ИЗСД: гипотеза о генетически-обусловленной неадекватности реакций B-клеток на токсины и вирусы
Одна из наиболее распространенных гипотез ( Nerup L, Lenmark А., 1981 ; Bottazzo G., et al., 1983 ; Bottazzo G., 1984 ; Eisenbarth G., 1986 ), заключается в том, что наследственно обусловленной является неадекватность реакций B-клеток на некоторые токсины и/или вирусы , отчего при экспозиции с ними часть B-клеток разрушается.
В результате обломки B-клеток оказываются в циркуляции и вступают в контакт с клетками иммунной системы. Какие-то из антигенных эпитопов этих обломков могут относиться к "забарьерным", т. е. неизвестным иммунной системе, а значит восприниматься ею как чужеродные и вызывать развитие защитной иммунной реакции, в ходе которой в островках с останками B-клеток скапливаются макрофаги, мононуклеары, а также Т- и В-лимфоциты, т. е. образуются типичные для ИЗСД инсулиты . Вслед за развитием реакции клеточного иммунитета появляются маркеры гуморального - антитела, как к "забарьерным" эпитопам обломков В-клеток, так и к их эпитопам, давно известным иммунной системе как "свои". Образование ауАТ происходит потому, что фрагмент обломков, несущие оба типа эпитопов могут играть ту же роль, что и иммуногенные носители, с которыми сшивают не обладающие собственной иммунной активностью вещества - гаптены, при необходимости получения антител к гаптенам. При этом, подразумевается, что и у одного человека и, тем более, у разных людей, ауАТ должны быть гетерогенными, т. к., во-первых, антигенспецифичность их определяется чисто случайными сочетаниями "забарьерных" и "своих" эпитопов антигенов В-клеток, во-вторых, направленность и интенсивность иммунного ответа на любой эпитоп любого антигена находятся под контролем Ir-генов и имеют значительные индивидуальные вариации ( Bersofsky J., 1985 ; Dodet В., 1988 ).
Неадекватность реакции В-клеток может заключаться не только в их гибели, но и в экспрессии и появлении на их поверхности каких-то нетипичных аутоантигенов (ауАГ), в частности, антигенов I и II классов ГКГС ( Bottazzo G., et al., 1983 ).
В норме ауАГ последнего типа экспрессируются только иммунекомпетентными клетками, т. к. они принимают самое активное участие в "представлении антигена", т. е. процессе, где для иммунной системы определяются особенности (детерминанты) того вещества, которое необходимо разрушить и удалить из организма. Появление антигенов II класса ГКГС на неиммунных B-клетках должно вести их к представлению антигенов собственной поверхности, и, в конечном итоге, к провокации иммунной атаки на самих себя. В этом варианте специфичность ауАТ будет зависеть от, вероятнее всего, чисто случайного расположения естественных ауАГ B-клеток и антигенов II класса ГКГС на мембране, а значит, ауАТ также должны быть гетерогенными.
Какой бы из этих двух возможных вариантов срыва иммунологической толерантности не был реализован, появление в циркуляции ауАТ к естественным антигенам В-клеток, экспонируемым на их поверхности, и ауто-В-реактивных Т-лимфоцитов (что является обязательным этапом развития любой иммунной реакции, предшествующим появлению антител), приводит к распространению иммунной агрессии на нормальные B-клетки и, в конечном итоге, их отторжению и тотальной гибели.
Следует особо подчеркнуть, что эта гипотеза не рассматривает маркеры антиостровкового гуморального иммунитета как носители конкретной информации, с помощью которой можно выявить непосредственную связь между воздействием, индуцировавшим диабет, и генетической предрасположенностью к заболеванию, поскольку специфичность анти-В-клеточных ауАТ формируется в значительной степени случайно. В сущности, ауАТ к любым специфичным для B-клеток антигенам могут указывать только на то, что эти клетки стали объектом, привлекающим внимание иммунной системы, причем риск развития ИЗСД возрастает при появлении ауАТ к антигенам поверхности B-клеток, особенно, если такие ауАТ являются В-цитотоксичными или угнетают функциональную активность B-клеток.
