В недавнем прошлом существовало единственное понятие для обозначения чужеродных агентов, против которых может быть направлен иммунитет — антигены. В настоящее время ситуация коренным образом изменилась и возникла необходимость в выделении нескольких групп таких агентов.
  • Образы патогенности, или патогенассоциированные молекулярные паттерны (Pathogen-associated molecular patterns — PAMP) — группы молекул, как правило, отсутствующие в организме-хозяине, но характерные для патогенов (вирусов, бактерий, грибов, простейших, паразитов). При этом PAMP однозначно связаны с патогенностью и поэтому могут рассматриваться как знаки опасности, наиболее универсальный сигнал о проникновении в организм не просто чужеродного, но биологически агрессивного агента. Рецепторы для PAMP (паттернраспознающие рецепторы) позволяют распознавать все возможные типы патогенов и представлены у всех многоклеточных, включая не только животных, но и растения. Узнавание PAMP — основа распознавания во врожденном иммунитете; в определенной степени PAMP способны узнавать и клетки адаптивного иммунитета.
  • Антигены — высокомолекулярные соединения, способные специфически стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа. Распознавание антигенов происходит индивидуально (а не по группам, как в случае PAMP). Антигены распознаются антигенспецифическими рецепторами, представленными на клетках одного типа — лимфоцитах. Распознавание антигенов — позднее эволюционное приобретение, связанное с возникновением адаптивного иммунитета.
  • Стрессорные молекулы — собственные молекулы организма, экспрессируемые на мембране при клеточном стрессе и сигнализирующие преимущественно об опасности эндогенного происхождения. Они распознаются рецепторами некоторых разновидностей лимфоцитов (например, естественными киллерами). По своей активности эти молекулы и их рецепторы занимают промежуточное положение между врожденным и адаптивным иммунитетом. Родственную группу молекул образуют образы опасности (danger-associated molecular patterns, DAMP) — эндогенные молекулы, сигнализирующие о любом повреждающем воздействии (температурном, лучевом, инфекционном и т.д.); эти процессы не полностью контролируются иммунной системой. Некоторые образы опасности (белки теплового шока) распознаются паттернраспознающими рецепторами и их можно рассматривать как эндогенные эквиваленты PAMP.

Чужеродность — не обязательное, но очень важное свойство факторов, против которых направлены реакции иммунитета. Именно поэтому должна существовать четкая граница, отделяющая внутреннюю среду организма от внешней — барьерные ткани (кожа и слизистые оболочки). Однако иногда возникает необходимость расширить или сузить границы чужеродности. Так, отнюдь не на все компоненты содержимого кишечника и других трактов развивается иммунный ответ (например, компоненты пищи, микроорганизмы-симбионты не рассматриваются иммунной системой как чужеродные), а некоторые участки внутренней среды организма, в силу особого рода изоляции, оказываются в значительной степени исключенными из зоны контроля со стороны адаптивного иммунитета (например, ЦНС, полость глаза) и при нарушении изоляции, становятся объектом иммунной атаки.
Молекулы трех названных выше групп распознаются тремя типами рецепторов клеток иммунной системы.
  • Рецепторы, распознающие патогены (Pathogen-recognizing receptors, PRR), предназначены для распознавания PAMP. К этой группе относят мембранные и внутриклеточные толл-подобные рецепторы (Toll-like receptors — TLR), т.е. рецепторы, подобные первоначально обнаруженным у Drosophila melanogaster toll-рецепторам; внутриклеточные NOD-рецепторы (от Nucleotide oligomerizing domains) и ряд других мембранных, внутриклеточных и растворимых рецепторов. Наибольшее количество и наиболее широкий спектр патогенраспознающих рецепторов экспрессируют миелоидные клетки врожденного иммунитета. Однако в той или иной степени эти рецепторы присутствуют и на (или в) других клетках, включая лимфоидные. Патогенраспознающие рецепторы обладают сродством к PAMP и некоторым эндогенным образам опасности. Через эти рецепторы в клетку поступают сигналы, включающие «гены воспаления», что обусловливает последующее развитие воспалительного процесса и других реакций врожденного иммунитета.
  • Антигенраспознающие рецепторы представлены только на В- и Т-лимфо- цитах. Важная особенность этих рецепторов — гигантская вариабельность их антигенраспознающих доменов (миллионы вариантов в пределах одного организма). Все варианты антигенраспознающих рецепторов не могут быть одновременно представлены на одной клетке. Они распределяются между клетками клонально, т.е. рецепторы, отличающиеся по специфичности, представлены на разных клонах лимфоцитов. Выделяют 3 разновидности антигенраспознающих рецепторов. На В-клетках представлены В-клеточные рецепторы (BCR — B-cell reseptors), имеющие иммуноглобулиновую природу. При дифференцировке В-лимфоцитов в плазматические клетки в ходе иммунного ответа эти рецепторы секрети- руются в растворимой форме, называемой антителами. BCR распознают свободный и связанный с мембраной антиген, точнее, фрагмент молекулы антигена, называемый эпитопом. Т-клеточные рецепторы (TCR — T-cell receptor) существуют в двух вариантах. По названию входящих в их состав полипептидных цепей, эти рецепторы обозначают как apTCR и y5TCR. Они представлены на мембране двух различных типов Т-клеток и не секретируются. apTCR распознает не нативный антиген, а его фрагмент (эпитоп), презентируемый в составе специализированных молекул главного комплекса гистосовместимости — MHC (Major histocompatibility complex), которые экспрессируются на поверхности клеток. Существует 2 класса молекул MHC — I и II. MHC-I присутствуют на всех клетках и связывают эндогенные пептиды, транспортируемые в эндоплазматический ретикулум — место синтеза MHC — из цитозоля. MHC-II экспрессированы только на специализированных — антигенпрезентирующих клетках (АПК) (см. далее) и связывают пептиды экзогенного происхождения, попадающие в клетку в результае эндоцитоза. Соответственно распознавание чужеродных пептидов в составе MHC-I сигнализирует о цитозольной локализации патогена или его продуктов, а распознавание таких пептидов в составе MHC-II — о внеклеточной локализации патогена или присутствии его в эндосомах или фагосомах. В распознавании TCR-комплексов антигенного пептида с молекулами MHC принимают участие корецепторы — CD4 и CD8, обладающие сродством соответственно к молекулам MHC-II и MHC-I (но не к антигенному пептиду). Таким образом, антигенный пептид в составе молекул MHC-I распознают Т-клетки, несущие корецептор CD8, а в составе MHC-II — Т-клетки, несущие CD4. Распознавание липидных эпитопов происходит при участии «неклассических молекул MHC» — CD1. Эти комплексы распознаются apTCR ограниченной вариабельности, экспрессируемыми T-клетками популяции NKT. Условия распознавания антигена y5TCR изучены слабо; известно, что для этого не требуется образования комплекса фрагментов антигена с молекулами MHC.

• Рецепторы, распознающие стрессорные молекулы, представлены преимущественно на естественных киллерах (NK-клетках), однако их выявляют также на yST-клетках, реже — на других субпопуляциях Т-лимфоци- тов. Выделяют несколько групп этих рецепторов — NKG2D, NСR и др. NK-клетки экспрессируют также группу рецепторов, распознающих молекулы MHC, независимо от связанного с ними антигенного пептида (NKG2, некоторые рецепторы группы KIR и др.). Однако, в отличие от рассмотренных выше, рецепторы, распознающие стрессорные молекулы, нередко генерируют не активирующий, а ингибирующий сигнал.