Иммунологическая связь между матерью и плодом. часть2

<< к началу статьи

Маточно-плацентарный барьер

Нормальное развитие беременности большинством авторов объяснялось наличием маточно-плацентарного барьера, полностью отделяющего плод от матери⁶², который препятствует развитию в организме матери трансплантационного иммунитета к отцовским антигенам тканевой совместимости и создает условия для полной защиты фетоплацентарного аллотрансплантата в случае сенсибилизации организма матери до беременности или во время нее.

Плаценту, которую прежде считали анатомическим барьером, полностью отделяющим материнское кровообращение от хорио-эмбрионального⁹⁶, стали считать функциональным клеточным или бесклеточным барьером после открытия с помощью электронной микроскопии разрывов в межворсинчатых пространствах на поздних сроках беременности, но иногда даже после 3-х месяцев беременности. Маскирование антигенов трофобласта описанным ранее слоем сиаломуцина выключает афферентное звено иммунной реакции, в то время как слой фибриноида, фиксирующий антитрофобластические антитела и сенсибилизированные лимфоциты матери, устраняет эфферентное звено иммунного ответа. Однако по мнению отдельных авторов само образование слоя фибриноида является результатом некоторых иммунных реакций. При этом эпителиальные клетки трофобласта вначале соприкасаются с генетически чужеродными клетками эндометрия, а затем в результате обмена информации по связывающим эти два вида клеток межклеточным мостикам трофобласт "выявляет отсутствие генетической идентичности" эпителия матки и начинает выработку слоя сиаломуцина, отделяющего его от эндометрия. Таким образом, внешняя поверхность трофобласта становится замаскированной и одновременно неадгезивной, не давая возможности лимфоцитам матери прикрепиться и вступить в иммунное взаимодействие с трофобластом⁴⁵.

В подтверждение гипотезы непроницаемого плацентарного барьера приводятся эксперименты Jackson et al.⁴², которые проводили подкожную имплантацию внутриматочному плоду элементов материнского сальника, а спустя 48-72 ч. наступала смерть плода на фоне общего отека плода и плаценты. Выводы этих экспериментов, подвергшихся строгой критике, находятся в противоречии с рядом исследований, установивших, что многие вещества и даже клетки проникают через плаценту в обоих направлениях.

Проницаемость через плаценту чрезвычайно разнообразна и сложна и осуществляется следующими четырьмя транспортными механизмами: простая диффузия (вода, соли, дыхательные газы), облегченная диффузия (глюкоза и аминокислоты), активный транспорт (жиры) и пиноцитоз (гормоны, глобулины, липопротеины, фосфолипиды), к которым следует добавить непосредственный перенос при нарушении целостности поверхности трофобласта. При этом в физиологических условиях наличие последнего механизма ставится под сомнение ⁹⁷.

Трансплацентарный перенос эритроцитов плода, который, по-видимому, лежит в основе изоиммунизации матери к эритроцитарным антигенам систем резус-фактора (D) и AB0 (Levine et al., 1939-1940) удалось исследовать непосредственно с помощью методики Kleihauer’a, которая позволяет выявлять эритроциты плода в крови матери. При этом было выяснено, что "трансплацентарная геморрагия" происходит уже на 8-й неделе беременности и усугубляется с увеличением срока беременности. Если в первом триместре беременности эритроциты плода обнаруживают у 6-7% беременных, то во втором триместре этот процент достигает 15,8, а в последнем триместре - 28,9% ²⁵. Роды и послеродовой период увеличивают этот показатель до более чем 50%, а отдельные акушерские приемы - до до 85% ⁷. Доказано также, что перенос эритроцитов может осуществляться и от матери к плоду, и в случае чрезмерной интенсивности этого процесса плод может родиться в состоянии плеторы. Выше упоминалось об исследованиях, выявивших в крови матери антитела к лейкоцитам и тромбоцитам плода. Трансплацентарный переход лейкоцитов в кровоток матери осуществляется, в частности, в первом триместре беременности и во время родов ⁹⁴. Выявлено также непрерывное поступление ткани трофобласта в организм матери. И наконец, рядом экспериментальных исследований выявлено массивное поступление материнских клеток в организм плода. Хромосомные исследования отдельных органов (печени, селезенки, вилочковой железы, лимфатических узлов и костного мозга) новорожденных мышат, родившихся в результате беременности после пересадки зародышей в матку мыши другой линии, выявило удивительно большое число материнских клеток в этих органах. Лимфоциты матери в этих органах находились в состоянии иммунологической неактивности, поскольку их нельзя было обнаружить в реакции трансплантат против хозяина ⁹¹. Значение этого массивного перехода клеток матери в организм плода пока не уточнено.

