Биомедицинская безопасность: иммуногенетика и коронавирусная инфекция

В отличие от ряда других областей фундаментальной медицины, в иммунологии наиболее хорошо изученной областью является генетика иммунного ответа человека, то есть иммуногенетика человека. Появление иммуногенетики как одной из ведущих отраслей иммунологии датируется серединой XX в. и было обусловлено необходимостью развития фундаментальной проблемы медицины — клинической трансплантологии. Открытие в 1956 г. французским иммуногематологом Ж. Доссе главного комплекса генов тканевой совместимости — системы HLA (Human Leukocyte Antigens) стало отправной точкой как развития клинической трансплантологии, так и становления иммуногенетики. Это открытие впоследствии было оценено как достижение большой общебиологической значимости, а Ж. Доссе был удостоен Нобелевской премии. За последующий 30-летний период благодаря международным исследованиям была детально изучена структура и функции продуктов генов комплекса HLA — антигенов HLA. Однако основные успехи иммуногенетики человека связаны с концом XX века, когда это направление биомедицинской науки, развитие которого напрямую связано с обеспечением биомедицинской безопасности значительных популяций и контингентов населения страны, первым из всех направлений фундаментальной и практической медицины перешло на молекулярно-генетический уровень исследований, в том числе проводимых исключительно в прикладных аспектах.

Процесс развития молекулярно-генетического направления иммуногенетики и иммунологии продолжается и в настоящее время, в том числе в рамках международных программ, в которых активное участие принимают исследователи и клиницисты, работающие в учреждениях ФМБА России. Следует особо отметить, что данное направление является приоритетным среди актуальных задач молекулярно-генетической биомедицинской безопасности государства.

Нет сомнения, что одним из направлений медико-биологической науки, непосредственно связанной с биомедицинской безопасностью, является клиническая трансплантация органов и тканей. И именно это направление, благодаря которому получила развитие иммуногенетика человека, достигло к настоящему времени беспрецедентных успехов. Благодаря достижениям иммуногенетики трансплантология превратилась в одну из передовых и быстро развивающихся отраслей медицинской науки.

В частности, нашел принципиальное решение вопрос о возможности широкого использования трансплантаций неродственного костного мозга или, по современной терминологии, кроветворных стволовых клеток (КСК), — единственного метода радикального лечения онкогематологических заболеваний человека и единственного средства борьбы с неблагоприятными (вплоть до летальных) последствиями радиоактивного и химического воздействия, в том числе в результате техногенных или иных катастроф. Более того, относительно недавно метод трансплантации КСК, совместимых с пациентом по антигенам HLA, стал использоваться при лечении тяжелых аутоиммунных заболеваний и различных висцеральных онкопатологий. Имеются определенные перспективы использования трансплантации КСК и при лечении манифестированных форм ВИЧ-инфекции/СПИДа.

В настоящее время в экономически развитых странах мира (в том числе в США и странах ЕС) службы трансплантации КСК являются необходимыми звеньями обеспечения биобезопасности государства. Именно поэтому одной из приоритетных задач систем здравоохранения в этих государствах является всемерная поддержка добровольного безвозмездного донорства КСК.

Также следует отметить, что, исходя из актуальных концепций биомедицинской безопасности государства, современный уровень развития иммуногенетики человека позволяет решать целый ряд задач, стоящих перед репродуктивной медициной. Это объясняется тем, что, благодаря использованию молекулярно-генетических подходов, за последние годы удалось установить механизмы участия генов иммунного ответа человека в реализации целого ряда патологических процессов, ведущих к бесплодию. В настоящее время эти данные используются в клинической практике как для диагностики, так и для назначения терапии. Развитие данного направления представляет особое значение для государств, включая Россию, имеющих серьезные проблемы демографического характера.

Другим важнейшим направлением развития иммуногенетики человека является установление факторов генетической предрасположенности или, напротив, устойчивости к социально значимым заболеваниям различного генеза. Следует подчеркнуть, что и в этом направлении наибольшие успехи достигнуты благодаря применению молекулярно-генетических методов, используемых как при изучении данных заболеваний, так и при обследовании больных. Это направление позволяет сегодня устанавливать как группы повышенного риска развития конкретных заболеваний, так и семейный и индивидуальный риск развития социально значимых заболеваний аутоиммунного, инфекционного, неинфекционного, в том числе онкологичес­кого, генеза.

Внедрение молекулярно-генетических методов иммуногенотипирования позволяет обследовать значительные контингенты населения, включая работников, занятых на объектах ФМБА, в том числе в целях установления профпригодности, а также и жителей прилегающих районов.

В течение длительного времени, начиная с открытия генов главного комплекса тканевой совместимости (комплекса HLA ), исследования в области иммуногенетики были сконцентрированы именно на данной генетичес­кой системе. Начиная с 2008 г. получило развитие новое направление в изучении генов иммунного ответа человека — исследование роли генов, не относящихся к системе HLA , в контроле иммунного ответа человека. Основная часть этих генов обеспечивает генетический контроль взаимодействия иммунокомпетентных клеток в развитии иммунного ответа, в том числе — с помощью цитокинов. Появление и развитие данного направления также целиком связано с совершенствованием молекулярно-генетических подходов для изучения структуры и функции этих генов, которые в 2010 г. получили официальное обозначение «не-HLA -гены иммунного ответа». Развитие этого направления открыло принципиально новую возможность в оценке иммунного статуса человека — получении экспресс-информации (в течение нескольких часов, а не суток) объективизированными и автоматизированными молекулярно-генетическими методами. Последнее позволяет осуществлять эффективную оценку иммунного статуса в экстремальных ситуациях вне специально подготовленных лабораторных помещений, что создает принципиально новые возможности для обследования пострадавших, в том числе в результате природных и техногенных катастроф, больных, а также для мониторинга состояния иммунной системы при различных нагрузках.

В настоящее время имеются как сертифицированные генотипирующие наборы для проведения таких исследований, так и современное оборудование отечественного производства, предназначенное не только для проведения молекулярно-генетического типирования, но и для генодиагностики социально значимых и особо опасных инфекций (ВИЧ-инфекции/СПИДа, гепатита, туберкулеза, SARS-CoV-2-инфекции/COVID-19 и др.)

Молекулярно-генетические подходы позволяют найти новые решения для обеспечения биомедицинской безопасности населения России, включающего в себя представителей различных этнических групп, которые, как было установлено в результате многолетних иммуногенетических исследований, различаются по частоте встречаемости различных вариантов определенных генов иммунного ответа. Последнее в значительной степени влияет на предрасположенность или устойчивость коренного населения тех или иных регионов России к социально значимым заболеваниям. Эти данные представляют несомненное значение для осуществления целевых профилактических мероприятий и тем самым способствуют повышению биомедицинской безопасности государства.

На протяжении многих веков основным бичом человечества были эпидемии инфекционных заболеваний. Отношение к ним ярко демонстрируют их бытовые названия в русском языке, например «мор», то есть «смерть». Именно эпидемии, а не кровопролитные войны, были основным фактором, определяющим среднюю продолжительность жизни человека тридцатью годами. Причем это происходило не только в античный период, но и в период Средневековья, и в эпоху Возрождения, и в последующие времена. Примечательно, что основные средства противостояния (в первую очередь санитарно-гигиенического характера) были более эффективны именно в античный и средневековый периоды, когда вследствие относительно низкой плотности населения отдельные его группы и в первую очередь города имели возможность на время эпидемий полностью прерывать сообщение с внешним миром. Увеличение плотности населения, в частности в Европе, а также великие географические открытия, следствием которых стал межконтинентальный «обмен» инфекциями, привели к развитию эпидемий, вызванных «новыми» для тех или иных этносов заболеваниями, к которым, как мы теперь знаем, у населения не было выработано специфического (приобретенного) иммунитета.

Путь к спасению человечества от опустошавших Европу эпидемий открыл в 1796 г. английский врач Эдвард Дженнер, благодаря своей наблюдательности и способности к логическому мышлению. Во время эпидемии оспы Дженнер обратил внимание на то, что ей не была подвержена одна группа населения — доярки, перенесшие так называемую коровью оспу. Это заболевание протекало легко и быстро, без случаев летального исхода. Дженнер сопоставил эти факты с данными о том, что немногочисленная часть населения, выжившая после заболевания натуральной (или черной) оспой, больше не заболевала ею в период последующих эпидемий. Эдвард Дженнер пришел к заключению о том, что перенесенная коровья оспа делает человека невосприимчивым (иммунным) к черной оспе, так же как и ранее перенесенная черная оспа.

Это предположение было подтверждено на практике. В 1796 г. Дженнер привил коровью оспу восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу, а через полтора месяца — человеческую оспу, и ребенок не заболел. Этот факт был неоднократно проверен Дженнером, и в 1798 г. он опубликовал свой труд «Исследование причин и действие коровьей оспы», в котором обос­новал и доказал высокую эффективность вакцинации против оспы. Уже в 1803 г. в Лондоне были основаны Королевское Дженнеровское общество и Институт оспопрививания (Дженнеровский институт), а Эдвард Дженнер стал его первым руководителем. С 1808 г. оспопрививание было введено в Англии как государственное мероприятие. Метод оспопрививания снискал широкую поддержку и стал применяться практически во всех странах Европы, включая Россию.

Метод Э. Дженнера открыл путь к созданию средств, обеспечивающих противостояние человечества эпидемиям особо опасных инфекций, уносивших жизни людей на протяжении столетий и опустошавших не только города, но и целые страны. В течение XIX и начала XX вв. были созданы вакцины против основных особо опасных и социально значимых заболеваний, включая холеру, столбняк, туберкулез, полиомиелит и т.д. Ведутся работы по созданию вакцин против нового вызова XX–XXI вв. — СПИДа. Разработаны и внедрены вакцины против COVID-19, вызываемого коронавирусом SARS-CoV-2. Это заболевание, идентифицированное в 2019 г., в короткий срок распространилось практически по всему миру и приобрело характер пандемии. Однако само значение открытия Э. Дженнера не ограничивается тем, что именно благодаря ему было создано новое направление клинической медицины — вакцинология.

Именно благодаря появлению и развитию вакцинологии возникла новая для XIX в. наука — иммунология, ставшая впоследствии одной из базовых медико-биологических наук. Первоначальным посылом для ее появления стало естественное стремление понять, каким образом формируется невосприимчивость, то есть иммунитет к тому или иному возбудителю.

Этот процесс шел одновременно с созданием новых вакцин, благодаря чему уже в конце XIX в. сформировалось общее представление об иммунном ответе организма на чужеродные агенты, в первую очередь инфекционного происхождения. Первоначальное внимание иммунологов было сосредоточено на изучении роли гуморального иммунного ответа, но в конце XIX в. был открыт клеточный иммунитет, и в течение определенного отрезка времени имела место конфронтация при рассмотрении роли клеточного и гуморального иммунитетов в развитии иммунного ответа.

В 1903 г. признанием роли как клеточного, так и гуморального иммунитета в развитии иммунного ответа стало присвоение Нобелевских премий Паулю Эрлиху за развитие учения о роли гуморального иммунитета и Илье Ильичу Мечникову за формирование теории клеточного иммунитета. Это событие ознаменовало новый этап в развитии фундаментальной и клеточной иммунологии и определило ход дальнейших исследований в этой области науки.

Следующим важнейшим этапом в развитии иммунологии стали открытие генов иммунного ответа (I r -генов) и формирование нового направления иммунологии — иммуногенетики. В частности, были разработаны и широко внедрены методы иммунодиагностики, иммунотерапии и мониторинга иммунного статуса социально значимых заболеваний не только инфекционного, но и аутоиммунного генеза.

Биобезопасность любого современного государства в значительной степени определяется уровнем развития фундаментальных и прикладных исследований в области иммунологии, в том числе иммунологии человека. Примером этого является возможность противостояния национальных систем здравоохранения пандемии ВИЧ-инфекции/СПИДа. Однако эффективной вакцины против этого заболевания до сих пор не создано. Новый яркий пример — быстрое создание эффективных вакцин против COVID-19. Первой в мире зарегистрированной вакциной против этого заболевания стал отечественный препарат «Спутник V», который в настоящее время уже поставляется в 71 страну с общим населением более 3 млрд человек.

Естественно, это полностью относится и к другим иммунозависимым заболеваниям, в том числе неинфекционного происхождения, например, аутоиммунным и онкологическим заболеваниям, представляющим все большую угрозу для человечества.

Для решения этих проблем наиболее важными являются достижения в области иммуногенетики — одного из основных разделов фундаментальной и прикладной иммунологии. Первоначально магистральным направлением исследований в иммуногенетике было решение задач генетического контроля иммунного ответа. В настоящее время представления о целях иммуногенетики значительно расширились и стало ясно, что иммуногенетика выполняет гораздо более широкие функции — вплоть до обеспечения выживания человека как вида.

Научные достижения в области иммуногенетики, одного из наиболее перспективных направлений биомедицинской науки, в настоящее время позволили реализоваться новому важнейшему клиническому направлению — трансплантации органов и тканей. Благодаря достижениям иммуногенетиков, в том числе отечественных, появились принципиально новые возможности в области вакцинопрофилактики и эпидемиологии инфекционных заболеваний; были решены актуальные медицинские проблемы в области репродукции и установления иммуногенетической предрасположенности и устойчивости к целому ряду социально значимых заболеваний [3, 6].

Основной предпосылкой для появления иммуногенетики явилась необ­ходимость решения проблемы клинической трансплантации органов и тканей. Дело в том, что уровень развития медицины уже во второй половине XIX — начале XX вв. технически позволял осуществлять пересадку органов и тканей. Однако за исключением ряда случаев, когда донором являлся близкий родственник и трансплантат приживался, во всех других случаях он отторгался.

