www.infectology.ru
Новое:  Анизакидоз Актуально: Клещевые инфекции ISSN 1609-9877
  Главная/Новости
Поиск по сайту Поиск на сайте  
Вопросы:: Вы можете задать свой вопрос специалистам в области инфекцинных болезней и паразитологии.
Для всех:
Инфектология для всех
Новые книги
Советы путешественнику
Календарь прививок
Глистные инвазии человека New!
Мифы и легенды
Реестр специалистов
Последние новости: RSS 2.0

22.10.16 В США началась эпидемия венерических инфекций

22.10.16 В Москве количество ВИЧ-инфицированных выросло вдвое

24.10.15 В ВОЗ собираются провести пробные испытания первой вакцины от малярии на детях

28.04.14 Массовая вспышка дизентерии в Новоуткинске.

21.04.14 Обновлены требования по профилактике инфекционных и паразитарных болезней в России

Обучение:
Реклама:
Мультимедиа:
CD "Руководство и атлас по инфекционным и паразитарным болезням человека", 2008 год New!
Найди себе доктора!
Для студентов:
Симптомы и синдромы
Справочники и пособия
Вопросы и ответы
Для специалистов:
Компетентное мнение
Руководящие документы
Справочники и пособия
Статьи и обзоры
Авторефераты
Реестр специалистов
Визитные карточки
Синдромы и симптомы
Микроскоп от А до Я
Новые книги
Конференции
Общества
О "Вестнике..."
Сайты:


Валерий Викторович Васильев

Токсоплазмоз: современные научно-практические подходы

Часть IV. Ключевые этапы иммунопатогенеза первичной инфекции у иммунокомпетентных лиц.

Valeri V. Vasiliev

TOXOPLASMOSIS: MODERN SCIENTIFIC AND PRACTICAL APPROACHES

Part IV. KEY STAGES IN IMMUNOPATHOGENESIS OF PRIMARY INFECTED IMMUNOCOMPETENT PERSONS.

В предыдущих публикациях внимание читателей неоднократно обращалось на уникальные свойства токсоплазм, позволяющие данному виду микроорганизмов успешно существовать на протяжении многих тысячелетий. Такие, эволюционно обусловленные достижения, как пантропизм, убикитарность и поликсенность, обеспечивают сохранение Toxoplasma gondii как вида.

Уже упоминалось, что зараженность населения планеты чрезвычайно высока, составляя около 25-30 % популяции. Вместе с тем, далеко не всегда внедрение токсоплазм в организм человека сопровождается развитием бурной, социально значимой, картины болезни, равно, как и «поздние» проявления ранее, когда-либо, состоявшегося заражения фиксируются не у всех полутора миллиардов зараженных токсоплазмами.

Вместе с тем, у определенной категории пациентов наблюдаются драматические проявления этого заболевания, приводящие не только к резкому снижению качества жизни, но и к летальным исходам. Такие наблюдения, впервые обнаруженные педиатрами у новорожденных, в 90-е годы прошлого века нашли свое продолжение у взрослых лиц с выраженной иммуносупрессией (например, при ВИЧ-инфекции).

Изучение взаимодействия микро- и макроорганизма при заражении последнего токсоплазмами является примером как тотального подхода к решению научной проблемы, с одной стороны, так и необходимости философского осмысления роли всего живущего на этой планете во взаимодействии на разных этапах совместного существования.

Без понимания того, что токсоплазмы, как и МНОГИЕ другие живые объекты, достаточно приспособлены к выживанию в неблагоприятных условиях внешней среды, невозможно правильно оценить возможности диагностики и, главное, лечения заболевания.

Данная публикация основана на результатах изучения патогенеза приобретенного токсоплазмоза ЧЕЛОВЕКА (выделение автора), в том числе в нашем Центре, с анализом результатов экспериментальных исследований и возможностей переноса их на Homo sapiens. Не претендуя на роль «истины в последней инстанции» могу с гордостью сообщить, что методология диагностики и лечения данной патологии, основанная на наших представлениях о патогенезе токсоплазмоза человека, позволяет избежать как гипер-, так и гиподиагностики, неоправданного лечения или необоснованного отказа от него. Это заключение основано на анализе результатов обследования и лечения тысяч пациентов.