Значительное число исследований было посвящено трансплацентарному переходу материнских иммуноглобулинов. Было выяснено, что этот переход зависит от стереохимической природы молекул. Так, антитела класса IgG легко проходят через плацентарный "барьер", достигая в сыворотке плода концентрации большей, чем в организме матери, в то время как IgA и IgM практически не проходят через плаценту. В связи с этим принято считать, что некоторое количество этих иммуноглобулинов, определяемое в крови плода, связано с собственным синтезом их в организме плода.

Экспериментальные исследования на кролике показали, что цитотоксические антитела, вырабатывающиеся в организме матери в результате сенсибилизации к кожным трансплантатам от самца до беременности, трансплацентарно передаются плоду. Оплодотворение самки самцом, генетически отличным от самца, от которого был пересажен кожный лоскут, сопровождалось обнаружением в крови плода цитотоксических антител к самцу-донору в 89% случаев, причем концентрация их была одинакова с концентрацией в крови матери. При беременности от самца, которому принадлежал предварительно пересаженный кожный лоскут, цитотоксические антитела обнаруживали в весьма небольшом титре только в 51% случаев, что наводит на мысль об их фиксации на антигенных локусах плода. Парадоксальным является тот факт, что такая фиксация на клетках-мишенях плода не сопровождается каким-либо разрушительным действием ^{28, 69}.

Эти результаты противоречат исследованиям, которые показали, что плацентарные антисыворотки, приготовленные с помощью иммунизации другого вида животных, вызывают у беременных крольчих очаговые поражения плаценты геморрагического и некротического характера, сопровождающиеся изгнанием плода^{57, 58}.

Пока не удалось выяснить причину того, почему антитела, вырабатываемые в ксеногенных организмам в ответ на иммунизацию плацентарными антигенами, повреждают структуры плаценты, в то время как в беременном организме плацентарные антигены обусловливают синтез антител, безвредных для плода и внезародышевых образований.

В итоге рассмотрения основных гипотез, пытавшихся объяснить причину толерантности организма матери к фето-плацентарному аллотрансплантату, можно сделать вывод, что хотя плод и послед представляют из себя антигенный комплекс, способный вызывать выработку иммунного ответа со стороны матери, и несмотря на то, что плацента лишь в относительном смысле разделяет маточное и хорио-эмбриональное кровообращение, иммунного конфликта при беременности не возникает. По классическим законам иммунологии, касающимся иммунологии трансплантата и иммунологического контроля, беременность поистине может считаться "иммунологическим парадоксом". Начатые несколько лет назад исследования, связанные с проблемой биологии тканевых трансплантатов, и в частности перевиваемых опухолей, привели к выводам, коренным образом меняющим классические концепции.

В период своего возникновения иммунология была связана с микробиологией. Так, Пастер, фон Беринг, Ру, Мечников, Дженнер и др. привели ряд доказательств, что роль иммунобиологической реакции состоит в защите организма от патогенных микробов. Но только после открытия явлений анафилаксии и аллергии, противотканевого иммунитета и иммунопатологии стало ясно, что область иммунологии гораздо шире и включает в себя гуморальные и клеточные реакции посредством которых удаляются или нейтрализуются любые чужеродные (non self) вещества, проникшие в организм или образовавшиеся внутри него. Исследования, связанные с изучением биологии трансплантатов, и установление того, что участие иммунных механизмов направлено также и на устранение случайно возникающих в организме раковых клеток, еще больше укрепили концепцию, согласно которой роль иммунобиологической реакции заключается в защите организма от чужеродных для него веществ и клеток, а это привело к осознанию реакции отторжения как иммунобиологической реакции.