В этот же период, в первую очередь благодаря работам Грегора Менделя, были установлены принципы наследования генов (1866 г.), хотя само название «гены» ввел датский ботаник Вильгельм Иогансен (1909 г.). Объектами их исследований были растения. Тем не менее они стали основой для развития генетики в целом, и сформулированные Г. Менделем принципы генетического наследования в дальнейшем легли в основу работ, выполненных на представителях животного мира, в первую очередь на мышах. Проведение генетических исследований на мышах стало возможным благодаря созданию с помощью внутрисемейного скрещивания линий, внутри которых все животные являлись генетически идентичными. Мыши каждой линии генетически отличаются не только от мышей «дикого типа», но и от мышей других линий. Один из критериев внутрилинейной генетической идентичности — толерантность к трансплантату (кожному лоскуту) от донора, принадлежащего к этой же линии [11, 12]. Используя этот факт, американский исследователь Джордж Снелл сформулировал основополагающие законы трансплантационного иммунитета и ввел понятие «главный комплекс тканевой совместимости» (МНС — Major Histocompatibility Complex) [12]. В серии работ, выполненных совместно с Питером Горером, была установлена экспрессия на клетках мыши антигенов, ответственных за тканевую совместимость, которые с тех пор обозначаются как Н-2 [12, 30]. В 1940-х годах Дж. Снелл подробно изучил данную систему антигенов.

Однако до использования этих знаний в клинической трансплантологии оставался еще значительный период времени. Дело в том, что методические приемы, использованные для изучения системы Н-2 мышей [24, 26], были неприемлемыми (с этической и правовой точек зрения) для изучения МНС человека. Решению этой проблемы современная иммуногенетика и клиническая трансплантология обязаны французскому иммуногематологу Жану Доссе, который нашел путь к получению реагентов для выявления и идентификации антигенов МНС человека [14, 21]. Основой его подхода послужила следующая гипотеза: поскольку родители каждого ребенка, как правило, не являются идентичными по антигенам МНС, то, согласно сформулированным Дж. Снеллом законам наследования антигенов МНС, ребенок получает строго по половине генотипа каждого родителя, и на поверхности его клеток должны экспрессироваться антигены обоих родителей. В результате в крови матери должны образоваться антитела против антигенов, входящих в МНС-генотип отца ребенка. Ж. Доссе считал, что эти антитела могут быть использованы для выявления МНС-антигенов человека и в дальнейшем — для определения набора МНС -генов конкретного человека [22]. Ж. Доссе использовал следующую модель исследования: он собрал значительное количество образцов сывороток от многорожавших женщин и перекрестно протестировал их с лейкоцитарной взвесью, полученной также от значительного количества мужчин. Ж. Доссе оказался прав: положительная реакция лейкоагглютинации с одним и тем же образцом лейкоцитарной взвеси была зарегистрирована при использовании нескольких образцов сывороток. Таким образом был открыт первый МНС-антиген человека, названный «MAC». Опубликованная Ж. Доссе работа, содержащая описание этого открытия, вызвала живейший интерес исследователей, работающих в области гематологии, иммунологии и хирургии [23]. Однако стало ясно, что для практического использования в клинической медицине требуется продолжение исследований в целях получения спектра антител ко всем или к большинству антигенов МНС человека [20], что позволило бы осуществлять МНС-типирование. Такая работа стала возможной благодаря созданию международного неправительственного сообщества исследователей, которые использовали схему, предложенную Ж. Доссе, и обменивались образцами клеток и сывороток. На первом совместном совещании был избран организационный комитет и принято решение координировать исследования путем создания 4-годичных программ, завершающихся Международными рабочими совещаниями и конференциями, подводящими итоги совместных исследований с постановкой задач для последующей программы. Следует отметить, что принятый на первом совещании алгоритм проведения исследований используется и в настоящее время. Однако если в работе первых программ принимали участие десятки исследователей, то в настоящее время в рамках 4-годичных программ работают тысячи научных коллективов, объединяющих десятки тысяч исследователей. Исследование системы МНС, начатое в 1960-х годах, с самого начала носило и носит по настоящее время характер «открытого» международного сотрудничества. Наиболее ярким примером этого является тот факт, что Ж. Доссе при вручении Нобелевской премии ему, Дж. Снеллу и Б. Бенасеррафу заявил, что международные исследования в области генетики гистосовместимости являются беспрецедентным примером гуманитарного сотрудничества, исключающего патентование результатов [22].

На первом совещании было решено персонифицировать наименование «МНС человека» и обозначить его как «система HLA» (Human Leukocyte Antigens) [17]. Уже в 1970-х годах участниками международных исследований по HLA рассматривался вопрос о целесообразности изменения названия данной генетической системы с HLA на «систему генов иммунного ответа». Однако было решено оставить старое историческое название, подразумевая при этом, что в действительности речь идет именно о генах иммунного ответа и их продуктах — HLA-антигенах.

Международное научное сообщество, изучающее гены иммунного ответа, объединяет исследователей практически из всех государств. В Европе функционирует Европейская федерация по иммуногенетике (EFI — European Federation for Immunogenetics, http://www.efiweb.eu), в США — Американское общество по изучению тканевой совместимости и иммуногенетики (ASHI — American Society for Histocompatibility and Immunogenetics, http://www.ashi-hla.org), в Австралии, Океании и Юго-Восточной Азии — Австралазийская и Юго-Восточноазиатская ассоциация по тканевому типированию (ASEATTA — Australasian and South East Asian Tissue Typing Association, http:// www.aseatta.org.au).

Использование в 1970–1980-х гг. в рамках международных исследований типирования HLA-специфичностей, основанного на выявлении белковых молекул с помощью серологических и клеточно-опосредованных методов, позволило развиться новой клинической дисциплине — трансплантологии органов — и внести значительный вклад в целый ряд уже существовавших отраслей медицины. Одновременно с этим именно в данный период удалось сформулировать основные представления о роли белковых молекул HLA в развитии целого ряда физиологических и патологических процессов в организме человека. В основе широкого спектра биологических функций HLA-антигенов лежит в первую очередь их участие в таких процессах, как межклеточное взаимодействие не только клеток иммунной системы, но и всех других ядросодержащих клеток человека; распознавание генетически чужеродных, в том числе собственных перерожденных, агентов и их уничтожение; формирование и поддержание толерантности к клеткам собственного организма [18, 19].

Таким образом, уже в указанный период времени, когда не имелось технической возможности проводить исследования непосредственно генома человека, были достаточно полно изучены протеомика генов иммунного ответа человека и ее роль в физиологических и патологических процессах, протекающих в организме человека [13, 29, 32].

Иммуногенетика человека, по-видимому, является единственной отраслью биомедицины, где протеомика была изучена и нашла широкое применение в догеномный период. Подтверждением этому, в частности, является следующий факт. В строении молекул HLA были обнаружены аминокислотные замены, приводящие к изменению их структуры, что, в свою очередь, ведет к изменению свойств данных молекул. И только через 10 лет в результате реализации программы «Геном человека» стало ясно, что основой этих изменений являются единичные нуклеотидные замены (SNP — Single Nucleotide Polymorphism), ведущие к появлению аллельных вариантов HLA -генов, продукты которых, то есть HLA-антигены, были известны десятью годами ранее.

Первоначальной целью сообщества иммуногенетиков было решение проблемы селекции тканесовместимых пар донор–реципиент для нужд трансплантации органов и тканей. Однако достаточно скоро стало ясно, что биологическая роль генов HLA и их продуктов — антигенов HLA — значительно шире и они выполняют в организме целый ряд физиологичес­ких функций, в том числе не связанных напрямую с иммунным ответом. В частности, они обеспечивают физиологическое взаимодействие всех ядросодержащих клеток организма человека, то есть обеспечивают само его существование. В основе этого взаимодействия лежит идентичность HLA-антигенов, экспрессированных на взаимодействующих клетках одного организма [1, 9].

Одновременно с этим HLA-антигены обеспечивают распознавание и уничтожение всех агентов, несущих чужеродную генетическую информацию в виде чужеродных белковых продуктов, чужеродных HLA-антигенов, включая собственные перерожденные, в том числе раковые, клетки.

Именно в «догеномный» период изучения HLA (1960–1985 гг.) были выполнены фундаментальные исследования, посвященные биологичес­кой роли HLA-антигенов. Благодаря работам нобелевских лауреатов Р. Цинкернагеля и П. Доэрти [33], был установлен феномен «двойного распознавания» чужеродных иммуногенных пептидов — основного этапа развития адаптивного иммунного ответа. Суть феномена заключается в том, что чужеродный иммуногенный пептид — инициатор иммунного ответа — распознается Т-клеточным рецептором, «запускающим» каскад иммунного ответа на данный пептид только в том случае, если он «представлен» Т-клеточному рецептору собственной молекулой HLA. На рис. 1-1 представлен этап распознавания пептида молекулами HLA класса II, а также эффекторный этап, обеспечиваемый молекулой HLA класса I. Как следует из рисунка, ответ на иммунодоминантный пептид развивается только в том случае, если он представлен собственной молекулой HLA организма.

Исключением является ситуация, когда пептид представляется чужеродными молекулами HLA, полностью идентичными собственным. Следует также отметить, что в том случае, если любой чужеродный иммуногенный пептид представляется Т-клеточному рецептору чужеродной для данного организма молекулой HLA, иммунный ответ будет развиваться не против этого пептида, а против чужеродной молекулы HLA как наиболее сильного из известных на сегодняшний день иммуногенов.

С помощью кристаллографии были установлены тонкие механизмы взаимодействия иммунодоминантного пептида и представляющей его молекулы HLA [15, 16]. Эти работы позволили установить принципы осуществления генетического контроля иммунного ответа, которые не подвергнуты пересмотру по настоящее время. Принципиально они состоят в следующем: для развития иммунного ответа на тот или иной иммунодоминантный пептид в антиген-связывающей области (бороздке) молекулы должны быть специфичные для данного пептида участки связывания (рис. 1-2).

Естественно, что биологически целесообразно наличие наибольшего количества пептид-связывающих участков (сайтов), взаимодействующих с различными иммунодоминантными пептидами. Последнее определяет уровень полиморфизма иммунного ответа. В случае отсутствия в HLA -генотипе сайтов для взаимодействия с иммунодоминантным пептидом конкретного возбудителя иммунный ответ не развивается. Это относится как к развитию иммунного ответа на болезнетворный инфекционный агент, так и на вакцину, созданную для профилактики данного заболевания. Вероятность такой ситуации снижается за счет того, что развитие иммунного ответа зависит от наличия конкретных сайтов связывания иммунодоминантных пептидов в HLA -генотипе, который, в свою очередь, состоит из двух HLA -гаплотипов. Один из них наследуется от отца, второй — от матери. В том случае, если эти гаплотипы полностью различаются между собой, уровень разнообразия является максимальным, то есть обеспечивается возможность ответа на значительное количество патогенов или вакцин. В том случае, если наследуемые гаплотипы частично, а тем более полностью совпадают (что вероятно при родственных браках), уменьшается количество распознаваемых патогенов или вакцин за счет того, что идентичные в двух гаплотипах сайты распознают одни и те же чужеродные агенты.

Проблема иммуногенетической неотвечаемости на конкретные возбудители инфекций или на вакцинацию является чрезвычайно актуальной для практического здравоохранения. Решение этой важнейшей для клиничес­кой медицины проблемы было найдено отечественными иммунологами Р.В. Петровым и P.M. Хаитовым, предложившими принципиально новый поход к преодолению такого рода иммуногенетической неотвечаемости. Разработанный ими метод «фенотипической коррекции иммунного ответа» стал основой для появления нового перспективного направления в вакцинологии [4, 5]. Авторы добились превращения фенотипически низкореагирующих на данный антиген (инфекцию) особей в высокореагирующие, модифицируя молекулу антигена иммуномодуляторами. Основу данного превращения составляет «дополнительное вовлечение» в иммунный ответ новых сайтов генов, участвующих в развитии иммунного ответа на данный антиген. Таким образом, этот подход открыл совершенно новые возможности создания вакцин нового поколения и в настоящее время позволил использовать достижения нанотехнологий в области направленной генетической «реконструкции» иммунного ответа. Примечательно, что именно этот подход является одним из наиболее перспективных для мирового здравоохранения на пути создания эффективной вакцины против ВИЧ-инфекции/СПИДа.

В природе существует ситуация, когда иммуногенетическое распознавание, не служа основой для уничтожения в организме чужеродных болезнетворных агентов, является тем не менее необходимым физиологическим звеном обеспечения существования любого биологического вида [23]. Причем этот процесс не направлен на уничтожение иммуногена. Речь идет о процессе репродукции. Дело в том, что для развития нормально протекающей беременности и появления здорового потомства с полноценной иммунной системой необходимым условием является иммуногенетическая несовместимость родителей. Именно эта ситуация обеспечивает поддержание иммуногенетического разнообразия человека, поскольку наследование генов HLA осуществляется по кодоминантному типу, когда ребенок наследует строго по половине от каждого родителя. В случае наличия у родителей общих HLA-антигенов (например, при родственных браках) может происходить снижение уровня полиморфизма (появление так называемых HLA -гомозиготных генотипов), что ведет к повышению вероятности возникновения неотвечаемости на конкретные болезнетворные агенты. Было выяснено, что HLA-совместимость супругов значительно повышает вероятность развития целого ряда нарушений в области репродукции, таких как идиопатическое бесплодие, привычное невынашивание беременности, тяжелые токсикозы беременности и др. Принципиальная возможность профилактики этих осложнений беременности была разработана уже в 1980-е годы. Однако результатом такого рода вмешательства является высокая (практически до 100%) вероятность появления HLA -гомозиготного потомства, среди которого, как указывалось, повышена вероятность отсутствия иммунного ответа на целый ряд инфекционных агентов. Помимо этого, среди HLA -гомозигот также повышена частота встречаемости онкологичес­ких и аутоиммунных заболеваний, что связано с нарушением иммунного распознавания. В случае онкологических заболеваний речь идет о нарушении распознавания собственных измененных клеток [23]. В случае аутоиммунных заболеваний нарушается распознавание собственных неизмененных клеток за счет наличия в протеоме больных антигенов, общих с антигенами возбудителей ранее перенесенных заболеваний. Таким образом, для родителей с указанными репродуктивными проблемами, в протеоме которых имеются общие HLA-антигены, существует выбор: отказ от общего ребенка или использование иммунотерапии, которая, возможно, позволит иметь ребенка с заведомо сниженной иммунной защитой.

