ГЛАВА 5 АНТИТЕЛА. B-ЛИМФОЦИТЫ

Антиген

Антиген (Аг) - любое вещество (соединения разной химической природы: пептиды, углеводы, полифосфаты, стероиды), которое потенциально может быть распознано иммунной системой организма как чужеродное («не своё»). Таким образом, Аг - вещество, несущее признаки генетически чужеродной информации. В качестве синонима применяют также термин «иммуноген», подразумевая, что иммуноген (Аг) способен вызвать ответные реакции иммунной системы, в итоге приводящие к развитию приобретённого иммунитета. Способность вызывать такие ответные реакции (т.е. образование АТ и сенсибилизацию - приобретение организмом чувствительности к Аг) присуща не всей молекуле Аг, а только особой его части, её называют антигенная детерминанта, или эпитоп. У большинства белковых Аг такую детерминанту образует последовательность из 4-8 аминокислотных остатков, а у полисахаридных Аг - 3-6 гексозных остатков. Число детерминант у одного вещества может быть различным. Так, у яичного альбумина их не менее 5, у дифтерийного токсина - минимум 80, у тиреоглобулина - более 40. Различают Аг экзогенные (Аг, поступающие в организм извне) и эндогенные (аутоантигены - продукты: собственных клеток организма), а также Аг, вызывающие аллергические реакции, - аллергены.

Антитела

Антитело (АТ) - особый растворимый белок с определённой биохимической структурой (иммуноглобулин, который присутствует в сыворотке крови и других биологических жидкостях и предназначен для связывания Аг).

• Антитела связывают антиген. Существенным и уникальным свойством АТ, отличающим их даже от TCR, является их способность связывать Аг непосредственно в том виде, в каком он проникает

в организм. При этом не требуется времени на предварительную метаболическую обработку Аг, поэтому АТ являются единственным фактором безотлагательной защиты организма (например, от сильных ядов, при укусах змей, скорпионов, пчёл и др.).

•  Конкретное антитело синтезирует только и исключительно клон B-лимфоцита. При дифференцировке каждый единичный В-лимфоцит и его митотически возникшие дочерние клетки (клон В-лимфоцитов) становятся способными к синтезу единственного варианта АТ по признаку структуры Аг-связывающего центра молекулы - то есть имеет место клональность биосинтеза иммуноглобулинов.

•  Множество антител. В то же время вся совокупность B-лимфоцитов организма способна синтезировать поразительное разнообразие АТ - около 106-109, но точно подсчитать, сколько разных Аг потенциально способно связать одно АТ, принципиально невозможно.

•  Иммуноглобулины. Все АТ являются белками, имеющими глобулярную вторичную структуру, поэтому молекулы этого типа и названы иммуноглобулинами. Иммуноглобулины отнесены к надсемейству иммуноглобулинов (рис. 5.1), куда входят также белки MHC, некоторые молекулы адгезии - LFA-2 (CD2), ICAM-1 (CD54), VCAM-1 (CD106) и др. (см. табл. 4.1.), TCR, отдельные Рц для цитокинов - для ИЛ-1 типов I и II, Ил-6, M-CSF, c-kit (CD117), Рц для Fc-фрагментов Ig (FcαR, FcγRI, FcγRII), мембранные молекулы CD3, CD4, CD8, CD80 и др.

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ

Иммуноглобулины (международная аббревиатура - Ig) - класс структурно связанных белков, содержащих два вида парных полипептидных цепей: лёгкие (L, от Light - лёгкий), с низкой молекулярной массой, и тяжёлые (H, от Heavy - тяжёлый), с высокой молекулярной массой. Все четыре цепи соединены вместе дисульфидными связями. Принципиальная схема строения молекулы иммуноглобулина (мономер) приведена на рис. 5.2.

