План-конспект лекции на тему

План-конспект лекции Дешевой Ю.А.
Тема лекции – Клеточные и гуморальные механизмы иммунной защиты при
вирусных инфекциях.
Место проведения – лекционный зал Учебной части ФБГУ «НИИЭМ» СЗО РАМН.
Аудитория – студенты 2-го курса факультета стоматологии и медицинских технологий
СПБГУ.
Вид лекции: по содержанию – академическая, по дидактическим задачам – текущая, по
способу изложения материала – визуализация (лекция представляет собой развернутое
комментирование зрительно предъявляемого объекта, такого как презентация), по форме
организации – монолог с элементами вопросно-ответной формы.
Цель: формирование у студентов представлений об основных механизмах
противовирусного иммунитета.
Задачи: - ознакомиться с факторами врожденного и адаптивного противовирусного
иммунитета;
- изучить основные методики оценки количественных параметров иммунного ответа при
вирусной инфекции и вакцинации.
План лекции.
1. Вступление.
2. Особенности вирусных инфекций.
3. Иммунный ответ на вирусную инфекцию.
a. Факторы врожденного иммунитета.
b. Приобретенный (адаптивный иммунитет).
4. Строение и функции иммуноглобулинов.
5. Иммунитет при гриппе.
a. Строение вируса гриппа
b. Гриппозные вакцины
c. Факторы противогриппозного иммунитета
6. Методы оценки противовирусного иммунитета.
Конспект.
Еще на заре своего существования человечество, ничего не зная о микроорганизмах,
умело использовать их жизнедеятельность (сбраживать вино, печь хлеб, делать масло и
сыр), а также разработало элементарные основы лечения многих заболеваний,
вызываемых микробами. Предохранение от заболевания натуральной оспой путем
прививки человеку коровьей оспы предложил более 200 лет назад английский врач
Эдвард Дженнер, однако это наблюдение носило чисто эмпирический характер, тогда еще
ничего не было известно о вирусной природе многих заболеваний.
Поэтому основоположниками научной иммунологии по праву считаются французский
ученый-химик Л. Пастер, открывший принцип вакцинации, русский ученый И.И.
Мечников - автор учения о фагоцитозе и немецкий врач-биохимик П. Эрлих,
сформулировавший гипотезу об антителах. В 1888 г. за выдающиеся заслуги Л. Пастера
перед человечеством на народные пожертвования был учрежден Институт иммунологии
(ныне Институт Пастера), который явился школой, вокруг которой группировались
иммунологи многих стран.
Вирусные заболевания — инфекционные болезни и опухоли, вызываемые значительной
частью вирусов. Главная особенность вирусных инфекций — цитотропизм и облигатный
внутриклеточный паразитизм вирусов, что делает их во всех отношениях (метаболически,
энергетически и экологически) зависимыми от клетки-хозяина. Как правило, ДНК-вирусы
человека реплицируются в ядре клетки, а РНК-вирусы — в цитоплазме. Исключения
составляют поксвирусы, ДНК которых реплицируется в цитоплазме, а также
1
ортомиксовирусы и вирус гепатита D, РНК которых реплицируется в ядре клетки.
Облигатный внутриклеточный паразитизм определяет характер иммунного ответа на
вирусные инфекции.
Иммунный ответ на вирусную инфекцию.
Процесс обнаружения и удаления чужеродных агентов называется иммунным ответом.
Все формы иммунного ответа можно разделить на врождённые и приобретённые
реакции.
Врожденный (неспецифический) иммунный ответ хозяина на вирусную инфекцию – это
мощный механизм, который может ограничивать репродукцию и распространение
вирусов. Врождённая иммунная защита неспецифична, то есть её звенья распознают и
реагируют на чужеродные тела независимо от их особенностей. Эта система не создает
длительной устойчивости к конкретной инфекции. Система врождённого иммунитета
осуществляет основную защиту у большинства живых многоклеточных организмов.
