Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Баженова Л.Г.

Кафедра акушерства и гинекологии

Ренге Л.В.

Кафедра акушерства и гинекологии

Зорина В.Н.

НИЛ иммунохимии Новокузнецкого государственного института усовершенствования врачей

Механизмы противоинфекционной защиты плода

Авторы:

Баженова Л.Г., Ренге Л.В., Зорина В.Н.

Подробнее об авторах

Журнал: Российский вестник акушера-гинеколога. 2016;16(1): 33‑39

Просмотров: 987

Загрузок: 20

Как цитировать:

Баженова Л.Г., Ренге Л.В., Зорина В.Н. Механизмы противоинфекционной защиты плода. Российский вестник акушера-гинеколога. 2016;16(1):33‑39.
Bazhenova LG, Renge LV, Zorina VN. Mechanisms of anti-infective fetal protection. Russian Bulletin of Obstetrician-Gynecologist. 2016;16(1):33‑39. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/rosakush201616133-39

?>

В предупреждении проникновения инфекционных возбудителей к плаценте и плоду и реализации инфекционного заболевания у плода основную роль играет организм матери. Материнские механизмы защиты плода можно условно разделить на три группы: механические, факторы неспецифической резистентности и специфические иммунные реакции.

К механическим факторам защиты относятся различные барьеры (слизистая оболочка шейки матки, сомкнутый внутренний зев матки, устья маточных труб, слизистая пробка в шеечном канале, фетоплацентарный, гемотканевой барьеры и т. д.) [1]. С помощью клеток децидуальной оболочки происходит дифференцировка трофобласта, защита плода от проникновения инфекции путем локальных отграничительных реакций. Плацента является самой мощной преградой на пути проникновения инфекции от матери к плоду [2]. В самых тяжелых случаях, когда новорожденные рождаются с признаками внутриутробного инфицирования (ВУИ), при антенатальной смерти плода в плаценте обнаруживают изменения, которые оцениваются как хроническая субкомпенсированная и даже компенсированная плацентарная недостаточность, обусловленные в основном высоким содержанием бессосудистых ворсин, в среднем до 50% [3].

К неспецифическим факторам защиты относятся повышение температуры тела, увеличение содержания в крови кортикостероидов, изменения в системе комплемента, увеличение синтеза лизоцима, разрушающего многие виды бактерий [2, 4]. Защитным фактором является и система гемостаза, ограничивающая дальнейшее распространение инфекционного агента. Важным звеном в элиминации возбудителя инфекции является фагоцитарная система, продуцирующая интерлейкины, активирующие в свою очередь синтез белков острой фазы, простагландинов и пр. Повышенная продукция цитокинов усиливает воспалительный процесс и запускает продукцию активных метаболитов кислорода, а также каскад свободнорадикальных превращений (реакция кислородного взрыва). При вирусной инфекции активизируются киллерные клетки, которые лизируют бактериальные и вирусные инфекционные агенты [2].

