклеточной части каждая из цепей имеет по одному иммуноглобулиноподобному домену.
Гены T-клеточного рецептора
Гены α-, β-, γ- и δ-цепей (рис. 6-2, также см. рис. 5-4) гомологичны генам иммуноглобулинов и претерпевают при дифференцировке T-лимфоцитов рекомбинацию ДНК, что теоретически обеспечивает генерацию порядка 10 16 -10 18 вариантов антигенсвязывающих рецепторов (реально это разнообразие ограничено числом лимфоцитов в организме до 10 9).
.Гены α-цепи имеют ~54 V-сегмента, 61 J- и 1 C-сегмент.
.Гены β-цепи содержат ~65 V-сегментов, 2 D-сегмента, 13 J-сегментов и 2 C-сегмента.
.Гены δ-цепи. Между V- и J-сегментами α-цепи расположены гены D-(3), J-(4) и C-(1) сегментов δ-цепи γδTCR. V-сегменты δ-цепи «вкраплены» среди V-сегментов α-цепи.
.Гены γ-цепи γδTCR имеют 2 C-сегмента, 3 J-сегмента перед первым C-сегментом и 2 J-сегмента перед вторым C-сегментом, 15 V-сегментов.
Перестройка генов
.Рекомбинация ДНК происходит при объединении V-, D- и J-сегментов и катализируется тем же комплексом рекомбиназ, что и при дифференцировке B-лимфоцитов.
.После перестройки VJ в генах α-цепи и VDJ в генах β-цепи, а также после присоединения некодируемых N- и P-нуклеотидов с ДНК
Рис. 6-2. Гены α- и β-цепей антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов человека
транскрибируется РНК. Объединение с C-сегментом и удаление лишних (неиспользуемых) J-сегментов происходит при сплайсинге первичного транскрипта.
. Гены α-цепи могут перестраиваться неоднократно при уже правильно перестроенных и экспрессированных генах β-цепи. Именно поэтому есть некоторая вероятность того, что одна клетка может нести более одного варианта TCR.
. Соматическому гипермутагенезу гены TCR не подвергаются.
ПРОВЕДЕНИЕ СИГНАЛА С АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИХ РЕЦЕПТОРОВ ЛИМФОЦИТОВ
TCR и BCR имеют ряд общих закономерностей регистрации и проведения в клетку активационных сигналов (см. рис. 5-11).
. Кластеризация рецепторов. Для активации лимфоцита необходима кластеризация антигенраспознающих рецепторов и корецепторов, т.е. «сшивка» нескольких рецепторов одним антигеном.
. Тирозинкиназы. В проведении сигнала играют значительную роль процессы фосфорилирования/дефосфорилирования белков по остатку тирозина под действием тирозинкиназ и тирозинфосфатаз,
ведущие к активации или инактивации этих белков. Эти процессы легко обратимы и «удобны» для быстрых и гибких реакций клетки на внешние сигналы.
. Киназы Src. Богатые тирозином ITAM-последовательности цитоплазматических участков иммунорецепторов подвергаются фосфорилированию под действием нерецепторных (цитоплазматических) тирозинкиназ семейства Src (Fyn, Blk, Lyn в B-лимфоцитах, Lck и Fyn - в T-лимфоцитах).
. Киназы ZAP-70 (в T-лимфоцитах) или Syk (в B-лимфоцитах), связываясь с фосфорилированными ITAM-последовательностями, активируются и начинают фосфорилировать адапторные белки: LAT (Linker for Activation of T cells) (киназой ZAP-70), SLP-76 (киназой ZAP-70) или SLP-65 (киназой Syk).
. Адапторные белки рекрутируют фосфоинозитид-3-киназу (PI3K). Эта киназа в свою очередь активирует серин/треониновую протеинкиназу Akt, вызывая усиление белкового биосинтеза, что способствует ускоренному росту клеток.
. Фосфолипаза C γ(см. рис. 4-8). Киназы семейства Tec (Btk - в B-лимфоцитах, Itk - в T-лимфоцитах) связывают адапторные белки и активируют фосфолипазу Cγ(PLCγ).
PLCγрасщепляет фосфатидилинозитдифосфат (PIP 2) клеточной мембраны на инозит-1,4,5-трифосфат (IP 3) и диацилглицерин
(DAG).