В 1970-х гг. получило свое развитие еще одно направление иммуногенетики — «HLA и болезни». Было установлено, что с конкретными HLA-антигенами ассоциирована предрасположенность или, напротив, устойчивость к конкретным заболеваниям. Наиболее выраженной оказалась ассоциация с аутоиммунными заболеваниями, в том числе социально значимыми, такими как сахарный диабет 1-го типа, системная красная волчанка, анкилозирующий спондилит. Также было установлено, что такого рода ассоциации обнаруживаются между HLA и определенными формами инфекционных и онкологических заболеваний [6, 8]. Одновременно с этим проведение масштабных международных исследований в области «HLA и болезни» стало основой для развития нового направления, получившего название «HLA и антропология». Его развитие связано со следующим: было установлено, что степень выраженности ассоциаций конкретных HLA-антигенов с заболеваниями весьма варьирует в зависимости от расовой и/или этнической принадлежности обследуемой группы и что иммуногенетический профиль групп здорового населения, используемых в качестве групп сравнения, в значительной степени различается.

Эти данные послужили основанием для того, чтобы развернуть широкие международные сравнительные исследования по изучению особенностей HLA-полиморфизма в отдельных этнических группах, проживающих в различных регионах мира. Первые результаты этих обследований были обобщены на XI Международном рабочем совещании и конференции по изучению HLA (г. Иокогама, Япония, 1991 г.). В работе данного форума принимали участие более 3000 ученых, представляющих свыше 2000 научных коллективов. Коллективу исследователей из ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, г. Москва была вручена медаль за наибольший вклад в развитие направления «HLA и антропология». Это направление стало приоритетным в программе форума. Дальнейшее развитие данного направления позволило наиболее полно установить генетическую взаимосвязь между отдельными популяциями и этническими группами, населяющими различные регионы мира. Использование для этих целей именно HLA -полиморфизма определяется в первую очередь тем, что данная генетическая система является наиболее разнообразной (полиморфной) из числа генетических систем человека, что делает ее наиболее информативной при сопоставительном анализе различных рас и этнических групп населения [9]. Одновременно с этим открываются принципиально новые возможности международного обмена тканесовместимыми трансплантатами органов и тканей (в первую очередь кроветворными стволовыми клетками — КСК) [10]. На рис. 1-3 представлена дендрограмма, отражающая сходство и различие в распределении генов иммунного ответа в различных этнических группах населения, проживающих в различных регионах мира, включая Россию и ближнее зарубежье (последнее исследование выполнено сотрудниками Института иммунологии). На этой дендрограмме представлены данные исследований по распределению генов HLA-DRB1, несущих основную ответственность за распознавание чужеродных, в том числе болезнетворных, агентов и собственных перерожденных клеток.

Примечательно, что XI Международное рабочее совещание стало первым всемирным научным форумом, на котором были представлены данные, полученные при проведении международных исследований не только с использованием протеомного, но и геномного анализа. В этой части научной программы также принимал активное участие коллектив исследователей Института иммунологии. Проведение анализа системы HLA на геномном уровне стало возможным благодаря тому, что в 1985 г.

Керри Мюллисом была открыта полимеразная цепная реакция (ПЦР), позволившая проводить широкомасштабные молекулярно-генетические исследования. Переход с протеомных на молекулярно-генетические методы изучения системы HLA привел к прорыву практически во всех направлениях исследований иммуногенетики человека. Так, количество типируемых HLA -специфичностей возросло к настоящему времени от 138 (белковых антигенов) до почти 33 000 аллелей, выявленных методом молекулярно-генетического анализа (по состоянию на начало 2022 г.) [25]. Указанные гены представлены на рис. 1-4. Они организованы в 3 основных класса. Класс I включает гены А, В, С, Е, F и G , обеспечивающие развитие эффекторного звена иммунитета и участвующие в репродуктивной функции. В области генов класса II локализованы гены DR, DQ и DP, продукты которых обеспечивают иммунологическое распознавание чужеродных агентов (основная функция генов иммунного ответа). Помимо них, в области генов HLA класса II картированы так называемые «неклассические» гены LMP ,TAP , DM , CLIP и др., ответственные за процессинг и презентацию иммунодоминантных пептидов, то есть за выделение из антигена иммунодоминантного пептида и его «доставку» к соответствующим пептид-связывающим участкам молекулы HLA. В области генов HLA класса III локализованы гены СЗ , ответственные за функцию комплемента, а также гены TNF , кодирующие белки фактора некроза опухолей, HSP , кодирующие белки теплового шока, и др. Эти гены объединены сходной функцией — обеспечением «неспецифической» защиты организма от чужеродных агентов без стадии распознавания генетически чужеродных агентов [6, 7].

Вполне естественно, что молекулярно-генетическое типирование нашло практическое применение в клинической трансплантологии. Дело в том, что еще до его создания (в 1970-1980-е гг.) подбор тканесовместимых пар донор-реципиент, основанный исключительно на HLA-протеомном анализе, мог быть относительно эффективен только при пересадках органов [7, 28, 31], но не КСК. Однако в настоящее время использование молекулярно-генетических методов HLA -типирования не только сделало более эффективными органные трансплантации, но и позволило проводить эффективные пересадки КСК за счет того, что в 80% случаев удается подобрать тканесовместимые КСК, необходимые для пересадки больным онкогематологическими заболеваниями [2].

Подбор тканесовместимых пар для трансплантаций КСК требует значительно более высокого уровня тканевой совместимости по сравнению с органными пересадками. Это определяется в первую очередь тем, что сами трансплантируемые КСК являются, в отличие от органных трансплантатов, иммунокомпетентными клетками, которые в случае HLA-несовместимости развивают «иммунную атаку» на клетки организма больного. Под высоким уровнем подбора тканесовместимых КСК следует понимать HLA -генотипирование на уровне установления аллельных вариантов генов HLA. Под аллельными вариантами подразумеваются гены HLA, имеющие незначительное отличие от исходного (дикого) варианта. Эти отличия могут касаться единичных нуклеотидных замен в геноме (SNP), ведущих к незначительным отличиям в аминокислотной последовательности, меняющим протеомную структуру HLA-антигенов. Последнее, в свою очередь, может придавать такой молекуле HLA новые биологические свойства, в том числе сделать эту молекулу тканенесовместимой с молекулой, кодируемой исходным геном. В основе формирования полиморфизма на уровне аллельных вариантов лежит мутационный процесс, но, в отличие от «обычных» мутаций, в ряде случаев SNP-мутации закрепляются и приобретают распространенность в конкретной популяции в виде аллельного варианта того или иного гена. Аллельным вариантом гена (в отличие от обычной мутации) называются варианты того или иного гена, встречаемого в популяции с частотой выше 1%. Как правило, появление новых аллельных вариантов гена связано с их биологической целесообразностью в эволюционном процессе, в том числе с преимуществами выживания носителей этих вариантов гена. Именно этот механизм лежит в основе формирования чрезвычайно высокого уровня полиморфизма генов HLA.

Полиморфизм HLA является основой иммуногенетической защиты человека от чужеродных агентов. По существу, именно он в первую очередь определяет и поддерживает биологическую индивидуальность человека. Поэтому для решения проблемы подбора тканесовместимого донора КСК необходим подбор, приближающийся к полностью совместимым (на уровне аллельных вариантов) парам донор–реципиент. Следует учитывать, что вероятность нахождения такого уровня совместимости среди неродственных пар колеблется от 1 на 1 000 000 до 1 на 3 000 000 для представителей различных этнических групп.

Система HLA является наиболее полиморфной среди генетических систем всех биологических видов, населяющих Землю, включая человека. Существует достаточно обоснованное мнение, что именно это обстоятельство обеспечило наибольшую выживаемость человека как вида, и наиболее ярко это демонстрирует многовековая история борьбы человека с инфекциями. Дело в том, что именно иммунная система должна распознавать любые, в том числе новые, болезнетворные агенты и обеспечивать формирование адекватного ответа на них. Это было установлено благодаря протеомным и молекулярно-генетическим исследованиям последних десятилетий, когда стало ясно, что иммунная функция HLA -генов и их продуктов отнюдь не ограничивается обеспечением представления иммунодоминантных пептидов Т-клеточным рецепторам и запуском иммунного ответа на эти пептиды. В действительности именно так называемые «неклассические» молекулы HLA обеспечивают все этапы «выделения» иммунодоминантных пептидов из чужеродных молекул и клеток (включая бактериальные) и их доставку антиген-представляющим структурам молекул HLA, которые лишь после связывания пептидов с соответствующими сайтами могут экспрессироваться на поверхности клеток и полноценно участвовать в иммунном ответе (рис. 1-5). Как следует из рисунка, к этим генам, контролирующим функции, называемые процессингом и презентацией иммунодоминантных пептидов, относятся HLA-TAP и HLA-LMP, ответственные за функцию молекул HLA класса I, и HLA-CLIP и HLA-DM, ответственные за функцию молекул HLA класса II. Также следует отметить, что нарушение функции этих генов и их продуктов ведет к развитию тяжелых форм иммунной недостаточности, включая инфекционные, онкологические и аутоиммунные заболевания.

Таким образом, система HLA обеспечивает и контролирует почти все этапы развития иммунного ответа человека. «Недостающим» звеном в этой ее функции является передача сигналов запуска иммунного ответа от этапа его инициации, осуществляемой с помощью молекул HLA класса II к эффекторному этапу, осуществляемому Т-хелперами и Т-клетками-эффекторами. Что касается этого «недостающего» звена, то его иммуногенетический контроль осуществляет группа генов, контролирующих цитокины, которые по современной номенклатуре относят к «не-HLA -генам иммунного ответа».

Естественно, что отдельно взятый организм не в состоянии обладать столь высоким уровнем генетического разнообразия, который мог бы обес­печить присутствие в антиген-распознающей бороздке сайтов для любого вновь появившегося болезнетворного агента. Однако такая задача решаема на популяционном уровне, где структура распознающих сайтов отличается крайне выраженным разнообразием. Более того, одним из важнейших достижений биомедицинской науки, явившимся результатом реализации программы «Геном человека», стало формирование представлений о роли генетического полиморфизма на уровне одиночных SNP. Наиболее яркий пример SNP — именно система HLA , которая, как указывалось, является наиболее полиморфной системой человека, включающей более 31 600 аллельных вариантов генов, «закрепившихся» в геноме в силу той или иной биологической целесообразности. Очень важно, что значительная часть вариантов SNP одного и того же гена выполняет отличные или даже противоположные от основного (дикого) гена функции. По существу, процесс формирования полиморфизма на уровне одиночных нуклеотидных замен в системе HLA служит наиболее ярким проявлением позитивной биологической роли мутационного процесса, в результате которого возникают и закрепляются новые аллельные варианты генов иммунного ответа. Именно это обеспечивает выживание человека как вида в условиях агрессивной окружающей среды, что подтверждают данные о формировании современных HLA -профилей населения различных регионов мира [19]. Так, наиболее часто встречаемым среди коренного населения Европы является гаплотип HLA-A1-B8-DR3. Частота встречаемости этого гаплотипа значительно превышает таковую не только у представителей других рас, но и статистически ожидаемую, поэтому этот гаплотип считается классическим иммуногенетическим маркером европеоидов. Уже в 1970-х гг. выдающийся иммуногенетик Вальтер Бодмер выдвинул гипотезу, согласно которой это превышение связано с тем, что у носителей данного гаплотипа имелось селективное преимущество в выживании в условиях античных и средневековых пандемий [19]. Эта точка зрения была поддержана основателем иммуногенетики — Жаном Доссе. В 1980-х гг. сотрудниками Института иммунологии была проведена серия работ, в которых было установлено, что наличие данного гаплотипа и входящих в него антигенов ассоциировано с основными эффекторными функциями врожденного иммунитета (активность естественных клеток-киллеров, фагоцитоз и др.) [6].

Примечательно, что врожденный иммунитет обеспечивает защиту организма от болезнетворных вирусов, бактерий и злокачественно перерожденных клеток. Встреча коренного населения Америки с европейцами во время освоения континента закончилась для аборигенов трагически, поскольку встречаемость указанных HLA-гаплотипов и, соответственно, уровень врожденного иммунитета у них были и остаются чрезвычайно низкими и не обеспечивали эффективной защиты против привезенных инфекционных агентов.

Относящееся к европеоидной расе население Земли «расплачивается» по настоящее время за высокий уровень частоты встречаемости гаплотипа HLA-A1-B8-DR3, который ассоциирован с предрасположенностью к заболеваниям аутоиммунного генеза, включая сахарный диабет 1-го типа и ряд других эндокринологических патологий, а также системную красную волчанку, анкилозирующий спондилит, миастению Гравис и др.

Примечательно, что в большинстве стран мира с населением, принадлежащим монголоидной расе (ориенты), аутоиммунные патологии составляют малый процент в структуре заболеваемости. Практически единственным исключением является популяция узбеков, занимающая первое место в мире по числу случаев сахарного диабета 1-го типа среди представителей ориентов. Только в данной этнической группе ориентов частота встречаемости гаплотипа HLA-A1-B8-DR3 приближается к таковой у европеоидов.

Приведенные примеры основаны на историческом опыте человечества, однако подобные механизмы могут играть роль и в настоящее время. Это относится, в частности, к «чуме» XX и XXI вв. — СПИДу. Вирус СПИДа поражает клетки иммунной системы, несущие рецептор CD4 (характерный для субпопуляции иммунокомпетентных клеток — Т-хелперов, принимающих непосредственное участие в инициации и контроле иммунного ответа). Рецепторы CD4 являются основными «воротами», через которые ВИЧ попадает в иммунную систему человека. Однако обязательным участником этого процесса является еще один рецептор — CCR5, не относящийся к системе HLA , но играющий важную роль в формировании иммунного ответа. Среди возникших в результате мутационного процесса аллельных вариантов гена, кодирующего этот рецептор, имеется вариант CCR5Δ32 , содержащий небольшую делецию. Кодируемый им рецептор не связывается с ВИЧ и тем самым блокирует его проникновение в клетку, предохраняя организм от развития заболевания. Этот процесс имеет место только в случае, если делеция CCR5Δ32 есть на обеих гомологичных хромосомах. В случае гетерозиготного генотипа, то есть когда делеция представлена только на одной хромосоме, заболевание может развиваться, хотя и протекает в менее агрессивной форме. Сотрудниками Института иммунологии было проведено изучение частоты встречаемости мутации CCR5Δ32 на массиве около 1000 «здоровых» людей, относящихся к 10 этническим группам, принадлежащим двум расам: европеоиды и ориенты, проживающие на территории России и бывших республик СССР. Наиболее высокая частота встречаемости гомозигот CCR5Δ32 выявлена на Северо-Западе европейской части России и снижается по направлению к Киргизии и Туве (подробнее см. главу 4).

