Иммунологические аспекты инфекционных заболеваний у новорожденных детей
Инфекционный процесс представляет собой комплекс взаимных приспо-собительных реакций в ответ на внедрение и размножение патогенного микроорганизма в макроорганизме, направленный на восстановление нарушенного гомеостаза и биологического равновесия с окружающей средой, результатом которого может явитьсяинфекционная болезнь (1).
Развитие инфекционного заболеваний в ответ на вторжение микроорганизма, его форма, степень тяжести зависят от свойств инфекционного агента и от состояния иммунной системы хозяина.
Существует два уровня защиты организма, которые действуют не изолированно, а на определенных этапах кооперативно:естественная резистентность, предсуществующая до встречи сданным возбудителем, (врожденный иммунитет) испецифический противоинфекционный иммунитет,развивающийся после узнавания антигенных структур микроорганизма (приобретенный иммунитет).
Основными компонентами естественной резистентности являются защитные факторы кожи и слизистой, макрофагальный барьер, воспалительная лейкоцитарная реакция, система комплемента, естественные цитотоксические клетки, система интерферона. Специфический приобретенный противоинфекционный иммунитет осуществляется с помощью клеточного и гуморального компонентов при взаимодействии со многими факторами естественной резистентности.
Высокая чувствительность новорожденных к инфекции обусловлена главным образом дефектами различных компонентов иммунной системы. У новорожденных существует биологический парадокс: дефицит защитных механизмов ассоциируется с увеличенным риском тканевых повреждений, обусловленных активацией воспалительного процесса. Может иметь место функциональная гиперактивность и истощение различных метаболических ответов,
Особенности иммунных реакций у новорожденного
После рождения ребенок попадает в новое, необычное окружение, его организм подвергается антигенной стимуляции, в частности, в процессе заселения микрофлорой кожи, дыхательных путей, желудоч но-кишечного тракта. Происходит стремительное развитие лимфоидной системы, формирование и функциональное становление системы иммунитета, в том числе противоинфекцион-ного, и расширение адаптационных возможностей организма.
Иммунокомпетентные клетки пуповинной крови отличаются от клеток в периферической крови взрослых признаками фенотипической незрелости: снижен-
379
ное количество СОЗ4"!"- иувеличенное С01 9"'"В-лимфоцитов (2). Процент Т-лим-фоцитов у новорожденных ниже, чем у взрослых, но абсолютное содержание значительно выше, что обусловлено более высокимабсолютным количеством лимфоцитов в крови. Однако уже к 5—7 дню жизни процент Т-клеток в венозной крови новорожденных увеличивается (3).
Процессы развития Т-клеток в основном завершаются задолго до рождения. Т-клеточное клональное разнообразие к моменту рождения уже сформировано, но взрослый репертуар клеток памяти устанавливается только в результате антигенной стимуляции, то есть после встречи с возбудителями заболеваний.
В пуповинной крови здоровых доношенных новорожденных детей преобладают зрелые Т-лимфоциты, экспрессирующие маркер С^3, включающий Т-клеточный рецептор для антигена и являющийся рецептором для активацион-ных сигналов. Показатели содержания этих клеток у новорожденных варьируются от 46% до 88%. Соотношение регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов (СОУ и С^8+) близко к 2. У недоношенных детей в пуповинной крови отмечаются количественно более выраженные признаки незрелости иммунокомпетентной системы в виде снижения числа зрелых Т-лимфоцитов, при сохранении соотношения субпопулйций клеток С^4VС^8+ равным 2, более высокого процента нулевых клеток (до 40%) и до 20% ранних тимусных предшественников (4).
В пуповинной крови новорожденных в большем количестве, чем в периферической крови взрослых, обнаруживаются менее зрелые клетки, с такими маркерами как С038, что связано, возможно, с интенсивным притоком на периферию посттимических предшественников, которые завершают созревание на периферии в отсутствие тимусного микроокружения (5).
При острой м хронической гипоксии у новорожденных детей в пуповинной крови увеличивается количество лимфоцитов с маркерами тимусных клеток, что свидетельствуете нарушении дифференцировки Т-клеток. Положительная динамика состава Т-лимфоцитов периферической крови детей на 2—4 день жизни свидетельствует о сохранении компенсаторных способностей Т-лимфоцитарной системы.
