Поверхность слизистых оболочек является первоначальными входными воротами для большинства инфекционных агентов, среди которых важнейшее значение имеют респираторные и кишечные вирусы. Для борьбы с этими инфекциями иммунная система использует как неспецифические, так и специфические механизмы.
Кроме индукции системного иммунитета, индукция местного иммунитета играет важную роль в защите от патогенных вирусов, которые инфицируют или находятся на поверхности слизистых. Основную роль в предупреждении заболевания или в выздоровлении играют секреторные IgA. Специфическая профилактика вирусных инфекций, при которых важное значение имеет иммунитет слизистых, должна учитывать, что нейтрализующие IgA, присутствующие на слизистых, могут происходить из сыворотки крови путем транссудации или секретироваться клетками подслизистой ткани. Преимущественная стратегия должна основываться на индукции секреторных IgA на слизистой в местах репликации вируса. Менее эффективно стимулировать образование сывороточных IgA в высоком титре с последующей транссудацией по градиенту в легких gt; чем в носоглотке gt; чем в кишечнике [1130]. Циркулирующие ВНА при высокой концентрации могут обеспечивать защиту нижнего отдела респираторного тракта, тогда как защита верхнего отдела респираторного тракта и нижнего отдела кишечника является, главным образом, функцией нейтрализующих секреторных IgA.
Секреторный IgA кишечника играет решающую роль в защите от полиомиелита. Парентеральная вакцинация только инактивированной вакциной оказывает несущественный эффект на выработку IgA в слизистых оболочках. Однако сильный IgA-ответ развивается у людей, предварительно иммунизированных орально - живой, а затем инактивированной вакцинами [773].
Иммунная система слизистых основана на лимфоидной ткани, связанной со слизистыми оболочками (MALT), включающей лимфоидные ткани кишечника (GALT), бронхов (BALT) и носоглотки (NALT), а также молочной, слюнных, слезных желез и мочеполовых органов. Лучше всего изучена система GALT, ко
торая представлена организованными лимфоидными образованиями, включающими пейеровы бляшки, аппендикс, мезентериальные лимфоузлы и солитар- ные лимфоузлы. Пейеровы бляшки содержат зародышевые центры, представленные преимущественно В-клетками, продуцирующими IgA, и зоны, содержащие преимущественно Т-клетки. Другие системы MALT организованы подобным образом.
Вакцины против вирусов, инфицирующих слизистые оболочки и вызывающие местный иммунитет, имеют важное значение. Большинство вакцин вызывают не местный, а системный иммунитет при парентеральном введении. Однако некоторые адъювантные вакцины индуцируют локальный иммунитет после местного и системного применения.
В предотвращении инфицирования организма некоторыми вирусами, и особенно вирусами гриппа, важную роль играет индукция местного иммунитета и, прежде всего, синтез IgA-антител. Вместе с тем большинство вирусных вакцин — инактивированные и вводятся парентерально. Эти вакцины способны индуцировать системный иммунитет, однако почти или совсем не вызывают местный иммунитет в слизистой оболочке [43].
Специфическая профилактика желудочно-кишечных и респираторных инфекций требует знания механизмов местного иммунитета, обеспечивающих защиту слизистых оболочек от инфекционных агентов.
В начале прошлого века была сформулирована теория местного иммунитета, давшая первый импульс к использованию перорального способа иммунизации против брюшного тифа. В последующем были накоплены данные, свидетельствующие о важной роли факторов местной защиты при ряде вирусных инфекций, однако истинная природа этих процессов оставалась невыясненной. Возобновление интереса к указанной проблеме произошло в связи с открытием иммуноглобулина А и доказательством его секреции плазматическими клетками слизистой оболочки.
Эти фундаментальные исследования явились началом новой эры в развитии прикладной иммунологии и получили блестящее подтверждение и дальнейшее развитие. В частности, было установлено, что IgA — наиболее важный иммуноглобулин внешних секретов, главная биологическая функция которого состоит в защите слизистых оболочек от инфекционных агентов. Дальнейшие исследования подтвердили ведущую роль IgA в функционировании системы секреторного иммунитета.
Наиболее вероятный механизм нейтрализации вируса IgA заключается в предотвращении связи вируса с клетками-мишенями слизистой, хотя возможны другие механизмы нейтрализации вируса антителами. Этот процесс в значительной степени зависит от эпитопной специфичности, изотипности и концентрации антител и вируса, а также от типа клеток-мишеней [3872]. Существует альтернатив- а подобно другим антителам, IgA могут не препятствовать присоединению вируса к клеточным рецепторам, но могут подавлять проникновение его в клетку или репликацию, как это было установлено с вирусом гриппа [257, 799]. Механизм,
который был недавно установлен, включает внутриклеточную нейтрализацию вируса в процессе прохождения промежуточного секреторного компонента IgA через эпителиальные клетки [1029]. Это может быть результатом взаимодействия трансклеточных везикул, содержащих IgA, с везикулами, в которых размножается вирус. Если этот механизм внутриклеточной нейтрализации имеет место in vivo, то это означает, что IgA может способствовать не только защите от вирусной инфекции слизистых, но и прекращению ее.
Масштабы вакцинопрофилактики, учитывающей механизмы местного иммунитета достаточно велики. Это обусловлено тем, что инфекционные болезни пищеварительного и респираторного трактов новорожденных животных стали одной из главных проблем современной медицины и ветеринарии, решению которой придается большое значение [16, 203].