Во время беременности происходит функциональное подавление специфической клеточной иммунной защиты, способствующее имплантации эмбриона и сохранению плода [5]. В децидуальной оболочке матки во время беременности преобладают Т-супрессоры (CD8) над Т-хелперами (CD4) в пропорции 3:1 [2]. В этой связи противоинфекционный иммунитет функционирует преимущественно по гуморальному типу: продуцируются специфические антитела и эффекторные медиаторы, происходят комплементзависимое усиление фагоцитоза и комплементзависимый лизис вирусов и бактерий. Депрессия, отрицательные эмоции, плохое питание, напряженная трудовая деятельность, хронические заболевания и очаги инфекции сопряжены с развитием вторичного иммунодефицита. Доказано, что на пике острого стресса в периферической крови кратковременно исчезают все иммуноглобулины [2]. При вторичном иммунодефиците снижаются не только общая сопротивляемость, но и гуморальный и клеточный иммунитет. Именно тогда условно-патогенная флора может стать источником внутриутробного инфицирования и заболевания плода. А такое осложнение беременности, как преэклампсия обычно способствует распространению инфекции, так как при этом осложнении беременности повышается проницаемость плацентарного барьера [2, 6]. Вместе с тем само по себе внутриутробное инфицирование способствует снижению эффективности гуморального иммунитета [2]. Наряду с этим длительно персистирующая в организме инфекция приспосабливается к механизмам иммунной защиты матери. Микроорганизмы, проникнув в матку, плаценту, оболочки, способны ускользать от иммунного надзора материнского организма за счет усиления молекулярной мимикрии: могут изменять строение своих рецепторов, приближая их к материнским [7]. Кроме того, при длительной циркуляции возбудителей образуется и обилие иммунных комплексов, аутоантител к белкам возбудителя, аналогичным человеческим [8]. Так, Chlamudia trachomatis, имеет на поверхности белки, гомологичные человеческим — аналоги HSP 60, протеолитической субъединицы ATФ-зависимого Clp-протеиназного комплекса (ClpP), что создает предпосылки не только для мимикрии, но и для развития аутоиммунных реакций, которые повреждают ткани матери и плода [8].

В настоящее время мало изучена роль различных аутоантител в развитии беременности и ее осложнений. По мнению одних авторов, одним из условий нормального развития эмбриона и плода является поддержание в крови беременных физиологических концентраций спектра естественных аутоантител (а-АТ) класса IgG, постоянно присутствующих в организме и участвующих в регуляции эмбриогенеза. Изменения их содержания приводят к повышенному риску неблагоприятного исхода беременности и рождения больного ребенка. О степени такого риска можно судить по изменениям уровней а-АТ к основному белку миелина (ОБМ), белку мозга S100, а также к фракциям анионных белков хроматина (АСВР-С) и мембранных белков (МР-С) нервной ткани [9]. Однако, по мнению других авторов, выработка значительной части аутоантител при бактериальной инфекции является последствием перекрестных реакций и оказывает крайне негативное воздействие на плод. Это связано с тем, что ряд белков человека обладает эволюционной консервативностью и имеет антигенные детерминанты, сходные с антигенными детерминантами бактерий. В частности, человеческий белок теплового шока Hsp 60 гомологичен хламидийному белку поверхностной мембраны, что приводит к перекрестным реакциям и синтезу аутоантител [10].

В то же время инфекционные агенты могут подавлять продукцию интерферона и цитокинов в организме беременной [1]. В частности, благодаря протеолитической активности Ch. trachomatis разрушает субъединицы сигнальной NFκB, модулирующей синтез цитокинов, и позволяет «обманывать» иммунную систему заражаемого организма, способствуя распространению инфекции без выраженных проявлений ответной воспалительной реакции [11].

В защите плода от инфекции большую роль играет и иммунная система плода. Закладка, рост и развитие клеток иммунной системы происходят на 3—8-й неделе эмбриогенеза, к 13-й неделе формируются реакции клеточного иммунитета, а к 20—22-й неделе развития происходят полная антигензависимая дифференцировка иммунокомпетентных клеток плода, интеграция взаимодействия иммунной и нейроэндокринной систем, которые объединяют также систему гемостаза. Именно поэтому эффективная противоинфекционная защита плода возможна не ранее 20-й недели беременности, поскольку неспецифические факторы защиты плода недостаточно состоятельны: запасные пулы нейтрофилов легко истощимы; нейтрофильные лейкоциты новорожденных характеризуются большей жесткостью, что может быть причиной быстрого нарушения фагоцитоза; снижена миграционная активность фагоцитов; отмечается незавершенный фагоцитоз. Именно поэтому при условии нарушения проницаемости барьерных механизмов плаценты возникают все предпосылки для внутриутробного инфицирования плода [2, 4, 12]. К 20-й неделе гестации зрелые Т-лимфоциты (плодовый период развития) в отличие от незрелых (эмбриональный возраст) имеют на своей поверхности белок: либо CD4+, либо CD8+, но не оба одновременно. От соотношения CD4+ и CD8+ зависят реакции организма плода в ответ на внедрение инфекционного агента и эффективность защиты: при смещении баланса в сторону продукции Т-супрессоров (CD8+) снижается резистентность к оппортунистической инфекции, которая может вызвать внутриутробное инфицирование плода. В процессе дальнейшего развития плода (среднефетального) Т-лимфоциты-хелперы (CD4+) дифференцируются на отдельные популяции, часть из которых продуцируют γ-интерферон, интерлейкины, фактор некроза опухоли (TNF-α), активирующие макрофаги, клетки-киллеры, что обеспечивает развитие клеточного иммунитета. Другая популяция отвечает за формирование гуморального звена иммунной системы. Эта популяция в ответ на проникновение инфекции в плаценту продуцирует иммуноглобулины класса М. Из-за крупных размеров своей молекулы IgM не переходят через плаценту, но могут синтезироваться клетками плаценты [2, 6]. III триместр беременности характеризуется большей устойчивостью плода к инфицированию. Количество IgG, синтезируемых материнским организмом и плацентой, повышается. Увеличивается синтез IgМ плодового происхождения [4, 12].