Механизмы реакции отторжения запускают малые лимфоциты-разведчики, непрерывно циркулирующие по лимфатическим и кровеносным сосудам всех тканей, обнаруживающие чужеродный характер различных структур (микробов, вирусов, раковых клеток, пересаженных тканей и пр.). Антигенная информация передается сенсибилизированными лимфоцитами или макрофагами по кровеносным или лимфатическим сосудам, вливающимся в соответствующий лимфоидный центр (лимфатический узел, обеспечивающий дренаж зоны, в которой находится антиген, или селезенка). После контакта с антигеном, который лимфоцит распознает посредством своих специфических рецепторов, малый лимфоцит переходит в кратковременную фазу покоя, во время которой происходят определенные биохимические изменения в его мембране и цитоплазме, в результате которых увеличивается объем клетки, организуется аппарат синтеза и начинается процесс деления ¹⁹.

Miller и Good установили независимо друг от друга, что лимфоидная система состоит по меньшей мере из двух видов лимфоцитов: лимфоцитов, дифференцировка которых происходит в вилочковой железе, в связи с чем их стали называть тимус-зависимыми или T-лимфоцитами, и лимфоциты, которые у птиц дифференцируются в сумке Фабрициуса (соответствие у человека пока не установлено), которые назвали бурса-зависимыми или B-лимфоцитами. Эти два морфологически трудно различимых вида лимфоцитов выполняют в организме разные функции. Так, активированные T-лимфоциты при встрече со структурой-мишенью выделяют ряд активных веществ, лимфокинов, и несут ответственность за реакцию гиперчувствительности замедленного типа, а также за некоторые цитотоксические реакции. Активированные B-лимфоциты синтезируют специфические антитела. Оба этих типа лимфоцитов участвуют в реакции отторжения, причем некоторые разновидности T-лимфоцитов на определенных этапах становятся необходимыми для активации B-лимфоцитов.

Сенсибилизированные T-лимфоциты и специфические антитела, образовавшиеся под действием антигенного стимула, из лимфоидного центра подходят к структуре-мишени, к которой они прикрепляются посредством антигенных детерминант, и которую они затем разрушают посредством конечных звеньев системы комплемента и лимфотоксинов.

Хотя специфическая иммунобиологическая реакция отторжения, присущая высшим организмам и человеку, исключительно эффективна и экономична, она может стать опасной, если будет направлена на разрушение собственных клеток, например при аутоиммунных заболеваниях, или на разрушение пересаженных тканей.
Такая же опасность потенциально угрожает и беременности, которая, как подчеркивалось выше, представляет собой полуаллотрансплантат. Однако в норме такого отторжения не происходит и беременность вопреки антигенности компонентов плода и внезародышевых образований донашивается до срока родов. Этот "иммунологический парадокс" удалось объяснить лишь недавно, после открытия того, что иммунологическая реакция организма на различные антигены не всегда заключается в мобилизации механизмов отторжения, но может иметь и совершенно противоположную направленность. Пусковым фактором этой специфической реакции, называемой "реакцией облегчения", являются те же антигены, которые могут запустить и реакцию отторжения. Однако реакция облегчения посредством антител и сенсибилизированных клеток облегчает сохранение в организме антигена и несущих его клеточных структур.

Понятие "облегчение" было сформулировано в начале нашего века, когда Flexner и Jobling (1907)³¹, исследуя перевитую крысам саркому, обнаружили, что предварительное введение суспензии опухолевых клеток, подогретых до 56º, способствует быстрому росту перевитых опухолей, причем данный эффект становится более выражен после повторной инъекции.

Спустя четверть века Casey et al.²³, ²⁴   описали облегчение развития перевитых опухолей после предварительной иммунизации материалом опухоли. Snell et al.⁸⁰  доказали, что введение мышам лиофилизированного препарата опухоли перед прививанием живой аллогенной опухоли способствует развитию карциномы и крысиной саркомы, причем лиофилизированный материал можно заменить тканью селезенки животного, от которого перевивается опухоль⁴⁹. Kallis et al.⁵⁰  доказали, что облегчающее действие можно передать нормальному изогенному реципиенту инъекцией сыворотки или лимфоидных клеток от мышей с опухолевым аллотрансплантатом, у которых предварительно было индуцировано облегчение. Теми же авторами было доказано, что явление облегчения обладает иммунологической специфичностью по отношению к трансплантационным антигенам опухоли, и по этой причине они предложили называть его иммунологическим облегчением (immunological enhancement).