DAG остаётся в мембране и активирует протеинкиназу С (PKC) - серин/треониновую киназу, которая активирует эволюционно «древний» фактор транскрипции NFκB.
IP 3 связывается со своим рецептором в эндоплазматическом ретикулуме и высвобождает ионы кальция из депо в цитозоль.
Свободный кальций активирует кальцийсвязывающие белки - кальмодулин, регулирующий активность ряда других белков, и кальциневрин, дефосфорилирующий и тем самым активирующий ядерный фактор активированных T-лимфоцитов NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells).
. Ras и другие малые G-белки в неактивном состоянии связаны с ГДФ, но адапторные белки заменяют последний на ГТФ, чем переводят Ras в активное состояние.
Ras обладает собственной ГТФазной активностью и быстро отщепляет третий фосфат, чем возвращает себя в неактивное состояние (самоинактивируется).
В состоянии кратковременной активации Ras успевает активировать очередной каскад киназ, называемых MAPK (MitogenActivated Protein Kinase), которые в итоге активируют фактор транскрипции AP-1 в ядре клетки. На рис. 6-3 схематично представлены основные пути передачи сигналов с TCR. Активационный сигнал включается при связывании TCR с лигандом (комплексом молекула МНС-пептид) при участии корецептора (CD4 или CD8) и костимулирующей молекулы CD28. Это приводит к активации киназ Fyn и Lck. Красным цветом отмечены участки ITAM в цитоплазматических частях полипептидных цепей CD3. Отражена роль Src-киназ, связанных с рецептором, в фосфорилировании белков: как рецепторных, так и сигнальных. Обращает на себя внимание чрезвычайно широкий спектр эффектов киназы Lck, связанной с корецепторами; роль киназы Fyn установлена с меньшей определённостью (отражено в прерывистом характере линий).
Рис. 6-3. Источники и направление пусковых активационных сигналов при стимуляции Т-лимфоцитов. Обозначения: ZAP-70 (ζ-associated proteinkinase, мол. масса 70 кДа) - протеинкиназа р70, связанная с ζ-цепью; PLCγ (Phospholipase С γ) - фосфолипаза С, изоформа γ; PI3K (Phosphatidyl Inositol 3-kinase) - фосфатидилинозитол 3-киназа; Lck, Fyn -тирозинкиназы; LAT, Grb, SLP, GADD, Vav - адапторные белки
Ключевую роль в посредничестве между рецепторными киназами и адапторными молекулами и ферментами играет тирозинкиназа ZAP-70. Она активирует (через фосфорилирование) адапторные молекулы SLP-76 и LAT, а последняя передаёт активационный сигнал другим адапторным белкам GADD, GRB и активирует у-изоформу фосфолипазы С (PLCy). До этого этапа в передачу сигнала вовлекаются исключительно факторы, связанные с клеточной мембраной. Важный вклад во включение сигнальных путей вносит костимулирующая молекула CD28, реализующая своё действие через связанную с ней липидную киназу PI3K (Phosphatidyl Inositol 3-kinase). Основной мишенью киназы PI3K служит фактор Vav, связанный с цитоскелетом.