Процент Т-клеток, экспрессирующих активационные маркеры С025 (рецептор для интерлейки на-2, ИЛ-2) и Н1-А-ОН-анти гены (молекулы 2-го класса главного комплекса ги стосовместим ости) при рождении относительно небольшой (2 и 8% соответственно) и прогрессивно увеличивается с возрастом (б).
Частота у новорожденных Т-клеток, отвечающих на микробные антигены, ниже, чем у взрослых, < 1:106 клеток для ВПГ и столбнячного токсина (7), тогда как у неиммунных взрослых таких Т-лимфоцитов бывает около 1:105 клеток.
Растворимая форма рецептора для ИЛ-2 в сыворотке крови служит чувствительным маркером иммунной активации. Уровни ИЛ-2 и растворимых рецепторов для ИЛ-2 в сыворотках пуповинной крови и крови взрослых людей сравнимы, что свидетельствует о зрелости неонатальных клеток в отношении продукции ИЛ-2 и экспрессии рецептора для этого лимфокина.
Т-клетки пуповинной крови в избытке продуцируют ИЛ-2 после стимуляции митогенами и анти-СОЗ-антителами, но не синтезируют у-ИФН. Однако они способны продуцировать у-ИФН при стимуляции микробными продуктами, такими как энтеротоксин А золотистого стафилококка или ОК-432 (8), Дефицит продукции у-ИФН может серьезно влиять на противоинфекционную резистентность. Этот дефект вносит вклад в высокую чувствительность новорожденных к инфекции, так как помимо антивирусного действия и иммунорегуляторного влияния у-ИФН оказывает активирующее воздействие на макрофаги, увеличивая их цитотоксичность,
внутриклеточное убивание микроорганизмов и окислительный метаболизм, а также экспрессию антигенов 2-го класса ГКГС в моноцитах человека.
Содержание В-клеток (С0194, С020') у новорожденного выше. чем у взрослого, особенно абсолютное (О.ЗхЮУл против О^бхИУ/л). Процент В-клеток, экспрессирующих С05-антиген (маркер незрелых В-лимфоцитов), в пупо-винной крови выше (72% С^20+ клеток), а В-клеток, связывающих |_еи-8 (1--се-лектин+), ниже чем у взрослого (57% С^20+клеток), что свидетельствует о большей доле "девственных" нестимулированных клеток в крови новорожденных. С возрастом наблюдается уменьшение экспрессии С05 и увеличение экспрессии 1,-селектина на В-клетках. Эти маркеры являются важными для характеристики созревания циркулирующих В-лимфоцитов человека.
В-клеточная функция новорожденных заключается в продукции 1дМ в течение неонатального периода. Сывороточные уровни !д0 у доношенных детей приближаются к уровням у взрослых. Это в основном материнские1дС, хорошо защищающие новорожденныхот многих инфекций.
Для В-клеток новорожденных детей характерна замедленная способность к переключению с синтеза 1дМ на продукцию 1д0. Новорожденные не производят нормальных количеств иммуноглобулинов против определенныхх антигенов, главным образом, полисахаридной группы, дифтерийного токсина, полимиелит-ной вакцины и коклюша. Ответ на белковые антигены ограничен изотипом 1дМ, имеет место относительно медленная прогрессия продукции от 1дМ к 1д0, незрелость 1дА-ответов. Слабый ответ новорожденных на полисахаридные антигены может быть связан с замедленным приобретением способности продуцировать 1д0д, который предобладает в продукции антител в ответ на эти антигены. Отставание в антителообразовании не обусловлено отсутствием В-клеточных предшественников, так как у новорожденных имеются нормальные количества циркулирующих В-клеток, несущих поверхностные 1дМ, 1д0 и 1дА.
У новорожденных малочисленна популяция клеток памяти, которые характеризуются длительной жизнью и высоким антительным ответом на вторичную экспозицию с данным антигеном, так как при нормальной беременности не происходит контакта с большим числом антигенов.
Тем не менее иммунная система плода перед рождением является достаточно зрелой. На иммунную зрелость плода указывает способность отвечать на внутриутробную инфекцию. Инфицированный плод продуцирует специфические антитела против инвазивных микроорганизмов преимущественно изо-типа 1дМ. В течение иммунного ответа происходит медленное переключение на продукцию [дб-антител при воздействии антигенов в постнатальном периоде. Внутриутробная инфекция может также индуцировать увеличение продукции специфических 1дА.
