Specifická imunita: vývoj a vytvoření

Specifické imunologické reakce jsou prováděny imunitním systémem těla, který se skládá z centrálních a periferních orgánů imunogeneze. Specifickou imunitu při vystavení určitému antigenu provádějí T- a B-lymfocyty. Nitroděložní období vykazuje intenzivní dynamiku zrání lymfoidního systému.

Postupnou změnu různých fází zrání buněk B- a T-systému lze řídit imunologickými markery odpovídajících fází zrání nebo diferenciace.

Diferenciační markery buněk zapojených do imunitní odpovědi

CD značka	Typ buňky nesoucí marker	Funkce
CD1	T-lymfocyt	Účast na prezentaci antigenu
CD2	T-lymfocyt	Adheze cytotoxických T-lymfocytů k endotelu, k epitelovým buňkám brzlíku
SDZ	T-lymfocyt	Vedení signálu aktivace T-buněk, markeru většiny zralých T-lymfocytů
CD4	T-lymfocyt	Koreceptor pro TCR, marker T-helper buněk
CD8	T-lymfocyt	Zrání a selekce lymfocytů omezených na GCS v brzlíku, markeru cytotoxických T-lymfocytů
CD25	T-, B-, NK-buňky, thymocyty, makrofágy	Indukce aktivity a proliferace T a B lymfocytů, přirozených zabíječů, thymocytů a makrofágů, α-podjednotky receptoru pro IL-2
CD28	T-lymfocyt	Kostimulační signální molekula nezávislá na TCR
CD30	T-lymfocyt	Vedení signálu ke spuštění apoptózy T-lymfocytů
CD5	T a B lymfocyty	Specifické pro autoimunitní onemocnění
CD9	B-lymfocyt	Přítomný na pre-B buňkách, zodpovědný za agregaci a aktivaci krevních destiček
CD19, 20, 21	B-lymfocyt	Regulace aktivace a proliferace B-lymfocytů
CD22	B-lymfocyt	Zodpovědný za adhezi k erytrocytům, T a B lymfocytům, monocytům a neutrofilům
CD40	B-lymfocyt	Aktivace, proliferace a diferenciace B-buněk
CD16	Přirozený zabiják	Aktivace antigenně dependentní komplementem zprostředkované cytotoxicity a produkce cytokinů
CD56	Přirozený zabiják	Aktivace cytotoxicity a produkce cytokinů
CD94	Přirozený zabiják	Inhibice/aktivace cytotoxicity přirozených zabíječských buněk
CD11α CD18	Monocytový granulocyt	Adheze leukocytů k endotelu a leukocytů k leukocytům
CD11β CD18	Monocytový granulocyt	Adheze monocytů a neutrofilů k endotelu, opsonizace částic vázaných na komplement
C11c CD18tov	Monocytový granulocyt	Adheze monocytů a granulocytů k endotelu, fagocytárnímu receptoru při zánětu
CD45	Granulocyty	Receptor pro tyrosinfosfatázu
CD64	Makrofágy	Aktivace makrofágů
CD34	Kmenová buňka nebo progenitor tvořící kolonie	Přichycení lymfocytárního L-selektinu k endotelu, přichycení kmenových buněk ke stromatu kostní dřeně

Markery diferenciace B-lymfocytů

Pro/pre-B-1 buňka	Velká buňka před B-97-N	Malá buňka před B-97-II	Nezralé B buňky	Zralé B buňky
CD34	CD40	CD40	CD21	CD40
CD40	CD43		CD22	CD19
CD43	CD19		CD80	CD20
B220			CD86
CD25			CD54
			CD79

Markery diferenciace T-lymfocytů

Pro-T buňky TH	Pre-T buňky	Nezralé TN T buňky	DP buňky	Zralý
CD25	CD25	CDZeu	SDZ	CD4
CD44	CDZeu	CD4	CD4+, 8+	CD8
CD117	CD4-	CD8	CD4	SDZ
C3-	CD8-	CD117	CD8	CD4
C4-	CD117			CD8
CD8"
TKP-β
Přeskupení

Vývoj všech systémů nespecifické i specifické imunity, primárně buněčné, začíná přibližně ve 2–3 týdnech, kdy se tvoří multipotentní kmenové buňky. Společným předchůdcem kmenových buněk všech subpopulací lymfocytů, neutrofilních leukocytů a monocytů lze identifikovat jako CD34+ T-buňku.