Рядом экспериментальных исследований была сделана попытка уточнить местонахождение воздействия облегчающих антител, препятствующих отторжению аллотрансплантата. Некоторыми авторами¹⁵ было высказано предположение, что облегчающие антитела действуют на периферии, блокируя или маскируя антигены на поверхности клеток-мишеней, таким образом выключая афферентное звено реакции отторжения, потому что T-лимфоциты в этом случае не обнаруживают антигенные детерминанты. Одновременно выключается и эфферентное звено реакции отторжения, поскольку цитотоксические антитела, связывающие комплемент и цитотоксические лимфоциты, не фиксируются на поверхности клеток-мишеней. Большую роль в создании облегчения играет центральное действие иммунными комплексами антиген-антитело (с избытком антител) на уровне лимфатических узлов, дренирующих место расположения клеток-мишеней. Пока не уточнен способ стимулирования этими иммунными комплексами реакции облегчения, но высказано предположение о следующих двух возможностях: либо они связываются с лимфоцитами, имеющими специфические рецепторы к Fc-фрагменту антител и вызывают тем самым активацию данных лимфоцитов, либо под воздействием иммунных комплексов клетки Эрлиха и базофильные клетки выделяют некоторые биологически активные вещества, угнетающие реакцию отторжения.

Эффекторами реакции облегчения являются, с одной стороны, облегчающие антитела - специфические иммуноглобулины класса IgG -, с другой стороны, субпопуляция Т-лимфоцитов, названная S-лимфоцитами или лимфоцитами-супрессорами⁵². Пока не уточнены взаимоотношения между облегчающими антителами и S-лимфоцитами, но скорее всего в реакции облегчения гуморальные механизмы действуют совместно с клеточными, и при этом облегчающие антитела стимулируют активность S-лимфоцитов.

В последнее время супрессорным лимфоцитам уделялось особое внимание в связи с их ведущей ролью в клеточно опосредованной реакции облегчения. Так, исследование культуры T-лимфоцитов мыши, предварительно иммунизированной полипептидным антигеном, показало, что в первые 6-8 часов надосадочная жидкость содержит фактор, стимулирующий антителообразующие B-лимфоциты, в то время как супернатант, полученный по истечении данного времени, угнетает любой предшествующий иммунный ответ. Результаты этих исследований привели к выводу о наличии двух подгрупп T-лимфоцитов: хелперов, быстро реагирующих выделением стимулирующего B-лимфоциты фактора, и медленнее реагирующих лимфоцитов-супрессоров⁸⁴.
Введение гиперсенсибилизированных T-лимфоцитов мыши, получившей массивную дозу коровьего гамма-глобулина, другой мыши, которой инъецировали малую дозу того же антигена в смеси с адъювантом, не вызывало какого-либо иммунного ответа, как если бы сенсибилизированные T-лимфоциты ингибировали обычную иммунную реакцию. Поскольку эти лимфоциты не отличимы от зрелых T-клеток, был поставлен вопрос, относятся ли S-лимфоциты к особой подгруппе лимфоцитов, или являются специализированными T-лимфоцитами⁸³. Другими исследователями была уточнена роль S-лимфоцитов в развитии иммунологической толерантности, классически достигаемой введением либо очень больших, либо очень малых доз полисахарида пневмококков. Мыши, лишенные вилочковой железы, а следовательно - Т-хелперов и супрессоров, не вырабатывают иммунологической толерантности в ответ на введение данного антигена. Это явление, видимо, объясняется отсутствием T-клеток-супрессоров, поскольку данный полисахарид не стимулирует T-хелперы⁴. Введение пневмококкового полисахарида старым мышам, вызывает развитие аутоиммунной гемолитической анемии, в то время как при одновременном введении этим мышам лимфоцитов молодых мышей данного иммунного ответа не наблюдается. Эти результаты были объяснены исчезновением супрессорных лимфоцитов в процессе старения животных, что делает возможным бесконтрольную пролиферацию B-лимфоцитов и развитие аутоиммунной гемолитической анемии в результате утраты толерантности к собственным антигенам⁶.
Приведенные выше экспериментальные данные подтверждают наличие S-лимфоцитов и указывают на их значимость для иммунологической толерантности. Этот процесс, который согласно классическим представлениям определялся как отсутствие иммунологической реактивности в результате первичного контакта (паралич иммунитета), следует считать, по крайней мере в отношении живых клеток, активным процессом, связанным с реакциями облегчения.