Таким образом, подтверждаются представления о возможной роли агрессивных факторов окружающей среды в формировании межпопуляционных различий в иммуногеноме человека. Эти представления подтверждаются не только на уровне воздействия инфекционных агентов, но и таких неблагоприятных для человека факторов, как радиация [1, 9].

В заключение отметим, что система генов иммунного ответа стоит на страже своего разнообразия, препятствуя появлению гомозигот по принадлежащим к ней генам. Этим обеспечивается биологическое преимущество гетерозигот, имеющих, в частности, значительно меньший шанс по сравнению с гомозиготами в развитии практически всех социально значимых заболеваний человека. В настоящее время активно развивается иммуногеномика — направление молекулярной генетики, посвященное изучению механизмов реализации иммунного ответа на генном уровне. Особенностью данного научно-практического направления является то, что представления о строении самой полиморфной генетической системы организма изначально базировались на исследованиях белковых молекул, кодируемых комплексом генов HLA .

Расшифровка генома человека стала одним из достижений человечества в XX в. Однако эту работу никак нельзя считать законченной. Более того, основная часть практических результатов будет, по-видимому, получена в течение не одного десятка лет. Это связано с тем, что сама по себе расшифровка отдельных участков генома далеко не всегда дает возможность применить эти знания на практике. Необходимы установление и изучение функции белковых продуктов тех или иных генов, поскольку именно они принимают непосредственное участие в осуществлении различных функций организма. Этот этап изучения геномики человека называется протеомикой. Разумеется, достижения и прорывы в различных областях протеомики неоднозначны. Однако есть много оснований для того, чтобы считать, что наибольшие знания не только геномики, но и протеомики имеются сегодня в области исследований главного комплекса тканевой совместимости человека — системы HLA . Последнее объясняется тем, что уже с конца 1950-х гг. интенсивно исследовались именно белковые продукты системы HLA и на основании их анализа судили о генах HLA . Таким образом, к началу периода изучения именно геномики HLA протеомика данной генетической системы была изучена достаточно полно. При этом следует напомнить, что и начало исследований геномики HLA (1980-е гг.) значительно опередило начало интенсивных исследований в области геномики человека в целом. Результатом этого стал факт наиболее полного и широкого понимания не только структур, но и функции (то есть протеомики) системы HLA .

Тем не менее при изложении современного состояния знаний в области геномики и протеомики системы HLA мы сочли целесообразным представление данных не в порядке их получения, то есть начиная с протеомики, а с геномики. Это связано с тем, что именно такая последовательность является, на наш взгляд, более логичной для освещения современных знаний о функции системы HLA.

Традиционно гены HLA и их продукты разделяют на 3 класса — I, II, III. Причем в клеточном взаимодействии и регуляции иммунного ответа участвуют в основном антигены HLA классов I и II — продукты соответствующих генов (класс I и II).

Гены HLA класса I, которые иногда также по традиции называют генами, кодирующими трансплантационные антигены, первоначально были подразделены на 3 локуса, называемые А, В и С. Однако сегодня, кроме генов этих локусов, в класс I системы HLA включаются еще 18 генов HLA класса I, 11 из которых являются псевдогенами, а 7 — ассоциированы с продуктами транскрипции [65, 83].

Расположение генов А , В и С на хромосоме следующее: крайний к центромере локус HLA-B на 0,2 сМ (1 сМ соответствует 1×10⁶ пар нуклеотидов ДНК); в сторону теломеры расположен локус HLA-C и на 0,8 сМ в сторону теломеры расположен локус HLA-A [55].

«Соседом» кластера генов HLA класса I является ген, относящийся к классу III, — С2, расстояние до которого от HLA-B составляет 0,65×10⁶ пар нуклеотидов Всего же размер кластера генов HLA класса I составляет 1,4×10⁶ пар нуклеотидов.

Организация генов HLA класса I имеет высокую степень гомологии. В них содержится 8 экзонов (рис. 2-2). 1-й экзон кодирует сигнальную последовательность; 2-й, 3-й и 4-й — домены α1, α2 и α3 соответственно, молекулы HLA. 5-й экзон кодирует трансмембранный участок цепи, цитоплазматический участок кодируют экзоны 6 и 7. 3’-нетранслируемый участок кодирует экзон 8 (3’-UTR).

Межэкзонные различия между генами локусов А , В и С состоят в том, что гены HLA-A и HLA-В содержат втрое больше нуклеотидов (1080) в 5-м экзоне по сравнению с генами локуса HLA-C.

В дополнение к «классическим» локусам HLA-A, -В и -С к классу I относятся также гены HLA-E, -F, -G (рис. 1-4). Гены Е локализованы между HLA-B и -С , а кодируемые ими антигены экспрессируются на покоящихся (зрелых) периферических Т-лимфоцитах и клетках карциномы человека. Гены HLA-F и -G картированы в сторону от теломеры на расстояние 80 сМ [55] (рис. 1-4). Благодаря использованию метода ДНК-генотипирования с применением сиквенс-специфических олигонуклеотидов при секвенировании HLA-E установлено 295 аллельных вариантов, кодирующих 118 вариантов белков [14]. В гене HLA-F выявлено 48 аллелей, кодирующих 7 белковых вариантов [63].

Экспрессия антигенов, кодируемых локусом HLA-G, впервые была установлена на клетках хориокарциномной клеточной линии, а также на мембране клеток при хроническом цитотрофобластозе [32]. Их физиологическая функция связана в первую очередь с репродукцией (подробнее см. гл. 4). Методом Polymerase chain reaction-Restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) был установлен аллельный полиморфизм HLA-G в экзонах 2 и 3 [67]. Всего к настоящему времени установлено 94 аллельных вариантов HLA-G. Следует отметить, что вопрос о степени полиморфизма у описанных выше «неклассических» генов остается открытым, как остается открытым и вопрос о биологической функции их самих и их продуктов.

Несколько новых генов с необычной периодической структурой идентифицированы на расстоянии 250 kb от гена HLA-A в центромерном направлении. Анализ нуклеотидных последовательностей этих генов показал, что они относятся к псевдогенам. В этом же субрегионе комплекса HLA идентифицирован экспрессирующий ген, обозначенный как CD12 и рас­положенный на расстоянии 50 kb от гена HLA-A. Кодируемый им белок по своей структуре отличается от классических антигенов HLA класса I [30].

Также к генам HLA класса I относятся гены локуса MIC (MICA и MICB). Аббревиатура MIC расшифровывается как МНС class I Chain-related genes. Эти гены локализуются на 6-й хромосоме в непосредственной близости от HLA-B [49]. Молекула MIC-A состоит из 383 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу 43 кД. Антигены MIC обладают способностью связывать пептиды и другие короткие лиганды. В настоящее время не ясно, являются ли MIC-антигены более древними либо, напротив, происходящими от классических антигенов класса I [10]. При нуклеотидном секвенировании установлено 17 аллельных вариантов генов MICA и MICB, в геноме MICA обнаружено 5 различных аллельных вариантов, полиморфных по микросателлитным участкам [65]. Установлена взаимосвязь между микросателлитным полиморфизмом MICA и болезнью Бехчета. Данная ассоциация оказалась более выраженной, чем известные ранее ассоциации болезни Бехчета с классическими антигенами HLA.

В последнее время обнаружено, что антигены MICA участвуют в активации взаимодействия Т-клеточного рецептора (TCR) с молекулой МНС и принимают участие в развитии Т-клеточно-опосредованной цитотоксичности и активности НК-клеток; тем самым, в частности, играя роль в обеспечении противоракового иммунитета [11]. Таким образом, по-видимому, антигены MIC по своей физиологической значимости приближаются к таковой, установленной для классических антигенов HLA.

Молекулярно-генетический анализ позволяет разделить регион HLA класса II на отдельные локусы (рис. 1-4). Внутри локуса HLA-DR кодируются относительно неполиморфный ген α-цепи — DRA (2 аллельных варианта) и несколько генов β-цепи — DRB1–DRB9. Из данных генов β-цепи экспрессируются DRB1, DRB3, DRB4 и DRB5. Интересно, что количество DRB- генов на данной хромосоме зависит от DR-специфичности гаплотипа. Внутри HLA-DQ и -DP -региона кодируются 2 гена α- и 2 гена β-цепи. Однако экспрессированы только DQA1, DQB1 и DPA1, DPB1.

Каждая молекула HLA несет только одну антиген-связывающую бороздку, которая тем не менее должна обеспечить представление всего разнообразия пептидов. Это обеспечивается за счет экстремально высокого уровня HLA-аллельного полиморфизма. Помимо этого, двум из генов HLA класса II — HLA-DQ и HLA-DP присуща еще одна особенность: продукты этих генов имеют различные функционально активные молекулы, в зависимости от cis - и trans -положения при ассоциации α- и β-цепей. Для идентификации аллельных вариантов генов HLA Номенклатурный комитет ВОЗ ввел новую официальную номенклатуру, отличную от ранее существовавшей для обозначения антигенов HLA [14]. Естественно, что количество аллельных вариантов HLA значительно превосходит количество ранее известных соответствующих антигенов HLA. Более того, в отношении ряда локусов HLA имеются уже не количественные, а качественные отличия, поскольку серологическими или клеточно-опосредованными методами продукты ряда генов не выявляются.

Для сопоставления возможностей выявления специфичностей HLA на уровне антигенов с таковыми на молекулярно-генетическом уровне приведена табл. 2-1.

Действительно, из табл. 2-1 следует, что молекулярно-генетическое генотипирование HLA не только позволяет идентифицировать почти на порядок большее количество специфичностей HLA , чем серологические и клеточно-опосредованные методы, но и идентифицировать новые гены как в классе I, так и в классе II. Помимо этого, в классе II в локусах HLA-DQ и -DP идентифицируются аллельные варианты, определяемые полиморфизмом отдельных цепей, например DQA1 и DQB1.

На наш взгляд, для понимания реализации роли системы HLA было бы целесообразным более подробно осветить вопрос о роли полиморфизма отдельных генов HLA в осуществлении иммунных функций.

Так, гены DR -локуса включают 1 низкополиморфный регион, кодирующий α-цепь. До настоящего времени полиморфизм HLA-DRA установлен относительно наличия серина или валина в положении 217 [33]. Таким образом, имеются 2 аллельных варианта гена DRA.

Напротив, в высокополиморфном HLA-B -регионе полиморфизм проявляется как на уровне экспрессирующих генов, так и псевдогенов. Наиболее полиморфным из генов HLA-DRB является HLA-DRB1, насчитывающий к настоящему времени более 3090 аллельных вариантов.

Локус DQ содержит по 2 пары генов А и В (рис. 1.4). Полиморфизм этого локуса в значительной степени связан с геном DQB-1 (2193 аллеля).

Третьим из хорошо изученных локусов HLA класса II является DP -регион, в котором экспрессирующим являются также 2 гена — DPA1 и DPB1, в то время как DPA2 и DPB2 являются псевдогенами [81].

Исследования последовательности DPA1 -генов позволило установить к концу 2021 г. наличие 373 аллелей, в DPB1 -регионе было установлено 1909 аллелей [63, 73]. Следует отметить, что для антигенов локуса HLA-DP установлен значительно более низкий уровень полиморфизма (на уровне аминокислотных последовательностей) по сравнению с генами локусов HLA-DR и -DQ.

Помимо хорошо изученных генов HLA класса II, в регионе HLA-D установлены новые гены HLA (рис. 1-4), среди них в первую очередь стоит остановиться на генах HLA-DOB; HLA-DNA и особенно HLA-DM (DMA и DMB), LMP и ТАР . 3 последних локуса обеспечивают такую важнейшую функцию, как процессинг и экспрессия антигенов HLA на поверхности клеток [23].

Гены HLA-DOB выявлены в ДНК-библиотеке, полученной из В-лимфо­бластоидных линий, и при этом была установлена 70% нуклеотидная гомология с генами DRB, DQB и DPB. Гены HLA-DOB картированы между DQ и DP, их экспрессия установлена на уровне мРНК в В-клеточных линиях и в Т-клеточных линиях, стимулированных γ-интерфероном [83].

Гены HLA-DNA были получены из геномной ДНК, гибридизированной с HLA-DRA, и они открываются на уровне рибонуклеиновой кислоты (РНК), выделенной из В-клеточных линий [83]. Гены локализированы в непосредственной близости от HLA-DQB в сторону центромеры (рис. 1-4). Гены HLA класса III расположены на хромосоме между генами HLA класса I и II и выполняют целый ряд важнейших биологических функций. До последнего времени этот регион был сравнительно малоизучен по сравнению с генами класса I и II.

Генам HLA класса III принадлежит значимая физиологическая роль. Так, одним из генов HLA класса III, привлекающих наибольшее внимание исследователей, работающих как в области изучения структуры системы HLA, так и по проблеме «HLA и болезни», является ген CYP21. Продукт этого гена — антиген HLA-B42. Его основная функция — контроль активности цитохрома Р450. Дефицит этого фермента приводит к развитию синдрома конгенной гиперплазии надпочечников, частота которой составляет в популяции европеоидов 1/10 000. В норме функцию ферментов кодирует ген CYP21; в то время как CYP21A является псевдогеном.