Однако сначала – немного базисных сведений.

NB. Автор не претендует на максимально подробное изложение иммунопатогенеза токсоплазмоза человека в данном разделе, так как межклеточная кооперация иммунокомпетентных клеток, обусловленная плейтропными влияниями цитокиновой сети, чрезвычайно сложна и не до конца изучена. Речь будет идти с одной стороны о сведениях, которые достаточно хорошо документированы, с другой стороны – имеющих практическое значение для понимания процессов диагностики и лечения заболевания.

1. «Хельсинкские соглашения» с участием токсоплазм.

Способность поддержать гомеостаз (способность сохранять относительное постоянство сструктуры и свойств) – основа существования любого организма. Если он не может поддерживать постоянство своей структуры или свойств, то гибель его неизбежна.

Одной из задач макроорганизма в плане поддержания гомеостаза является борьба с пытающимися проникнуть внутрь него микроорганизмами. В процессе эволюции сформировалось два основных механизма ее решения.

Эволюционно основным механизмом стал каскад иммунных реакций, направленных на полное уничтожение чужеродного объекта и его элиминацию из зараженного организма. Не вдаваясь в глубокие молекулярные изыски, можно сказать, что данный ход событий (обнаружение, распознавание, уничтожение внеклеточно расположенного агента без гибели собственных клеток или цитолиз инфицированных клеток, элиминация «обломков») является оптимальным с точки зрения санации организма-хозяина.

Однако в процессе эволюции сложилась ситуация, когда тотальная гибель всего «пришлого» стала все чаще и чаще невозможной (в результате появления множества новых посторонних агентов, мутации «старых») или угрожающей существованию самого хозяина (крайняя токсичность продуктов распада, локализация внутриклеточных возбудителей там, где гибель клетки-хозяина может закончится для последнего летально – продолговатый мозг, например).

Микроорганизмы тоже претерпевают эволюцию в своем стремлении сохранить себя как вид и вырабатывают приспособительные механизмы. К примеру, для вирусов группы герпеса характерно внедрение в геном клетки хозяина, вирус гепатита В имеет антигены, сходные по структуре с антигенами гепатоцитов, вирус гепатита С чрезвычайно изменчив, антигены гельминтов похожи на структуры макроорганизма. Некоторые возбудители вырабатывают субстанции, блокирующие распознавание, другие – вызывают незавершенность фагоцитоза. В конечном счете, все эти разнообразные механизмы направлены на ускользание от иммунного пресса и выживание микроорганизмов в тех условиях, когда дальнейшая передача инфекции реализуется достаточно слабо.

Действительно, для вируса гриппа, шигелл, сальмонелл характерно быстрое размножение и массивное выделение возбудителей в окружающую среду с заражением все новых и новых объектов и, соответственно, расширением ареала и процветанием вида.

В отличие от них распространение вируса гепатита В реализуется более медленно (сравнительно с гриппом), поэтому этот микроорганизм обязан выживать какое-то время в зараженном организме.

Поэтому, наряду с первым, «физиологичным» (по Селье) механизмом, который часто называют «иммунитетом», на протяжении тысячелетий сформировался альтернативный способ существования организма в условиях, когда уничтожение и элиминация чужеродных агентов в силу тех или иных причин невозможны.

В этих условиях хозяин, с одной стороны, не может элиминировать «гостя» без ущерба для самого себя, а «гость», с другой стороны, стремиться выжить, стараясь быть как можно более незаметным для иммунной системы. Формируется некое «Хельсинское соглашение»: хозяин не дает микроорганизму свободно размножаться, но и не стремится к его полному уничтожению; паразит максимально «маскируется», находясь в готовности (при определенных условиях) преодолеть ослабевшую защиту и начать бурное размножение.

Исторически сложилось так, что первыми начали изучаться проблемы именно уничтожения чужеродных агентов. Естественно, что сейчас они являются наиболее разработанными и, соответственно, базисное преподавание в медицинских ВУЗах ведется именно с точки зрения того, как иммунная система узнает, распознает, уничтожает и элиминирует.