Врожденный первичный иммунодефицит у ребенка чаще всего обусловлен генетическими дефектами в различных звеньях иммунитета [2]. Вместе с тем неблагоприятные условия развития плода (нарушение микроциркуляции в фетоплацентарном комплексе, гипоксия, инфицирование) снижают активность иммунологической защиты. После непродолжительного периода усиленной адаптации и компенсации наступают дезадаптация, истощение и формирование неполноценности как врожденного, так и адаптивного иммунитета плода. В механизмах дезадаптации иммунной системы плода неясна роль таких факторов, как прием во время беременности кортикостероидов, синтетических гестагенов, лекарственных средств, преждевременно стимулирующих функции поджелудочной, щитовидной и вилочковой желез [4, 12].

В последнее время возрос научный интерес исследователей к таким белковым факторам неспецифической иммунной защиты, как пентраксины, транспортные белки (трансферрин, гаптоглобин, альбумин, липокалины, дефензины и пр.), компоненты комплемента, факторы свертывания крови (фибриноген, протромбин и др.), протеазы (в том числе металлопротеиназы), и их ингибиторы (α1-антитрипсин и пр.), а также некоторые другие белки [1, 13]. Среди них особое место занимают полифункциональные белки, обладающие иммуномодулирующими свойствами, так называемые белки-транспортеры, или скавенджеры. К их числу относят лактоферрин и белки семейства макроглобулинов: α2-макроглобулин (МГ), ассоциированный с беременностью α2-гликопротеин (АБГ), ассоциированный с беременностью белок плазмы, А (PAPP-A). Это металлопротеины, играющие существенную роль не только в первичной защите организма от патогенной инвазии, но и в развитии воспаления при распространении инфекции, если первичная защита была не эффективна [14].

Альфа2-МГ и его аналоги синтезируются преимущественно клетками печени, а также в небольших количествах локально клетками различных типов. Средняя концентрация α2-МГ в крови у взрослого человека колеблется в пределах 2—3 г/л, в меньших концентрациях он обнаруживается в синовиальной и спинномозговой жидкостях, лимфе, семенной жидкости, слюне и моче [14].

Наибольшие концентрации лактоферрина (ЛФ) определяются в молозиве (7 г/л) и молоке (1 г/л), меньшие — в слюне, слезной и семенной жидкостях, мукозальных и других секретах, а в крови здоровых лиц его концентрация не превышает 0,1—2 мг/л [15, 16]. ЛФ синтезируется клетками эпителия, а также нейтрофилами при клеточной дифференциации, затем депонируется в гранулах и высвобождается только при активации клеток [16].