Дефицит 21-гидроксилазы (21-ОН) в 25% обусловлен делецией не только CYP21B, но и гена С4В в результате генной конверсии [43]. Гены С4 (С4А и С4В) кодируют 4-й компонент комплемента. Этот сывороточный белок с молекулярной массой 200 кД синтезируется как молекула-предшественник, которая при созревании образует белок, состоящий из 3 цепей — α, β и γ (с молекулярной массой 75, 95 и 30 кД) соответственно. Компоненты С4А и С4В различаются как по физическим свойствам, так и по биологической эффективности. Так, С4А в 100 раз эффективнее, чем С4В, связывает аминогруппы. Секвенирование С4А и С4В позволило установить различия в последовательности 6 аминокислотных остатков в α-цепи.

Исследование полиморфизма С4 в различных популяциях представляет значительный интерес для изучения проблемы «HLA и болезни». Так, в популяциях европеоидов наличие «нулевого аллеля» С4А в большинстве случаев ассоциировано с делецией сегмента региона HLA класса III, включающего гены С4А и CYP21A. Помимо этого, наличие «нулевого аллеля» в гаплотипе ассоциировано с предрасположенностью к системной красной волчанке (СКВ) и другим аутоиммунным патологиям. Следует отметить, что только полное отсутствие С4 (результат гомозиготности в обоих локусах) также имеет выраженную ассоциацию с СКВ. Что касается ассоциации СКВ и гаплотипом HLA в целом, то наиболее сильная связь с предрасположенностью к СКВ установлена для гаплотипа HLA-A1-B8-DR3-C4.

Непосредственно к С4А со стороны теломеры примыкает ген G11 [79] (рис. 2-2). Ген G11 экспрессирован в моноцитах, макрофагах, Т- и В-лимфоцитах и клетках печени. Он кодирует серин/треонин-киназу, локализованную в ядре [41].

Ген В (Bf) функционирует в значительной степени совместно с геном С2 , принимая участие в «запуске» каскада комплемента, включая активацию С3- и С5-компонентов комплемента, кодирующихся генами, которые находятся вне системы HLA . Дефицит В-фактора описан только в гетерозиготе [85]. В гомозиготе дефицит В-фактора не описан и, по-видимому, является летальным.

Как С2-, так и Вf- гены полиморфны. Среди аллелей гена С2 наиболее часто встречается вариант С2С. При этом наиболее частыми в Вf- генах являются аллели F и S.

Дефицит С2 — наиболее частая форма недостаточности системы комплемента у человека (частота отсутствия С2 в гомозиготе 1:10 000). У 40% больных СКВ обнаружен дефицит С2 [78]. Отсутствие С2 связано не с делецией участка ДНК, а с нарушением транскрипции мРНК [77].

На расстоянии 92 тысяч пар нуклеотидов от С2 в сторону от центромеры, в пределах локуса МНС класса III, находится кластер генов теплового шока 70 (HSP70 — 70 kilodalton Heat Shock Proteins), включающий 3 гена — HSP70-1 (HSPA1A в соответствии с номенклатурой HGNC), HSP70-2 (HSPA1B) и HSP70-HOM (HSPA1L). Первые 2 гена имеют сходную последовательность и кодируют практически идентичные белковые продукты [64]. Третий ген теплового шока из расположенных на 6-й хромосоме локализован в 4 тысячах пар нуклеотидов дальше в сторону теломеры и также характеризуется высокой степенью гомологии с другими генами кластера. Белки, кодируемые данными генами, включают 641 аминокислотный остаток. Усиление экспрессии генов кластера HSP70 происходит в ответ на повышение температуры до 42°С.

Продукты HSPO -локуса играют определенную роль в интрацеллюлярном транспорте пептидов и вызывают развертывание белка перед преципитацией антигена. Установлен полиморфизм гена HSPO70-1 на уровне промоторного региона и HSP70-HOM на уровне кодирующего участка [64].

Крайним в сторону теломеры среди генов HLA класса III является локус TNF, отстоящий на 600 кД от локуса HLA-B [84]. В локус входят 2 гена А , кодирующие белок из 156 аминокислот, и TNF-B, кодирующий белок, включающий 171 аминокислоту.

Секвенирование генов TNF свидетельствует о 35% гомологии фактора некроза опухоли (ФНО)α и ФНОβ. Оба белка секретируются активированными макрофагами и Т-лимфоцитами и оказывают плейотропное действие на различные типы клеток, включая различные субпопуляции лимфоцитов, нейтрофилы и эпителий сосудов [51].

Указанные механизмы действия белков ФНО, а также их влияние на воспалительный процесс, опосредованный ими цитолитический и цитотоксический эффект против раковых клеток обеспечивают важнейшую биологическую функцию ФНО [69]. Помимо этого, белки ФНО участвуют в регуляции экспрессии антигенов HLA класса I на эндотелии сосудов [59], что свидетельствует об участии ФНО в развитии аутоиммунных патологий и при развитии отторжения трансплантата.

Представления о функции ФНО в последние годы значительно расширились за счет появления работ, посвященных биологической роли отдельных полиморфизмов генов TNF. Так, в частности, было установлено [3], что наличие аллеля (-308)А в промоторе гена TNF связано с увеличенной продукцией белка ФНОα клетками иммунной системы. Поэтому носители генотипа АА могут характеризоваться неадекватно увеличенной продукцией этого цитокина и, как следствие, более сильными воспалительными реакциями. Для этого же аллеля установлена ассоциация с повышенным риском развития аномалий центральной нервной системы. Установлено также, что женщины с бактериальным вагинозом — носители генотипа АА гена TNF (rs1800629) — имели высокий риск преждевременных родов [45, 61]. Найдены ассоциации аллеля (-308) F гена TNF c развитием эндотелиальной дисфункции у женщин при гестозе [4], а также с системным проявлением гестационной гипертензии во время беременности [25].

Недавно установленный ген G1, кодирующий полипептид, состоящий из 93 аминокислот, имеющий 35% идентичность с внутриклеточным Са²⁺ -связывающим белком кальмодулином и, по-видимому, выполняющий аналогичную кальмодулину функцию. Гены HLA класса III, относящиеся к группе G , распределены в регионе HLA класса III дискретно (рис. 1-4). Часть их (ВАT -гены) в настоящее время рассматриваются как отдельный локус.

Ген G13 кодирует белок 77 кД [53], принимающий участие в транскрипции HLA . Ген картирован на ближайшем к DRA конце региона HLA класса III (рис. 1-4).

В регионе генов HLA класса III большое количество новых генов, причем экспрессирующих, выявлено при изучении структурной организации комплекса МНС человека в рамках программы международных рабочих совещаний по изучению HLA . К ним следует отнести гены ВАТ1-9 (В-ассоциированные транскрипторы). Авторы, открывшие эти гены, ссылаясь на литературные данные и свои собственные результаты, не исключают возможности идентификации в этом регионе более чем 19 генов. К настоящему времени установлены белковые продукты 2 генов, входящих в локус ВАТ, — ВАТ2 и ВАТЗ. Это богатые пролином белки с молекулярной массой 228 и 110 кД соответственно [53]. Белок BAT2 взаимодействует с различными другими белками, участвует в процессе дифференцировки клеток. Белок BAT3, кодируемый этим геном, представляет собой ядерный белок. Он вовлечен в контроль апоптоза и регуляцию активности белков теплового шока [82].

Безусловно, обнаружение новых генов как в составе МНС, так и во фланкирующих его участках ДНК имеет большую значимость. До сих пор не исключается возможность развития заболеваний человека, обусловленных нарушениями в структуре генов, локализованных рядом с генами главного комплекса тканевой совместимости I и II классов, или функциональной активностью кодируемых ими белковых продуктов. Кандидатами на эту роль могут быть в первую очередь гены серии ВАТ. Вполне возможно, что их белковые продукты участвуют во внутриклеточном процессинге антигенов, их транспорте и других событиях, в которых также участвуют молекулы МНС I, II и III классов. Но в то же время это нисколько не противоречит данным, убедительно свидетельствующим о том, что аминокислотные замены в полиморфных эпитопах молекул тканевой совместимости II класса играют ключевую роль в нарушении физиологического иммунного гомеостаза и в запуске таких аутоиммунных заболеваний, как инсулин-зависимый сахарный диабет, псориаз и целиакия.

Для того чтобы лучше представить соотношение белковых молекул системы HLA и кодирующих их генов, нам представлялось целесообразным привести схему, предложенную R. Wassmuth, удачно сочетающую взаимоотношения указанных параметров [90]. Как следует из этой схемы (рис. 2-3), молекулы HLA класса I состоят из полиморфной α-цепи с молекулярной массой приблизительно 45 кД, и неполиморфной, которая представляет собой β2-микроглобулин с молекулярной массой 11,5 кД, кодируемый геном, локализованным на 15-й хромосоме. Гликозилированная α-цепь состоит из 3 экстрацеллюлярных доменов (α1, α2 и α3), трансмембранного домена и интрацеллюлярного якоря (рис. 2-3). Экзон-интронная структура генов класса I в общем отражает деление на функциональные домены (рис. 2-3 б) Как правило, гены HLA класса I состоят из 8 экзонов, общей протяженностью 3500 пар нуклеотидов. Основной полиморфизм локализован в доменах α₁ и α₂ , кодируемых экзонами 2 и 3. Пространственная структура антигенов HLA класса I была определена на примере антигена HLA-A2 исследователями из группы П. Бьеркман [12, 13], использовавшими для анализа растворимый антиген HLA-A2, полученный отщеплением надмембранного участка молекулы с помощью папаина. Проведенный рентгеноструктурный анализ позволил построить пространственную модель HLA-A2 с точностью до 2,6 ангстрема. Антиген HLA-A2 состоит из 2 наборов структурно гомологичных доменов: один набор образуется за счет α3- и β2-m-доменов, расположенных по соседству с мембраной; другой набор формируется α1- и α2-доменами, расположенными в отдалении от поверхности клетки.

Как видно на рис. 2-3, α3- и β2-m-домены имеют структуру β-складчатого листа и, таким образом, напоминают константный участок иммуноглобулина. Молекула образуется за счет 2 антипараллельных β-складок, соединенных внутренним дисульфидным мостиком. Одна складка состоит из 4, а вторая — из 3 β-последовательностей. Общая укладка αl- и α2-доменов не имеет ничего общего с константными и вариабельными участками иммуноглобулинов, хотя α2-домен и содержит дисульфидную связь, напоминающую связь подобного рода в иммуноглобулиновых доменах. Между доменом β2-m и доменами αl и α2 наблюдают более плотный контакт, чем между αl- и α2- и наиболее близким к поверхности клетки α3-доменом, а β2-микроглобулин поддерживает пространственно ориентированные αl- и α2-домены. Кроме того, β2-m-домен является стержневым для укладки α3-домена. Наибольший интерес представляет, безусловно, организация αl- и α2-доменов, так как именно эта часть молекулы ответственна за рестриктированное распознавание антигенов Т-клеточными рецепторами [38, 62]. Несмотря на то, что гомология между такими доменами менее выражена, они имеют общую структурную организацию и происхождение, так как они появились вследствие дупликации генов.

Каждый из доменов состоит из антипараллельных β-тяжей, сформированных 4 фрагментами молекулы, дающими в итоге N-концевую часть. Далее у каждого из доменов имеется С-концевой α-спиральный район. При объединении доменов формируется «платформа» из β-тяжей 2 доменов. α-спирали располагаются по бокам этой сформированной «платформы» под углом 40° к ее оси, то есть αl-и α2-домены образуют желоб или «корзину», дно которой образовано β-структурой, а боковые части — α-спиралями. Размер данного региона приблизительно составляет 25×10×11A. Он может связывать иммунодоминантные пептиды длиной 8-11 аминокислот.

Спиральные участки α1- и α2-доменов состоят из 2 α-спиралей. Первая спираль α1-домена более короткая (1,5 оборота, аминокислотных остатков 50–55), за ней следует более длинная вторая α-спираль (7,5–8 оборотов, аминокислотных остатков 57-85); угол между ними 110°. Спиральный район α2-домена также начинается с короткой α-спиральной последовательности (около 3 оборотов, аминокислотных остатков 138-148), затем следует длинная спираль (аминокислотных остатков 150-175); угол между ними 130°. Глубокий «желоб» между α-спиралями αl- и α2-доменов является антиген-связывающим участком. На дне его имеются углубления — «карманы», принимающие непосредственное участие в связывании пептидов, обеспечивая надежность связи между пептидом и участвующим во взаимодействии с ним участком молекулы HLA. Размер всей молекулы составляет 70 Å в длину, а ее экстрацеллюлярная часть — от 50 до 40 Å в поперечнике [83].

Вслед за кристаллографическим анализом молекулы НLА-А2-антигена «в целом» был выполнен анализ молекул HLA класса I, кодируемых аллельными вариантами HLA-A*68:01, HLA-A*02:01 и HLA-5*27:05 [38, 62]. Хотя сравнительный анализ пространственной структуры этих антигенов выявил их принципиальную близость, оказалось, что аминокислотные остатки αl- и α2-доменов варьируют между изученными аллельными вариантами молекул HLA класса I. Так, при сравнении 3 молекул HLA-A*02:01, HLA-A*68:01 и HLA-B*27:05 было установлено, что различие между ними касается 11 аминокислот, находящихся в антиген-связывающей бороздке. Эти различия при кристаллографическом анализе, в свою очередь, меняют очертания карманов антиген-связывающего сайта [38, 62], что, естественно, отражается на характере связи.

Размер желоба таков, что в нем может разместиться пептид, состоящий из 9–11 аминокислотных остатков. При этом концы желоба у антигенов гистосовместимости класса I закрыты в результате взаимодействия боковых цепей аминокислотных остатков, α-спиральных участков и крайних β-тяжей.

Исследование структуры пептидов, способных взаимодействовать с продуктами определенных аллельных вариантов антигенов тканевой совместимости, позволило установить, что они имеют общие структурные черты, а именно наличие 2–3 консервативных участков последовательностей аминокислотных остатков. Боковые цепи этих аминокислот располагаются в карманах дна корзины, обеспечивая достаточно прочное связывание пептида. Как правило, пара карманов находится на участках, где располагаются N- и С-концевые фрагменты пептида, в то время как его центральная часть располагается свободно, что позволяет размещаться в бороздке пептидам разного размера и различной структуры. Профиль и характер (ионный, гидрофильный, гидрофобный) карманов варьируют от аллеля к аллелю, что также обеспечивает разнообразие взаимодействий в зависимости от аллельных специфичностей антигенов тканевой совместимости [83].