В результате формирования сигнала и передачи его от рецептора Т-клетки к ядру образуются 3 транскрипционных фактора - NFAT, AP-1 и NF-kB, индуцирующие экспрессию генов, контролирующих процесс активации Т-лимфоцитов (рис. 6-4). К образованию NFAT приводит сигнальный путь, не зависящий от костимуляции, который включается благодаря активации фосфолипазы С и реализуется с участием ионов
Рис. 6-4. Схема сигнальных путей при активации Т-клеток. NFAT (Nuclear factor of activated T cells), AP-1 (Activation protein-1), NF-κB (Nuclear factor of к -gene of B cells) - факторы транскрипции
Са 2+ . Этот путь вызывает активацию кальциневрина, который, обладая активностью фосфатазы, дефосфорилирует цитозольный фактор NFAT-Р. Благодаря этому NFAT-Р приобретает способность мигрировать в ядро и связываться с промоторами активационных генов. Фактор АР-1 формируется как гетеродимер из белков с-Fos и с-Jun, образование которых индуцируется благодаря активации соответствующих генов под влиянием факторов, образующихся в результате реализации трёх компонентов МАР-каскада. Эти пути включаются при участии коротких ГТФ-связывающих белков Ras и Rac. Значительный вклад в реализацию МАР-каскада вносят сигналы, зависящие от костимуляции через молекулу CD28. Третий транскрипционный фактор, NF-kB, известен как основной транскрипционный фактор клеток врождённого иммунитета. Он активируется в результате расщепления блокирующей субъединицы IkB киназой IKK, которая в Т-клетках активируется в ходе передачи сигнала, зависимого от изоформы ϴ протеинкиназы С (PKC9). Основной вклад во включение этого сигнального пути вносят костимулирующие сигналы от CD28. Сформировавшиеся транскрипционные факторы, связавшись с промоторными участками генов, индуцируют их экспрессию. Для начальных этапов реакции Т-клеток на стимуляцию особенно важна экспрессия генов IL2 и IL2R, что обусловливает выработку ростового фактора Т-клеток ИЛ-2 и экспрессию его высокоаффинного рецептора на Т-лимфоцитах. В результате ИЛ-2 выступает как аутокринный ростовой фактор, обусловливающий пролиферативную экспансию Т-клеток клонов, вовлечённых в реакцию на антиген.
ДИФФЕРЕНЦИРОВКА T-ЛИМФОЦИТОВ
В основе выделения этапов развития Т-лимфоцитов лежит состояние рецепторных V-генов и экспрессии TCR, а также корецепторов и других мембранных молекул. Схема дифференцировки Т-лимфоцитов (рис. 6-5) аналогична приведённой выше схеме развития В-лимфоцитов (см. рис. 5-13). Приведены ключевые характеристики фенотипа и ростовых факторов развивающихся Т-клеток. Принятые обозначения стадий развития Т-клеток определяются экспрессией корецепторов: DN (от Double-Negative, CD4CD8) - двойные отрицательные, DP (от Double-Positive, CD4 + CD8 +) - двойные положительные, SP (от Single-Positive, CD4 + CD8 - и CD4CD8 +) - одинарно положительные. Деление DNтимоцитов на стадии DN1, DN2, DN3 и DN4 основывается на характере
Рис. 6-5. Развитие Т-лимфоцитов
экспрессии молекул CD44 и CD25. Другие условные обозначения: SCF (от Stem Cell Factor) - фактор стволовых клеток, lo (low; метка индекса) - низкий уровень экспрессии. Стадии реаранжировки: D-J - предварительный этап, соединение сегментов D и J (только в генах β- и δ-цепей TCR, см. рис. 6-2), V-DJ - завершающий этап, соединение зародышевого V-гена с объединённым сегментом DJ.
.Тимоциты дифференцируются из общей клетки-предшественника, которая ещё вне тимуса экспрессирует такие мембранные маркёры, как CD7, CD2, CD34 и цитоплазматическую форму CD3.
.Коммитированные к дифференцировке в T-лимфоциты клеткипредшественники мигрируют из костного мозга в субкапсулярную зону коры тимуса, где примерно в течение одной недели медленно пролиферируют. На тимоцитах появляются новые мембранные молекулы CD44 и CD25.
.Затем клетки перемещаются вглубь коры тимуса, молекулы CD44 и CD25 исчезают с их мембраны. В этой стадии начинается перестройка генов β -, γ- и δ-цепей TCR. Если гены γ- и δ-цепей успевают продуктивно, т.е. без сдвига рамки считывания, перестроиться раньше, чем гены β-цепи, то лимфоцит дифференцируется далее как γδT. В противном случае происходит экспрессия β-цепи на мембране в комплексе с pT α (инвариантной суррогатной цепью, заменяющей на этом этапе настоящую α-цепь) и CD3. Это служит
сигналом к прекращению перестройки генов γ- и δ-цепей. Клетки начинают пролиферировать и экспрессировать одновременно CD4 и CD8 - дважды позитивные тимоциты. При этом накапливается масса клеток с уже готовой β-цепью, но с ещё не перестроенными генами α-цепи, что вносит свой вклад в разнообразие αβ-гетеродимеров.