Взаимодействие с ЛРП​*​-рецепторами эндоцитоза позволяет α2-МГ и ЛФ осуществлять модуляторное воздействие на клетки [17, 18], а направленность и выраженность этих реакций зависят не только от количества ЛРП на поверхности клеток, но конформационного состояния α2-МГ и ЛФ, а также от свойств транспортируемых данными белками биоактивных веществ [4].

Способность ингибировать ферменты-гидролазы бактерий и является основным защитным механизмом α2-МГ [19, 20]. Бактериальные гидролазы успешно атакуют клетки организма хозяина только в условиях локального дефицита их ингибиторов, в первую очередь серпинов и α2-МГ [21]. Установлено, что α2-МГ является транспортером антигенов бактерий в дендритные клетки, а презентация бактериальных антигенов лимфоцитам активирует адаптивный специфический иммунный ответ по Th-1- или Th-2-типу [22]. Образование комплексов бактериальных антигенов с α2-МГ усиливает антителогенез более чем в 1000 раз [23], комплексы белка с бактериальными гидролазами активируют мононуклеары [22]. Кроме того, молекулы α2-МГ могут связываться с продуктами оксидативного стресса и белками теплового шока, удаляя дефектные молекулы из циркуляции через ЛРП [20]. Комплекс α2-МГ — бактериальная гидролаза может присоединяться к сигнальному клеточному рецептору (grp78 или Fc-рецептор [24] и индуцировать каскад реакций фосфорилирования. Это приводит к экспрессии дополнительных сигнальных рецепторов и усилению интенсивности сигнала, угнетению апоптоза, выбросу провоспалительных цитокинов, обеспечению реакции митоза клеток-мишеней, а также к активации экспрессии рецепторов эндоцитоза, способствующих распознаванию транспортируемых α2-МГ — компонентов патогена [24, 25]. Защитная функция α2-МГ обусловлена также его способностью транспортировать цитокины [26]. Синтез белка взаимосвязан с синтезом транспортируемых им IL-6 и трансформирующего фактора роста 1β (TGF-1β), оказывающих в свою очередь влияние на синтез негативных и позитивных реактантов острой фазы воспаления (в том числе альбумина, трансферрина, С-реактивного белка, ЛФ, фибриногена, орозомукоида и т. д.) и провоспалительных цитокинов (IL-1β, TNF-α, IL-8), влияющих на развитие воспалительного ответа и нейтрализацию инфекции даже после инвазии [14]. Перечисленные механизмы позволяют эффективно блокировать инвазию либо вовремя активировать специфический иммунный ответ и воспалительную реакцию. Однако ряд патогенных агентов в процессе эволюции выработал защитные механизмы. Синтезируемые бактериями эндотоксины могут связываться с α2-МГ, изменяя его конформацию, что позволяет им проникать через ЛРП-рецепторы в клетки и повреждать их [19, 27]. Несовершенство механизма нейтрализации эндотоксинов столь универсальным фактором защиты, как α2-МГ, объясняет их чрезвычайную токсичность и опасность для заражаемого организма. Кроме того, относительно недавно в бактериях обнаружены гомологи α2-МГ, возникшие от единого древнего предшественника, которые также могут способствовать инвазии и «колонизации» путем доставки факторов роста и других соединений, необходимых для жизнедеятельности бактерий, через рецепторы эндоцитоза [28—30]. Необходимо учитывать, что некоторые ферменты патогенных агентов способны лизировать молекулы α2-МГ организма-хозяина, что приводит к наращиванию общего гидролазного потенциала среды [29]. Помимо α2-МГ, мишенью бактериальных гидролаз являются такие неактивные предшественники ферментов, как протромбин, прекаликреины и плазминоген, причем последний, связываясь после активации с α2-МГ, косвенно способствует инвазии патогенного агента за счет быстрого выведения комплекса МГ — плазминоген из циркуляции и последующего обеднения локального пула α2-МГ [21]. Кроме того, бактерии защищаются от α2-МГ чисто механически, синтезируя гиалуроновую кислоту (как, например, Staphylococcus pyogenes), маскируя эпитопы (GRAB или Protein G-related α2-M, binding protein), распознаваемые α2-МГ [31]. Повреждаемые (окисляемые) продуктами воспалительной реакции молекулы α2-МГ изменяют свои свойства [32, 33] и сами могут становиться иммуногенными [34].