Только последние десятилетия проводятся серьезные исследования альтернативного пути поддержания иммунного гомеостаза.

2. Иммунитет при остром приобретенном токсоплазмозе (первичная инфекция).

В исследованиях, проведенных в последние 20 лет, убедительно показано, что ведущую роль в иммунитете при токсоплазменной инфекции играет клеточное звено иммунной системы. Этот факт сегодня признается всеми исследователями и также находит свое подтверждение в исследованиях, проведенных в нашем Центре в разные годы (А.П. Казанцев, 1985, Ю.В. Лобзин с соавт., 2000, В.В. Васильев с соавт., 2000, 2001). Гуморальные реакции (антителогенез) имеют ограниченное значение и выходят на первый план только при вполне определенных обстоятельствах, о которых речь будет идти позже.

Следует сразу же сказать о том, что в значительной мере сведения о том, какие изменения развиваются в иммунной системе при первичном заражении токсоплазмами неиммунного макроорганизма (острый токсоплазмоз) получены двумя способами:

  1. В результате экспериментальных работ (чаще всего на грызунах, хотя в литературе встречается и такая экзотика как верблюды);
  2. В результате изучения случаев острого токсоплазмоза у лиц с выраженным иммунодефицитом (ВИЧ, онкология, трансплантатология).

Однако, далеко не всегда сведения, полученные в результате экспериментов, могут быть прямо перенесены на Homo sapiens. Классический пример – глобальные различия влияния токсоплазмоза на репродуктивную функцию у грызунов и человека. Естественно, что иммунный ответ на токсоплазмы у лиц с заведомым иммунодефицитом серьезно отличается от такового у иммунокомпетентных пациентов (если бы это было не так, то 30 % популяции нуждалось бы в массивной токсоплазмицидной терапии).

На мой взгляд, очень полезной работой в области иммунитета при токсоплазмозе является статья Denkers E.Y. и Gazzinelli R.T. Regulation and function of T-cell-mediated immunity during Toxoplasma gondii infection ( Clin. Microbiol. Rev. –1998. –Vol. 11, № 4. –P. 569-88). Эта публикация носит обзорный характер с добавлением результатов собственных исследований авторов и, в целом, отражает современные представления. Однако, как в подавляющем большинстве других работ, авторы, в основном, оперируют экспериментальными данными, периодически это подчеркивая.

На ранних стадиях инфекции (как в эксперименте, так и при исследованиях in vitro) токсоплазмы инициируют антиген-неспецифический T-клеточно-независимый иммунный ответ путем активации макрофагов и NK-клеток. Эта активация опосредована системой цитокинов, что проявляется в усилении продукции IFN-γ натуральными киллерами с последующей активацией микробицидной функции макрофагов. Таким образом достигается ограничение репликации тахизоитов до того времени, когда будет сформирован адекватный T-клеточно-опосредованный иммунный ответ. С другой стороны, результатом стартовых изменений является перенаправление дифференцировки Th0 (предшественников) в Th1-эффекторы, то есть тахизоиты токсоплазм проявляют адъювант-подобные свойства.

В синтезе значительных количеств IFN-γ ведущую роль играет IL-12, при этом TNF-α, IL-1β и IL-15 потенцируют его действие вместе с ко-стимулирующими молекулами, такими как CD28. В работах по изучению возможностей лечения ВИЧ-больных показано, что определенное значение имеет и продукция IL-2: назначение им этого цитокина приводит к усилению продукции IFN-γ натуральными киллерами, что частично компенсирует дефицит IL-2 в результате недостатка CD4+.

Следует также подчеркнуть, что изначально стимулированный синтез IFN-γ, помимо переключения на Th1-тип иммунного ответа, препятствует выработке IL-4 – медиатора Th2-типа ответа. Как будет показано позднее, именно этот феномен является основным в понимании патогенеза формирования хронических форм токсоплазмоза, и, соответственно, в разработке терапии обострений заболевания.