Реакции отторжения и облегчения, вызванные одним и тем же антигеном происходят одновременно и находятся в непрерывном взаимодействии. Состояние динамического равновесия между реакциями отторжения и облегчения зависит от целого ряда факторов, как то: способа иммунизации и обработки антигена, гормонального фона в организме хозяина, силы клеточно опосредованного иммунного ответа, способности сывороточных факторов (очевидно, комплексов антиген-антитело) угнетать иммунный ответ и т. д.
В физиологических условиях наблюдается комплексное динамическое равновесие между реакцией отторжения и реакцией облегчения, причем последняя, по существу, играет роль ограничителя неблагоприятных последствий первой. В определенных условиях равновесие между этими двумя реакциями нарушается в том или ином направлении. Последствий утраты этого равновесия, вероятно, больше, чем известно в настоящее время, и они затрагивают разные виды патологии, в частности, инфекционные заболевания (преимущественно хронические), аутоиммунные заболевания и раковые опухоли. Явление облегчения, как указывалось выше, и было обнаружено и исследовано в процессе изучения биологии трансплантатов раковых опухолей.
Эти недавно полученные данные об иммунологии трансплантатов были использованы и в целях объяснения развития толерантности организма матери по отношению к фето-плацентарному аллотрансплантату. В результате ряда исследований был сделан вывод о том, что толерантность организма матери к плоду и его придаткам объясняется тем, что реакции отторжения противодействует реакция облегчения, причем обе реакции запускаются одними и теми же клетками с антигенными детерминантами, в частности, эритроцитами, лейкоцитами и элементами трофобласта²¹, непрерывно поступающими со стороны аллотрансплантата в маточный кровоток. Эти клетки содержат антигены гистосовместимости, и, несмотря на свою измененную или сниженную иммуногенность в связи с присутствием на поверхности больших количеств сиаловых кислот, они сохраняют неизменной свою специфичность и запускают как реакцию отторжения, так и реакцию облегчения.

Доказательством присутствия реакции отторжения при беременности служат имеющиеся в организме беременной антитела, направленные против антигенов отцовского происхождения, а также проявления цитотоксичности лимфоцитов матери в отношении культур клеток отца и плода in vitro. Однако при беременности реакции отторжения противодействует мощная реакция облегчения, включающаяся в ответ на поступление в организм матери клеток плода - процесс, очень напоминающий выработку толерантности по отношению к кожному трансплантату у кролика с помощью внутривенного введения клеток донора¹⁴. Доказательством участия реакции облегчения в этом процессе являются результаты исследования, установившего накопление в плаценте антител, направленных против антигенов плода отцовского происхождения. Отмытые, а затем инъецированные мышам материнской линии, эти антитела специфически индуцируют неспособность отторжения опухолевых трансплантатов от животных отцовской линии, в связи с чем их поведение было отождествлено с поведением облегчающих антител. Кроме того, цитотоксическое действие материнских лимфоцитов на клеточные культуры плода или отца угнетается добавлением сыворотки крови матери³⁷.