T-prekurzory procházejí v brzlíku cyklem zrání a podléhají zde negativním a pozitivním selekčním procesům, jejichž výsledkem je eliminace více než 90 % lymfoidních buněk, které jsou pro organismus potenciálně nebezpečné z hlediska rizika vzniku autoimunitních reakcí. Buňky zbývající po selekci migrují a osídlují lymfatické uzliny, slezinu a skupinové lymfatické folikuly.

Ve 3. měsíci je již zaznamenána pozitivní blastová transformační reakce na fytohemaglutinin, která se shoduje s rozdělením brzlíku na kůru a dřeň. Do 9. až 15. týdne života se objevují známky fungování buněčné imunity. Hypersenzitivní reakce opožděného typu se tvoří v pozdějších fázích nitroděložního vývoje a dosahuje své největší funkčnosti po narození - do konce prvního roku života.

Primární lymfoidní orgán, brzlík, se zakládá přibližně v 6. týdnu a histomorfologicky dozrává do gestačního věku přibližně 3 měsíců. Od 6. týdne se u plodu začínají typovat HLA antigeny. To znamená, že se již od tohoto období plod stává „imunologickou osobností“ se svým individuálním antigenním konstitučním „portrétem“ a mnoha konstitučními rysy ve všech reakcích imunitního systému. Od 8.–9. týdne se v brzlíku objevují malé lymfocyty. Jsou rozpoznávány jako potomci lymfoidních buněk, které migrovaly nejprve ze žloutkového váčku a později z jater nebo kostní dřeně. Poté dochází k intenzivnímu nárůstu počtu lymfocytů v periferní krvi plodu – z 1000 v 1 mm3 ^ve 12. týdnu na 10 000 v 1 mm3 ^do 20.–25. týdne.

Pod vlivem humorálních stimulátorů a částečně lokálního mikroprostředí mohou T-lymfocyty převzít funkce cytotoxických buněk, pomocných buněk, supresorů a paměťových buněk. V době narození je absolutní počet T-lymfocytů u dítěte vyšší než u dospělého a funkčně je tento systém poměrně schopný, i když mnoho charakteristik funkce T-lymfocytů je na nižší úrovni než u starších dětí a dospělých. Mají oslabenou schopnost produkovat interleukiny 4 a 5, interferon-γ a antigen CD40β, který je nezbytný pro organizaci interakce T- a B-systémů v imunitní odpovědi, je slabě exprimován.

Charakteristika imunitní odpovědi je do značné míry určena schopností zúčastněných buněk produkovat humorální komunikační látky a regulovat cytokiny nebo interleukiny. Ve vědeckém výzkumu již bylo identifikováno a kvantitativně studováno několik desítek takových informačních a regulačních molekul. V klinické imunologii se největší význam klade na identifikaci 10–15 biologicky aktivních látek této skupiny.

Časné morfologické a funkční zrání brzlíku se shoduje s pokročilým vývojem T-buněčného systému. Reakce odmítnutí transplantátu byly popsány, počínaje 12. týdnem těhotenství. V době porodu má lymfoidní tkáň brzlíku již značné rozměry.

První periferní lymfatické uzliny se tvoří od 3. měsíce těhotenství, ale k jejich „osídlení“ lymfoidními elementy dochází až v následujícím (4.) měsíci. Lymfatické uzliny a útvary gastrointestinálního traktu se tvoří až po 21. týdnu těhotenství.