1дЕ в пуповиннойкрови отсутствуют или обнаруживаются на низком уровне. При определении в крови новорожденного концентрации 1дЕ выше 0,5 м.ед./мл следует ожидать раннего начала атопической болезни. Семейный анамнез и ба-зальный уровень 1дЕ в сыворотке являются показателями для отнесения ребенка вгруппу риска в отношении раннего начала атопической аллергической болезни, так как развитие 1дЕ находится под генетическим контролем (84% случаев атипических болезней являются семейными заболеваниями).
Кроме Т- и В-клеток, обеспечивающих специфическую иммунную защиту от чужеродных антигенов, благодаря их способности распознавать эти антигены иреагировать на них, в защите организма от вредногоокружения принимают участие клетки естественной резистентности, к которымотносят фагоциты (мо-
381
ноцито-макрофагалы-юго и гранулоцитарного рядов) и эффекторы естественной цитотокси ческой активности (МК-клетки). Осуществление проти во инфекционной защиты происходит при кооперации различных клеток в виде синергизма при развитии эффекторных функций, взаимной мобилизации и регуляции.
МК-клетки играют существенную роль в противовирусной и противо-пухолевой защите. Важной характерной особенностью их является способность немедленно без предварительной сенсибилизации антигеном лизировать трансформированные клетки. Реализация цитотоксического действия МК-кле-ток против зараженных вирусом клеток возможна значительно раньше, чем успевают сформироваться специфические иммунологические клеточные и гуморальные звенья иммунитета.
В основе сниженной реэистентности новорожденных детей к инфекционным агентам может лежать дефект цитотокси ческой функции иммунной системы, представляющей часть ее эффекторного звена.
У новорожденных определяется низкий процент клеток, реагирующих с моноклональными антителами, распознающими наиболее зрелые МК-клетки (1еи-7). Статистических различий при сравнении со взрослыми не было обнаружено в проценте МК-клеток, реагирующих с другими мембранными маркерами (С016), в частности с антителами, распознающими Рс-рецептор на МК-клетках. Меньшая функциональная активность МК-клеток у новорожденных, по сравнению со взрослыми, может быть отражением их незрелости или отсутствия условий для развития в другом клеточном окружении, которое менее способно гене-нерировать цитокины, необходимые для активации МК-клеток. С057'"фракция лимфоцитов, включающая СОЗ" (не ограниченные по ГКГС цитотоксические лимфоциты, ЦТЛ) и С03'( истинные МК-клетки) отсутствует при рождении, но увеличиваются до 29% у взрослых (6), Механизмом увеличения со временем процента С057"-клеток может быть хроническая вирусная стимуляция. Так, экспрессия С057-молекул на поверхностной мембране лимфоцитов увеличивается после инфицирования вирусом цитомегалии.
Субпопуляция МК-клеток, которые реагируют на клетки, инфицированные ВПГ, имеет, главн ым образом, СО 16^057'фенотип. Детерминанты, которые они распознают, являются, по-видимому, гликопротеинами, кодированными вирусом. У новорожденных С016*-клетки, составляют в среднем 5% мононуклеарных клеток (у взрослых 12%). МК-клетки новорожденных менее эффективны при убивании классических мишеней дляМК, чем МК-клетки взрослых. Предактивация их ИЛ-2 или сх-ИФН может иногда увеличивать активность этих клеток до уровня взрослых в тесте угнетения вирусных плаков. Мононуклеарные клетки новорожденных могут продуцировать у-ИФН в ответ на ВПГ и в меньшем количестве ИЛ-2. Процент СОЧб^клеток у больных с кожными проявлениями герпеса был нормальным (6—12%), но способность угнетать плаки ВПГ была снижена и увеличивалась при выздоровлении. Дети с врожденной ЦМВ-инфек-цией имеют увеличенную активность МК-клеток. Для ограничения репликации и элиминации вируса важны клеточные реакции, так как находящийся внутри клеток вирус не чувствителен к специфическим антителам. В течение вирусной инфекции МК-клетки активируются и пролиферируют. Таким образом, кфакторам, увеличивающим чувствительность новорожденных к некоторым инфекциям, относятся: дефицит функции МК-клеток, снижение связывания МК-клеток с клетками-мишенями, меньшая продукция а- и у-ИФН.
