CC BY
1096
УДК 616-018.1
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СИСТЕМЕ ИНТЕРФЕРОНА
Ю А. Вавиленкова
Кафедра клинической иммунологии и аллергологии Смоленской государственной медицинской академии,
Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28
В работе изложены основные сведения о системе интерферона, природе различных типов интерферона, их классификации, молекулярной структуре различных интерферонов. Представлено описание механизмов активации системы интерферона, а также ИФН-статус у здоровых лиц при различных видах патологии, а также при аллергических заболеваниях.
Ключевые слова: система интерферона, а-интерферон, у-интерферон, иммунитет, аллергические заболевания
MODERN CONCEPTION OF INTERFERON SYSTEM
J. A. Vavilenkova
Smolensk State Medical Academy, Russia, 214019, Smolensk, Krupskoy str., 28
It has been described the main sentences according to the interferon system, development, molecular structure, classification of different interferon types. Mechanisms of IFN-system activation, IFN-status in healthy persons, in different pathologic processes and in allergic diseases were described in this article.
Keywords: the interferon system, а-interferon, y-interferon, immunity, allergic diseases
Еще задолго до открытия ИФН вирусологи столкнулись с малопонятным феноменом интерференции вирусов (взаимного подавления), и лишь в 1957 г. Isaac and Lindenman выделили белок, ответственный за интерференцию и названный интерфероном (ИФН). На сегодняшний день не вызывает сомнений тот факт, что ИФН относятся к важнейшим факторам устойчивости организма, принимая самое непосредственное участие в различных иммунологических реакциях. Интерфероны - это группа биологически активных белков или гликопротеидов, синтезируемых клеткой в процессе защитной реакции на чужеродные агенты (вирусная инфекция, антигенное и митогенное воздействие).
В настоящее время сложилось понятие «система интерферона», включающее в себя гены ИФН и их репрессоры, сами ИФН, специфические клеточные рецепторы и ферментные системы, активирующиеся при взаимодействии ИФН с этими рецепторами (прежде всего gc-РНК-зависимые 2,5, - олигоаденилатсинтетаза и про-теинкиназа) [5, 17, 21].
Интерфероны сформировались в филогенезе тогда же, когда сформировалась иммунная система, т.е. у позвоночных. Однако с самого начала они отличались от иммунной системы, так как и объект их действия - чужеродные нуклеиновые кислоты - и способы их распознавания и элиминации не имеют сходства с распознаванием и элиминацией чужеродных белков. Иммунная система имеет специализированные клетки и органы, а разнообразие и специфичность антител свидетельствуют о многообразии антигенных детерминант белков. Система интерферона не имеет ни специализированных клеток, ни органов, она существу-
ет в каждой клетке, так как каждая клетка может быть заражена вирусом и должна иметь систему распознавания и элиминации чужеродной генетической информации (нуклеиновой кислоты). Если эволюция иммунной системы шла по пути увеличения разнообразия антител и специализации клеток иммунной системы, то эволюция системы интерферона - по пути видовой специфичности распознавания «своего и чужого».
Между интерферонами различных типов и другими компонентами иммунной системы существуют тесные прямые и обратные связи [16, 18]. Система ИФН диссеминирована практически по всем клеткам организма и обладает лишь относительной видовой специфичностью [3, 16]. Именно это позволяет ей активно влиять на весь каскад защитных реакций организма (фагоцитоз, воспаление), что и делает ее важнейшим фактором неспецифической резистентности.
Многообразие обнаруживаемых и изученных физиологических функций ИФН, несомненно, указывает на их контрольно-регуляторную роль в сохранении гомеостаза [8]. Основные эффекты ИФН можно подразделить на противовирусные, антимикробные, иммуномодулирующие, антипролифе-ративные, радиопротективные и др.
У человека выделяют 3 различных типа ИФН: ИФН I типа (а, р, ю), ИФН II типа (у), ИФН III типа (А,). ИФН-а, ИФН-Р, ИФН-ю являются первой линией защиты против вирусов и действуют путем индукции большого количества белков [14, 21]. ИФН-а, ИФН-Р, ИФН-ю взаимодействуют с общим клеточным рецептором [16]. ИФН-а кодируется 24 различными генами, ИФН-Р кодируется одним геном. Эти гены расположены в 9 хромосоме. ИФН-а - это семейство из 20 близкородствен-
ных полипептидов, состоящих из 166 аминокислотных остатков, мономеры. Рецептор для них один - CD118. ИФН-Р также состоит из 166 остатков аминокислот, мономер. Рецептором для него также является CD118. ИФН-у открыт в 1965 году Whee-lock, который сообщил, что фитогемагглю-тинин может индуцировать в лейкоцитах человека интерфероноподобный ингибитор вирусов [1, 4]. Ген, кодирующий синтез ИФН-у, расположен в 12 хромосоме [2]. ИФН-у соединяется со специфическим клеточным рецептором и не реагирует перекрестно с рецепторами ИФН-а, ИФН-Р, ИФН-ю. В генетическом плане нет гомологии между генами ИФН I типа и геном ИФН-у.