Diferenciace B buněk začíná také v játrech nebo kostní dřeni a existuje úzká souvislost této diferenciace s genem pro Brutonovu tyrozinkinázu. Při absenci tohoto genu je diferenciace nemožná a dítě trpí agamaglobulinémií. Během diferenciace B lymfocytů dochází k deleční rekombinaci s geny imunoglobulinů. To umožňuje B buňkám prezentovat na svém povrchu strukturu imunoglobulinu M a v důsledku toho migrovat a znovu se osídlovat ve slezině a lymfatických uzlinách. Během dlouhého období nitroděložního vývoje zůstávají dominantními B buňkami v játrech a periferní krvi pre-B lymfocyty, které ve své cytoplazmě obsahují těžké řetězce M globulinů, ale nenesou povrchové receptory pro imunoglobuliny. Počet těchto buněk se do narození významně snižuje. Transformace pre-B buněk na buňky schopné produkovat imunoglobuliny probíhá pod vlivem faktorů brzlíku. Pro konečné zrání B buněk s možností jejich transformace na plazmatické buňky je nezbytná účast bezprostředního mikroprostředí, tj. stromálních elementů lymfatických uzlin, skupinových lymfatických folikulů střeva a sleziny.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Specifická imunita a interleukiny

Interleukin	Zdroj vzdělání	Funkce
IL-1	Makrofágy, dendritické buňky, fibroblasty, NK buňky, endotelové buňky	Zrychlení prezentace antigenu, stimulace produkce IL-2 Th buňkami, zrání B lymfocytů, prozánětlivý a pyrogenní účinek
IL-2	Aktivované T lymfocyty (převážně Th1)	Růstový faktor pro T a B lymfocyty, aktivuje diferenciaci Th a cytotoxických T lymfocytů, stimuluje NK buňky a syntézu Ig B lymfocyty
IL-3	T buňky a kmenové buňky	Růstový faktor plazmatických buněk, faktor stimulující multikolonii
IL-4	Th2 buňky, žírné buňky	Diferenciace Th0 na Th2 buňky, B-diferenciace, urychlení syntézy IgE, růst plazmatických buněk, potlačení tvorby cytotoxických lymfocytů a NK buněk, potlačení tvorby interferonu-γ
IL-5	Th2 buňky	Zrychlení syntézy imunoglobulinů, zejména IgA, urychlení produkce eosinofilů
IL-6	T a B lymfocyty, makrofágy, fibroblasty, endotelové buňky	Zrychlení syntézy imunoglobulinů, stimulace proliferace B-lymfocytů, růstový faktor hepatocytů, antivirová ochrana
IL-7	Stromální buňky, fibroblasty, endotelové buňky, T lymfocyty, buňky kostní dřeně	Zrychlení růstu pre-T a pre-B buněk
IL-8	T buňky, makrofágy, endotelové buňky, fibroblasty, hepatocyty	Aktivace neutrofilů, chemoatraktant pro lymfocyty, neutrofily, makrofágy a eosinofily
IL-9	Th2 buňky	Synergismus s IL-4 při zvyšování syntézy IgE, růstu plazmatických buněk, stimuluje proliferaci T-lymfocytů a bazofilů
IL-10	Buňky Th0 a Th2, CD8+, makrofágy, dendritické buňky	Faktor inhibující syntézu prozánětlivých cytokinů, potlačující funkce makrofágů, urychlující růst B-lymfocytů a žírných buněk
IL-12	Makrofágy, neutrofily, B lymfocyty a dendritické buňky	Stimulace přirozených zabíječů, zrání lymfocytů s cytotoxicitou, stimuluje růst a diferenciaci TM-buněk do Th1 buněk, inhibuje syntézu IgE, prozánětlivého cytokinu
IL-13	Th2 buňky a žírné buňky	Zrychlení syntézy IgE, zrychlení růstu B-lymfocytů, inhibice aktivace makrofágů
IL-14	T a B lymfocyty	Snižuje produkci Ig, zvyšuje proliferaci B-lymfocytů
IL-15	Monocyty a epiteliální buňky	Růstový faktor pro T-lymfocyty, aktivuje diferenciaci Th- a cytotoxických T-lymfocytů, stimuluje NK buňky a syntézu Ig B-lymfocyty
IL-16	Eosinofily, CD8+, žírné buňky	Aktivuje chemotaxi Th buněk, eosinofilů a monocytů
IL-17	Paměťové T buňky a NK buňky	Zvyšuje produkci IL-6, IL-8, zvyšuje expresi ICAM-1, stimuluje aktivitu fibroblastů
IL-18	Makrofágy	Zrychlení syntézy interferonu-γ
IL-19	Monocyty	Homolog IL-10
IL-20	Keratinocyty	Podílí se na zánětu kůže u lupénky
IL-21	T lymfocyty a žírné buňky	Zvyšuje proliferaci T a B lymfocytů a NK buněk
IL-22	T-lymfocyty	Homolog IL-10
IL-23	Aktivované dendritické buňky	Zvyšuje proliferaci paměťových T-lymfocytů CD4+ a stimuluje produkci interferonu-γ
IL-24	Aktivované monocyty, T lymfocyty	Homolog IL-10
IL-25	Stromální buňky kostní dřeně	Zvyšuje produkci Th2 cytokinů
IL-26	Aktivované monocyty, T lymfocyty, NK buňky	Homolog IL-10
Interferon-γ	T buňky	Aktivace makrofágů, inhibice syntézy IgE, antivirová aktivita
Faktor nekrózy nádorů	Monocyty, makrofágy, T a B lymfocyty, neutrofily, NK buňky, endotelové buňky	Indukuje syntézu IL-1 a IL-6 makrofágy, tvorbu proteinů akutní fáze, stimuluje angiogenezi, indukuje apoptózu, hemoragickou nekrózu nádorů
Chemokiny (RANTES, MIP, MCP)	T buňky, endotel	Chemoatraktant (chemokin) pro monocyty, eosinofily, T-buňky