Классы иммуноглобулинов

На основании структурных и антигенных признаков H-цепей Ig подразделяют (в порядке относительного содержания в крови) на 5 классов АТ: IgG (80%), IgA (15%), IgM (10%), IgD (менее 0,1%), IgE (менее 0,01%). Заглавная латинская буква справа от Ig обозначает

Рис. 5.1. Структура белков надсемейства иммуноглобулинов. А. Молекула MHC I класса состоит из α-цепи, внемембранная её часть связана с короткой цепью β₂- микроглобулина. Б. Молекула MHC II класса состоит из двух субъединиц: более длинной α-цепи и β-цепи. Часть каждой цепи выступает над поверхностью клеточной мембраны, цепь содержит трансмембранный участок и небольшой фрагмент в цитоплазме. В. Аг-связывающая область молекулы TCR состоит из двух цепей: α и β. Каждая цепь представлена двумя внеклеточными Ig-подобными доменами, стабилизированными при помощи S-S связей, вариабельным внеклеточным NH-концом и цитоплазматическим стабильным COOH-концом. SH-группа, присутствующая в цитоплазматическом фрагменте α-цепи, может взаимодействовать с мембранными или цитоплазматическими белками. Г. Мономер молекулы IgM встраивается в плазматическую мембрану B-лимфоцитов, это рецептор для Аг. Молекулярная структура TCR весьма сходна со структурой молекул MHC и Ig. Разнообразие структуры TCR и Ig обеспечивается возможностью сайт-специфической рекомбинации множества различных генных сегментов, кодирующих отдельные фрагменты молекулы.

Рис. 5.2. Молекула иммуноглобулина. L - лёгкие цепи; H - тяжёлые цепи; V - вариабельная область; С - константная область; N-концевые области L- и H-цепей (V-область) образуют два Аг-связывающих центра: (Fab)₂-фрагмент. Fc-фрагмент молекулы взаимодействует со своим рецептором в мембране различных типов клеток (макрофаг, нейтрофил, тучная клетка).

класс иммуноглобулина - М, G, А, Е или D. Молекулы IgG, IgD и IgE представлены мономерами, IgM - пентамерами; молекулы IgA в сыворотке крови - мономеры, а в экскретируемых жидкостях (слёз- ная, слюна, секреты слизистых оболочек) - димеры (рис. 5.3).

•  Подклассы. У иммуноглобулинов классов G (IgG) и A (IgA) имеется несколько подклассов: G1, G2, G3, G4 и A1, A2.

•  Изотипы. Классы и подклассы иммуноглобулинов иначе называют изотипами, они одинаковы у всех особей данного вида.

Рис. 5.3. Мономеры и полимеры иммуноглобулинов. J-цепь (от англ. Joint - связь) связывает остатки цистеина на C-концах тяжёлых цепей IgM и IgA.

•  Аллотипы. Индивидуальные аллельные варианты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа называются аллотипами.

•  Идиотипы. По антигенной специфичности АТ относят к различным идиотипам.

Структура иммуноглобулинов

•  Фрагменты молекулы Ig (рис. 5.2). Путём протеолитического расщепления молекулы Ig с последующей ионообменной хроматографией можно получить 3 фрагмента: Fc-фрагмент и 2 Fab- фрагмента.

♦ Fab-фрагменты (Fragment, antigen binding - Аг-связывающие фрагменты) - два одинаковых фрагмента, сохраняющие способность связывать Аг.

♦ Fc-фрагмент (Fragment, constant or crystallizable - константный фрагмент) - непарный, легко кристаллизуется. Fc-фрагменты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа строго идентичны (независимо от специфичности АТ по Аг). Они обеспечивают взаимодействие комплексов Аг-АТ с системой комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами, тучными клетками. При этом каждый класс иммуноглобулинов взаимодействует только с определёнными «исполнителями» элиминации Аг.

•  Тяжёлые цепи определяют различия между классами Ig, поэтому разные типы тяжёлых цепей обозначают греческими буквами соответственно латинской аббревиатуре класса: для IgM - μ, для IgG - γ, для IgA - α, для IgE - ε, для IgD - δ. Каждая из H- цепей молекул IgG, IgD и IgA состоит из 4 доменов (см. рис. 5.2): вариабельного - VH и константных (CH1, CH2, CH3). H-цепи молекул IgM и IgE содержат дополнительный домен - СН4.

•  Лёгкие цепи примыкают к N-концу тяжёлых цепей. Каждая L-цепь состоит из двух доменов - VL и CL. Известно два типа лёгких цепей Ig - κ (каппа) и λ (лямбда). Функциональные различия между Ig с лёгкими κ- или λ-цепями не выявлены.

•  Домены. Вторичная структура полипептидных цепей представлена доменами (см. рис. 5.1), каждый из которых включает около 110 остатков АК.

♦ V-домены обеих цепей имеют сильно варьирующий АК-состав (отсюда и их обозначение - Variable), что позволяет им связывать разные Аг.

- Гипервариабельные участки. Внутри V-доменов выделяют несколько (3-4) гипервариабельных участков: HV1, HV2, HV3, HV4 (HV - от Hypervariable). Другое обозначение - CDR (Complementarity Determining Regions), т.е. области молекулы Ig, определяющие её комплементарность Аг.

- Каркасные области. Промежутки между гипервариабельными участками HV или CDR обозначают как FR (Framework Regions), т.е. каркасные области. Их также 4: FR1, FR2, FR3 и FR4. Помимо чисто «скелетной», им случается выполнять и другие функции, отличные от связывания с Аг: FR-участки V-области молекул Ig могут обладать ферментативной (протеазной и нуклеазной) активностью, связывать ионы металлов и суперантигены.

•  C-домены. Остальные домены имеют строго инвариантный для каждого изотипа иммуноглобулинов АК-состав и называются C-доменами (от Constant).

- В C-доменах и в FR-участках V-доменов содержатся одинаковые АК-последовательности, что рассматривают как молекулярное свидетельство генетической общности. - Гомологичные последовательности АК присутствуют (помимо Ig) и в молекулах других белков, которые объединяют с Ig в одно молекулярное надсемейство - надсемейство иммуноглобулинов (см. выше и рис. 5.1). Большое количество возможных комбинаций L- и H-цепей со- здаёт многообразие АТ каждого индивидуума.

•  Формы иммуноглобулинов. Молекулы Ig одной и той же специфичности по Аг присутствуют в организме в 3 формах: растворимой, трансмембранной и связанной.

•  Растворимая. В крови и других биологических жидкостях (секретируемый клеткой Ig).

•  Трансмембранная. На мембране В-лимфоцита в составе Рц В- лимфоцитов для Аг - BCR (B-Cell Receptor). Трансмембранные формы всех классов Ig (включая IgM и IgA) - мономеры.

•  Связанная, т.е. в связи с клетками (макрофагами, нейтрофилами, эозинофилами), но не в трансмембранном варианте, а связанные FCR клетки за Fc-конец. Все АТ, кроме IgE, могут фиксироваться FcR клеток только в комплексе с Аг.

Связывание антигена

Гипервариабельные участки V-области АТ (как и TCR) непосредственно и комплементарно связывают Аг с помощью ионных, ван-дер-ваальсовых, водородных и гидрофобных взаимодействий (сил, связей).

•  Эпитоп (антигенная детерминанта - см. выше) - участок молекулы Аг, который непосредственно вступает в ионные, водородные, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные связи с активным центром Fab-фрагмента.

•  Сродство между Аг и АТ количественно характеризуют понятиями «аффинность» и «авидность».

•  Аффинность. Силу химической связи одного антигенного эпитопа с одним из активных центров молекулы Ig называют аффинностью связи АТ с Аг. Аффинность количественно принято оценивать по константе диссоциации (в моль-1) одного антигенного эпитопа

с одним активным центром.

Так как у цельных молекул мономерных Ig имеется по два потенциально равнодееспособных симметрично расположенных активных центра для связывания Аг, у димерного IgA - 4, а у пентамерного IgM - 10, скорость диссоциации цельной молекулы Ig со всеми связанными эпитопами меньше, чем скорость диссоциации одного из активных центров.

•  Авидность. Силу связи цельной молекулы АТ со всеми антигенными эпитопами, которые ей удалось связать, называют авидностью связи АТ с Аг.

ГЕНЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ

Зародышевые гены иммуноглобулинов. У здорового человека B-лим- фоциты в течение жизни создают несколько миллионов вариантов АТ, связывающих разные Аг (потенциально 10¹⁶ Аг). Никакой геном физически не несёт столько различных структурных генов. Количество наследуемого от родителей генетического материала (ДНК), определяющего биосинтез АТ, не так уж и велико - немногим более 120 структурных генов. Это наследуемое множество генов - зародышевые гены Ig (зародышевая конфигурация генов).

Гены вариабельных доменов

Во всех соматических клетках, включая СКК, гены Ig находятся именно в зародышевой конфигурации, где гены V-участков представлены в виде отдельных сегментов, расположенных друг относительно друга на уловимом расстоянии и сгруппированных в несколько кластеров: собственно V (вариабельный), J (связующий), а у тяжёлых цепей также D (от англ. Diversity - разнообразие).

Процесс генерации разнообразия структурных генов для миллионов вариантов V-участков молекул Ig продолжается в течение всей жизни в процессе дифференцировки B-лимфоцитов и является запрограммированно случайным. В его основе лежат три механизма, свойственные только генам Аг-связывающих молекул (Ig, TCR): соматическая рекомбинация, неточность связи V-D-J и гипермутагенез.

•  Соматическая рекомбинация. Феномен соматической рекомбинации ДНК заключается в том, что на самом раннем этапе дифференцировки лимфоцитов начинается сложный генетический процесс объединения сегментов ДНК, предназначенных для коди-

рования разных частей молекулы Ат-связывающих молекул - V- и C-доменов. В непрерывную последовательность ДНК соединяются по одному сегменту из V-, D- и J-областей, при этом в каждом отдельном B-лимфоците возникает уникальная комбинация VDJ для тяжёлой цепи и VJ - для каждой из лёгких цепей. Вся остальная ДНК зародышевого гена выбрасывается из генома в виде кольцевых ДНК.

♦ Число возможных комбинаций можно подсчитать. Для κ-цепи из 40 V-сегментов и 5 J-сегментов может получиться 40*5 = 200 вариантов V-области; для λ-цепи - 30*4 = 120 вариантов; всего для лёгких цепей 320 вариантов; для тяжёлой цепи 50V*30D*6J = 9000 вариантов Аг-связывающих областей. В цельной молекуле Ig разные лёгкие и тяжёлые цепи объединяются в тетрамер также случайным образом (по крайней мере теоретически). Число случайных сочетаний из 320 и 9000 - около 3x10⁶.

♦ Рекомбиназы. Рекомбинацию ДНК Ig катализируют специальные ферменты - рекомбиназы. Они же катализируют рекомбинацию ДНК генов TCR в T-лимфоцитах, т.е. рекомбиназы - уникальные ферменты лимфоцитов. Но в B-лимфоцитах эти ферменты не «трогают» гены TCR, а в T-лимфоцитах «обходят» гены Ig. Следовательно, до начала процесса перестройки ДНК в клетке уже существуют регуляторные белки - различные у T- и B-лимфоцитов.

• Неточность связи V-D-J. Под неточностью связи V-D-J понимают тот факт, что при формировании этих связей происходит добавление лишних нуклеотидов. Их два «сорта»: P-нуклеотиды и N-нуклеотиды.

♦ Нуклеотиды P (от англ. Palindromic sequences - зеркальные последовательности) возникают на концах сегментов при вырезании одноцепочечных петель ДНК и «достройки хвостов» ферментами репарации ДНК.

♦ Нуклеотиды N (от Nontemplate-encoded - нематрично кодируемые), характерные только для тяжёлых цепей, случайным образом пристраиваются к ДНК специальным ферментом - терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой.

♦ С учётом присоединения N- и P-нуклеотидов число вариантов антигенсвязывающих областей цельных молекул Ig оказывается порядка 10¹³. Если учесть аллельные варианты V-, D- и J-сегментов, то мыслимое разнообразие составит около 10¹⁶ (в

действительности это число меньше, так как в организме нет

такого количества лимфоцитов). ♦ «Платой» за эти попытки увеличить разнообразие Аг-связы-

вающих областей АТ в ²/₃ случаев является непродуктивная

рекомбинация генов, т.е. сдвиг рамки считывания, делающий

• невозможной трансляцию белка. Гипермутагенез - запланированное повышение частоты точечных мутаций - отличает гены иммуноглобулинов даже от генов TCR. Гипермутагенез имеет место только в В-лимфоцитах во время иммуногенеза (т.е. после состоявшегося распознавания Аг и начавшегося иммунного ответа) в лимфоидных фолликулах периферических лимфоидных органов и тканей (лимфатических узлов, селёзенки, диффузных скоплений). Частота точечных мутаций в генах V-Ig достигает одного нуклеотида из 1000 на один митоз (т.е. каждый второй В-лимфоцит клона в зародышевом центре приобретает точечную мутацию в V-Ig), тогда как для всей остальной ДНК она на 9 порядков ниже.

Гены константных доменов

Структурные гены константных частей полипептидных цепей Ig расположены в тех же хромосомах, что и V-, D- и J-гены, «ниже по течению», т.е. к 3'-концу от J-сегментов.

Завершившие лимфопоэз B-лимфоциты (независимо от Аг-специфичности) экспрессируют иммуноглобулины только классов M и D (IgM и IgD). При этом мРНК транскрибируется в виде непрерывного первичного транскрипта с перестроенных генов VDJ и C_μ-C_δ. При этом ДНК остальных C-генов других изотипов остаётся целой и невредимой. В результате альтернативного сплайсинга первичного транскрипта образуются мРНК отдельно для тяжёлых цепей IgM и IgD, которые и транслируются в белок. Этим процессом заканчивается полноценный лимфопоэз В-лимфоцитов.

Рис. 5.5. Структура генов тяжёлой (Н) цепи иммуноглобулинов человека.

Переключение изотипов иммуноглобулинов

• В процессе развития иммунного ответа, т.е. после распознавания Аг и под воздействием определённых цитокинов и молекул клеточной мембраны T-лимфоцитов может происходить переключение синтеза Ig на другие изотипы - IgG, IgE, IgA (рис. 5.6). Переключение изотипа тяжёлой цепи тоже идёт по механизму рекомбинации ДНК: к ранее перестроенной комбинации VDJ присоединяется один из C-генов тяжёлой цепи (либо С_γ1, либо С_γ2, либо С_γ3, либо С_γ4, либо С_ε, либо С_α1, либо С_α2). При этом ДНК разрывается по областям переключения - SR (Switch Region),

Рис. 5.6. Рекомбинация ДНК при переключении изотипов иммуноглобулинов B-лимфо- цитов.

расположенным в интронах перед каждым C-геном (за исключением С_δ).

ДНК C-генов, предшествующих задействованному, элиминируется в виде кольцевых структур, поэтому дальнейшее переключение изотипа возможно только по направлению к 3'-концу.

B-ЛИМФОЦИТЫ Рецептор BCR

Молекула Ig способна связывать Аг как в растворе, так и будучи связанной с клеткой, но для формирования полноценного клеточного Рц для Аг (BCR) необходимы ещё два полипептида, называемые (на наш взгляд, неудачно) Igα (CD79a) и Igβ (CD79b). Все шесть полипетидньгх цепей BCR показаны на рис. 5.7.

•  Внеклеточный домен. Igα и Igβ имеют по одному внеклеточному домену, которым они прочно, но нековалентно связаны с тяжёлыми цепями иммуноглобулинового компонента BCR.

•  Цитоплазматические активирующие последовательности. В цитоплазматических участках Igα и Igβ присутс-

Рис. 5.7. Рецептор для антигена B-лимфоцита.

твуют характерные последовательности АК-остатков, называемые иммунорецепторными тирозинсодержащими активирующими последовательностями (ITAM - Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif); такие же последовательности присутствуют в проводящих сигнал компонентах Рц T-клеток для Аг. Активация B-лимфоцита. Для эффективной активации В-клетки через BCR необходима перекрёстная «сшивка» Аг нескольких BCR. Для этого молекула Аг должна иметь повторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Дальнейшие события активации B-лимфоцита показаны на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Активация B-лимфоцита: внутриклеточная передача «сигнала».

Корецепторный комплекс

Повторяющиеся эпитопы есть не на каждом Аг; следовательно, не каждый Аг способен вызвать перекрёстную сшивку BCR, поэтому необходим дополнительный корецепторный комплекс мембранных молекул, связанных с внутриклеточными системами проведения сигналов. В этот комплекс входят по крайней мере три мембранные

молекулы: CD19, CR2 (CD21) и TAPA-1 (CD81).

•  CR2 - Рц для компонентов комплемента. Связывание Рц с продуктами деградации C3b, C3dg и C3bi вызывает фосфорилирование молекулы CD19 ассоциированными с BCR киназами.

•  CD19. Фосфорилированная молекула CD19 активирует фосфати- дилинозит-3-киназу и молекулу vav (многофункциональная молекула проведения внутриклеточных сигналов), которые усиливают активационные реакции, инициированные BCR (рис. 5.8).

•  TAPA-1 (Target of Antiproliferative Antibody - мишень для антипролиферативных АТ) в мембране физически примыкает к CD19 и CR2, но роль этой молекулы неизвестна.

Дифференцировка B-лимфоцитов

Дифференцировка B-лимфоцитов из общей лимфоидной клетки-предшественника (потомка СКК) состоит из следующих этапов и процессов: - перестройка генов Ig и интеграция их продуктов в клеточный метаболизм; - экспрессия генов молекул, обеспечивающих проведение сигнала с BCR внутрь клетки; - экспрессия генов мембранных молекул, необходимых для взаимодействия с другими клетками (в первую очередь с T-лимфоцитами и ФДК); - экспрессия на мембране корецепторных комплексов.

B₂-лимфоциты

•  Этапы B₂-лимфопоэза. В лимфопоэзе B2-лимфоцитов выделяют 6 этапов: общая лимфоидная клетка-предшественник → ранняя про-B-клетка → поздняя про-B-клетка → большая пре-B-клет- ка → малая пре-B-клетка → незрелая B-клетка → зрелая неиммунная B-клетка (выходит из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань).

♦ Общая лимфоидная клетка-предшественник. Экспрессируется несколько молекул адгезии, обеспечивающих оседлость в течение необходимого периода времени в костном мозгу, среди них VLA-4 (Very Late Activation Antigen-4 - очень поздний активационный Аг 4), лигандом которого на клетках стромы является VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1 - моле- кула-1 адгезии к стенке сосуда).

♦ Ранняя про-B-клетка. Происходит перестройка D-J в генах тяжёлых цепей, причём на обеих гомологичных хромосомах. В этой стадии (помимо молекул адгезии) экспрессируется Рц c-kit (CD117) для первого фактора роста - мембранной молекулы клеток стромы SCF - стволовоклеточного фактора.

Это взаимодействие обеспечивает надлежащее число митозов предшественников B-лимфоцитов, ещё не поделённых на клоны по Рц для Аг.

♦ Поздняя про-B-клетка. Происходит рекомбинация ДНК V-DJ сначала на одной из гомологичных хромосом. Если она окажется непродуктивной, то та же попытка делается на второй гомологичной хромосоме. Если перестройка на первой хромосоме продуктивна, вторая хромосома использована не будет.

- Как только в клетке происходит трансляция полипептида тяжёлой цепи, он экспрессируется на мембране в составе так называемого пре-B-Рц. Его экспрессия транзиторна, но абсолютно необходима для правильной дифференцировки B-лимфоцитов.

- На поздней про-B-клетке также экспрессируются Рц для цитокинов ИЛ-7 и SDF-1, секретируемых клетками стромы и вызывающих пролиферацию и накоплению «полуклонов» B-лимфоцитов (про-B- и больших пре-B-клеток) с уже известной специфичностью по тяжёлой цепи, но ещё неизвестной - по лёгкой. Это тоже увеличивает разнообразие молекул Ig: с одной и той же тяжёлой цепью будет сочетаться больше разных вариантов лёгких цепей.

♦ Пре-B-клетка. Происходит перестройка V-J лёгких цепей (сначала одной из цепей - κ или λ) на одной из гомологичных хромосом. Если продуктивная перестройка не получится с первой попытки, предпринимаются следующие. Клетки, в которых не получилось ни одной продуктивной перестройки в генах тяжёлых и лёгких цепей, погибают по механизму апоптоза - явления, весьма распространённого среди лимфоцитов.

♦ Незрелый B-лимфоцит. Уже экспрессируется дефинитивный BCR состава: L-цепь + μ-цепь + Igα + Igβ.

• Развитие толерантности. На стадии незрелых B-лимфоцитов начинается также развитие толерантности к собственным тканям организма. Для этого предусмотрено три механизма: делеция аутореактивных клонов, ареактивность (анергия) и «редактирование» Рц по антигенной специфичности. Первые два механизма продолжают действовать и по выходе лимфоцита из костного мозга, т.е. при контакте со значительными количествами аутоантигенов.

♦ Делеция клонов. Связывание мембранного Аг незрелой B-клеткой (имеется Аг-распознающий Рц с IgM, но ещё нет Рц с IgD) является сигналом для апоптоза. Таким образом удаляются

B-лимфоциты, несущие Рц, способные связывать белки собственных тканей.

♦ Ареактивность. Связывание незрелого B-лимфоцита с растворимым Аг не приводит к апоптозу, но лимфоцит приходит в состояние анергии, т.е. вместо активации лимфоцита к иммунному ответу блокируется проведение сигнала.

♦ «Редактирование» рецепторов происходит в небольшой части незрелых B-клеток, в которых ещё активны рекомбиназы. В этих клетках связывание IgM в составе BCR на поверхности незрелого B-лимфоцита с Аг является сигналом для запуска нового процесса рекомбинации VDJ/VJ на второй из двух гомологичных хромосом: если «повезёт», новая комбинация не будет аутореактивной.

•  Маркёр завершения B-лимфопоэза (образования зрелого неиммунного B-лимфоцита, готового к выходу из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань) - одновременная экспрессия (коэкспрессия) на мембране 2-х типов BCR - с IgM и IgD (причём IgD больше, чем IgM).

•  Иммуногенез. После распознавания Аг и вступления в иммунный ответ B-лимфоцит проходит в фолликулах периферических лимфоидных органов и тканей ещё две стадии додифференцировки, которые называют иммуногенезом.

♦ Пролиферация центробластов. В фолликулах B-лимфоциты, называемые на этой стадии центробластами, интенсивно пролиферируют, удерживаясь связями со специальными клетками стромы - дендритными клетками фолликулов (ФДК).

о На ФДК экспрессированы необычные Рц для иммуноглобулинов (FcR), способные продолжительное время (дни, месяцы, возможно, годы) удерживать комплекс Аг-АТ на мембране клетки.

о В центробластах происходит возрастание аффинности АТ в отношении своего Аг по механизму гипермутагенеза, так как на этом этапе дифференцировки выживают те из вновь мутировавших B-лимфоцитов, у которых аффинность BCR к Аг на поверхности ФДК выше.

♦ Выбор дальнейшего пути. На второй стадии иммуногенеза происходит выбор: B-лимфоцит становится либо B-лимфоцитом памяти (дифференцированный резерв на случай повторной встречи с тем же Аг), либо плазмоцитом - терминальным продуцентом больших количеств секретируемых АТ заданной специфичности

(рис. 5.9).

Рис. 5.9. B-лимфоцит и плазматическая клетка. Активированные B-лимфоциты, т.е. получившие информацию о структуре конкретной антигенной детерминанты и сигнал к пролиферации, размножаются и додифференцируются. Совокупность окончательно дифференцированных потомков B-лимфоцита составляет клон плазматических клеток, синтезирующих АТ (Ig) именно к этой и только к этой антигенной детерминанте. Обратите внимание, что в цитоплазме плазматической клетки находится огромное количество синтезирующего белок (Ig) аппарата - гранулярной эндоплазматической сети. На мембране плазмоцита уже нет ни Ig, ни MHC-II, в них прекращается переключение классов Ig и гипермутагенез, а продукция АТ уже не зависит от контакта с Аг и взаимодействий с T-лимфоцитами.

Описанный путь дифференцировки характерен для B₂-лимфоцитов, которые давно известны и хорошо изучены. Однако, существует и другая субпопуляция B-лимфоцитов - B₁-клетки.

B₁-лимфоциты

•  Клетки-предшественники B₁-лимфоцитов отселяются из кроветворной ткани в брюшную и плевральную полости ещё в эмбриональном периоде, поэтому их пул у взрослых за счёт костного мозга не пополняется.

•  Предназначение B₁-лимфоцитов - быстрая реакция на «просачивающиеся» в прибарьерные полости инфекционные микроорганизмы из числа широко распространённых.

•  АТ B₁-лимфоцитов не очень разнообразны, но полиспецифичны. Почти все они относятся к IgM, распознаваемые ими Аг - наиболее распространённые соединения клеточных стенок бактерий.

•  Преобладающая часть Ig сыворотки крови здорового человека синтезируется именно B₁-лимфоцитами.

Конститутивные иммуноглобулины

Ещё до встречи с каким бы то ни было внешним Аг, в крови и биологических жидкостях организма уже присутствуют так называемые нормальные (конститутивные) иммуноглобулины. У взрослых большинство из них относится к IgG, но есть также IgA и IgM. Эти АТ способны связывать множество Аг (как ауто-, так и экзогенных). Мишенями для нормальных Ig могут быть: другие иммуноглобулины; TCR; молекулы CD4, CD5 и HLA-I; FcγR; лиганды для молекул межклеточной адгезии и др.

Функции нормальных АТ. Есть основания полагать, что нормальные АТ выполняют ряд весьма важных для здоровья организма функций: - «первая линия обороны» против инфекций; - удаление из организма отживших клеток и продуктов катаболизма; - представление Аг для T-лимфоцитов; - поддержание гомеостаза аутоиммунной реактивности; - противовоспалительное действие (нейтрализация суперантигенов; индукция синтеза противовоспалительных цитокинов; аттенуация комплементзависимого повреждения тканей и др.).