Основными компонентами врожденного иммунного ответа при вирусных инфекциях,
являются:
- макрофаги (мононуклеарные фагоциты);
- дендритные клетки (гетерогенная популяция антигенпрезентирующих клеток
костномозгового происхождения).
- цитокины (группа гормоноподобных белков и пептидов, которые синтезируются и
секретируются клетками иммунной системы и другими типами клеток и осуществляют
взаимодейтвие клеток иммунной системы).
- НК клетки, обеспечивающие защитные воспалительные процессы. Нормальные киллеры
или NK (от англ. natural killer ) –это В отдельный класс лимфоцитов, которые выполняют
цитотоксические и цитокин-продуцирующие функции.
Некоторые компоненты слизистых оболочек, например муцин, также обладают
протективным действием.
Активация факторов врожденного иммунного ответа хозяина ведет к массивному выбросу
провоспалительных цитокинов и хемокинов. Главную роль в противовирусном первичном
ответе играют интерфероны I типа (ИФН-α и ИФН-β).
Интерфероны - ряд белков со сходными свойствами, выделяемых клетками организма в
ответ на вторжение вируса. Благодаря интерферонам клетки становятся
невосприимчивыми по отношению к вирусу. «Определяемый в качестве интерферона
фактор должен быть белковой природы, обладать антивирусной активностью по
отношению к разным вирусам, по крайней мере, в гомологичных клетках, опосредованной
клеточными метаболическими процессами, включающими синтез РНК и белка» (Stewart
W.E.-1979).
Система комплемента - представляет собой биохимический каскад, который атакует
мембрану чужеродных клеток. В него входят более 20 различных белков.
Комплемент является основным гуморальным компонентом врождённого иммунного
ответа. У человека этот механизм активируется путём связывания белков комплемента с
углеводами на поверхности микробных клеток, либо путём связывания комплемента с
антителами, которые прикрепились к этим микробам (второй способ отражает
взаимосвязь механизмов врождённого и приобретённого иммунитета).
Приобретённый иммунитет (в отличие от врожденного) высокоспецифичен по
отношению к конкретному типу антигенов и позволяет быстрее и эффективнее
уничтожать их при повторном столкновении. Антигенами называют молекулы,
воспринимаемые как чужеродные агенты и вызывающие специфические реакции
организма. Например, у перенёсших ветрянку, корь, дифтерию людей часто возникает
пожизненный иммунитет к этим заболеваниям.
Ответ клетки хозяина на вирусную инфекцию начинается с распознавания вирусных
молекулярных структур, таких как геномная ДНК, различные РНК и вирусные белки
2
патоген-распознающими рецепторами. У вирусов гриппа основными продуктами для
распознавания являются геномная и антигеномная оцРНК с 5’-трифосфатным концом.
Распознавание вирусов гриппа осуществляется тремя описанными в настоящее время
классами Toll-подобнымх рецепторов (TLRs: TLR-3,-7,-8) которые экспрессируются в
миелоидных антиген-презентирующих клетках и располагаются на поверхности
мембраны эндосом и эндоплазматического ретиклулума.
Адаптивный иммунный ответ на инфекцию вирусом гриппа
Развитие адаптивного иммунного ответа обеспечивает очищение организма хозяина от
патогена и обеспечивает защиту от повторного инфицирования. Качество врожденного
иммунного ответа на инфекцию вирусом гриппа имеет непосредственное влияние на
последующий адаптивный иммунный ответ.
Ключевым передаточным звеном между первичным и вторичным иммунным ответом
являются дендритные клетки. В ходе инфекции вирусом гриппа инфицируется
значительное количество альвеолярных макрофагов и дендритных клеток, что приводит к
их «созреванию», массивному выбросу противовоспалительных цитокинов/хемокинов, а
также к повышению фагоцитарной активности этих клеток.
Активированные дендритные клетки мигрируют в лимфатические узлы, где, посредством
МНС I или МНС II молекул, представляют патоген-специфические антигены наивным Тклеткам, что приводит к их пролиферации и дифференциации в CD8+ цитотоксические
или CD4+ хелперные Т-клетки (Th0).