ЛФ блокирует жизнедеятельность бактерий путем связывания железа в их микроокружении. Высокое сродство к ионам металлов и подвижность молекулы, закрывающей металл от внешних воздействий после связывания, эффективно снижают инвазию, хотя и не блокируют ее полностью [35]. ЛФ также связывается с липополисахаридами (ЛПС) бактерии, блокируя проникновение эндотоксинов в клетку [16]. Помимо этого, высокозаряженный участок молекулы ЛФ взаимодействует с мембраной грамположительных бактерий при помощи электростатических и гидрофобных связей и активно повреждает ее. Наряду с этим ЛФ вызывает осмотический шок у грамотрицательных бактерий, связывая ионы кальция через мембранные порины бактерий, а также обладает протеолитической активностью против ряда бактерий и влияет на их агрегацию [16, 35]. ЛФ ингибирует процесс проникновения бактерии внутрь клетки и активно подавляет жизненный цикл целого ряда патогенных вирусов (особенно эффективен на внеклеточном этапе), эффективен также против грибковой инфекции и паразитарной инвазии [36]. Установлено, что ЛФ может напрямую взаимодействовать с ядром клетки и активировать ее транскрипцию [16, 35]. Массированный выброс протеиназ приводит к тому, что часть ЛФ разрушается, однако образующиеся при этом пептиды (лактоферрицин и пр.) еще более эффективны против ряда бактерий (Streptococcus pneumoniae и др.), чем нативный ЛФ [37]. Показано, что ЛФ активно участвует в реализации такого защитного механизма, как «кислородный взрыв», провоцируя выброс NO-, продукцию супероксидов [14]. ЛФ, являясь компонентом врожденного иммунитета, способен прямо или опосредованно воздействовать на адаптивный иммунный ответ, регулируя пролиферацию, дифференциацию и активацию иммунокомпетентных клеток [16]. Так, установлено, что лактоферрин способствует дифференциации моноцитов в дендритные клетки, активирующие в свою очередь Тh1-лимфоциты [36]. Снабжая Т-клетки железом, ЛФ индуцирует их пролиферацию. Помимо этого, белок может активировать В-клетки, способствовать увеличению количества NK-клеток, а также усиливать фагоцитоз, хемотаксис нейтрофилов, модулировать миелопоэз, стимулировать гиперчувствительность и взаимодействовать с кератиноцитами [16]. Апо-форма ЛФ (без железа) и холо-форма этого белка могут как стимулировать продукцию TNF-α, IL-1β и IL-6, так и подавлять синтез цитокинов. Подобное воздействие ЛФ оказывает и на синтез IFN-γ, IL-10, IL-4 и IL-5. Данная регуляция осуществляется на ядерном уровне, через взаимодействие с фактором транскрипции NF-κB [16]. Роль Л.Ф. в противоинфекционной защите неоднозначна, поскольку, выработанные в процессе эволюции защитные механизмы бактерий против ЛФ заключаются в их способности синтезировать железосвязывающие сидерофоры. Так, некоторые виды Streptococcus могут даже использовать апо-форму ЛФ для своего развития [14].

Вместе с тем функции α2-МГ и ЛФ не ограничиваются их участием в воспалительной реакции и защите от патогенной инвазии. Так, α2-МГ активно задействован в процессах оплодотворения, имплантации эмбриона и развитии плода [38]. ЛФ, помимо проявления антиоксидантных свойств, а также иммуномодулирующего воздействия на синтез цитокинов [16], обнаруживается в постакросомальном регионе сперматозоидов, где дозозависимо ингибирует взаимодействие гамет [33], предположительно в целях предотвращения полиспермии, так как его повышенные уровни ассоциированы с инфертильностью [39].