.На следующем этапе клетки перестают делиться и начинают перестраивать Vα-гены, причём несколько раз в течение 3-4 сут. Перестройка генов α-цепи приводит к необратимой делеции δ-локуса, расположенного между сегментами генов α-цепи.
.Происходят экспрессия TCR с каждым новым вариантом α-цепи и отбор (селекция) тимоцитов по силе связывания с комплексом MHC-пептид на мембранах эпителиальных клеток тимуса.
Позитивная селекция: погибают тимоциты, не связавшие ни одного из доступных комплексов MHC-пептид. В результате позитивной селекции в тимусе погибает около 90% тимоцитов.
Негативная селекция уничтожает клоны тимоцитов, связывающих комплексы MHC-пептид со слишком высокой аффинностью. Негативная селекция элиминирует от 10 до 70% клеток, прошедших позитивную селекцию.
Тимоциты, связавшие какой-либо из комплексов MHC-пептид с правильной, т.е. средней по силе, аффинностью, получают сигнал к выживанию и продолжают дифференцировку.
.На короткое время с мембраны тимоцитов исчезают обе корецепторные молекулы, а затем экспрессируется одна из них: тимоциты, распознавшие пептид в комплексе с MHC-I, экспрессируют корецептор CD8, а с MHC-II - корецептор CD4. Соответственно на периферию выходят (в соотношении около 2:1) T-лимфоциты двух типов: CD8 + и CD4 + , функции которых в предстоящих иммунных ответах различны.
-CD8 + T-клетки играют роль цитотоксических T-лимфоцитов (ЦТЛ) - они распознают и непосредственно убивают клетки, модифицированные вирусом, опухолевые и другие «изменённые» клетки (рис. 6-6).
-CD4 + T-клетки. Функциональная специализация CD4 + T-лимфоцитов более разнообразна. Значительная часть CD4 + T-лимфоцитов в процессе развития иммунного ответа становится T-хелперами (помощниками), взаимодействующими с В-лимфоцитами, Т-лимфоцитами и другими клетками при
Рис. 6-6. Механизм воздействия цитотоксического T-лимфоцита на клеткумишень. В Т-киллере в ответ на увеличение концентрации Са 2+ гранулы с перфорином (фиолетовые овалы) и гранзимами (жёлтые кружочки) сливаются с клеточной мембраной. Освободившийся перфорин встраивается в мембрану клетки-мишени с последующим образованием пор, проницаемых для гранзимов, воды и ионов. В результате клетка-мишень лизируется
прямом контакте или через растворимые факторы (цитокины). В определённых случаях из них могут развиться CD4 + ЦТЛ: в частности, такие T-лимфоциты обнаружены в значительных количествах в коже больных с синдромом Лайелла.
Субпопуляции T-хелперов
С конца 80-х годов XX века было принято выделять 2 субпопуляции T-хелперов (в зависимости от того, какой набор цитокинов они продуцируют) - Th1 и Th2. В последние годы спектр субпопуляций CD4 + Т-клеток продолжает расширяться. Обнаружены такие субпопуляции, как: Th17, T-регуляторы, Tr1, Th3, Tfh и др.
Основные субпопуляции CD4 + Т-клеток:
. Th0 - CD4 + Т-лимфоциты на ранних стадиях развития иммунного ответа, они продуцируют только ИЛ-2 (митоген для всех лимфоцитов).
.Th1 - дифференцированная субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на продукции ИФН γ, ФНО β и ИЛ-2. Эта субпопуляция осуществляет регуляцию многих реакций клеточного иммунитета, включая гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) и активацию ЦТЛ. Кроме того, Th1 стимулируют продукцию В-лимфоцитами опсонизирующих антител класса IgG, запускающих каскад активации комплемента. Развитие избыточного воспаления с последующим повреждением тканей напрямую связано с активностью Th1-субпопуляции.
.Th2 - дифференцированная субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на выработке ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИЛ-13. Эта субпопуляция участвует в активации В-лимфоцитов и способствует секреции ими больших количеств антител разных классов, особенно IgE. Кроме того, Th2-субпопуляция участвует в активации эозинофилов и развитии аллергических реакций.