Действительно, некоторые положения этой гипотезы имеют фактические подтверждения:
1) Известны несколько достаточно избирательно действующих В-цитотоксинов - аллоксан и некоторые другие производные мочевой кислоты, используемый для борьбы с грызунами препарат с коммерческим названием " вакор " и стрептозотоцин ( СТЦ ). В экспериментах на животных с помощью СТЦ удается моделировать СД, сопровождающийся аутоиммунными феноменами ( Rossini A., et al., 1984 ; Itoh M., et al., 1984 ; Ziegler M., et al., 1984 );
2) Ряд панкреотропных вирусов проявляет диабетогенные свойства. К ним относятся два серотипа вирусов семейства Picornaviridae - Коксаки В4 ( К-В4 ) и энцефаломиокардита-D ( EMC-D ), один безымянный вирус семейства Retroviridae и два серотипа вируса семейства Reoviridae - Reo-1 и Reo-3 . Диабетогенность этих вирусов была неоднократно показана в экспериментах на животных ( Yoon J., et. al., 1978 ; Onodera T.,et. al., 1978 ; Leiter E., et al., 1986 );
3) Сыворотки диабетиков в ранней клинической стадии заболевания часто содержат антитела к белкам вирусов первого и последнего семейств, что свидетельствует о контактах больных с этими патогенами до проявления клиники ИЗСД ( Gamble D., et al., 1969 );
4) Вирусы серотипа К-В4 были найдены в изолятах ПЖ детей со свежевыявленным ИЗСД ( Yoon J., et. al. J979 ).
Таким образом, кажется вероятным, что панкреотропные вирусы могут индуцировать не только экспериментальный диабет у животных, но и спонтанный ИЗСД у людей;
5) Было показано, что в островках с инсулитами, но не в соседствующих с ними неповрежденных островках, B-клетки больных со свежевыявленным ИЗСД экспрессируют ряд ауАГ I класса ГКГС в аномально высоком уровне и, кроме того, не свойственные B-клеткам ауАГ II класса ГКГС ( Bottazzo G., el al., 1985 ; Foulis A., et al., 1987 ).
Предполагается, что эти аномалии может индуцировать гамма-интерферон , секретируемый инфильтрующими островки иммунными клетками, т. к. выброс гамма-интерферона является необходимой составляющей развития защитной антивирусной иммунной реакции. Однако, прямых подтверждений того, что именно гамма-интерферон вызывает экспрессию аномальных ауАГ на B-клетках в настоящее время не имеется. Интересно, что аномальная экспрессия ауАГ II класса ГКГС, помимо В-клеток, была обнаружена на тиреоцитах при развитии аутоиммунных заболеваний щитовидной железы ( Davies Т., Picсinini L., 1987 ), следовательно, такой способ срыва иммунологической толерантности может быть сходным при различных аутоиммунных эндокринонатиях;
6) Наконец, антитела к ауАГ B-клеток у больных ИЗСД, как правило, оказываются гетерогенными, а состав популяций ауАТ индивидуально вариабелен ( Assan R., et al., 1988 ; Mandrup-Poulsen Т., Nerup I., 1990 ; Ziegler R., Eisenbarth G., 1990 ).