Два гомолога α2-МГ, а именно АБГ, имеющий преимущественно лейкоцитарное происхождение, но также синтезируемый клетками печени и плаценты, и РАРР-А, происходящий из клеток мочеполовой системы, в норме не принимают активного участия в защите от патогенной инвазии, поскольку их концентрации невелики. Однако при беременности содержание АБГ возрастает с 0,01 г/л в 100 раз и более [40], а РАРР-А — с 0,005 до 0,4 г/л [41]. При этом АБГ по иммуносупрессивным характеристикам и способности стимулировать антителогенез в 20 раз превосходит α2-МГ и более чем в 100 раз РАРР-А. Считается, что именно иммуносупрессивные свойства АБГ обеспечивают «иммунопривелигированный» статус плода, предохраняя его от элиминации. Можно предположить, что данный иммуносупрессивный эффект может играть и крайне негативную роль при беременности, развивающейся на фоне бактериальной либо вирусной инфекции, однако в литературе отсутствуют данные по подобным исследованиям. PAPP-A активно используется при диагностике анеуплоидии, однако изменения его концентраций также ассоциированы с преэклампсией, с преждевременными родами, внутриутробной смертью плода или гибелью новорожденного в раннем неонатальном периоде, недостаточной массой новорожденного [42, 43], и, хотя авторы не проводили дополнительного изучения зависимости изменений от наличия внутриутробной инфекции, все перечисленное встречается прежде всего при ВУИ.

В последнее время к иммунорегуляторным белкам относят и α1-антитрипсин. Его описывают как белок с иммуномодуляторными, противовоспалительными, противоинфекционными и способствующими восстановлению тканей свойствами [44]. Данный белок, как и α2-МГ, является ингибитором протеиназ, синтезируется преимущественно в печени, но также моноцитами, эпителиальными клетками, тканями трофобласта [45]. Концентрации α1-антитрипсина повышаются при беременности [46], а его дефицит ассоциирован с такими осложнениями беременности, как преждевременные роды [47] и преэклампсия [48]. С другой стороны, показано повышение экспрессии α1-антитрипсина амниотическими эпителиальными клетками после стимуляции IL-6 или TNF-α, что, как полагают, и происходит при хориоамнионите. Более того, в амниотической жидкости наблюдается большое количество окисленных молекул α1-антитрипсина со сниженной антипротеазной активностью [49]. Полагают, что его противовоспалительные и иммуномодуляторные свойства связаны не только со способностью ингибировать эластазы, но и с другими независимыми механизмами [50]. Однако в целом в литературе очень мало данных о роли α1-антитрипсина в развитии ВУИ.

Одним из сложных совместных вопросов для акушеров и неонатологов является прогнозирование перехода ВУИ в клинически манифестные формы инфекционно-воспалительных заболеваний новорожденного. Существующие подходы к диагностике ВУИ не способствуют прогнозированию, раннему выявлению и профилактике инфекции у новорожденного в связи с отсутствием единых критериев риска реализации инфицирования в инфекцию. Кроме того, нет четко очерченных групп риска и соответствующей тактики ведения беременных с клиническими признаками ВУИ плода. Эти обстоятельства делают актуальным поиск новых эффективных подходов к прогнозированию перехода ВУИ в так называемые большие формы инфекционно-воспалительных заболеваний новорожденных (пневмония, язвенно-некротический энтероколит, сепсис), так как именно они формируют раннюю неонатальную заболеваемость и смертность. Таким образом, все перечисленное обусловливает необходимость комплексного изучения роли не только возбудителей, но и неспецифических факторов защиты материнского и плодового организмов от инфекционных агентов в реализации ВУИ в манифестное инфекционное заболевание новорожденного. Развитие этого направления в науке позволит создать новый способ комплексной малоинвазивной диагностики ВУИ и прогноза течения раннего неонатального периода новорожденного.

* LRP — lipoprotein receptor-related protein.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail