Аллогенные антигены, наследуемые от отца, определяют статус плода как генетически и иммунологически чужеродного организму матери. Функция иммунной системы – поддерживать постоянство своего макромолекулярного состава – направлена на элиминацию (отторжение) чужеродных молекул, а следовательно, и тканей, воспринимаемых в качестве потенциальной опасности, что особенно ярко проявляется при отторжении трансплантата. При беременности толерантность к аллоантигенам является эволюционным механизмом, обеспечивающим выживание вида, а отторжение является патологической реакцией. Подтверждение этому – факты, свидетельствующие о том, что классические антигены HLA в норме не экспрессируются клетками трофобласта, которые имеют контакт с аллогенными клетками матери [1–3]. Вопросы о том, насколько влияют на выживаемость плода различия по HLA-антигенам между родителями, а также как связаны обнаруживаемые в циркуляции анти-HLA-антитела с развитием осложнений при беременности, остаются дискуссионными в иммунологии репродукции, тогда как в трансплантологии подбор пары донор-реципиент основывается на совпадении по антигенам HLA и отсутствии предсуществующих антител [4, 5].
Существует точка зрения, что наиболее распространенные проявления нарушений физиологического течения беременности, к которым относятся привычное невынашивание, преэклампсия, угрожающий аборт и преждевременные роды, являются синдромами отторжения фетального трансплантата [6–8]. Представлено множество доказательств, свидетельствующих о наличии в этих случаях клеточно-опосредованных механизмов, аналогичных происходящим при отторжении в трансплантологии. Однако относительно роли гуморальных факторов имеющиеся данные противоречивы.
Инициацией гуморального отторжения является распознавание аллогенных молекул в качестве чужеродных. При этом возможно осуществление двух вариантов ответа: с привлечением предсуществующих антител и с синтезом антител de novo. Антитела способны воздействовать на антигенные мишени непосредственно, активируя сигнальные пути с образованием транскрипционных факторов, отвечающих за экспрессию генов, или косвенно с привлечением эффекторных механизмов врожденного иммунитета (фагоцитоз, комплемент, стимуляция цитотоксической активности NK-клеток).
Основные группы антител, участвующие в отторжении
Аллоантитела (гомологичные антитела) – антитела, направленные против антигенов индивидуумов одного биологического вида, не имеющие специфичности к собственным антигенам. Аллоантитела генерируются в результате аллоиммунизации, к которой можно причислить переливание крови, трансплантацию органов, беременность [9]; к аллоантителам относятся также некоторые предсуществующие иммуноглобулины, так называемые естественные антитела, о которых будет сказано ниже.
Аллоантитела к антигенам HLA
Антитела к высокополиморфным антигенам HLA І и ІІ класса составляют основу гуморального ответа и оказывают основное повреждающее действие на клетки и ткани организма при аллотрансплантации.
При аллотрансплантациях проявление гиперострого отторжения наблюдается у пациентов с предсуществующими антителами против HLA І класса донора сразу после трансплантации. Ткани от доноров, совместимых по HLA ІІ класса, не вызывают отторжения, обусловленного Т-клеточными реакциями. Но при совпадении донора и реципиента по антигенам HLA ІІ класса и различии по антигенам HLA І класса трансплантат вызывает специфический иммунный ответ, активируя эффекторные механизмы, инициированные представлением аутологичными молекулами HLA аллогенных молекул Т-клеткам. Реализуемый таким образом иммунный ответ осуществляется как с привлечением предсуществующих анти-HLA-антител, так и с синтезом антител de novo [10].
Переключение синтеза аллоантител к молекулам HLA ІІ с IgM на IgG-класс у реципиента связывается с возрастанием риска отторжения [11].
Прямое воздействие аллоантител на эндотелий имеет значение при хроническом отторжении. Эндотелиоциты приобретают активированный фенотип и пролиферируют в присутствии антител к HLA І класса в модели in vitro, чем можно объяснить причину пролиферации интимы артерий, характерной для хронического отторжения, в патогенезе которого преобладают гуморальные факторы. Отторжение происходит вследствие антителозависимого клеточного лизиса по контактному механизму, осуществляемому через взаимодействие макрофагов и естественных киллеров (ЕК), имеющих Fc-рецепторы (FcR), с клетками, нагруженными антителами к аллоантигенам [12]. Преобладающий механизм гуморального острого и гиперострого отторжения осуществляется с привлечением комплемента. Антителозависимая активация комплемента инициирует развитие эндотелиальной дисфункции и системного воспаления, что ведет к увеличению экстравазации аллоиммунных иммунокомпетентных клеток и прогрессированию отторжения [10]. Отложение в капиллярах С4d компонента комплемента является маркером опосредованного антителами отторжения трансплантата [13, 14].
Описанные выше механизмы антителозависимой клеточной цитотоксичности осуществляются при наличии предсуществующих антител к аллоантигенам. Более частым случаем является синтез аллоантител de novo в результате контактного взаимодействия с Т-хелперами (Th) в межфолликулярном пространстве лимфоидных органов и скоплений. Результатом кооперации Т- и В-клеток является формирование клона эффекторных В-клеток антителопродуцентов.
Несмотря на то что контакт материнских клеток с аллогенными молекулами HLA отцовского происхождения при беременности ограничен, цитотоксические антитела против отцовских молекул HLA наблюдаются как у пациенток с физиологической беременностью, так и при патологии беременности [15, 16]. При этом опубликованы противоречивые данные о значении этих антител при беременности. В проспективном исследовании L. Regan и соавт. (1991) сообщалось, что в первом триместре анти-HLA-антитела обнаруживались только у 5% пациенток с нормальной беременностью, в то время как у пациенток с невынашиванием они встречались в 10% случаев [17]. Также было показано, что в ранней беременности анти-HLA-антитела определяются у 62% пациенток с вторичным невынашиванием, имеющих ребенка мужского пола, по сравнению с пациентками с невынашиванием, имеющими девочку (29%), и пациентками без невынашивания в анамнезе (25%) [18]. J. Lee и соавт. (2011) показали, что содержание антител к HLA І класса в крови женщин с преждевременными родами значимо выше при сравнении с нормальной беременностью; эти же авторы сообщили, что высокий уровень этих антител обнаружен у пациенток с хроническим хориоамнионитом и виллузитом – воспалением ворсин хориона неясной этиологии, что сопровождается депозицией C4d-компонента комплемента в эндотелии пупочной вены [16, 19]. Особенностью виллузита является аккумуляция в воспаленных ворсинах и маточном эпителии лейкоцитов двух генетически различных организмов – матери и плода. Иммунологические механизмы, развивающиеся при этой патологии, протекают по типу отторжения трансплантата (плода) организмом матери (реципиента) [20]. С другой стороны, развитие фетального системного воспалительного ответа при виллузите свидетельствует, что виллузит можно рассматривать как проявление реакции «трансплантат-против-хозяина» фетальных тканей на материнские лимфоциты (донорские клетки) [21–23]. Свидетельством отторжения, опосредованного клеточными реакциями, является инфильтрация Т-лимфоцитами матери фетальных тканей – хориоамниотической мембраны и ворсин хориона [23]. Предполагается, что в генезе преждевременных родов отторжение, обусловленное гуморальными факторами, является одной из патогенетических причин при этой патологии [7]. В то же время опубликованы исследования, свидетельствующие о более высоком содержании анти-HLA-антител (49%) у здоровых пациенток, не имеющих в анамнезе невынашивания беременности, по сравнению с пациентками с невынашиванием в анамнезе (19%) [15].
Сенсибилизацию организма матери против фетальных антигенов можно объяснить прямым контактом эффекторных клеток с фетальными антигенами HLA, осуществляющимся при родах, отслойке плаценты, при проникновении фетальных клеток в материнский кровоток [8, 24, 25]. В отличие от антигенов HLA ІІ класса, антигены HLA І класса присутствуют на всех клетках организма, чем, вероятно, обусловлен более высокий уровень серопозитивности относительно антигенов HLA І класса у беременных женщин [16].
Аллоантитела к антигенам групп крови
Кроме антигенов HLA-системы, аллосенсибилизацию вызывают группоспецифические антигены АВО и других систем, широко представленные на клетках организма, в том числе на эритроцитах, эндотелии [26–28] и фетальных тканях [29, 30].
Антигенной детерминантой А- и В-антигенов являются углеводные цепи, входящие в состав гликопротеинов и гликолипидов поверхности клеток. Антитела, специфичные для этих структур (изоагглютинины), относятся к естественным антителам (еАТ) у индивидуумов, лишенных А-и/или В-антигенов [31, 32]. Эти изоагглютинины (соответственно α и β) могут связываться с эндотелием сосудов трансплантата, несовместимого по АВО-антигенам с реципиентом, и инициировать серию иммунологических событий, которые ведут к развитию гиперострого или острого гуморального отторжения [30, 33].
Тяжелую форму аллосенсибилизации у плода и новорожденного вызывает несовместимость с матерью по антигену D системы Резус [34]. Наличие аллоантител к D-антигену у матери связано не только с формированием гемолитической болезни плода и новорожденного (ГБН), но и с высокой вероятностью угрозы преждевременных родов вследствие активации механизмов гуморального отторжения.
В клиническом исследовании N. Chasemi (2011) показано, что самопроизвольный аборт чаще происходит у пациенток с группой крови 0 (αβ), вынашивающих плод с В(α) группой крови [35]. В более ранних исследованиях S.G. Saldanha (1979) показана более частая несовместимость по АВО-антигенам между матерью с группой крови 0 (αβ) и плодом с А(β) группой крови [36], поскольку группа крови А(β) более распространена в популяции. Имеются также отдельные данные о роли группоспецифических антигенов системы Lewis (Le) в акушерской патологии. Так, беременные пациентки с секреторным фенотипом Le(а-b+), выделяющие Leb-антиген, менее других подвержены преждевременному разрыву плодных оболочек, что может быть связано с протективным эффектом секреторного Leb-антигена [37].
Аллоиммунизация является причиной осложнений при гемотрансфузии и ГБН. Клиническое значение имеют не только антитела к классическим антигенам системы АВО- и RhD, но и антигенам систем Kell, Kidd, Lewis и некоторых других [26]. При этом естественная микрофлора и воспалительный статус реципиента могут влиять на механизм гуморального ответа при аллоиммунизации. Так, обнаружено, что бактерии и вирусы имеют похожие антигенные детерминанты как углеводной, так и белковой природы, с антигенами групп крови, что может влиять на выработку аллоантител у пациентов, не имеющих беременности и трансфузионной терапии в анамнезе. Другим возможным механизмом генерации аллоантител в подобной ситуации является избирательная активация CD4+-T-хелперов при взаимодействии с микробными антигенами, имеющими гомологию с группоспецифическими антигенами эритроцитов, представленными в составе HLA на антигенпредставляющей клетке. На мышиных моделях было показано, что примирование фрагментами микробных антигенов, гомологичных групповым антигенам вызывает выработку аллоантител и трансфузионные осложнения у мышей [38].
Обнаружение HLA-специфических антител у неиммунизированных пациентов («естественные анти-HLA-антитела») также связывают с возможной стимуляцией антигенными детерминантами микроорганизмов, которые имеют, вероятно, общие антигенные мотивы с молекулами HLA, в том числе и углеводной природы. Специфичность таких антител была, главным образом, против HLA-А2 и HLA-В8-антигенов [10]. Отмечается взаимосвязь между продукцией определенных «естественных анти-HLA-антител» и HLA-гаплотипом [39, 40].
Аутоантитела (аутологичные антитела) – антитела, взаимодействующие с собственными антигенами организма. В зависимости от последствий такого взаимодействия различают аутоагрессивные антитела, при взаимодействии которых с антигенами происходит повреждение клетки, и естественные антитела, взаимодействие которых с клеткой оказывает регуляторный эффект на функцию ткани и органа в целом.
Агонистические антитела
Этим термином обозначают антитела, которые при связывании с рецептором (антигеном) изменяют функциональное состояние клетки. Классическим примером являются антитела, активирующие рецепторы тиреоидных гормонов, что приводит к их гиперпродукции [41]. Однако четкого разделения между понятием «агонистическое антитело» и «аутоантитело» не проводится. Оба понятия охватывают широкую и, возможно, взаимоперекрывающуюся область антител.
Существует точка зрения, что многие из агонистических антител, так называемые агонистические не-HLA-антитела, являются аутоантителами [42].
Показано наличие агонистических антител против рецептора І типа ангиотензина ІІ (AT1R-AA) у пациентов с трансплантированной почкой, у которых развились тяжелое сосудистое отторжение и злокачественная гипертензия при отсутствии анти-HLA-антител [42]. Взаимодействие AT1R-AA с рецептором является инициацией активации сигнальных путей с образованием транскрипционных факторов АР-1 и NF-kB, ответственных за экспрессию генов, обеспечивающих развитие воспаления и реализацию врожденного и адаптивного иммунного ответа. Биопсия ткани почки после отторжения показала наличие диффузно распределенного тканевого фактора (ТФ) в эпителии, эндотелии и мезангиальных клетках, при отсутствии активации комплемента [42]. У пациенток с преэклампсией обнаружено присутствие аутоантител AT1R-AA [43], патофизиологическая роль которых показана также на модели преэклампсии у крыс [44]. Введение беременным крысам аутоантител AT1R-AA вызывало гипертензию и протеинурию, а также повышение продукции эндотелина эндотелиоцитами [45]. Установлено, что наличие аутоантител AT1R-AA при беременности является признаком неадекватной инвазии трофобласта в материнские артерии и, как следствие, сниженного маточно-плацентарного кровотока. [46]. Циркуляция этих антител в крови женщин, имеющих в анамнезе преэклампсию, связана с высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний [47]. Показано, что аутоантитела AT1R-AA активируют АТ1-рецептор, экспрессированный на клетках трофобласта, что ведет к увеличению синтеза и секреции ингибитора активатора плазминогена 1-го типа (PAI-1). PAI-1 играет важную роль в инвазии трофобласта, поскольку ингибирование активатора плазминогена урокиназного типа приводит к уменьшению превращения плазминогена в плазмин, ослаблению процессов деградации экстрацеллюлярного матрикса и ограничению трофобластной инвазии. Также было обнаружено, что AT1R-AA активируют АТ1-рецепторы на культивируемых мезангиальных клетках человека, со стимуляцией синтеза и секреции PAI-1, что может проявляться на уровне организма в гиперкоагуляции, повреждении ткани почки, и приводить к протеинурии и манифестации преэклампсии [48]. Все эти исследования способствовали формированию взгляда, что преэклампсию можно рассматривать как аутоиммунное состояние, вызванное беременностью и характеризующееся присутствием агонистических антител, активирующих АТ1-рецепторы на материнских, плацентарных и, вероятно, фетальных клетках [41].
Развитие васкулопатии, сопровождающей отторжение, связано не только с аллоиммунным ответом. Антитела и комплемент обнаруживаются связанными с эндотелиальными клетками крупных артерий, вен и капилляров как при остром, так и хроническом отторжении, также как и при потерях беременности у пациенток с антифосфолипидным синдромом (АФС) [49, 50] .
Антифосфолипидные антитела
Антитела к фосфолипидам клеточных мембран (АФА) – аутоантитела, направленные против анионных фосфолипидов или фосфолипидно-белковых комплексов, являющиеся серологическими маркерами АФС [51, 52] – мультифакторного симптомокомплекса, характеризующегося развитием тромбозов артерий и вен или тромбозов мелких сосудов различной локализации, в том числе и в сосудах фетоплацентарной системы [53, 54].