Концепция общей иммунной системы слизистых оболочек. Под общей иммунной системой слизистых оболочек подразумевают компоненты специфической защиты, реализуемые на внешних слизистых покровах и функционирующие в известной степени независимо от системной иммунологической реактивности. Эта система включает лимфоидную ткань кишечника (GALT-gut associated lymphoid tissue), лимфоидную ткань бронхов (BALT-bronchus associated lymphoid tissue), иммунокомпетентные клетки глотки, слюннных желез, респираторного тракта, молочной железы и гениталий. Замечательная особенность иммунной системы слизистых оболочек — наличие больших количеств секреторного IgA, что является уникальной характеристикой слизистых покровов. Сывороточные иммуноглобулины и компоненты также присутствуют на различных слизистых покровах и во внешних секретах, но их роль в обеспечении локального защитного механизма менее существенна.
Суть концепции общности иммунной системы слизистых оболочек состоит в том, что выработка секреторных антител происходит не только в местах антигенного воздействия на слизистый покров, но и в отдаленных секреторных участках. Бронхиальный лимфоэпителий, пейеровы бляшки и другие организованные лимфоидные фолликулы изобилуют антиген-реактивными предшественниками В-клеток, коммитированных, главным образом, к синтезу секреторного IgA [16]. Непосредственное антигенное раздражение — необходимое условие для первоначальной активации и пролиферации таких клеток. Сенсибилизированные антигеном клетки при повторном контакте с тем же антигеном быстро дифференцируются в IgA-иммунобласты, пролиферирующие и мигрирующие сначала в регионарные лимфоузлы, а затем, через грудной лимфатический проток, в кровеносное русло. Во время нахождения в системе кровообращения эти клетки оседают на слизистых оболочках глаз, глотки, гениталий, слюнных и молочных желез, субэпителиальном участке слизистой оболочки верхнего и нижнего отделов респираторного тракта и в lamina propria кишечника.
Специфическая рециркуляция лимфоцитов, стимулированных в лимфоидной ткани слизистых, объясняется тем, что они имеют на своей поверхности молекулы, которые взаимодействуют со специфическими молекулами, размножен
ными только на поверхности клеток эндотелия венул лимфоидной ткани слизистых, что обеспечивает избирательную рециркуляцию лимфоцитов [43, 203].
Здесь репопулировавшие клетки начинают активный синтез специфического секреторного IgA, играющего ведущую роль в функционировании общей иммунной системы слизистых оболочек [1243].
Эта концепция имела многочисленные экспериментальные подтверждения. Было установлено, что клетки пейеровых бляшек кролика при введении их облученным аллогенным реципиентам избирательно распределялись в lamina propria и продуцировали антитела преимущественно класса IgA, тогда как клетки, полученные из периферических лимфоузлов доноров, осуществляли специфический homing в периферических лимфоузлах реципиентов и продуцировали антитела преимущественно класса IgG. Сходные исследования выявили, что homing бронхиальных лимфоцитов у реципиентов происходил в BALT [139]. Оральная иммунизация защищала лабораторных животных от интраназального заражения PC-вирусом. Интраназальное введение дендритных клеток лошадей, праймированных инактивированным герпесвирусом, приводило к появлению иммунитета у мышей [1589].
Иммунизация мышей аналогичным образом инактивированной вакциной против гриппа сообщала устойчивость к интраназальному заражению. Двукратное введение в желудок мышей цельновирионной инактивированной сорбированной вакцины сопровождалось образованием специфических IgA и IgG в легких. При парентеральном введении вакцины в смывах легких IgA не обнаружены.
Энтеральная иммунизация против респираторно-синцитиальной инфекции индуцировала антитела в респираторном тракте, но полную защиту его обеспечивала интраназальная иммунизация. Однако, несмотря на иммунологическую реакцию отдаленных слизистых, наиболее выраженный иммунный ответ образуется в том месте, где слизистая оболочка непосредственно контактирует с вирусным антигеном. Важность локального антигенного стимулирования была убедительно продемонстрирована в экспериментах с вирусом полиомиелита. Уровень специфических секреторных IgA был максимальным в тех участках кишечника, где происходил непосредственный контакт вирусного антигена со слизистой оболочкой [1173]. Живую вакцину Роковак против рота- и коронавирус- ных энтеритов новорожденным телятам вводили орально перед приемом молозива. После вакцинации заболеваемость и гибель телят от вирусных энтеритов сократились примерно в 4 раза [55].
В ряде опытов у животных, вакцинированных интраназально, наблюдали образование местных IgA-антител не только в носоглотке, но также в кишечнике и во влагалище. Однако при перректальной вакцинации в кишечнике появлялись IgA- и IgG-антитела в высоких титрах, но не обнаруживались во влагалище. Эти данные указывают, что для индукции местных IgA-антител во влагалище или кишечнике необходима вакцинация именно через эти органы [43].
Несмотря на то, что исследования по иммунитету слизистых покровов были сосредоточены в основном на изучении секреторных иммуноглобулинов и их
роли в функционировании указанной системы, в ряде исследовательских работ указано на участие факторов клеточного иммунитета и, в первую очередь, Т- лимфоцитов в локальном иммунном ответе. Так, установлена миграция и homing Т-лимфоцитов после их антигенной сенсибилизации, а также показана роль Т- хелперов в регуляции местного IgA-ответа.
Представляют интерес данные интравагинальной иммунизации мышей живой вакциной против герпеса. Развивающийся при этом иммунитет может быть перенесен сингенным животным лимфоцитами генитальных лимфоузлов, но не лимфоцитами других лимфоидных органов иммунизированных доноров. Трансплантированные лимфоциты мигрировали преимущественно в ткани половых органов реципиентов, что свидетельствует о важной роли в местном иммунитете вирусиндуцированных Тц-клеток.
Однако имеются наблюдения, когда не были отмечены различия в защите животных от инфекции несмотря на наличие или отсутствие местных IgA-антител после вакцинации [573, 1247].