Природа ИФН
Способность выделять различные типы ИФН найдена у иммунокомпетентных клеток, а также у ряда клеток соединительной ткани [26]. Так продуценты ИФН-у выявлены среди периферических моноцитов человека [24]. Существует ряд косвенных данных о физиологической секреции небольшого количества ИФН-а в здоровом организме. Известно, что в плазме здоровых доноров ИФН, как правило, не находят или обнаруживают в незначительном количестве (<4 МЕ/мл). Однако такая концентрация может быть вполне достаточной для проявления биологического эффекта. Установлено, что клетки здоровых лиц не способны вырабатывать спонтанный ИФН.
Секреция ИФН из клеток продуцентов находится под контролем некоторых пептидных гормонов, глюкокортикостероидов, простагландинов. Интересно отметить, что глюкокортикоиды стимулируют выброс лимфоцитами ИФН [5].
Клетки-продуценты ИФН-а
ИФН-а способны синтезировать практически все иммуноциты. Основными продуцентами ИФН-а считаются макрофаги и В-лимфоциты [22]. В-лимфоциты могут синтезировать ИФН-а в ответ на воздействие разными индукторами, например, при сокультивировании с аллогенными и ксено-генными туморогенными клетками. ИФН-а/р синтезируется клетками костного мозга мышей в ответ на стимуляцию аллогенными спленоцитами. Кроме того, имеются непрямые доказательства участия В-клеток в продукции ИФН-а, например, ЛПС и С. рагуиш - стимуляторы В-клеток - индуцируют синтез ИФН-а в спленоцитах. Удаление из этой популяции В-клеток при помощи антисыворотки и комплемента полностью подавляет синтез ИФН. Помимо обычного кислотоустойчивого ИФН-а, В-лимфоциты синтезируют также кислотолабильный ИФН-а в ответ на индукцию В-клеточными митогенами и различными микроорганизмами [12, 13, 20].
Большинство исследователей отрицают роль Т-клеток в продукции ИФН-а. Однако лейкоциты человека, пропущенные церез нейлоновую вату,
адсорбирующую в основном клетки В-типа, могут синтезировать ИФН- а. Такой же способностью обладают мышиные Т-клетки.
Известно, что клетки миндалин, селезенки, костного мозга и лимфы человека способны синтезировать ИФН-а в такой же степени, что и лейкоциты периферической крови человека. Макрофаги, выделенные из клеток костного мозга человека, синтезируют ИФН-а в ответ на заражение вирусами или обработку низкомолекулярными соединениями [14].
Препаратов, индуцирующих синтез ИФН-а, очень много. Вероятно, это объясняется тем, что семейство ИФН-а насчитывает большое число субтипов.
Естественным индуктором биосинтеза ИФН-а и ИФН-Р являются двухспиральные РНК, которых в норме не бывает в эукариотичесих клетках, но которые являются характерным продуктом в жизненном цикле многих вирусов [9].
К индукторам, стимулирующим образование ИФН-а лимфоцитами, относятся также опухолевые, вирустрансформированные, вирусиндуциро-ванные и даже незараженные ксеногенные клетки [18]. Высокоактивными индукторами ИФН-а являются микроорганизмы, в частности бактерии. Классическими индукторами ИФН-а служат вирусы. Наиболее часто для синтеза ИФН-а в лейкоцитах человека используют вирус Сендай и вирус болезни Ньюкасла. Активным индуктором может быть как инактивированный вирус, так и инфекционный материал [5].
Клетки-продуценты ИФН-р
Основными продуцентами ИФН-Р являются клетки фибробластного и эпителиоидного типа. Кроме того, в продукции ИФН-Р могут принимать участие и клетки иммунной системы. Лейкоциты периферической крови, в ответ на митогенную стимуляцию, также способны синтезировать данный тип ИФН. Способностью синтезировать ИФН-Р обладают В- и Т-лимфобластоидные линии клеток в ответ на вирусную стимуляцию [11].
ИФН-а и ИФН-Р индуцируют транскрипцию с генов, продукты которых способны подавлять репликацию вирусов и редупликацию собственной ДНК клетки и, следовательно, пролиферацию клеток. На этом основано применение интерферонов при онкологических заболеваниях в тех случаях, когда на опухолевых клетках экспрессированы рецепторы для ИФН.
ИФН-а и ИФН-Р индуцируют экспрессию молекул МНС I, а также протеинов ТАР (транспортеров пептидов-антпгенов) и компонентов проте-асом Lmp2 и 7, что способствует распознаванию вирусинфицированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами. ИФН-а и ИФН-Р активируют КК-клетки к лизису вирусинфицированных клеток. Повышение экспрессии МНС I класса на неинфи-цированных клетках способствует их защите от киллерной атаки КК-клеток [8, 19].
Клетки-продуценты ИФН-у
ИФН-у синтезируют Т-лимфоциты - субпопуляции ТЫ, CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты и КК-клетки. ИФН-у, продукт единственного структурного гена, полипептид из 143 остатков аминокислот, мономер [5]. Рецептор для ИФН-у - мембранная молекула CD119. Описаны люди с мутациями в генах рецептора для ИФН-у, клинически у них наблюдается иммунодефицит со снижением резистентности к внутриклеточным бактериальным инфекциям [23].