T. gondii также способны стимулировать пролиферацию собственно Т-лимфоцитов и их активность (как γδ , так и αβ-Т-лимфоцитов). Так, γδ-Т-лимфоциты способны к продукции цитокинов 1 типа, которые оказывают влияние на микробицидные эффекты в отношении паразита, а также стимулируют выработку провоспалительных цитокинов.

Интересным является то, что в отличие от мышей, стимуляция раннего Т-клеточно-опосредованного иммунного ответа при токсоплазмозе, осуществляется только ПОСЛЕ процессинга антигена.

Иммунный ответ регулируется тонким балансом между его типами, что связано с одновременной выработкой как IL-12 и других монокинов, так и IL-10, IL-4 и фактор роста TGF-β, которые ограничивают IFN-γ-индуцированные эффекты. Определенное значение в регуляции этого баланса имеет и NO.

Таким образом, на самых ранних стадиях инвазии T. gondii возникает каскад реакций со стороны макрофагов и натуральных киллеров, приводящий с одной стороны к прямому ограничению распространения возбудителя, с другой стороны – к синтезу цитокинов, определяющих тип иммунного ответа и активацию Т-лимфоцитов.

Токсоплазмы являются мощными индукторами антиген-специфических CD4+ и CD8+ - Т-лимфоцитов, что показывает участие паразитарных пептидов в клеточно-опосредованных способах презентации антигенов. Известно, что оба типа Т-лимфоцитов с цитолитической активностью присутствуют в крови серопозитивных доноров.

В экспериментах показано, что CD8+, помимо синтеза IFN-γ, проявляют цитотоксичность по отношению к инфицированным клеткам, связанную с MHC класса I. Такие же данные не так давно получены в отношении острого токсоплазмоза человека. При этом основной мишенью для цитотоксических CD8+ является SAG-1, хотя и другие антигены токсоплазм проявляют сходные свойства. Несколько меньшее значение придается роли цитотоксичности со стороны CD4+ в отношении токсоплазмоза человека (в отличие от мышей, для которых патологические изменения во время острой инфекции прямо связаны с этим типом Т-лимфоцитов).

Конечно и В-лимфоциты не остаются в стороне. Синтез антител при первичном заражении токсоплазмами лиц с нормально функционирующей иммунной системой осуществляется по общим законам иммуногенеза. Однако чрезвычайно важное значение имеет динамика антител во времени.

Большая часть данных, имеющихся по этому аспекту иммунопатогенеза получена в экспериментах (например, Соловьевым А.И., 1996). У человека исследования, как правило, ассоциированы с беременными. Следует отметить, что наличие многочисленных тест-систем для выявления специфических антител различных классов, заставляет относиться с определенной долей скепсиса к полученным результатам. Зарубежные исследователи также признают неравнозначность тест-систем и нередко публикуют данные, полученные при одновременном тестировании одних и тех же образцов разными методами. Примером такого подхода является работа Jenum P.A. и Stray-Pedersen B. «Development of specific immunoglobulins G, M and A following primary Toxoplasma gondii infection in pregnant women» ( J. Clin. Microbiol. – 1998. –Vol. 36, N 10. –P.2907-2913), в которой авторы использовали 6 различных тест-систем при исследовании 126 сывороток от 27 беременных женщин.

На диаграмме представлена динамика основных классов антител (определение которых наиболее распространено в нашей стране) на основании оценки результатов обследования более 80 пациентов с документированным первичным заражением. Исследования проводились методом ИФА на тест-системе фирмы «Hoffman-La Roche» с учетом на аппарате «Cobas Core-2» (приведены усредненные данные, cut-off для Ig M=100 %, для Ig G= 6 МЕ\мл).

Специфические Ig M. Синтез специфических антител класса Ig M к токсоплазмам начинается к концу первой недели после инфицирования, со второй недели они начинают определяться в концентрациях, превышающих порог экстинции. Время достижения пиковых концентраций антител, а также величина пиковых концентраций значительно варьируют у отдельных пациентов, однако можно сказать, что чаще всего, максимум концентрации Ig M наблюдается в промежутке от 10 до 18 недель после заражения. Затем наблюдается некоторое снижение антителогенеза с последующим повторным нарастанием концентрации, однако не достигающей пиковой. После тридцатой недели в большинстве случаев наблюдается прогредиентное снижение концентрации Ig M, которые перестают определяться в данной методике примерно к 40 неделе от начала заболевания.