Рядом проведенных недавно исследований было доказано наличие качественных и количественных изменений лимфоцитов во время беременности. Вне всякого сомнения, эти изменения играют важную роль в объяснении иммунологической толерантности матери по отношению к фето-плацентарному аллотрансплантату. Так, например, было отмечено⁸², что в первом триместре беременности наблюдаются противоположная динамика количества T и B-лимфоцитов в кровотоке, выражавшаяся в том, что процент T-лимфоцитов в крови уменьшался, а процент B-лимфоцитов - увеличивался. Поскольку эти изменения не касались общего числа лимфоцитов, следует думать, что эти изменения численности были не только относительными, но и абсолютными. С 23-ей недели беременности соотношение между двумя видами лимфоцитов возвращается к норме и сохраняется неизменным до родов. Уменьшение числа T-лимфоцитов в ранние сроки беременности облегчает пролиферацию B-лимфоцитов, предохраняющих плодное яйцо от отторжения путем синтеза облегчающих антител, подобных тем, которые наблюдаются при злокачественных опухолях. Изменение соотношения между T и B-лимфоцитами происходит параллельно изменениям уровня ХГ в сыворотке крови, что навело на мысль о возможной ответственности этого гормона за изменение численности⁸⁶ и активности⁴⁴, ⁵¹ лимфоцитов. Кроме того, в сыворотке крови беременных были отмечены и другие факторы, которые могут влиять на лимфоциты. Так, из сыворотки крови беременных и из плацентарных экстрактов были выделены белковые фракции, в том числе "белок зоны беременности" (pregnancy zone protein), которые угнетают бласттрансформацию лимфоцитов, стимулируемых фитогемагглютинином⁸¹. Надосадочная жидкость стимулированных фитогемагглютинином культур лимфоцитов беременных угнетают синтез ДНК в лимфоцитах - действие противоположное обычному влиянию надосадочной жидкости культур лимфоцитов⁶¹. Эти результаты, свидетельствующие о том, что во время беременности происходит эндогенное угнетение иммунокомпетентных лимфоцитов матери, были подкреплены исследованиями, в итоге которых отмечалось снижение реактивности лимфоцитов матери по отношению к антигенам плода и ее возвращение к норме в первые дни послеродового периода, причем эти изменения протекают параллельно повышению уровня фактора супрессии лимфоцитов в сыворотке крови⁷⁹.
Долгое время внимание исследователей было обращено прежде всего на изучение реакции организма матери на антигены отцовского происхождения. При этом слишком малое значение придавалось тому, что сами фетоплацентарные клетки могут играть важную роль в индукции иммунологической толерантности организма матери по отношению к беременности. Недавно проведенные исследования биологии опухолевых клеток доказали, что ими синтезируется и выделяется в культуральную среду вещество с противовоспалительными свойствами. Введение в брюшную полость мыши жидкости, в которой находилась эта культура, не вызывало каких-либо признаков воспаления, потому что в жидкости присутствовал активный, ультрафильтруемый фактор, препятствующий диапедезу лейкоцитов, с молекулярным весом от 1 000 до 10 000. Другие исследования показали, что макрофаги не приближаются к живым опухолевым клеткам. Эти свойства опухолевых клеток, а также другие, пока не уточненные, механизмы безусловно способствуют отсутствию реакции тканей организма в близком окружении злокачественных опухолей и тем самым благоприятствуют их развитию³⁰. Хотя это явление пока не исследовано в процессе имплантации зародыша, тем не менее можно провести некоторые аналогии. Так, имплантация бластоцисты не сопровождается местной воспалительной реакцией, а трансплантаты ткани трофобласта под капсулу почки производят инвазию почечной ткани без каких-либо воспалительных изменений⁹². Можно предположить, что это свойство трофобласта объясняется способностью данной ткани выделять определенные противовоспалительные субстанции, тождественные или близкие по структуре подобным факторам, выделяемым опухолевыми клетками, потому что в культуре клетки трофобласта не подпускают к себе макрофаги. Кроме того, не исключено участие в этом явлении T-лимфоцитов-супрессоров. Недавно проведенные исследования³⁴ выявили взаимодействие этих клеток с макрофагами. "Воспитанные" in vitro макрофаги образуют розетки вокруг опухолевых клеток L 1210. Однако при добавлении в среду анти-L 1210 лимфоцитов животных, макрофаги которых использовались в реакции, образования розеток больше не наблюдается. Но если у такого животного предварительно удаляется вилочковая железа, и T-лимфоцитов в организме нет, угнетения розеткообразования не отмечается. Эти данные свидетельствуют о роли вилочковой железы или некоторых типов T-лимфоцитов в реакции угнетения розеткообразования макрофагов вокруг опухолевых клеток. Этот механизм может принимать участие в реакции облегчения^74a   путем ограничения активности вырабатывающих антитела B-лимфоцитов, либо путем торможения T-хелперов. Эти неспецифические механизмы, пока не исследованные при беременности, возможно сосуществуют со специфическими механизмами, такими как реакция облегчения, подавляя механизмы иммунной системы матери, направленные против фето-плацентарного аллотрансплантата³³.

Другие статьи раздела