Процесс синтеза ИФН-у зависит от участия вспомогательных клеток, в основном моноцитов и макрофагов. Последние не вырабатывают ИФН-у непосредственно сами, но в их присутствии синтез этого лимфокина резко усиливается. Помимо Т-клеток возможными продуцентами ИФН-у могут быть В-лимфоциты в присутствии вспомогательных клеток при длительном культивировании с митогенами. Установлены конкурентное участие В-лимфоцитов и моноцитов в качестве вспомогательных клеток в синтезе ИФН-у, а также возможность различных Т-клеточных митогенов вовлекать разные субпопуляции Т-клеток в процесс синтеза ИФН-у. Так, например, СЭА индуцирует наиболее высокий уровень ИФН в тимоцитах и спленоци-тах, в то время как наибольшая активность ИФН в ответ на индукцию ФГА отмечается в Т-клетках, выделенных из лимфатических узлов и селезенки. Известно, что степень зрелости тимоцитов не является определяющим условием их способности синтезировать ИФН-у. Механизм индукции ИФН-у наиболее изучен при стимуляции лимфоцитов ми-тогенами. Индукция осуществляется в результате окисления мембрансвязанной галактозы, что экспериментально подтверждается усилением продукции ИФН-у лимфоцитами при обработке их ионофором Са2+ А23187. Таким образом, двухвалентные ионы могут играть роль «вторичных мессенджеров» в триггерном механизме продукции ИФН [17, 24].
К числу индукторов, стимулирующих синтез ИФН-у, относятся Т-клеточные митогены, такие как лектины, оксиданты, антилимфоцитарные сы-воторки и фрагменты их иммуноглобулинов, специфические антигены и аллоантигены, участвующие в процессе распознавания клеток, в частности антигены главного комплекса гистосовмести-мости. Синтез ИФН-у инициируют большинство микроорганизмов. Поскольку вирусы обладают антигенными свойствами, они также могут индуцировать синтез ИФН-у. В сенсибилизированных клетках синтез ИФН-у происходит гораздо быстрее при стимуляции антигеном, чем при индукции митогенами. Если при индукции митогенами ИФН-у секретируется через 48-72 часа, то при антигенной стимуляции выход его наблюдается уже через 2 часа после контакта антигена со специфической мишенью [7, 15]. Этот процесс «ускоренного» синтеза ИФН в ответ на антигенную стимуляцию, вероятно, чрезвычайно важен для организма,
так как влияет на течение инфекционного процесса, обеспечивая не только быстрый, но и локально действующий механизм, препятствующий распространению вирусной инфекции.
ИФН-у является мощным активатором макрофагов. Именно посредством этого цитокина ТЫ цитотоксические лимфоциты, КК-клетки направляют макрофаги для выполнения деструктивных функций в отношении тканей, поврежденных антигеном в очаге воспаления. В деструкцию вовлекаются и прилегающие клетки окружающих тканей. Активированные макрофаги выделяют кислородные радикалы, радикал окиси азота, гидролитические ферменты, которые, пытаясь разрушить патоген, травмируют и собственные клетки. ИФН-у активирует также КК-клетки к осуществлению ими цитолиза клеток-мишеней.
Важной функцией данного цитокина является индукция экспрессии на клетках белков МНС I и МНС II, тем самым способствуя представлению антигенов для Т-лимфоцитов. Кроме того, ИФН-у, продуцируемый CD8+ цитотоксическими лимфоцитами, вносит свой вклад в их противовирусное действие. ИФН-у является локальным кофактором в направлении дифференцировки CD4+ ТИ0-клеток в ТЫ. Помимо этого, данный тип ИФН участвует в переключении биосинтеза изотипов иммуноглобулинов. ИФН-у индуцирует также экспрессию супрессорной молекулы БОС8-1. У мышей с нокаутом гена БОС8-1 наблюдают хроническую активацию БТАТЛ, задержку роста, анемию, лимфопению, повышенный апоптоз лимфоцитов и летальный исход через несколько недель после рождения [2, 5, 6].
К недавно открытым интерферонам типа 3 относятся ИФН-А1 (ИЛ-29), ИФН-А2 (ИЛ-28А), ИФН-А3 (ИЛ-28В). Интерфероны 3 типа имеют свой собственный рецепторный комплекс, состоящий из 2-х цепей: ИЛ-28Rа и ИЛ-10Rp. Механизмы активации синтеза данных интерферонов изучены недостаточно, но известно, что важную роль в этом процессе играет двунитчатая РНК вируса [12, 16, 23].
Функционирование системы ИФН [5] складывается из строго следующих друг за другом этапов, представляющих своеобразную цепную реакцию организма на внедрение чужеродной информации: Индукция ^ продукция ^ действие ^ эффекты.
Схематично можно выделить 4 основных звена данной цепочки.
1. Индукция или «включение» системы, приводящей к депрессии генов ИФН, транскрипции их информационных РНК с их последующей трансляцией. При стимуляции клеток индуктором происходит активация генов, кодирующих белки ИФН, и трансляция-продукция этих белков. Интерферон секретируется во внеклеточную жидкость и через рецепторы действует на другие клетки. В результате связывания ИФН с рецепторами индуцируется процесс синтеза протеинов, которые повышают резистентность клетки к чужеродному агенту. Возможен
перенос таких протеинов на соседние клетки, не контактирующие ни с индуктором, ни самим интерфероном [20].
2. Продукция - синтез клетками а-, Р-, у- ИФН и секреция их в окружающую среду.
3. Действие - защита окружающих клеток от чужеродной информации вновь образованными ИФН.
4. Эффекты - антивирусные, иммуномодулирую-щие, антитуморогенные, радиопротективные. Всего к настоящему времени описано более 100
разнообразных эффектов ИФН [5].