Практически важным является факт отсутствия синтеза Ig M в концентрациях, превышающих порог чувствительности реакции спустя 12 месяцев после заражения. Хотя некоторые исследователи описывают возможность обнаружения этих антител вплоть до 3 лет после инфицирования, лично я с такими наблюдениями не встречался.

Комментарий к природе второй волны синтеза Ig M будет дан чуть ниже.

Специфические Ig G. Синтез антител этого класса начинается чуть позже и достигает максимума примерно через 4-5 месяцев после заражения. Следует отметить практически важный факт, что в наших собственных наблюдениях определить двукратное нарастание концентрации этих антител оказалось возможным только в случаях, когда первое исследование проводилось в сроках 5-6 недель после предполагаемого заражения, а повторное – в сроках 13-14 недель. При первичных исследованиях, выполненных в более поздние сроки, наблюдается нарастание концентрации в динамике, но не в «разы».

Этот факт представляет интерес с точки зрения диагностики первичного заражения у беременных, о чем более подробно будет говориться в соответствующей публикации.

3. Комплексная характеристика развития острого токсоплазмоза.

Как же происходит взаимодействие токсоплазм и иммунокомпетентного макроорганизма при первичном заражении?

В целом, развитие событий представляется следующим образом.

Ивазивная форма токсоплазм попадает в макроорганизм, как правило, перорально. Внедрение токсоплазм в эпителиальные клетки приводит к возникновению очагов некроза в результате внутриклеточного размножения возбудителей, что, особенно при одновременном заражении возбудителями ОКИ, может проявляться картиной энтерита. Основными факторами защиты хозяина в этот момент становятся натуральные киллеры и тканевые макрофаги, которые с одной стороны осуществляют фагоцитоз токсоплазм, с другой – синтезируют значительные количества цитокинов, среди которых наибольшее значение имеют IL-2, IL-12 и IFN-γ.

Каскад реакций вызывает иммуноопосредованный цитолиз инфицированных клеток, причем часть токсоплазм не погибает, а попадает в межклеточное пространство, где либо фагоцитируется, либо проникает в другие непораженные клетки. Фагоцитоз при остром токсоплазмозе носит частично завершенный характер (не все возбудители подвергаются лизису), что способствует уклонению токсоплазм от иммунного пресса и последующей персистенции.

Возбудитель частично проникает в мезентериальные лимфатические узлы с развитием специфического мезаденита и дальнейшей гематогенной и лимфогенной диссеминацией по органам-мишеням (головной мозг, поперечно-полосатая мускулатура и т.д.) с развитием местных воспалительных процессов (миозит, лимфаденит, гепатолиенальный синдром, общая интоксикация).

С развитием клеточно-опосредованного специфического иммунного ответа, началом синтеза и нарастанием концентраций специфических антител давление иммунной системы усиливается с целью реализации физиологического механизма поддержания иммунного гомеостаза (уничтожение – элиминация).

Однако возможности реализации этого механизма становятся ограниченными. Токсоплазмы практически исчезают из внеклеточного пространства, что приводит к отсутствию точки приложения специфических антител. Одновременно возбудитель начинает формировать внутриклеточные цисты, что приводит к изменению спектра внеклеточно циркулирующих антигенов (вместо поверхностных антигенов появляются антигены роптрий, плотных гранул и т.д.), что приводит к формированию новых антигенспецифических клонов B-Ig+-лимфоцитов с первоначальным синтезом низкоафинных Ig M. Продукция значительных количеств этих антител против антигенов цистной стадии возбудителя сопровождается появлением второй волны Ig M, отраженной выше на графике. Эта своеобразная «антигенная мимикрия» также способствует выживанию возбудителя.

Одновременно возбудитель ограничивает возможности иммунной системы по реализации процесса распознавания «свой-чужой» путем снижения экспресии молекул МНС-II и IFN-g-зависимой презентации молекул МНС-I (природа этого явления понятна не до конца), что также способствует его персистенции.