Клиническими критериями проявления АФС являются: привычное невынашивание беременности, преждевременные роды, протекающие с тяжелой преэклампсией или фетоплацентарной недостаточностью [55–57]. Кроме этого, поражения при АФС-синдроме могут происходить в сосудах любого органа, в том числе и трансплантированного [49, 58]. Основными мишенями для АФА являются β2-гликопротеин-1 (β2GP-1), кардиолипин и фосфатидилсерин [59, 60]. Показано также их взаимодействие с различными фосфолипид-связывающими белками и фосфолипидами (аннексином V, протеином С, протеином S, протромбином, а также фосфатидил-холином, -этаноламином, -глицеролом, -инозитолом). Механизм патогенетического действия и клиническая значимость АФА в настоящее время изучаются [60, 61]. Описаны случаи серонегативного АФС [62, 63] с отсутствием общепринятых маркеров, при котором выявляются антитела на комплекс виментин/кардиолипин [64], который, как предполагается, может выступать в качестве еще одной антигенной мишени при АФС.
Патофизиологические механизмы осложнений беременности и некоторых неврологических заболеваний включают не только тромбоз и ишемию, а также воспаление и нарушение функций клеток, их жизнеспособности [60]. Экспериментально установлено, что АФА (анти-β2GP-1) антитела связываются с мембранами клеток цитотрофобласта, уменьшая их инвазивную способность и формируя иммунные комплексы, активирующие свертывающую систему крови [61]. Показано, что связывание АФА с β2GP-1 и фосфатидилсерином снижает синтез и секрецию хорионического гонадотропина трофобластными клетками, что негативно влияет на инвазивный потенциал клеток и плацентацию [25, 65]. Показано увеличение экспрессии ТФ и молекул адгезии клетками эндотелия в присутствии анти-β2GP-1-антител, выделенных из крови больных с АФС, что свидетельствует о прокоагуляционном статусе, устанавливающемся под действием этих антител. Клиническими проявлениями АФС являются тромбозы и инфаркты плаценты, васкулопатии спиральных артерий, наблюдаемые при потерях беременности, преждевременных родах, плацентарной недостаточности и гестационной гипертензии [58]. Наличие АФА у пациенток с преэклампсией и HELLP-синдромом приводит к более ранней манифестации клинических симптомов по сравнению с серонегативными по АФА пациентками [66]. Описан механизм отторжения плода с участием АФА, основанный на активации АФА-индуцированного коагуляционного каскада с экспрессией нейтрофилами ТФ [67], «кислородного взрыва» с повреждением децидуальной ткани и гибелью плода [68]. Поскольку воспаление, вызванное аллоиммунным ответом, также стимулирует экспрессию ТФ, то описанный механизм может сопровождать и реакции отторжения трансплантата [69, 70].
Антиэндотелиальные антитела
У пациентов с АФС часто выявляются также антитела к эндотелиальным клеткам – антиэндотелиальные антитела (АЭАТ) – гетерогенная группа циркулирующих антител, выявляемая при васкулитах, различных аутоиммунных и воспалительных заболеваниях [71, 72]. Как предполагается, АЭАТ, подобно АФА, взаимодействуют с комплексом антигенных мишеней на эндотелиоцитах, причем взаимодействие осуществляется как непосредственно с антигеном – классическим способом, так и с фосфолипид-белковым комплексом. Антигены – мишени для АЭАТ на эндотелиоцитах до конца не охарактеризованы, однако показано взаимодействие АЭАТ с β2GP-1, молекулами ДНК, гистонами, комплексами ДНК-гистон и тромбоцитарным фактором-4 [73, 74] .