.Th17 - субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на образовании ИЛ-17. Эти клетки осуществляют противогрибковую и антимикробную защиту эпителиальных и слизистых барьеров, а также играют ключевую роль в патологии аутоиммунных заболеваний.
.Т-регуляторы - CD4 + Т-лимфоциты, подавляющие активность других клеток иммунной системы посредством секреции иммуносупрессорных цитокинов - ИЛ-10 (ингибитора активности макрофагов и Th1-клеток) и ТФРβ - ингибитора пролиферации лимфоцитов. Ингибиторный эффект может также достигаться при непосредственном межклеточном взаимодействии, поскольку на мембране некоторых Т-регуляторов экспрессированы индукторы апоптоза активированных и «отработавших» лимфоцитов - FasL (Fas-лиганд). Существует несколько популяций CD4 + регуляторных Т-лимфоцитов: естественные (Treg), созревающие в тимусе (CD4 + CD25 + , экспрессируют фактор транскрипции Foxp3), и индуцированные - локализованные преимущественно в слизистых оболочках пищеварительного тракта и переключившиеся на образование ТФРβ (Th3) или ИЛ-10 (Tr1). Нормальное функционирование Т-регуляторов необходимо для поддержания гомеостаза иммунной системы и предотвращения развития аутоиммунных заболеваний.
.Дополнительные хелперные популяции. В последнее время появляется описание всё новых популяций CD4 + Т-лимфоцитов, клас-
сифицированных по типу преимущественно продуцируемого ими цитокина. Так, как оказалось, одной из важнейших популяций являются Tfh (от англ. follicular helper - фолликулярный хелпер). Эта популяция CD4 + Т-лимфоцитов преимущественно расположена в лимфоидных фолликулах и осуществляет хелперную функцию для В-лимфоцитов посредством продукции ИЛ-21, вызывая их созревание и терминальную дифференцировку в плазматические клетки. Кроме ИЛ-21 Tfh могут также продуцировать ИЛ-6 и ИЛ-10, необходимые для дифференцировки В-лимфоцитов. Нарушение функций этой популяции приводит к развитию аутоиммунных заболеваний или иммунодефицитов. Другой «новоявленной» популяцией являются Th9 - продуценты ИЛ-9. По-видимому, это Th2, переключившиеся на секрецию ИЛ-9, способного вызывать пролиферацию Т-хелперных клеток при отсутствии антигенной стимуляции, а также усиливать секрецию В-лимфоцитами IgM, IgG и IgE.
Основные субпопуляции Т-хелперов представлены на рис. 6-7. На рисунке суммированы современные представления об адаптивных субпопуляциях CD4 + Т-клеток, т.е. субпопуляций, формирующих-
Рис. 6-7. Адаптивные субпопуляции CD4 + Т-клеток (цитокины, дифференцировочные факторы, хемокиновые рецепторы)
ся при иммунном ответе, а не в ходе естественного развития клеток. Для всех разновидностей Т-хелперов указаны цитокины-индукторы (на стрелках, ведущих к кружкам, символизирующим клетки), транскрипционные факторы (внутри кружков), хемокиновые рецепторы, направляющие миграцию (около линий, отходящих от «поверхности клетки»), и продуцируемые цитокины (в прямоугольниках, на которые направлены стрелки, отходящие от кружков).
Расширение семейства адаптивных субпопуляций CD4 + Т-клеток потребовало решения вопроса о природе клеток, с которыми взаимодействуют эти субпопуляции (кому они оказывают «помощь» в соответствии со своей функцией хелперов). Эти представления отражены на рис. 6-8. Здесь же представлен уточнённый взгляд на функции этих субпопуляций (участие в защите от определённых групп патогенов), а также о патологических последствиях несбалансированного усиления активности этих клеток.
Рис. 6-8. Адаптивные субпопуляции Т-клеток (клетки-партнёры, физиологические и патологические эффекты)
γ δT-лимфоциты
Подавляющее большинство (99%) T-лимфоцитов, проходящих лимфопоэз в тимусе, составляют αβT-клетки; менее 1% - γδT-клетки. Последние в большинстве дифференцируются вне тимуса, в первую очередь в слизистых оболочках пищеварительного тракта. В коже, лёгких, пищеварительном и репродуктивном трактах они являются доминирующей субпопуляцией внутриэпителиальных лимфоцитов. Среди всех T-лимфоцитов организма γδT-клетки составляют от 10 до 50%. В эмбриогенезе γδT-клетки появляются раньше αβT-клеток.
.γδT-клетки не экспрессируют CD4. Молекула CD8 экспрессирована на части γδT-клеток, но не в виде ap-гетеродимера, как на CD8 + apT-клетках, а в виде гомодимера из двух a-цепей.
.Антигенраспознающие свойства: γδTCR в большей степени напоминают иммуноглобулины, чем αβTCR, т.е. способны связывать нативные антигены независимо от классических молекул MHC - для γδT-клеток не обязателен или вовсе не нужен предварительный процессинг антигена АПК.
.Разнообразие γδTCR меньше, чем αβTCR или иммуноглобулинов, хотя в целом γδT-клетки способны распознавать широкий спектр антигенов (в основном это фосфолипидные антигены микобактерий, углеводы, белки теплового шока).
.Функции γδT-клеток ещё до конца не изучены, хотя становится преобладающим мнение, что они служат одним из связующих компонентов между врождённым и приобретённым иммунитетом. γδT-клетки - один из первых барьеров на пути патогенов. Кроме того, эти клетки, секретируя цитокины, играют важную иммунорегуляторную роль и способны дифференцироваться в ЦТЛ.
NKT-лимфоциты
Естественные киллерные Т-клетки (NKT-клетки) представляют особую субпопуляцию лимфоцитов, занимающую промежуточное положение между клетками врождённого и адаптивного иммунитета. Эти клетки имеют черты как NK-, так и Т-лимфоцитов. NKT-клетки экспрессируют αβTCR и характерный для NK-клеток рецептор NK1.1, принадлежащий к суперсемье лектиновых гликопротеинов С-типа. Однако TCR-рецептор NKT-клеток имеет существенные отличия от TCR-рецептора обычных клеток. У мышей большинство NKTклеток экспрессирует инвариантный V-домен a-цепи, состоящий из
сегментов Vα14-Jα18, иногда обозначаемый как Jα281. У человека V-домен α-цепи состоит из сегментов Vα24-JαQ. У мышей α-цепь инвариантного TCR преимущественно комплексируется с Vβ8.2, у человека - с Vβ11. Из-за особенностей строения цепей TCR NKTклеток называют инвариантным - iTCR. Развитие NKT-клеток зависит от молекулы CD1d, которая имеет сходство с молекулами МНС-I. В отличие от классических молекул МНС-I, презентирующих Т-клеткам пептиды, CD1d презентирует Т-клеткам только гликолипиды. Хотя считается, что печень является местом развития NKT-клеток, имеются строгие доказательства роли тимуса в их развитии. NKT-клетки играют важную роль в регуляции иммунитета. У мышей и людей с различными аутоиммунными процессами функциональная активность NKT-клеток сильно нарушена. Полной картины значимости таких нарушений в патогенезе аутоиммунных процессов нет. При некоторых аутоиммунных процессах NKT-клетки могут играть супрессорную роль.
Помимо контроля аутоиммунных и аллергических реакций, NKTклетки участвуют в иммунном надзоре, вызывая при повышении функциональной активности отторжение опухолей. Велика их роль в противомикробной защите, особенно на ранних этапах развития инфекционного процесса. NKT-клетки вовлекаются в различные воспалительные инфекционные процессы, особенно при вирусных поражениях печени. В целом NKT-клетки - многофункциональная популяция лимфоцитов, несущая ещё много научных загадок.
На рис. 6-9 обобщены данные о дифференцировке Т-лимфоцитов на функциональные субпопуляции. Представлены несколько уровней бифуркации: γ δТ/ αβТ, далее для αβТ-клеток - NKT/ остальные Т-лимфоциты, для последних - CD4 + /CD8 + , для CD4 + Т-клеток - Th/Treg, для CD8 + Т-лимфоцитов - CD8αβ/CD8αα. Показаны также дифференцировочные транскрипционные факторы, ответственные за все линии развития.
Рис. 6-9. Естественные субпопуляции Т-лимфоцитов и их дифференцировочные факторы