Спектр основных биологических эффектов ИФН:
1. Подавление размножения внутриклеточных инфекционных агентов вирусной и невирусной природы (хламидии, риккетсии, бактерии, простейшие).
2. Подавление или усиление продукции антител.
3. Стимуляция макрофагов, усиление фагоцитоза.
4. Усиление цитотоксического действия сенсибилизированных лимфоцитов на клетки-мишени.
5. Активация естественных киллерных клеток.
6. Стимуляция освобождения гистамина базо-филами.
7. Усиление синтеза простагландинов.
8. Усиление формирования антител главного комплекса гистосовместимости.
9. Усиление или ингибиция активности ряда клеточных ферментов.
10. Усиление цитотоксического действия двухни-тевых РНК.
11. Подавление гиперчувствительности замедленного типа.
12. Антипролиферативная активность.
13. Антитуморогенный эффект.
14. Антимутагенный эффект.
15. Антитоксическое действие.
16. Радиопротективный эффект.
17. Многочисленные изменения клеточных мембран.
18. Стимуляция выработки факторов и молекул адгезии.
19. Индукция процессов дифференцировки и пролиферации лимфоцитов и макрофагов.
В последнее время большое внимание уделяют исследованию взаимоотношений клеточного иммунитета и ИФН. Так J. Ranson и соавторы считают, что ИФН-у является важнейшим цитокином и осуществляет взаимодействие между Т-клетками и макрофагами, активирует цитотоксическую активность, играет первостепенную роль в дифференциации и созревании Т-клеток в тимусе [10].
Интерфероны могут воздействовать на клетки иммунной системы различными путями, изменяя: 1) клеточную поверхность, 2) продукцию и секрецию внутриклеточных белков, 3) функциональную
активность лимфоцитов, 4) стимулируя или инги-бируя функции эффекторных клеток.
Модуляция экспрессии белков МНС является важным аспектом иммунобиологического действия ИФН, так как через эти поверхностные структуры осуществляются межклеточные взаимодействия в процессе иммунного ответа. Для проявления биологических эффектов ИФН-у экспрессия антигенов I класса необязательна, тогда как биологическая активность ИФН-а и -в осуществляется только в результате усиления экспрессии этого класса антигенов.
Установлено, что а/р-интерфероны и у-интерферон по-разному действуют на антигены клеточных мембран. ИФН-а и -р усиливают экспрессию антигенов МНС I класса в клетках различного происхождения. В то же время эти два типа ИФН не индуцируют экспрессию антигенов МНС II класса. Обработка же различных популяций клеток ИФН-у усиливает на мембранах этих клеток экспрессию антигенов МНС II класса [13, 18]. Однако имеются данные о том, что препараты у-интерферона также усиливают экспрессию антигенов МНС II класса на моноцитах человека [3, 27].
Эффекты интерферонов на антигены МНС II класса имеют большое значение для контроля иммунного ответа. Так, например, Т-хелперы распознают антигены при участии HLA-DR - антигенов на поверхности антигенпрезентирующих клеток. В свою очередь активированные Т-хелперы секре-тируют лимфокины (в частности, ФНО и ИФН-у), которые усиливают экспрессию антигенов этого класса на макрофагах. Другой способ воздействия интерферона на клеточную поверхность заключается в увеличении числа Fc-рецепторов для IgG. Этот класс рецепторов помогает макрофагам выполнять важные иммунологические функции, включающие уничтожение иммунных комплексов, фагоцитоз и антителозависимую токсичность [6, 7].
После присоединения ИФН к рецепторам клеточной поверхности следует индукция синтеза ряда клеточных белков или, наоборот, ингибиция их продукции. Как правило, эти белки проявляют энзима-тическую активность. ИФН участвуют в синтезе других цитокинов, индуцируя и/или регулируя их продукцию. Так, например, установлено, что ИФН-у индуцирует синтез 8 пептидов в покоящихся и стимулированных Т-клетках, а также высвобождение нейтрофилами лизосомальных энзимов, которые обеспечивают цитотоксическую активность клеток. ИФН-у индуцирует в макрофагах синтез фактора некроза опухолей [12, 13].
Активация противоопухолевых и антимикробных механизмов требует для своего осуществления стимуляции макрофагактивирующих факторов. Одними из таких факторов являются ИФН-у и ФНО. Известно, что ФНО и ИФН-у могут потенцировать действие друг друга, вызывая синергичный эффект [15]. Существует прямая и обратная связь между синтезом ИЛ-2 и ИФН-у. Эти два лимфоки-
на выполняют регуляторную роль по отношению друг к другу [5].
В настоящее время нет четкого представления о влиянии ИФН-у на рост и пролиферацию В-лимфоцитов. Известно, что ИФН-у способен ингибировать дифференцировку В-клеток, и ИФН всех трех типов стимулируют их пролифератив-ный ответ. Однако, по данным НоЫапё с соавторами, только ИФН-у ингибирует пролиферацию В-клеток [7, 21].