С течением времени за счет накопления достаточно больших количеств IFN-g происходит активация микробицидной функции макрофагов с лизисом и элиминацией сохранившегося в них возбудителя. Токсоплазмы, исчезнув из внеклеточного пространства (через 6-7 недель после заражения), сосудистого русла и макрофагов, локализуются внутриклеточно в органах-мишенях, формируя цисты, имеющие минимальную иммуногенность. Достаточно высокие концентрации специфических Ig G поддерживаются за счет непрерывного поступления антигенов из цист (в результате гибели части возбудителя и экспрессии его антигенов, гибели самих инфицированных клеток и наличия клеток памяти). Эти антитела способны лизировать токсоплазмы, попадающие во внеклеточное пространство (в присутствии комплемента). Одновременно достаточно высокие уровни IFN-g поддерживают микробицидную функцию макрофагов, которые также препятствуют распространению токсоплазм в случае их выхода из цист.

В подавляющем большинстве случаев при условии нормального функционирования иммунной системы развивается клеточный иммунитет по Th1-типу, который препятствует выраженному повреждающему действию токсоплазм, но, в силу ряда биологических особенностей возбудителя, не способен обеспечить санацию макроорганизма.

4. Практическое значение.

Понимание патогенеза острого токсоплазмоза (первичной инфекции) имеет важное практическое значение.

Становится ясно, что определение специфических антител различных классов имеет, с одной стороны, достаточно ограниченное значение, с другой – если выполняется, то должно проводится количественными методами. Это принципиально важно особенно для профилактики врожденного токсоплазмоза при обследовании беременных.

Отсюда следует вывод о том, что для диагностики острого токсоплазмоза необходимо максимально раннее лабораторное обследование после предполагаемого заражения, а также о том, что при поздних обследованиях возрастает потребность в повторных исследованиях, что приводит к более высоким материальным затратам.

Особенности биологии токсоплазм определяют характер развития иммунного ответа, который, в конечном счете, не обеспечивает стерильный иммунитет, но препятствует серьезным патологически изменениям в органах. Широкие возможности возбудителя по ускользанию от давления иммунного пресса позволяют ему десятилетиями существовать в организме человека в условиях сложившегося относительного паритета.

Повторное поступление антигенов из цист, недостаточно высокая иммуногенность этих антигенов обеспечивает формирование толерантности, которая лежит в основе развития хронической формы токсоплазмоза. В этом контексте принципиально важным является понимание того, что срыв толерантности (эндогенного происхождения в результате иммунного дисбаланса или экзогенного в результате проведения медицинских манипуляций) не может обеспечить санацию макроорганизма.

Отсюда следует практический вывод с точки зрения лечения. В раннюю стадию острого токсоплазмоза, когда возможно «достать» возбудителя антипротозойными препаратами, такая терапия оправдана. После того, как возбудитель исчез из внеклеточного пространства попытки антипротозойной терапии в любом режиме мало оправданы, а стремление усилить цитотоксические эффекты назначением большинства интерферонов и их индукторов могут спровоцировать неконтролируемое размножение возбудителя в местах его локализации с неизвестным исходом этих процессов.

Конечно, иммунопатогенез острого токсоплазмоза значительно сложнее, чем показано в данной публикации. Существует множество факторов, роль которых в развитии этой формы заболевания не до конца ясна. Сложность изучения иммунопатогенеза обусловлена как свойствами возбудителя, так и свойствами иммунной системы, в частности тонким балансом между эффектами цитокиновой сети, ограниченность изучения локальных процессов у человека, частым несоответствием между экспериментальными данными и врачебной практикой.

Следующая публикация будет посвящена иммунопатогенезу хронических форм токсоплазмоза.

До встречи!


© В.В. Васильев, 2001

© Коллектив авторов, 1998-2013, Почтовый адрес: 195009, Санкт-Петербург, а/я 16


 

Высококачественный доступ в Интернет предоставлен ГНУ "Вузтелекомцентр" и его структурным подразделением UniTel.

  ВНИМАНИЕ:  Информация, представленная на данном сайте, не должна использоваться для самостоятельной диагностики и лечения, и не может служить заменой очной консультации врача!