В онтогенезе функционирующие макрофагивыявляются раньше функционально полноценных Т, В и МК-клеток.
В пуповинной крови новорожденных большая доля моноцитов (предшественников макрофагов) является зрелыми клетками, хотя в этой популяции снижено количество способных представлять антиген клеток, экспрессирующих антигены 2-го класса и а-цепь 1-РА-антигена, обеспечивающую иммунную адге-зию. Эти особенности моноцитов могут лежать воснове некоторого снижения их функциональной активности.
Моноциты взрослых и новорожденных продуцируют сходные количества и со сходной кинетикой провоспалительные цитокины — фактор некроза опухоли (ФНО) и ИЛ-1. В сыворотке пуповинной крови некоторых новорожденных с подозрением на внутриутробное инфицирование в биологическом тесте выявлялась активность ФНО, тогда как у подавляющего большинства практически здоровых доношенных новорожденных активность этого фактора не была обнаружена. Около 40% недоношенных новорожденных, по нашим данным, имели ФНО активность в сыворотке пуповинной крови (9). Моноциты пуповинной крови хорошо продуцируют ИЛ-1- фактор, активирующий лимфоциты, имеющий важное значение для запуска специфического иммунного ответа. Дегтярева М.В. (10) при комплексном исследовании провоспалительныхиммуноцитокинову новорожденных детей установила, что увеличенная спонтанная продукция ИЛ-1 моноцитами пуповинной крови может служить ранним диагностическим признаком ги-поксических изменений и осложненного раннего периода адаптации.
Система макрофагов принимает активное участие в реализации иммунногоответа у новорожденных. Поглощение микроорганизмов повышается в присутствии специфических антител, поскольку сенсибилизированные антителами и комплементом они активно присоединяются к Рс-рецепторам фагоцитов, Последуюицеемикробоцидное действие обусловливается гидролитическими ферментами и выделением бактерицидного аниона кислорода. У недоношенных новорожденных моноциты могут не завершать фагоцитоз в связи со сниженным внутриклеточным убиванием поглощенных бактерий, по-видимому, обусловленным недостатком гуморальных факторов, необходимых для опсонизации частиц.
Активированные цитотоксмческие макрофаги играют важную роль в защите организма от вирусной инфекции. Наиболее эффективный путь для запуска макрофагальной цитотоксичности — активация лимфокинами в комбинации с малыми количествамиЛПС. Прямой контакт с клетками-мишенями или растворимым ФНО также активирует макрофаги. Дефицит продукции Т-клетками новорожденных у-ИФН, который активирует макрофаги, увеличивая их цитотоксичность, внутриклеточное убивание и окислительный метаболизм, а также экспрессию антигенов2-го класса ГКГС, может обусловливать снижение иммунной защиты новорожденных против инфекции.
Большую роль в защите от инфекции выполняют полиморфноядерные фагоциты, используя сходные механизмы бактерицидного действия. Также как и макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты (ПЯЛ) увеличивают связывание и поглощение микроорганизмов в присутствии опсонизирующих факторов (антител и комплемента). Конечная фаза убивания и деградации микроорганизмов фагоцитами сопровождается серией сложных метаболических событий, включающих активацию гликолитических путей, генерацию активных форм кислорода, увеличенное потребление кислорода (дыхательный взрыв).
При индукции воспалительной реакции патогенамиПЯЛ аккумулируются \п 5\1и в ответ на хемотаксические стимулы. ПЯЛ — окончательно дифференцированные клетки, не способные к пролиферации, с коротким сроком жизни, по сравнению с лимфоцитами и моноцитами. Некоторыефункциональные ак-
383
тивности ПЯЛ могут быть стимулированы цитокинами.у-ИФН индуцирует наПЯЛРс-рецептор, напоминающий высокоафинныйРс-рецептор для мономерного1д0на моноцитах. Другие цитокины (колониестимулирующие факторы, ФНО)неиндуцируют экспрессии такого рецептора. у-ИФН увеличивает фагоцитарную активностьПЯЛ.