Большие дозы интерферонов всех типов оказывают супрессорное воздействие на продукцию антител на ранних этапах антителогенеза. Это может быть результатомингибиции как Т-хелперов, так и В-лимфоцитов. ИФН, добавленный в конечной фазе антителообразования, может даже увеличить выработку антител. Степень подавления синтеза антител зависит от уровня дифференцировки клеток-продуцентов: менее дифференцированные клетки более чувствительны к супрессорному влиянию ИФН (20, 27). Другие авторы указывают на увеличение анти-телообразования клетками селезенки под действием малых доз ИФН-а. Предполагается, что ИФН непосредственно взаимодействует с В-лимфоцитами, приводя к подавлению их активности и увеличению антителообразования [24].
ИФН-у способствует биосинтезу плазматическими клетками IgG2a, однако ингибирует синтез IgG2b, IgG3b и ^Е. Таким образом, ИФН-у является антагонистом ИЛ-4 в отношении изоспец-ифической регуляции гуморального иммунного ответа [9, 14].
Основными же цитокинами, влияющими на способность В-клеток вырабатывать антитела класса ^Е, являются ИЛ-4 и ИФН-у, которые в этом случае обладают антагонистическими свойствами [16, 21]. Интенсивность и продолжительность ^Е-ответа в основном определяется взаимодействием этих цитокинов.
Взаимодействие антагонистических регулятор-ных эффектов ИФН-у и ИЛ-4 обуславливает раздельную активацию субклассов Т-хелперов: ТЫ и ТЪ2 [5, 16]. Как известно, хелперы первого типа (ТЫ) отличаются от хелперов второго типа (ТЪ2) по спектру продуцируемых ими цитокинов. ТЫ-клетки продуцируют, наряду с другими цитокинами, ИЛ-2, ИФН-а, ИФН-у и реализуют тем самым, наряду с синтезом IgG, ряд антибактериальных, антивирусных, цитотоксических защитных механизмов. ТЫ-клетки характеризуются продукцией ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и др., участвующих в реализации механизмов аллергического воспаления [17, 21].
Изначально ИФН изучали одновременно на разных уровнях: молекулярном, клеточном, орга-низменном, а с появлением доступных препаратов и разработкой методов определения интерферо-нового статуса - и на популяционном. В результате были получены фундаментальные сведения о структуре ИФН, закономерностях их индукции и продукции, хромосомной локализации генов ИФН,
рецепторов для ИФН; созданы рекомбинантные а-, Р-, у-ИФН, выявлены основные показания и противопоказания к клиническому использованию этих препаратов [5, 27].
Интерфероновый статус в норме и при различных формах патологии
ИФН являются продуктами активированных клеток, лишенными специфичности в отношении антигенов и служащие медиаторами межклеточных и межсистемных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе и воспалении [11]. Расстройство продукции и рецепции ИФН может явиться основой формирования многих патологических процессов [13].
По значимости система ИФН приближается к системе иммунитета, а по универсальности даже превосходит ее. Именно эта универсальность ИФН, делающая их важнейшими факторами неспецифической резистентности, послужила основанием для предложения интегрального понятия «интерфероновый статус» (ИФН-статус) [17].
В основу оценки ИФН-статуса положено определение трех основных параметров:
- циркулирующего в крови ИФН, т.н. сывороточного ИФН;
- уровня продукции а- ИФН в ответ на обработку вирусными индукторами (интерфероновая реакция лейкоцитов);
- уровня продукции у-ИФН в ответ на обработку лимфоцитов митогенами (ФГА, СЭА, COnA). В отдельных случаях могут быть использованы
дополнительные методы характеристики интерфе-ронового статуса: продукция кислотостабильного, кислотолабильного ИФН, выявление активности NK-клеток, обнаружение продукции спонтанного ИФН; обнаружение индуцируемых ИФН ферментов; определение уровня антивирусного состояния мононуклеаров по способности размножения в них разных вирусов и ряд других.
Уровень сывороточного ИФН служит объективным суммарным показателем количества этих белков in situ.
У здоровых людей при значительном индивидуальном разбросе в большинстве случаев (90%) титры циркулирующего ИФН не превышают фоновых значений (1-2 ЕД/мл).
Согласно современным представлениям, этот уровень ИФН представляет собой смесь а-, Р-, у-типов и играет важную физиологическую роль. Для физиологического интерферонового ответа характерна местная продукция клетками ИФН, секре-тируемого в околоклеточную жидкость, где молекулы ИФН непосредственно контактируют с постоянно циркулирующими клетками крови, в основном с лейкоцитарно-лимфоцитарным пулом. Таким образом, в кровоток поступает лишь незначительная часть вырабатываемого в физиологических условиях ИФН, где он практически не определяется из-за разведения и быстрого выведения.
Определение продукции а- и у-ИФН дает важную информацию о потенциальной активности системы ИФН в организме. У 80% здоровых людей лейкоциты и лимфоциты способны к выраженной продукции (>64 ЕД/мл) а- и у-ИФН. Следует отметить, что способность лейкоцитов продуцировать ИФН у здоровых людей нестабильна и обусловлена, видимо, состоянием иммунореактивности организма в период обследования [5].
В целом ИФН-статус в норме характеризуется, как правило, фоновыми значениями циркулирующего ИФН в сочетании с достаточно выраженной способностью лейкоцитов и лимфоцитов а- и у-ИФН.
Обнаружена статистически достоверная отрицательная взаимосвязь между способностью лимфоцитов синтезировать а- и у-ИФН. Так у лиц с менее выраженной продукцией лейкоцитами а-ИФН отмечалась более высокая способность лимфоцитов к образованию иммунного ИФН и наоборот.