Показано, что АЭАТ могут являться причиной гиперострого отторжения и немедленной потери органа после трансплантации почки [75, 76]. Их присутствие в циркуляции связывается с плохим прогнозом у пациентов с трансплантацией солидных органов, поэтому рекомендуется проводить мониторинг титра АЭАТ постоянно [77]. Отмечается также, что более значимый вклад в дисфункцию трансплантата вносит синтез АЭАТ de novo, чем предсуществующие АЭАТ [78.]
В исследовании T. Yamamoto и соавт. (1998) показано, что АЭАТ обнаруживаются чаще в случае преэклампсии тяжелой степени (29,7%) по сравнению с умеренной (20%). Установлена взаимосвязь уровня АЭАТ с тяжелой протеинурией (более чем 200 мг/мл), причем уровень АЭАТ в меньшей степени зависит от гипертензии и от задержки внутриутробного развития плода. Показан цитотоксический эффект на культивируемые эндотелиальные клетки сыворотки, содержащей АЭАТ, пациенток с преэклампсией [79]. Анализ сывороток пациенток после самопроизвольного аборта показал, что 24% пациенток были серопозитивны по АЭАТ, а также что инкубация эндотелиальных клеток пупочного канатика с этими сыворотками ведет к изменению фенотипа эндотелиоцитов на прокаогулянтный, что предполагает участие АЭАТ в активации системы гемостаза и фибринолиза [80].
Взаимодействие АЭАТ с антигенами-мишенями на эндотелиоцитах возможно несколькими способами – посредством реакции прямой или комплемент-зависимой клеточной цитотоксичности, либо связыванием Fab-фрагментов антител, что может инициировать функциональные изменения эндотелиальных клеток, которые ведут к эндотелиальной дисфункции и экспрессии прокоагулянтных и тканевых факторов [81]. Есть доказательства, что АЭАТ могут вызывать гибель эндотелиальных клеток по механизму апоптоза через Fas/Fas-лиганд путь: при воздействии инактивированной сыворотки на эндотелий отмечается возрастание экспрессии CD95(Fas), апоптоз эндотелиоцитов ингибируется антителами против Fas-лиганда [82]. Апоптоз инициируется как при непосредственном воздействии АЭАТ, так и совместно с естественными киллерами (ЕК) – антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность через Fas-путь. Клетки, вступившие в цикл апоптоза, влияют на формирование прокоагулянтного эндотелиального фенотипа. Ядерные и цитоплазменные маркеры апоптоза могут выступать в качестве антигенов-мишеней для АЭАТ на клетках эндотелия. Этот механизм описан в основном при системном склерозе, а также при АФС-синдроме, который является одним из возможных этиологических факторов отторжения плода при невынашивании беременности.
Заключение
Гуморальный ответ в аллогенных системах имеет две составляющие: специфическую, опосредованную антителами против молекул HLA и против антигенов групп крови, а также условно неспецифическую, представленную аутоантителами. Отторжение, несомненно, является комплексным процессом, включающим множество факторов. В настоящее время роль антител в развитии клинической картины отторжения можно определить следующим образом: антитела могут выступать в качестве триггера, а в некоторых случаях как ключевой фактор в инициации и развитии каскада реакций, сопровождающих отторжение. Причем если в классических аллогенных системах основное повреждающее действие оказывают специфические антитела, то в полуаллогенной системе однозначного мнения по поводу специфического иммунопатологического воздействия антител не высказывается. С другой стороны, неспецифический аутоиммунный ответ, инициируемый при аллосенсибилизации, является одной из причин отторжения как при беременности, так и в трансплантологии. Таким образом, исходя из классических представлений об иммунитете в аллогенных системах, гуморальное отторжение можно считать одним из патогенетических факторов при отклонениях от физиологического течения беременности.
Благодарность
Авторы выражают глубокую признательность и благодарность сотрудникам лаборатории клинической иммунологии ФГБУ НЦ АГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России д.м.н., профессору Л.В. Ванько и д.б.н. М.А. Николаевой за помощь в подготовке данной рукописи.