Relativně zralé B-lymfocyty se identifikují podle přítomnosti receptorů imunoglobulinového antigenu na svém povrchu. V játrech se takové buňky začínají detekovat po 8 týdnech. Nejprve se jedná o receptory pro imunoglobuliny G a M, později pro A. Po 20. týdnu jsou buňky s receptory již detekovány ve slezině a periferní krvi.

Schopnost produkovat protilátky samotnými buňkami B-systému byla u plodu potvrzena již od 11. do 12. týdne. Nejdříve plod získá schopnost tvořit imunoglobulin M (od 3. měsíce), o něco později imunoglobulin B (od 5. měsíce) a imunoglobulin A (od 7. měsíce). Načasování syntézy imunoglobulinu D v prenatálním období nebylo dostatečně prozkoumáno. Vlastní produkce imunoglobulinu E plodem je detekována od 11. týdne v plicích a játrech a od 21. týdne ve slezině. V pupečníkové krvi se nachází mnoho lymfocytů nesoucích imunoglobulin E, ale obsah samotného imunoglobulinu E je velmi nízký. Do 37. týdne gestačního věku nepřesahuje 0,5 IU/ml. Ve věku 38 týdnů je imunoglobulin E stanoven u 20 % novorozenců a po 40. týdnu u 34 %.

Syntéza imunoglobulinů během nitroděložního vývoje je obecně velmi omezená a je zesílena pouze antigenní stimulací (například nitroděložní infekcí). Humorální imunitní odpověď plodu a novorozence se významně liší od odpovědi staršího dítěte nebo dospělého, a to jak kvalitativně, tak kvantitativně.

Zároveň během období nitroděložního vývoje se některé mateřské imunoglobuliny transplacentárně přenášejí na plod. Z nich má tuto schopnost imunoglobulin B. Přenos mateřského imunoglobulinu M na plod je možný pouze díky zvýšené propustnosti placenty. To se zpravidla pozoruje pouze u gynekologických onemocnění matky, například při endometritidě. Jiné třídy mateřských imunoglobulinů (A, E, D) transplacentárně nepřenášejí.

Přítomnost selektivního transportu mateřského imunoglobulinu B placentou lze považovat za významný faktor perinatální adaptace. Tento přechod začíná po 12. týdnu těhotenství a s jeho trváním se zvyšuje. Je velmi důležité, aby dítě od matky dostávalo širokou škálu specifických protilátek, antibakteriálních i antivirových, zaměřených na jeho ochranu před škálou patogenů, se kterými se jeho matka setkala a které jsou důležité v místním prostředí. Přechod imunoglobulinu B2 placentou je obzvláště snadný.