Существует целый ряд факторов, влияющих на интерферонообразование в организме человека и приводящих к первичному или вторичному дефициту ИФН:
- генетические факторы: группа крови, главный комплекс гистосовместимости;
- факторы внешней среды: питание, биоритмы, стресс;
- препараты (витамин А), гормоны (гидрокортизон, эстрадиол), антиметаболиты, антибиотики;
- прочие факторы: возраст, препараты, подавляющие образование ИФН (винкристин, колхи-дин, цитохолазин В).
Нарушение синтеза нормальных ИФН и появление в крови патологических ИФН подчас становятся пусковым механизмом развития различных заболеваний - аллергических, аутоиммунных, тяжелых вирусных инфекций и онкологических заболеваний [5].
Развернутое изучение ИФН-статуса проведено к настоящему времени более чем у 40 000 больных с различными острыми и хроническими вирусными, аллергическими, аутоиммунными, онкологическими и другими заболеваниями.
Однако эти исследования пока не дали однозначного ответа на вопрос: является ли дефицит ИФН первичной причиной возникновения различных заболеваний или эти заболевания приводят к развитию вторичного ИФН-дефицита. Так или иначе, определение ИФН-статуса позволило установить ряд характерных изменений системы ИФН.
Вирусные инфекции в большинстве случаев сопровождаются значительным повышением уровня циркулирующего ИФН с первых часов заболевания. Параллельно происходит активация ИФН-зависимых внутриклеточных антивирусных механизмов и иммунных реакций. При этом отмечается прямая корреляция между уровнем сывороточного ИФН и антивирусным состоянием лимфоцитов. Вместе с тем снижается продукция а- и
у-ИФН при соответствующей индукции лейкоцитов и лимфоцитов, а в 18% случаев наблюдается спонтанная продукция ИФН (in vitro) с низкими титрами ИФН - 16-32 ЕД/мл [5, 6].
В целом от скорости включения системы ИФН в процесс антивирусной защиты организма зависят течение и исход заболевания. Отсроченная или сниженная продукция эндогенного ИФН может привести к хронизации заболевания или к злокачественному прогрессированию вирусной инфекции вплоть до летального исхода.
При обследовании ИФН-статуса у пациентов с инфекциями, вызываемыми внутриклеточными возбудителями (микобактерии), показано, что у них в период активной инфекции наблюдается нарушение системы ИФН-у на разных уровнях: уменьшается содержание CD3+IFNy+-клеток периферической крови, снижается продукция ИФН-у-клетками 30%-ной цельной крови как ФГА-, так и PPD-индуцированная; снижается продукция ^12р70клетками цельной крови и нарушается ответ на ИФН-у в тесте цельной крови и МНК. В период отсутствия признаков активной микобактери-альной инфекции показатели системы ИФН восстанавливаются до нормальных значений [2, 19].
В работе, посвященной изучению состояния системы ИФН у больных при геморрагической лихорадке с почечным синдромом, показано, что в патогенезе данного заболевания участвует система ИФН, при этом степень изменений ИФН-статуса зависела от степени тяжести и периода заболевания [4, 14].
По данным ряда исследователей [21, 24, 27], при неспецифическом язвенном колите в 100% случаев выявляется глубокое подавление а- и у-интерферонпродуцирующей способности лейкоцитов, при этом также обнаружена прямая корреляция между степенью тяжести заболевания и выраженностью нарушений в системе ИФН.
В 1983 г. Р. В. Петровым была предложена концепция «мобилей» [10], сущность которой состоит в том, что систему иммунитета и интерферона представляют в виде совокупности компонентов, объединенных в единое целое разнообразными по направлению и силе связями. Любая нагрузка на одно звено системы перераспределяется между другими звеньями, причем сдвиг какого-либо показателя может быть скомпенсирован или не скомпенсирован системой, а, следовательно, вся система останется нормальной или же возникает патологическое состояние (см. таблицу).
Наиболее частый тип нарушений ИФН-статуса наблюдается при аллергических, острых вирусных и бактериальных инфекциях, при стрессах. При таких состояниях имеет место различная степень повышения титра циркулирующего ИФН с одновременным глубоким подавлением ИФН-продуцирующей способности иммунокомпетент-ных клеток. При этом циркулирующий ИФН может быть представлен смесью разных типов (а, в, у) или преимущественно одним типом [10].
Таблица. Показатели ИФН-статуса при различных видах патологии
Заболевания Виды, типы ИФН Изменения ИФН-статуса
Сывороточный а Y
Здоровые лица (контрольная группа) норма норма норма Все показатели в пределах нормы
Стрессы, аллергические заболевания, ОРВИ т 1 1 Разная степень повышения циркуляции ИФН в сочетании с подавлением а- и у-звеньев
Хронические вирусные инфекции (герпес, гепатит) норма 1 1 Подавление показателей а- и у-звеньев
Аутоиммунные заболевания Норма или т 1 норма Подавление а-звена
Онкопатология Норма или т норма 1 Подавление у-звена
Оценивая информативность показателей ИФН-статуса, можно прийти к следующим заключениям:
1. Существует прямая связь между показателями а- и у-ИФН, тяжестью заболевания и обратная связь с количеством сывороточного ИФН.
2. Повышение титров циркулирующего ИФН может свидетельствовать об острой стадии заболевания.
3. снижение продукции а- и у-ИФН говорит о дефектности системы ИФН и является показанием для ИФН-стимулирующей терапии.
4. Активная продукция эндогенного ИФН указывает на целесообразность ИФН-терапии.
5. Восстановление (нормализация) показателей ИФН обычно связано с процессами выздоровления;
6. Определение ИФН-статуса в динамике при использовании различных препаратов (ИФН, индукторов ИФН, иммуномодуляторов и др.) может выступать как объективный критерий эффективности терапии.
7. Показатели ИФН-статуса в целом позволяют судить об иммунореактивности организма in situ, за исключением случаев первичного им-муно- или интерферонодефицита [5].
Роль системы интерферона в патогенезе аллергических заболеваний
Как известно, в патогенезе аллергических заболеваний, в том числе поллиноза, ведущая роль отводится изменениям в функционировании различных звеньев иммунной системы, межклеточные взаимодействия которой осуществляются с участием ци-токинов, в частности системы ИФН. При аллергических заболеваниях состояние показателей иммунной системы и ИФН наиболее часто характеризуется наличием обратных корреляционных связей: при нормальной или даже повышенной иммунореак-тивности отмечается угнетение интерфероногенеза.
Такое подавление функций системы ИФН у больных с аллергопатологией может, по-видимому, объяснить характерный для них высокий уровень вирусных заболеваний и возникновение обострений аллергического процесса на фоне вирусных инфекций. Однако многие вопросы, связанные с изучением взаимосвязей и взаимовлияний обеих защитных систем in vivo, остаются пока открытыми.
Считают, что генетические нарушения регуляции синтеза ИФН-у могут привести к развитию аллергических реакций [7, 17]. Литературные данные последнего десятилетия свидетельствуют о том, что в регуляции аллергических реакций наряду с ИФН-у принимают участие ИФН-а и ряд других цитокинов (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-3 и др.), образующиеся преимущественно при активации 1Ъ2-лимфоцитов (кроме ИФН-а, синтезируемый при активации Th1-клеток) [1, 17, 19]. Баланс между позитивными и негативными эффектами цитокинов, продуцируемых Th1 и Th2 лимфоцитами, регулирует аллергическое воспаление.
В норме поступление антегенов на слизистые оболочки дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта стимулирует синтез ИФН-у в региональных лимфатических узлах. Это ведет к селекции Th1-клеток (при участии антигенспецифических Т-супрессоров) и запуску реакции по TM-пути. Напротив, у лиц с предрасположенностью к аллергическим заболеваниям проявляют активность лимфоциты типа Th2.
Попадание в организм аллергена активирует макрофаги и вызывает в них секрецию клеточных факторов (ИЛ-1, ИФН-у), стимулирующих Т-клетки. Если Т-клетки продуцируют преимущественно ИФН-у, активированная при антигенспе-цифическом контакте В-клетка дифференцируется под действием своего регуляторного сигнала в IgG-продуцирующую плазматическую клетку. Напротив, если происходит преимущественная про-
дукция ИЛ-4, это индуцирует продукцию плазматическими клетками IgE [26].
Необходимо отметить, что часть факторов, продуцируемая Th2, ингибирует функции и пролиферацию Th1 и наоборот: ИФН-у оказывает ингибирую-щее действие на Th2; ИЛ-4, ИЛ-10 и др. подавляют функции Th1 [7, 12].
О том, что в продукции антител класса IgE принимают участие цитокины, известно давно [3, 5]. В частности, доказано, что уровень образования IgE зависит от соотношения продукции ИЛ-4 и ИФН-у [22]. Выяснено, что переключение на синтез иммуноглобулина определенного изотипа (в частности IgE) осуществляется в ранний период иммунного ответа и зависит от последовательности секреции разных лимфокинов [23]. В экспериментальных исследованиях in vitro показано, что культура лимфоцитов, стимулированная аллогенными клетками, не способна продуцировать IgE, однако в большом количестве секретирует ИФН-у. Тогда как предварительная обработка культуры клеток ИЛ-4 сопровождается синтезом IgE и подавлением продукции ИФН-у [22].
Продемонстрирована возможность регуляции синтеза IgE in vitro при помощи фармакологически модифицированных поверхностных структур МНК, выступающих в роли мембранассоцииро-ванных медиаторов [15, 27]. В частности отмечено, что непосредственное внесение рекомбинант-ного ИФН-а (реаферона) в культуру МНК здоровых доноров и больных поллинозом вызывает торможение синтеза IgE, тогда как предварительная преинкубация МНК с реафероном способствует усиленной продукции IgE.
По данным Ф. И. Ершова (1996г), при некоторых аллергических заболеваниях, в частности при брон-
хиальной астме, аллергической крапивнице, циркуляция повышенного количества сывороточного ИФН четко коррелирует с тяжестью заболевания и считается неблагоприятным прогностическим признаком [6]. С другой стороны, выявлено, что при бронхиальной астме выявляемый в сыворотке ИФН в основном (на 80-90%) представлен у-типом, что является результатом неспецифической реакции организма на попадание инфекционных и сенсибилизирующих агентов, выступающих одновременно как индукторы ИФН, и может рассматриваться как защитная реакция [5].
В ряде работ, посвященных изучению системы ИФН у больных с аллергической бронхиальной астмой, показано, что при данной патологии также имеет место дефицит продукции различных типов ИФН, который более выражен в период обострения заболевания и зависит от степени тяжести патологии [5, 6, 9, 14].
За последнее десятилетие появилось много работ по исследованию динамики цитокинового статуса у больных с аллергическими заболеваниями при применении различных способов терапии и в разные периоды заболевания [9,14, 15].
Проведение клинических исследований по изучению эффективности ИФН в комплексной терапии больных атопическим дерматитом, аллергическим ринитом показало, что они способствуют быстрому купированию клинических симптомов, сокращению сроков лечения, объема медикаментозной терапии и нормализации иммунологических показателей [2, 5, 15]. Многообразие описанных эффектов ИФН указывает на широкие контрольно-регулятор-ные функции этой системы, направленные в целом на сохранение гомеостаза [5, 6].
Список литературы
1. Балаболкин И. И., Комарова Л. С. ИЛ-1 и 2 в патогенезе бронхиальной астмы у детей // Аллергол. и клинич. иммунология. - 1994. - № 1. - С. 84-86.
2. Безруков К. Ю. Интерферон и его применение в педиатрии // Вопр. охр. материн. и детства. - 1987. - № 12. -С. 46-51.
3. Вельтищев Ю. Е., Святкина О. Б. Аллергия у детей // Вестн. перинатологии. - 1995. - № 1. - С. 6-10.
4. Василенко Р. Н., Кондаков К. Э. Изучение иуунорегуляторных свойств реаферона // Ж. микробиол., эпидем. и иммунобиологии. - 1989. - № 12. - С. 54-57.
5. Ершов Ф. И. Интерфероны и их индукторы (от молекул до лекарств) - М., «ГЭОТАР-Медиа», 2005. - 322 с.
6. Ершов Ф. И. Система интерферона в норме и при патологии. - М., Медицина, 1996. - 20-21 с.
7. Ершов Ф. И. Система интерферона в норме и при патологии. - М.: Медицина, 1996. - 240 с.
8. Ершов Ф. И., Новохатский А. С. Интерферон и его индукторы. - М.: Медицина, 1980. - 27 с.
9. Клиническая иммунология и аллергология // Под ред. Л. Йегера. - М., 1990. - Т. 3. - С. 528.
10. Петров Р. В. Я или не я (иммунобиологические мобили). - М., Медицина, 1983. - 272 с.
11. Тазалухова Э. Б., Мезенцева М. В., Ершов Ф. И. Природа интерферонов // Антибиотики и химиотерапия. - 1991. -№ 11. - С. 40-44.
12. Фрейдлин И. С. Диагностическая и прогностическая значимость иммуноцитокиновых тестов // Клин. иммунология. - 1995. - № 1. - С.81.
13. Фрейдлин И. С. Ключевая позиция макрофагов в цитокиновой регуляторной сети // Иммунология. - 1995. -№ 3. - С. 44-45.
14. Чередеев А. Н. Интерлейкины: функциональная роль как медиаторов иммунной системы // Лабор. дело. - 1990. -№ 10. - С. 9-11.
15. Черешнев В. А., Юшков Б. Г., Климин В. Г., Лебедева Е. В. Иммунофизиология - Екатеринбург, УрО РАН, 2002. -С. 18-20.
16. Шабалина Н. В., Малиновская В. В. Интерфероновая система человека: биологическая роль и взаимосвязь с иммунной системой // Росс. вестн. перинат. и педиатрии. - 1995. - № 5. - С. 29-35.
17. Bell S. J., Metzger W. J., Gilmour M. I. A role of Th2 T-memory sells in early airway obstruction // Cell Immunology. -1996. - V.170, N2. - P. 175-179.
18. Beran M., Keating M. J. Neuro-endocrine-immune system interaction // Blood. - 1998. - V.72, N2. - P. 728-738.
19. Cirelli R., Herne K. Interferons: An Overview of Their Pharmacology // Clin. Immunoter. - 1996. - N5. - Suppl.1. -P. 22-29.
20. Fisher D. G., Rubinshtein M. Cell. Immunol. - 1983. - V.81. - P. 432-434.
21. Hokland M. E. Biological role of Interferon system // Acta pathol. Microbial. Immunol. Scand. 1999. - Suppl. 186. -V.93. - P. 29-35.
22. Holt P. G. Иммунопрофилактика атопии: свет в конце туннеля? // Росс. вестн. перинат. и педиатрии. - 1995. -№ 5. - С.70.
23. Kumai M., Marsh D. G. The effect of IFN-y, IL-4 and Ig-receptor cross-linking of monocytes on allergen-specific T-cell response // J. Immunology. - 1999. - V.79, N1. - P. 177-181.
24. Naclerio Robert M. Allergic rhinitis // N. Tngl. J. Med. - 1991. - V.325, N57. - P. 65-66.
25. Ochiai K., Iwomoto I., Tomioka H. - Effect of IL-4 and IFN-y on IL-3 and IL-5-induced eosinophil differentiation from human cord blood mononuclear cell// Clinical and experimental Immunology. - V.99, N1. - 1998. - P. 124-126.
26. Pestka S., Baron S. Meth. Enzymol. - 1981. - V.78. - P.10-14.
27. Sallusto F., Pini C. et al. Parietaria judaica-specific T-cell clones from atopic patients: heterogeneity in restriction, V beta usage, and cytokine profile // J. Allergy and Clin. Immunol. - 1996. - V. 97, N2. - P. 657-664.