В зависимости от спектра вырабатываемых цитокинов Th0 клетки подразделяются на Тхелперные клетки 1 типа (Th1) и на Т-хелперные клетки 2 типа (Th2). В ответ на
инфекцию вирусом гриппа антигенпрезентирующие клетки активно продуцируют
цитокины семейства Ил-12 и ИФН I типа, что приводит к дифференцировке Th0 клеток в
Th1 клетки. Th1 клетки характеризуются способностью продуцировать IFN-γ, и
способствуют выработке IgG2а. Кроме того, Th1 лимфоциты активно продуцируют ИЛ-2,
что, стимулирует пролиферацию вирус-специфических CD8+ цитотоксических
лимфоцитов.
В то же время, если на ранних стадиях иммунного ответа превалирует выброс ИЛ-10, Th0
дифференцируются в Th2 клетки, активно секретирующие ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, и
способствующие выработке IgG1, IgA и IgE.
Антитела класса IgA являются важным фактором местной защиты слизистых оболочек.
Они связываются с микроорганизмами и предотвращают их проникновение с внешних
поверхностей вглубь тканей, усиливают фагоцитоз антигенов путем активации
комплемента по альтернативному пути. Достаточный уровень IgA в организме
препятствует развитию IgЕ-зависимых аллергических реакций. IgA не проникают через
плаценту, но поступают в организм ребенка с молоком матери при кормлении.
В организме человека IgA существует в двух формах – сывороточной и секреторной.
Время их полужизни – 6-7 суток. Секреторный IgA обладает димерной структурой и
устойчив к воздействию ферментов благодаря особенностям строения. Секреторный IgA
находится в слезах, поте, слюне, молоке и молозиве, секретах бронхов и желудочнокишечного тракта и защищает слизистые оболочки от инфекционных агентов. 80-90 %
циркулирующих в крови IgA состоят из сывороточной мономерной формы данного класса
антител. IgA входят во фракцию гамма-глобулинов и составляют 10-15 % от всех
иммуноглобулинов крови.
Оценка противовирусного иммунитета.
Напряженность противовирусного иммунитета оценивают преимущественно в
серологических тестах - по нарастанию титра специфических антител в парных
сыворотках в процессе болезни. В ходе вирусных инфекций вырабатываются lg классов
М, G, А, но, внутриклеточное персистирование, часто защищает вирусы от
нейтрализующего действия AT.
3
Выздоровление при хронических инфекциях в значительной степени обусловлено
активностью цитотоксических иммунных механизмов, разрушающих инфицированные
клетки.
Методы оценки противовирусного иммунитета.
Гуморальный иммунитет.
 Реакция торможения гемагглютинации (РТГА)
 Реакция нейтрализации
 Определение вирус-специфических иммуноглобулинов в периферической крови –
иммуноферментный анализ (ИФА)
Клеточный противовирусный иммунитет (проточная цитометрия).
 оценка основных субпопуляций лимфоцитов
 анализ NK-клеток
 оценка активированных Т-лимфоцитов (CD3+HLA-DR+CD45+) и активированных
цитотоксических лимфоцитов (CD8+HLA-DR+CD45+)
 количественная оценка клеток памяти
Заключение.
Таким образом, в иммунном ответе на вирусные инфекции есть два основных механизма –
факторы врожденного и адаптивного иммунитета. Передаточным звеном между этими
звеньями являются дендритные клетки. Для эффективной защиты против вирусов имеет
значение сочетание свойств возбудителя и иммунной системы организма хозяина.
Вопросы для самопроверки.
1. На какие компоненты вирусных частиц направлены механизмы противовирусного
иммунитета?
2. Назовите неспецифические факторы противовирусного иммунитета.
3. Каковы механизмы специфической защиты при вирусных инфекциях?
4. Укажите компоненты реакции торможения гемагглютинации.
5. Укажите серологические маркеры гриппозной инфекции.
4