С другой стороны, имеется ряд данных, не согласующихся с некоторыми положениями этой гипотезы:
1) B-Цитотоксичность ни аллоксана, ни СТЦ не имеет индивидуальной вариабельности, в экспериментах они повреждают В-клетки всех получивших соответствующую дозу препарата животных разных видов и линий, следовательно реакция В-клеток на эти соединения не контролируется генетически. Наиболее вероятной причиной избирательной токсичности этих соединений является разрушение ими системы антиоксидантной защиты B-клеток , более, чем другие, чувствительных к повреждающему действию свободных радикалов кислорода. Как известно, все эти яды способны активировать и/или предотвращать инактивацию свободных радикалов кислорода ( Кондратьев Я., 1984 ). Кроме того, все они не относятся к числу легкодоступных пищевых токсинов, потому вряд ли вероятны случаи спонтанного ИЗСД у людей, связанные с их диабетогенным действием;
2) Широкие эпидемиологические исследования не выявили связи между поражаемостью населения панкреотропными вирусами и заболеваемостью ИЗСД ( Hierholzer J., Farris W., 1974 ; Dippe S., et al. 1975 );
3) Было обнаружено, что диабетогенные вирусы семейства Picornaviridae способны вызывать тотальную гибель B-клеток без подключения иммунной системы ( Yoon J., et al., 1986 ). Кроме того, пикорнавирусы отличаются широким разнообразием серотипов, большинство из которых не только не обладает диабетогенным действием, а, напротив, может служить протекторами индуцируемого патогенными серотипами диабета. Так, серотип EMC-D вызывает диабет у 100% зараженных им мышей, но если животные были предварительно инфицированы недиабетогенным серотипом того же вируса - ЕМС-В, то вызвать диабет с помощью EMC-D уже не удается ( Yoon J., et al., 1980 ; Notkins A., Yoon J., 1982 );
4) Предшествующая манифестации диабета экспрессия ретровируса была найдена только в B-клетках мышей линии C57BI/KsJ/db/db - одной из моделей наследственного диабета, но все предпринятые попытки обнаружить присутствие ретровирусов в B-клетках людей в предиабетическом периоде и у больных со свежевыявленным ИЗСД или в хроническом периоде заболевания были напрасны. При этом, считается недоказанным, что срыв иммунологической толерантности к B-клеткам у C57BI/KsJ/db/db-мышей вызывается именно экспрессией ретровируса. Более того, известно, что продолжительная экспрессия ни одного из многих хорошо изученных ретровирусов человека или животных не сопровождается цитотоксическими эффектами. Эти вирусы не вызывают гибель клеток-хозяев, напротив, их экспрессия, как правило, приводит к неопластическим эффектам, усиливая неконтролируемую иммунной системой пролиферацию клеток, что ведет к онкологическим заболеваниям. Эта наиболее типичная черта биологии ретровирусов - ускользать от контроля иммунной системы, обеспечивает их существование в геноме хозяина и уникальную для вирусов возможность вертикальной передачи инфекции, т. е. наследование ее по законам Менделя ( REO-1 и REO-3 ) способны вызывать экспериментальный диабет, сопровождающийся характерными для ИЗСД аутоиммунными феноменами: пораженные вирусами островки инфильтруются мононуклеарными иммунными клетками, при этом, по данным электронной микроскопии и иммунофлюоресцентного анализа, деструкции подвергаются исключительно B-клетки, тогда как остальные клеточные популяции островков остаются неповрежденными ( Onodera Т., et al., 1978 ).
Следом за инсулитами у большинства животных появляются ауАТ против инсулина и других антигенов B-клеток, после чего аутоиммунная агрессия распространяется на нормальные, не пораженные вирусом островки. В конечном итоге - уровень инсулина падает, возникает интолерантность к глюкозе, т. е. манифестирует диабет. Однако, у большинства животных наряду с ауАТ к антигенам B-клеток, в циркуляции обнаруживаются ауАТ к гормону роста и некоторым антигенам клеток гипофиза, а развитие диабета сочетается с развитием карликовости, т. е. панкреотропные вирусы этого семейства способны индуцировать развитие аутоиммунных полиэндокринопатий .
Генетические исследования вирусов RE01 и RE03 показали, что возникновение аутоиммунной реакции на инсулин и гормон роста обусловлено исключительно природой одного из вирусных генов - гена S1 , продуктом которого является белок s1 , экспонируемый на поверхности вириона.
Противогормональные ауАТ образуются только в тех случаях, когда ген S1 патогенного серотипа происходит от вируса REO-1 ( Onodera Т., et al., 1981 ).
Детально механизм срыва иммунной толерантности белком S-1 не исследован, но то, что это определяется генотипом вируса, а не генетически обусловленной нормой реакции B-клеток на инфицирование панкреотропными реовирусами, не соответствует исходному положению этой распространенной гипотезы.
Противоречивость накопленных фактов побуждает интерпретировать их более согласованно, а новые интерпретации, в свою очередь, стимулируют к дополнительным исследованиям. Так, не исключено, что подробное изучение структуры вирусного белка S1 даст аргументы в пользу одной из двух других активно разрабатываемых в последнее время концепций о причинах срыва иммунологической толерантности к ауАГ, возникающего при аутоиммунных заболеваниях.