Неонатальное инфицирование может модулировать защитные ответы, снижая функции и метаболические процессы циркулирующих нейтрофилов из-за их истощения или нарушения рекрутирован ия. При локализованных инфекциях может иметь место преходящее увеличение индекса хемотаксиса, а при сепсисе — полноеего угнетение.После выздоровления эти показатели возвращаются к нормальному уровню. Взаимодействие нейтрофилов с эндотоксином вызывает гиперадгезию. освобождение ферментов и окислительный взрыв в нейтрофилах с последующей дезактивацией. Несколько пикограммЛПС дает тот же эффект.
Важные биологические функции защиты организма хозяина от инфекции выполняют высокополимерные белки сыворотки крови с энзиматической активностью, составляющиесистему комплемента. При активации комплементно-го каскада регулируется воспалительный ответ, лизис бактерий, растворение иммунных комплексов и опсонизация микроорганизмов. АктивацияСЗ компонента комплемента антителозависимым классическим путем (С1,С2 и С4) или ан-тителонезависимым альтернативным путем (факторы В и О) вызывает последовательную активацию терминальных компонентов(С5 — С9) и отложение СЗ на клеточной поверхности. Происходит сборка макромолекулярного мембранного канала. В результате нарушается мембранная интеграция клетки или микроорганизма. Отложение СЗЬ на клеточной поверхности обеспечивает опсонины для ПЯЛ и макрофагов. Активация комплемента вызывает освобождение малых пептидов СЗа, С4а и С5а с важным воспалительным и иммунорегулпторным действием (8—10 Кд). Эти анафилоксины увеличивают сосудистую проницаемость, тонус гладких мышц и обеспечивают стимулы для направленной миграции ПЯЛ.
В условиях, когда содержание трансплацентарно приобретенных 1д0 ибелков классического пути ограничено, новорожденный зависит от белков альтернативного пути как эффекторов защиты от инфекции. Впуповинной крови детей различного возраста гестации обнаруживаются белки комплемента в более низких концентрациях, чем в соответствующей сыворотке матери или объединенной сыворотке взрослых.
Исследование динамики активности системы комплемента у ребенка в течение первого года жизни (11) показало низкую (28±8уд./мл) среднюю величину общей гемолитической активности комплемента при классическом пути его активации (СНдд) в сыворотке крови новорожденных, которая у детей 2—3 месяцев возрастала почти в 2 раза (49±8 ед./мл). На таком уровне она сохранялась до одного года жизни ребенка и составляла 83% от уровня у здоровых доноров. Активность комплемента при альтернативном пути его активации (АР^) также возрастала в течение первого года жизни ребенка и при определении в возрасте одного года составляла 66% от уровня у взрослых.
Более низкие концентрации фактора В у новорожденных могут ограничивать опсонизирующую активность и таким образом увеличивать чувствительность новорожденных к системной инфекции. Значительно снижена активность комплемента по альтернативному пути у недоношенных новорожденных. У доношенных новорожденных нарушена опсонизация в основном грамотрицательных бактерий, тогда как у недоношенных в связи с выраженной недостаточностью компонентов комплемента нарушена опсонизация и грамположительных микроорганизмов.
Первичным источником белков комплемента является печень. Клетки моноцитарно-макрофагального ряда представляют экстрагепатический источник продукции комплемента. Скорости конститутивного синтеза СЗ и фактора В,С2,лизоцима и тотального белка клетками пуповинной крови и моноцитами взрослых сравнимы, но моноциты новорожденных не отвечали на ЛПС увеличением синтеза СЗ и фактора В (у взрослых продукция их увеличивалась в 15 и 3 раза, соответственно). Если ЛПС был соединен с белком (эндотоксином), ответ имел место.
Высокая чувствительность новорожденных к инфекции обусловлена, главным образом, дефектами защиты антиген-специфического и неспецифического компонентов иммунной системы. Наиболее важным из них является антительный дефицит. Уровни !дС антител, приобретенные от матери переходом через плаценту, низки. Дефицитный антительный ответ на ЛПС и стрептококки группы В, замедленное переключение синтеза с 1дМ на продукцию других изотипов имму-ноглобулинов, отсутствие 1дА и 1дМ, которые не проходят через плаценту, дефицит опсонизации для эффективного фагоцитоза и убивания микроорганизмов — все это обусловливает низкую защиту новорожденных от инфекций.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 348; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!