Je zřejmé, že zpětný přechod fetálních imunoglobulinů a dokonce i lymfocytů dítěte do krve matky je možný, i když v nevýznamném množství, což vytváří riziko její imunizace vůči aloantigenům fetálních imunoglobulinů. Předpokládá se, že tento mechanismus může být důležitý při formování mechanismu potlačení syntézy aloantigenů plodem. Imunodeprese ženy a vzájemná imunologická tolerance během těhotenství jsou evolučně vyvinuté adaptace, které umožňují i přes antigenní rozdíl mezi matkou a plodem zajistit normální průběh těhotenství a včasné narození dětí.

Po narození poměr T- a B-lymfocytů v krvi novorozenců výrazně kolísá. Obsah T- a B-lymfocytů v periferní krvi novorozenců je vyšší a s věkem klesá. Za zmínku stojí také výraznější blastová transformační reakce - spontánní i stimulovaná fytohemaglutininem. Z funkčního hlediska jsou však lymfocyty méně aktivní, což se vysvětluje jednak imunosupresí látkami přenášenými z těla ženy během těhotenství a jednak absencí antigenní stimulace plodu in utero. Důkazem druhé situace je zvýšený obsah imunoglobulinů A a v menší míře imunoglobulinů M u novorozenců, kteří prodělali intrauterinní infekci nebo jí trpí.

Velmi složitý mechanismus diferenciace a „učení“ se projevuje ve výběru klonů schopných produkovat protilátky proti faktorům normálního prostředí, nebo v aktivním prodlužování reakcí tohoto druhu. Můžeme hovořit o perinatálních aspektech formování alergenní tolerance nebo alergické predispozice (atopické diatézy). Vývoj tolerance k alergenům (atopeny) v nitroděložním období probíhá pod vlivem samotných alergenů, snadno pronikajících placentární bariérou, ale hlavně - průnikem imunitních komplexů alergen-protilátka. Neschopnost alergenů a imunitních komplexů vyvolat toleranci se často stává příčinou nitroděložní senzibilizace. V posledních desetiletích došlo k širokému rozšíření potravinových alergií a význam nitroděložní senzibilizace je přesvědčivě potvrzen.

Během vývoje alergické reaktivity mohou mít charakteristiky prvních „kontaktů“ imunitního systému s antigeny nebo alergeny vnějšího prostředí možný a významný dopad. Ukázalo se, že již v prvních hodinách života může být seznámení s antigeny souvisejícími s kompetencí reakčních řetězců vycházejících z cytokinů jedné ze subpopulací T-helperů – Th1 nebo Th2, rozhodující pro následný rozvoj atopické diatézy. Dominance produkce Th2 na konci nitroděložního života má adaptivní charakter a je zaměřena na ochranu placenty před potenciální toxicitou Th. Tato dominance může přetrvávat ještě nějakou dobu po narození. Během tohoto období je zaznamenán fenomén „otevřeného okna“ pro vnější senzibilizaci a spuštění stereotypu pro reakce atopické reaktivity. Podle předběžných údajů se ochrana dítěte před kontaktem s atopickými antigeny nebo kompetitivní expozicí antigenům včetně populací Th-helperů může stát příkladem „organizované rané zkušenosti“ pro imunokompetentní systém, což vede k nejúčinnější prevenci alergických onemocnění.

Existují také dostatečné důkazy o významu specifických alergenů, které působí na novorozence v prvních hodinách a dnech života. Důsledkem takové „rané zkušenosti“ nebo seznámení se s alergenem může být nastolení klinicky významné senzibilizace s její detekcí po mnoha letech života. V komplexní imunologické restrukturalizaci primární adaptace novorozence je evolučně určena role dalšího účastníka nebo mechanismu adaptace – jedná se o zvláštnosti výživy novorozence, speciální funkce mateřského mleziva a mléka již od prvních hodin postnatálního života.