По данным рентгеноструктурного анализа [19], пространственная структура пептид-связывающего участка антигена HLA класса II (HLA-DR1) имеет те же основные черты, что и у антигенов HLA класса I (рис. 2-3 а, б). Молекулы HLA класса II (рис. 2-3) состоят из тяжелой α- и легкой β-цепи с приблизительной молекулярной массой 33–35 Кд и 29 кД соответственно. Обе цепи имеют 2 экстрацеллюлярных домена (α₁ , α₂ и β₁ , β₂ ), трансмембранный регион и интрацеллюлярный домен (рис. 2-3 б). N-концевые α₁ - и β₁ -домены вместе образуют антиген-связывающую бороздку молекул класса II. Трехмерная структура молекул HLA класса II имеет выраженное сходство со структурой молекул класса I [12, 86]. Это относится, в частности, и к антиген-связывающей бороздке, которая также состоит из 8-полосного β-складчатого листа и 2 α-спиралей.

В отличие от молекул HLA класса I, антиген-связывающая бороздка молекул HLA класса II «открыта» с обеих сторон, поэтому она может связывать более длинные фрагменты белков (15–30 аминокислот). При этом они могут выступать за пределы антиген-связывающей бороздки. Ген α-цепи класса II состоит из 5 экзонов. Ген β-цепи несет добавочный экзон, кодирующий последовательности цитоплазматического домена. Наибольшим полиморфизмом отличаются N-концевые α₁ - и β₁ -домены, кодируемые экзоном 2. При этом связывающие сайты αβ-димеров имеют противоположную направленность. Пептид располагается в желобе в вытянутом положении [83].

Модель комплекса, образуемого пептидами с антигенами HLA, основана на представлении о том, что вариабельные аминокислотные остатки антигена, расположенные внутри желоба, ответственны за связывание с пептидами, а аминокислотные остатки, локализованные на находящихся внутри желоба участках α-спиралей или на их наружной поверхности, взаимодействуют с Т-клеточным рецептором. Именно это и является субстратом двойного распознавания, при котором Т-клеточный рецептор распознает чужеродный иммунодоминантный пептид только в контексте молекулы HLA.

Структурные исследования комплексов пептид-молекул HLA свидетельствуют о том, что один и тот же аллельный вариант антигена HLA может связывать целый ряд пептидов, обладающих общими структурными чертами (якорными аминокислотными остатками, обеспечивающими надежную связь с молекулой HLA). Благодаря этому антигены, кодируемые различными аллелями HLA класса I и II, могут связывать тысячи различных пептидов [46]. При этом еще раз следует напомнить, что антигены HLA, серологически выявляемые как один антиген, но включающие в свой состав различные аллельные варианты, имеют различающийся профиль связи с этими пептидами. Понимание этого принципиально важно, поскольку, хотя речь идет о белковых молекулах HLA, осуществляющих презентацию тех или иных пептидов, прогнозировать, как они будут представлены или будут ли они представлены вообще, можно уже на основании HLA-генотипирования, то есть геномного анализа [68]. Таким образом, следует понимать, что различия, выявляемые на аллельном уровне, реализуются в возможности связывания конкретных пептидов внутри пептид-связывающей бороздки [76].

Следует также отметить, что имеется достаточно выраженный межаллельный полиморфизм в отношении связывания и презентации не только чужеродных, но и собственных пептидов, происходящих из молекул HLA.

Последняя функция, роль которой, по-видимому, состоит в распознавании «свое–чужое», может также реализоваться и в патологическом процессе в случае нарушения количественного уровня представляемых аутопептидов, что бывает, например, при развитии аутоиммунных заболеваний [34, 46, 58]. Говоря о разнообразии в связывании и представлении пептидов, которое обеспечивает аллельный полиморфизм системы HLA, следует также отметить, что не все из молекул HLA, различающихся по кодирующему их аллельному варианту, имеют равные возможности в количестве связываемых ими тех или иных пептидов. Так, например, одна лишь специфичность — молекула HLA-A-2, кодируемая аллельным вариантом HLA-A*02:01, имеет более 450 уже охарактеризованных лигандов, в то время как для большинства молекул HLA-A различных специфичностей (учитывая все их аллельные варианты) эта цифра не превышает 10 [80]. При этом часть этих молекул может связывать только один конкретный пептид.

Такого рода различия не могут не сказаться на определенных преимуществах или, напротив, «изъянах» как в плане обеспечения развития специфического противовирусного иммунитета, так и в отношении выявления злокачественно трансформированных клеток и, соответственно, предотвращения развития онкологических заболеваний [40]. Таким образом, наличие в генотипе HLA человека определенных аллельных вариантов тех или иных молекул HLA значительным образом влияет на реализацию иммунного ответа против факторов, существенно определяющих выживание данного индивида. В частности, неслучаен поэтому тот факт, что HLA-A*02:01 является одним из высокочастотных аллельных вариантов, во всяком случае — в большинстве европеоидных популяций. Этот факт — еще одно подтверждение важнейшей роли системы HLA в обеспечении выживаемости человека как биологического вида.

В большинстве случаев отдельно взятая молекула антигена тканевой совместимости способна связывать ограниченный круг пептидов. Поэтому для того, чтобы отдельные чужеродные белки не могли избежать иммунного распознавания, необходимо присутствие на клеточной мембране целого набора антигенов тканевой совместимости, включающих в гетерозиготном состоянии по 2 антигена каждого из локусов системы HLA . Отсюда же ясно, что гомозиготность организма по антигенам HLA является чрезвычайно невыгодным для него с физиологической точки зрения.

Помимо того, что в генотипе конкретных лиц могут отсутствовать специфичности HLA, способные связывать и представлять конкретные пептиды, специфический Т-клеточный рецептор не способен распознать пептид, представляемый конкретными антигенами класса II [74]. Результатом является ассоциированная с конкретным аллелем HLA «неотвечаемость» организма на какой-то конкретный агент. Следует также отметить, что подобная ситуация известна для антигенов HLA класса I, когда среди аллелей HLA класса I (локусы А и В), представляющих пептиды вируса гриппа, были выявлены аллельные варианты, при которых не происходило Т-клеточного распознавания в HLA -рестриктированном ответе [31].

В настоящее время анализ генотипов HLA на уровне аллельного полиморфизма в сопоставлении с данными об иммуногенных эпитопах конкретных возбудителей заболеваний позволяет объяснять факты резистентности отдельных индивидов к тем или иным инфекциям [22, 44] и предсказывать, каким образом та или иная вакцина (и в первую очередь построенная на пептидной основе) будет «работать» среди представителей конкретной этнической группы в зависимости от профиля HLA последней [8, 71].

Естественно, что обязательным компонентом для реализации указанного достижения молекулярной генетики является необходимость знания профиля HLA этнических групп, населяющих ту или иную страну или регион. Это особенно важно для такой многонациональной страны, как Россия, в которой профиль HLA населяющих ее этнических групп весьма различен [2].

Что же касается вопроса о возможности оценки способности развивать иммунный ответ на конкретный иммунодоминантный пептид, в том числе определяющий защиту того или иного организма от патогенов, включая особо опасные инфекции, то такая возможность в последние годы появилась также благодаря дальнейшему развитию исследований, проводимых в области изучения молекулярных основ участия антигенов HLA в развитии иммунного ответа.

Был разработан принципиально новый метод, основанный на использовании мультимерных комплексов молекул HLA с представляемыми ими пептидами. Этот метод, используемый сегодня в тетрамерных и пентамерных вариантах, позволяет на молекулярном уровне оценивать как саму способность, так и эффективность Т-клеточного иммунного ответа человека с тем или иным генотипом на конкретный иммунодоминантный пептид. Более того, появилась принципиально новая возможность прогнозировать эффективность (по доле населения, способного эффективно отвечать на иммунизацию) вновь создаваемых вакцин в определенной популяции людей в зависимости от генетического профиля HLA . Одновременно с этим появляется возможность осуществлять на основании проведения мультимерного анализа образцов крови HLA -генотипированных лиц ретроспективную оценку состояния иммунной защиты у лиц, вакцинированных в предыдущее время.

Естественно, что все сказанное выше относится только к группам населения, для которых заранее установлен характерный для них генетический профиль HLA . Несмотря на то, что подобные исследования на территории России ведутся более 20 лет, в том числе в рамках международной программы «HLA и антропология», в силу чрезвычайно выраженного этнического разнообразия населения страны до настоящего времени на ее территории имеется еще целый ряд необследованных регионов.

Таким образом, следует еще раз подчеркнуть, что выполнению всего многообразия функций системы HLA способствует ее крайне выраженный полиморфизм, который определяется как наличием различных классов антигенов HLA, так и достаточно сложной их организацией. Этому же способствует кодоминантный тип наследования антигенов HLA.

Как показано на рис. 1-5, одной из важнейших функций системы HLA, реализуемой на ранних этапах развития иммунного ответа и лежащей в основе его регуляции, являются процессинг и презентация иммунодоминантных пептидов — продуктов внутриклеточного протеолиза чужеродных антигенов, против которых и будет индуцирован, а затем и разовьется иммунный ответ [19, 42, 46]. Этой функции антигенов системы HLA способствует само строение ее молекул, которое, несмотря на выраженное различие в структуре молекулы антигенов HLA класса I и II, позволяет образовать на внешнем ее конце так называемую пептид-связывающую бороздку, в которой и удерживается представляемый для распознавания пептид.

Принципиальная схема представления пептидов антигенами HLA класса I и класса II приведена ранее. Общим для антигенов класса I и II является следующее. Антиген-представляющая клетка осуществляет свое специфическое взаимодействие, представляя пептид в контексте собственной молекулы HLA, идентичной таковой на клетке, воспринимающей информацию. Именно за установление этого феномена, названного феноменом двойного распознавания, P.M. Цинкернагель и П.С. Догерти получили Нобелевскую премию. Действительно, установление этого феномена стало ключевым моментом в понимании основ регуляции иммунного ответа. В то же время существенные различия между взаимодействием, обеспечиваемым в процессе иммунного ответа антигенами HLA класса I и II. Во-первых, антигены HLA класса II обеспечивают взаимодействие антиген-презентирующей клетки с Т-хелпером, а антигены HLA класса I — с Т-эффектором-киллером. Во-вторых, помогают им в этом различные молекулы-корецепторы — CD4 для Т-хелперов и CD8 для Т-киллеров. Естественно, что различным будет и эффект этого взаимодействия. Так, распознавание пептида в контексте молекулы HLA класса II ведет к формированию популяций Th1- и Th2-Т-клеток, одни из которых индуцируют развитие гуморального иммунного ответа, а другие являются необходимым компонентом в индукции Т-киллеров. Что же касается антигенов гистосовместимости класса I, то Т-киллер, индуцированный против иммунодоминантного пептида, экспрессированного на поверхности клеток-мишеней в контексте антигенов HLA класса I, идентичного таковым, экспрессированным на Т-киллере, уничтожит их. Следует еще раз подчеркнуть, что оба эти важнейших звена «нормального», то есть физиологического, иммунного ответа строго ограничены набором антигенов HLA, кодируемых конкретным аллельным вариантом, характерным для конкретного человека. В том случае, если пептид был бы представлен для распознавания клеткой, отличающейся по антигенам HLA от распознающих клеток, то иммунный ответ развивался бы против этих представляющих клеток, то есть в этом случае речь будет уже идти о развитии трансплантационного иммунитета.

Как указывалось выше, большое значение для формирования современных представлений о физиологической роли антигенов HLA имело установление роли новых генов HLA : DM, LMP и ТАР. Это, в свою очередь, позволило конкретизировать представление о реализации функции антигенов HLA. Их функция хорошо видна на рис. 1-5.

Так, из числа антигенов, кодируемых системой HLA , первыми в систему процессинга антигенов, имеющих эндогенное происхождение (вирусы, собственные измененные и даже неизмененные антигены), включаются продукты локуса LMP (гены LMP2 и LMP7), активируемые γ-интерфероном и затем инкорпорируемые в протеасомы [18, 88]. Ген LMP2 так же известен, как RING12, a LMP7 — как RING10. Аббревиатура LMP расшифровывается как Large Multifunctional Protease, а аббревиатура RING — как Really Interesting New Genes. Ген LMP2 находится в неравновесном сцеплении с геном ТАР1. Впервые данные гены были описаны и картированы в регионе 6-й хромосомы, находящемся между генами ТАР [52]. 4 входящих в систему HLA гена — LMP2, LMP7 и RING4, RING11 — составляют кластер генов, ответственный за индукцию интерферонов [30, 31], и именно с этим связан механизм действия генов LMP2 и LMP7 в плане активации протеасом. Возможным механизмом действия продуктов генов LMP2 и LМР7 является замена ими, под влиянием индукции интерферонового статуса (ИФН)-γ, двух протеасомных субъединиц Y и X [7, 35].

Молекулы МНС класса I синтезируются в цитозоле, где до появления соответствующего пептида находятся в связи с тирозин-калретикулиновым комплексом. После связывания с пептидом происходит высвобождение молекул HLA и транспорт на поверхность клеток «пептидных насосов» ТАР (от транспортеров, ассоциированных с антигенным процессингом), также кодируемых МНС [17, 87]. Данные гены известны также как RING4 , RING12 , а также PSF1 и PSF2 соответственно (PSF — Peptide Supply Factor). Последнее название отражает функцию данных молекул, которая в целом состоит в том, что они регулируют размер и специфичность пептидов, приводя их в «соответствие» со связывающими сайтами молекул МНС класса I [46]. Эти гены аналогичны Ham1 и Нат2, открытым ранее у мышей.

В 1993 г. было установлено, что гетеродимеры ТАР-1 и ТАР-2 участвуют в окончательной сборке молекул антигенов класса I и презентации ими эндогенных пептидов [70]. Молекулы, кодируемые геном ТАР2, находятся в неравновесном сцеплении с антигенами HLA-DR, и между генами ТАР1 и ТАР2 имеется высокая частота рекомбинаций [26, 50]. Установлено, что некоторые мутации в районе генов HLA-TAP ведут к потере презентирующей функции антигенов тканевой совместимости класса I [5]. Вполне возможно, что с нарушением антиген-презентирующей функции ТАР-антигенов может быть связан высокий уровень ассоциации между аллелями гена ТАР1 и предрасположенностью к развитию такого аутоиммунного заболевания, как инсулин-зависимый сахарный диабет [47]. В то же время имеется исследование о том, что один из аллелей TAP1 -локуса, а именно R659Q, для которого характерен дефект транскрипции РНК, выявляется на клетках мелкоклеточного рака легких [6, 24]. Наконец, имеются данные [29] о том, что при синдроме Луи-Бар, характеризуемом наличием «голых Т-лимфоцитов», нарушение экспрессии антигенов HLA класса I связано именно с гомозиготным состоянием аллелей гена ТАР2.

Несмотря на то, что данная работа посвящена изложению представлений о физиологической функции системы HLA, мы сочли целесообразным обсудить как вышеизложенные, так и некоторые последующие данные в связи с тем, что они иллюстрируют, к чему приводят нарушения или полная утрата функции молекул HLA.

В отличие от молекулы класса I, обе цепи молекулы МНС класса II синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме, откуда после временного соединения с третьей инвариантной цепью они транспортируются в эндоцитарный компартмент, где они или встречаются и затем связываются с пептидом, имеющим экзогенное происхождение, или же (если этого не произошло) деградируют в лизосомах. После связи с пептидом, заменяющим инвариантную цепь, молекулы МНС класса II переходят на клеточную мембрану [18]. Вытеснение пептидом инвариантной цепи молекул HLA класса II обеспечивают белки, также кодируемые системой HLA и названные HLA-DM . Эти белки катализируют замену «временного» пептида инвариантной цепи на специфический пептид [18, 57].

В систему DM входят 2 гена — DMA и DMB. Анализ последовательностей аллелей, входящих в гены DMA и DMB , привел к заключению [52, 70, 72, 87], что они являются более древними, чем классические молекулы генов HLA класса II. T.R. Mosmann и соавт. [66] на основании мутационного анализа картировали гены DMA и DMB между локусами DP и DQ (рис. 1-4).

Роль антигенов HLA-DM является решающей в презентации экзогенных пептидов молекулами класса II [66]. Механизм их действия состоит в удалении временно связывающей пептид молекулы CLIP (см. рис. 1-5) и освобождении связывающего сайта молекулы HLA класса II для его замещения пептидом, происходящим из экзогенного агента. Дефект функции HLA-DM ведет к нарушению замены молекулы CLIP на пептид и отмене антиген-презентирующей функции молекул класса II [91].

В целом следует отметить, что, хотя данные о новых системах HLA-LMP , -ТАР и -DM являются еще далеко не окончательными, уже сейчас ясно, что они выполняют в иммунном ответе важнейшую роль, обеспечивая физиологическую презентацию процессированных пептидов для дальнейшего развития иммунного ответа. По-видимому, с нарушениями их функций связаны некоторые формы иммунодефицитных состояний человека, в основе которых лежит потеря возможности экспрессии молекул HLA на иммунокомпетентных клетках [60].

Потеря способности к экспрессии молекул HLA на мембранах клеток является также одним из основных патогенетических звеньев развития онкологических заболеваний. Во всяком случае, в пользу этого свидетельствуют данные, приведенные в табл. 2-2.

Как указывалось выше, в целом связь между молекулами HLA и пептидами имеет много общего для антигенов HLA класса I и II. Однако и здесь имеются серьезные отличия. Так, пептид удерживается в связывающей складке молекулы HLA класса I за счет связи его N- и С-концов с определенным мотивом «аллель-специфического» участка МНС, а также за счет связи боковых цепей пептида с боковыми карманами молекулы МНС. Размер пептидов, связывающихся с молекулой HLA класса I, составляет 8–10 аминокислот [17].

Пептиды, связывающиеся с молекулой HLA класса II, более гетерогенны — 9-25 аминокислот. Связывающая бороздка молекул HLA класса II, в отличие от класса I, «открыта» для связывания с двух сторон, что создает возможность большего полиморфизма в связях HLA-пептид. Более того, в молекуле класса II зоны связывания могут выходить даже за связывающую складку. Все это дает возможность «аккомодации» более широкого спектра пептидов к молекулам HLA класса II по сравнению с классом I [18].

Переход исследований на молекулярно-генетический уровень позволил по-новому взглянуть на физиологическую функцию системы HLA . Так, молекулы МНС приобретают стабильную форму и соответствующую трехмерную конфигурацию только после того, как в связывающий сайт ее складки встраивается пептид. Только после этого молекула МНС способна мигрировать на поверхность клетки, где она готова выполнить свои функции. Удаление пептида из пептид-связывающей структуры МНС, экспрессированной на клеточной мембране, нарушает ее трехмерную конфигурацию, лишая ее возможности функционировать, и ведет к деградации молекулы [49, 75]. Комплекс МНС-пептид является чрезвычайно стабильным, очищается и кристаллизуется в единой структуре. Этот комплекс остается на поверхности клетки в течение нескольких недель, что позволяет многим «проходящим» Т-клеткам сканировать пептид, представляемый собственной молекулой МНС. Наконец, каждый пептид связывается (и удерживается в складке) с инвариантным участком, характерным для каждого из аллелей молекулы МНС и имеющим определенный мотив аминокислотных остатков, участвующий в таком связывании. Таким образом, в связь с конкретным пептидом вовлекаются конкретные же участки антигенов — аллельные варианты молекул МНС, что, по сути, и является основой генетического контроля иммунного ответа. Это положение хорошо иллюстрируют данные о том, что пептид вируса герпеса связывается с гаплотипом HLA-DQA1*05:01-DQB1*20:01, но не HLA-DQA1*02:01-DQB1*201. Различие между ними в цепи DQA1 составляет 15 аминокислотных остатков [55].

Установление этого факта и имеющаяся в настоящее время возможность анализировать аминокислотные последовательности всех аллельных вариантов антигенов HLA, включая участки, определяющие их специфичность, а также структуру пептидов, определяющих специфичность различных чужеродных агентов, включая болезнетворные, позволяют заранее предсказать соответствие тех или иных иммунодоминантных пептидов тем или иным участкам молекулы МНС. Таким образом, можно заранее предсказать генетическую отвечаемость или неотвечаемость на тот или иной агент.

В свою очередь, это дает возможность заранее решить вопрос, ответит ли данный индивидуум на вакцинацию против того или иного болезнетворного агента, а также — насколько этот ответ будет физиологичен. Это, в свою очередь, позволит прогнозировать возможность развития ряда заболеваний аутоиммунного генеза (например, ревматоидный артрит и инсулин-зависимый сахарный диабет), в генезе которых, возможно, лежит идентичность иммунодоминантных пептидов, имеющихся в структуре конкретных инфекционных агентов и конкретных эпитопов молекул HLA, кодируемых теми или иными аллельными вариантами генов HLA [9, 39].

Из описанного выше механизма распознавания пептидов в контексте антигенов тканевой совместимости есть отдельные исключения, по крайней мере в двух случаях: при пересадке органов и тканей, а также при беременности.

Одной из основных функций молекул HLA класса II является презентация иммунодоминантных пептидов для их распознавания Т-клеточным рецептором (TCR). Именно благодаря этому распознаванию TCR контролируют весь спектр различных комплексов HLA-пептид, которые постоянно презентируются на клеточной поверхности [37]. Имеется два различных семейства генов, кодируемых либо αβ-, либо γδ-Т-клеточными рецепторами. αβ-Т-клеточные рецепторы экспрессируются на 95% всех Т-клеток и проявляют большую вариабельность по сравнению с γδ-Т-клеточными рецепторами. Поэтому далее вопрос о взаимодействии Т-клеточных рецепторов будет сфокусирован на αβ-рецепторах. Вариабельность αβ-Т-клеточных рецепторов определяется случайной генной реорганизацией, комбинаторикой, удалениями (делециями) или добавлениями N-региона, возникающими в различных сегментах генов Т-клеточных рецепторов, которые реорганизуются во время развития в тимусе [28]. Гены β-цепи TCR составляют кластер множественных V-регионов, разнообразных сегментов (D) и примыкающих областей (J), которые беспорядочно создают различные VDJ-комбинации. Гены α-цепи TCR также составляют кластер множественных V-регионов и примыкающих областей (J), которые создают различные VJ-комбинации. Предположительный потенциальный репертуар уникальных Т-клеточных рецепторов (10¹⁵ ) намного превосходит реальное количество человеческих Т-клеток (10¹¹ -10¹² ) [28].

Способность распознавать антиген является важнейшим свойством лимфоцитов и обеспечивается присутствием на их поверхности специализированных антиген-распознающих рецепторов (исключение составляют естественные клетки-киллеры (ЕКК), не имеющие такого рецептора) [48].

Именно молекулы HLA ответственны за осуществление отрицательной селекции клонов, которая состоит в «выбраковке» клонов, специфичных к комплексам аутологичных пептидов с аутологичными молекулами HLA (то есть потенциально аутоагрессивных клонов), которые подвергаются «программированной гибели», или апоптозу [89].

Выжившие в результате селекции клоны Т-лимфоцитов несут рецепторы, способные распознавать чужеродные пептиды в комплексе с аутологичными молекулами HLA [54]. Специфичность этих клонов определяет «вторичный антиген-распознающий репертуар» лимфоцитов, то есть специфику реакций зрелых лимфоцитов на антигены [27].

Таким образом, система HLA закладывает и осуществляет контроль и регуляцию иммунного ответа человека, с одной стороны препятствуя аутоагрессии, а с другой — осуществляя надзор за появлением в организме чужеродных клеток (включая собственные перерожденные).

Наиболее хорошо изученным аспектом регуляторной роли HLA в иммунном ответе является его адаптивный компонент, что объясняется тем, что само развитие проблемы биологической роли HLA началось с клинической трансплантологии, где, естественно, превалирует адаптивный иммунитет, а также тем, что всю вторую половину XX в. внимание исследователей было сосредоточено на адаптивном иммунитете. Тем не менее уже в 1980-х годах в рамках исследования регуляторной роли HLA большое внимание уделялось направлению «HLA и качество иммунного ответа». С современных позиций это направление следует рассматривать как «HLA и врожденный иммунитет», поскольку основными объектами изучения иммунного ответа были классические факторы врожденного иммунитета, как то: фагоцитоз, активность ЕКК-ответа на поликлональные митогены и уровень иммуноглобулинов в сыворотке крови.

К настоящему времени удалось не только установить выраженную взаимосвязь между конкретными генотипами HLA и активностью указанных показателей врожденного иммунитета, но и получить данные о том, что этот вид HLA -ассоциированной регуляции врожденного иммунитета имеет выраженное различие на межэтническом уровне.

Важнейшую биологическую роль так же, как и генетический полиморфизм HLA , выполняет популяционный полиморфизм этой генетической системы. Более того, именно он сыграл и продолжает играть первостепенную роль в сохранении человечества как вида в неблагоприятных условиях окружающей среды, оказывающих все более выраженное воздействие на человека в процессе развития цивилизации.

Суть популяционного, или, как его иногда называют, межэтнического, полиморфизма HLA состоит в том, что частота встречаемости тех или иных специфичностей HLA на расовом или этническом уровне имеет выраженные различия. Так, отдельные специфичности HLA , присутствие которых в большинстве этнических групп европеоидов превышает 10% и более, во многих этнических группах монголоидного происхождения не превышают процента или даже составляют его доли. Другим фактором, имевшим порой решающее значение для судеб отдельных этнических групп или даже целых народов, является уровень популяционного полиморфизма HLA , показателем которого является количество специфичностей HLA , встречаемых в той или иной популяции.

Так, если в большинстве популяционных групп, населяющих Западную и Центральную Европу, с той или иной частотой встречаются практически все установленные на сегодняшний день специфичности HLA , то на территории Южной Америки, Азии и Северо-Востока Европы по настоящее время проживают отдельные этнические группы, полиморфизм HLA которых ограничивается 5-10% от числа известных специфичностей HLA . Естественно, что в этих популяциях резко повышена частота HLA -гомозигот. Последнее, в свою очередь, снижает возможности противоинфекционной защиты у представителей данных популяций. Наиболее ярким проявлением последствий негативного влияния низкого уровня полиморфизма HLA на судьбу отдельных этнических групп населения стало, безусловно, их практическое исчезновение во времена завоевания Южной Америки. В настоящее время, в эпоху развитой медицины, расширение контактов представителей подобных этнических групп при промышленном освоении новых труднодоступных ранее территорий (в том числе в России) несет для них определенную инфекционную опасность. Для предотвращения такой опасности необходимо не только тщательное медицинское обследование подобных групп населения, но и исследование их генетического профиля HLA в целях установления вероятности такого рода опасности.

Таким образом, экстремальный аллельный полиморфизм системы HLA служит мощным механизмом вариабельности и естественного отбора человека как вида и позволяет ему противостоять множеству постоянно эволюционирующих патогенов.

На территории России, которая является многонациональным государством, проживает множество этнических групп, относящихся либо к европеоидной, либо к монголоидной расе, что определяет высокую полиморфность генофонда российских популяций и этносов. Свидетельством выраженного полиморфизма на уровне межэтнических различий являются данные о частоте встречаемости 3 выбранных нами специфичностей HLA-DRB1 (типированных на уровне низкого разрешения) в 10 этнических группах, относящихся по расовой принадлежности или к европеоидам, или к ориентам (рис. 3-1). Выбор в качестве примера для исследования именно гена HLA-DRB1 определен тем, что он сам и кодируемые им антигены играют особую роль, как было сказано выше, в осуществлении физиологической регуляции иммунного ответа. Естественно, нужно понимать, что представленная на данном рисунке информация является лишь малой частью информации об этническом полиморфизме HLA . Однако представление полной информации невозможно из-за ее объема. Так, если на представленном рисунке содержатся данные о 3 специфичностях HLA , можно легко представить, какое место заняла бы информация о 33 000 специфичностей HLA .

На рис. 3-1 представлены данные о распределении специфичностей HLA-DRB1*01; -DRB1*04 и -DRB1*09 в следующих этнических группах: 2 группы русских (одна — жители Москвы, вторая — поморы, коренные жители побережья Белого моря, Архангельской области); мари (Республика Марий Эл), татары (Республика Татарстан). Перечисленные выше группы относятся к европеоидной расе. Удмурты (жители Среднего Урала); ненцы (Ямало-Ненецкий автономный округ); тувинцы (Республика Тыва); буряты (Республика Бурятия); калмыки (Республика Калмыкия) — эти группы относятся к монголоидной расе. Что касается саамов (Карелия), то их расовая принадлежность является объектом дискуссий среди антропологов. Как следует из представленных данных, 3 этнические группы европеоидов (2 группы русских и татары) имеют сходное по своему характеру распределение исследованных специфичностей: наиболее высокий уровень HLA-DRB1*04, несколько ниже -DRB1*01 и наиболее низкий уровень -DRB1*09. В количественном отношении частоты всех указанных специфичностей наиболее высоки у поморов, вслед за ними идут москвичи, а затем татары. В целом и характер этого распределения, и абсолютные частотные значения укладываются в характерные для всех других популяций Центра и Севера Европы. У мари же имеются выраженные отличия, а именно: чрезвычайно высока частота специфичности DRB1*01, и, напротив, частота HLA-DRB1*04 является наиболее низкой по сравнению с другими европеоидными группами. Более выражены различия по изученным специфичностям внутри групп ориентов: частота HLA-DRB1*01 — наиболее высокая среди удмуртов и наиболее низкая среди тувинцев и бурят; частота HLA-DRB1*04 высока у всех изученных групп, за исключением удмуртов, у которых она является самой низкой среди всех изученных групп в целом. Что же касается HLA-DRB1*09, то частота данной специфичности практически одинакова, за исключением ненцев, у которых она более чем в 3 раза выше по сравнению с остальными группами. Наиболее вероятным объяснением этому является тот факт, что в отличие от других этнических групп ориентов, связанных между собой азиатским происхождением, группа ненцев связана с американскими ориентами (индейцами). Для последних также характерна высокая частота специфичности HLA-DRB1*09.

Что же касается саамов, как расовая принадлежность, так и происхождение которых спорно, то и по распределению HLA им присуща определенная особенность. Она характеризуется тем, что частота специфичности HLA-DRB1*04 у них чрезвычайно высока и не имеет аналога по сравнению с другими исследованными популяционными группами мира. Распределение же других специфичностей является промежуточным между ориентами и европеоидами и при этом обнаруживает большее сходство с последними. Возможно, саамы, которых чаще всего относят к реликтовым группам Северо-Западной Европы, могли оказать влияние на формирование профиля HLA европеоидных популяций.

Приведенные данные достаточно красноречиво свидетельствуют о наличии межрасового и межэтнического различия по специфичностям HLA , которое весьма четко проявляется среди этнических групп, населяющих в течение многих столетий Россию. Примечательно, что имеется принципиальное сходство профиля HLA у групп ориентов (тувинцы, буряты), проживающих в течение исторических эпох в окружении других групп ориентов, и ориентов (калмыки), проживающих в окружении европеоидных групп.

Следует отметить следующее. Сами по себе различия между профилем HLA представленных популяций русских (европеоидов) и 5 популяций ориентов закономерны. Однако результаты широкомасштабного исследования, выполненного сотрудниками Института иммунологии [7], выявили достаточно существенные различия в профиле HLA , имеющиеся у представителей групп русского населения, проживающих в различных регионах европейской части России. В данной работе были исследованы 7 групп русских, случайным образом отобранных здоровых лиц, из которых 5 групп — жители сельских районов (в третьем поколении живущие в одной местности) и 2 группы — горожане. Сельские жители были из Архангельской (n =82), Костромской (n =126), Вологодской (n =121) и Смоленской областей (n =156), а также из районов Удмуртии (n =159). Горожане были из Москвы (n =300) и Астрахани (n =82).

На основании вычисленных частот гена DRB1 и гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1 были рассчитаны генетические расстояния и построены соответствующие матрицы генетических расстояний. Был проведен кластерный анализ, графически представленный на рис. 3-2 и 3-3 в виде дендрограмм и многомерного шкалирования, представленного в виде двумерных графиков на рис. 3-4 и 3-5.

Дендрограммы, построенные на основе кластерного анализа, демонстрируют, что при использовании для анализа частот гена DRB1 и частот гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1 все исследованные группы делятся на два кластера, один из которых состоит из русских г. Москвы, г. Астрахани и Смоленской области, а второй включает все остальные исследованные группы. Структура кластеризации московско-смоленско-астраханской группы, построенная на основе частот гена DRB1, не отличалась от таковой, построенной на основании частот гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1. Другая картина наблюдается для кластера, в который входят все остальные исследованные группы. Если при расчетах генетических расстояний на основе частот гена DRB1 из общей группы выделяются русские из Удмуртии, то при расчетах генетических расстояний на основе частот гаплотипов из общей группы выделяются жители Архангельской области. Следует также отметить, что величина шкалы генетических расстояний при использовании гаплотипов HLA больше, чем при использовании частот конкретного гена. Это связано, скорее всего, с тем, что число возможных (и выявленных) вариантов трехлокусных гаплотипов значительно больше, чем число вариантов одного гена. Так, в данном исследовании были определены 40 вариантов гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1 по сравнению со всеми возможными 13 вариантами одного гена DRB1 (типированного на уровне низкого разрешения). Поэтому, вероятно, использование гаплотипов, в которые входят несколько генов, позволяет выявлять более «тонкие» различия между популяционными группами.

Те же закономерности наблюдаются и на графиках многомерного шкалирования. Использование частот гаплотипов для расчета генетических расстояний дает более четкую картину кластеризации исследованных групп, хотя основные, «грубые» закономерности вполне отражают и графики, построенные на основе частот одного гена DRB1.

Наиболее полные данные по европейским русским были добыты в ходе «Русской антропологической экспедиции». Она была организована Институтом этнографии АН СССР и продолжалась 5 лет, с 1955 по 1959 г. В ходе этой экспедиции антропологи обследовали более 100 групп русских [9]. Антропологи используют для исследований такие методы, как оценка антропоскопических признаков, описывающих рост бороды, горизонтальный профиль лица, форму носа, губ и т.д., дерматоглифику, географию фамилий и т.д. В последние годы набирает силу такое направление исследований различных популяций, как геногеография, которая использует для анализа различные генетически наследуемые факторы, в частности систему AB0, некоторые биохимические маркеры. В настоящее время в банке данных «ГЕНОФОНД» Института общей генетики РАН содержатся сведения о частотах 100 аллелей 36 генных локусов из 170 опубликованных с 1885 по 1995 г. литературных источников, характеризующих генофонд населения Восточной Европы [18]. Трудно проводить сравнение результатов типирования генов HLA в качестве генетической основы с антропологическими данными, полученными в таких масштабных, многолетних исследованиях. Это связано прежде всего с огромной разницей в количестве обследованных групп из разных регионов России по сравнению с данными, полученными специалистами Института иммунологии. Однако следует все же отметить, что основные закономерности по географическому взаиморасположению исследованных групп можно проследить даже на таком небольшом их количестве.

Представители городского населения, особенно г. Москвы, вряд ли могут иметь значение для популяционных исследований, так как представляют собой сильно смешанную группу населения из разных регионов страны. Группа москвичей была привлечена для анализа в качестве смешанной группы русских, однако русские жители г. Москвы оказались в одном кластере с жителями Смоленской области и г. Астрахани, что, вероятно, свидетельствует о том, что исследованная группа москвичей в большей мере генетически связана с южными и западными областями России, чем с северными. Интересно также, что жители такого крупного города, как Санкт-Петербург [76], в большей мере оказались похожими на жителей северных областей России, так как на графике многомерного шкалирования (рис. 4-5) из всех исследованных групп ближе всего к ним оказались жители Костромской и Вологодской областей. Жители Архангельской области существенно удалены от основной группы популяций, что, вероятно, отражает их значительно более северное проживание и генетическую близость к таким североевропейским популяциям, как норвежцы и финны [63]. Группа русских из Удмуртии также удалена от основной группы популяций, что отражает ее более восточное географическое расположение и влияние на ее генофонд популяционных групп, принадлежащих к уральской расе, в непосредственном соседстве с которыми проживает эта группа русских.

Таким образом, полиморфизм системы HLA, характерный для каждой конкретной группы населения, оказывает существенное или даже определяющее влияние на биологическую стабильность данной этнической группы. В данной главе обсуждался вопрос о том, каким образом этот эффект реализовался (и продолжает реализовываться в настоящее время) в способности к противостоянию инфекционным заболеваниям различной этиологии на уровне тех или иных популяций. При этом особое внимание обращено на роль полиморфизма HLA и гетерозиготности в этом процессе, являющимся по сути одним из важнейших компонентов биобезопасности на уровне той или иной этнической группы, нации и страны в целом [31, 32].

Система HLA обладает еще одним уникальным свойством — обеспечение на физиологическом уровне высокого полиморфизма и гетерозиготности популяций и человечества как вида. Эта функция реализуется в активном участии системы HLA в репродуктивном процессе.

HLA -маркеры многих заболеваний, в первую очередь заболеваний, связанных с нарушением иммунитета, рассматриваются в качестве маркеров, имеющих патогенетическое значение [14, 30]. Применяется два метода или подхода для изучения связи HLA и заболеванием: популяционные исследования (эпидемиологический подход) и семейные исследования (генетический подход). Эпидемиологический подход устанавливает наличие ассоциаций между заболеваниями и генами HLA в результате сравнения частот генов HLA у больных и здоровых людей. Показателем различия этих частот служит величина относительного риска (ОР), отражающая выраженность ассоциаций. Величина ОР показывает, во сколько раз риск развития заболевания выше в случае присутствия в фенотипе определенной специфичности HLA , чем при ее отсутствии. ОР — статистическая величина, ее достоверность проверяется по критерию χ² или точному тесту Фишера, с поправкой на количество сравниваемых антигенов.

Принята общая концепция, что предрасположенность к заболеванию обусловлена геном Ds (Disease susceptibility gene), который находится в неравновесном сцеплении с известным геном HLA . Такой ген Ds не обязательно является геном иммунного ответа. Для обозначения степени выраженности неравновесного сцепления между геном HLA и геном Ds введено понятие «сила ассоциации или атрибутивного риска». Величина атрибутивного риска (δ) может иметь значение от 0 до 1 и показывает, какая из ассоциированных с заболеванием специфичностей HLA имеет наиболее выраженную ассоциацию. Величина δ =1 означала бы, что данный ген HLA и является геном Ds .

При анализе связи антигенов HLA с заболеванием используются два дополнительных понятия: «этиологическая фракция» и «превентивная фракция». Этиологическая фракция (ЭФ) как показатель силы ассоциации по своему смыслу сходна с показателем атрибутивного риска и вычисляется при положительной ассоциации (ОР >1). Величина ЭФ отражает ту часть больных, у которых заболевание возникло именно благодаря наличию данного гена HLA или сегрегирующего с ним гена предрасположенности к заболеванию.

Если имеется отрицательная ассоциация (ОР <1), определяется величина превентивной фракции (PF — Preventive Fraction). Величина PF показывает ту часть случаев, когда заболевание не развилось благодаря наличию ассоциированного гена HLA (или сегрегирующего с ним гена резистентности к заболеванию) из всех гипотетических случаев заболевания, которые наблюдались бы среди лиц, имеющих ассоциированный с болезнью ген HLA , если бы не действовали HLA -сцепленные защитные факторы.

На основании популяционных исследований можно определить способ наследования HLA -ассоциированного гена Ds и частоту гена Ds в популяции, что имеет большое значение для популяционного прогноза [4].

При семейных исследованиях определяется не ассоциация, а сцепление заболеваний с гаплотипом HLA . В этом случае связь с HLA выражается в том, что определенный гаплотип HLA сегрегирует в семье вместе с заболеванием. Семейные исследования важны, например, в том случае, если ген Ds, хотя и находится рядом с определенным геном HLA , но не имеет или имеет с ним незначительное неравновесное сцепление и поэтому не выявляется при популяционном анализе. Для определения генетического сцепления были разработаны следующие методы: метод максимальной вероятности «Lod scores», метод пар сибсов, а также методы установления наследования HLA -сцепленного гена Ds .

Очень важен с практической точки зрения вопрос о диагностической ценности HLA -типирования. Возьмем пример с анкилозирующим спондилитом, имеющим очень сильную ассоциацию со специфичностью HLA-B27. Специфичность HLA-В27 встречается примерно у 90% больных анкилозирующим спондилитом в европеоидной расе. В группе сравнения (здоровые лица) — 8%, ОР будет равен 103,5. Абсолютный или индивидуальный риск развития заболевания среди здоровых лиц, имеющих данную специфичность HLA (при условии, что, например, частота болезни в данной популяции F равна 1/1000), будет равен 1%. Эта прогностическая величина может в значительной степени варьировать в зависимости от частоты болезни в популяции, пола, возраста и других факторов.

Ценность HLA -типирования в диагностике главным образом зависит от вероятности a priori, основанной на клинических, лабораторных и других находках, указывающих на то, что данный пациент болен. Если после обследования больного диагноз анкилозирующего спондилита (a priori вероятность 0,5%) может быть поставлен врачом с 50% вероятностью, то при выявлении в его фенотипе специфичности HLA-B27 вероятность такого диагноза увеличивается до 91,8%. В то же время при отрицательном результате теста (отсутствии в фенотипе антигена В27) вероятность наличия данного заболевания снижается до 9,8%.

Практически ни одна из выявленных ассоциаций не является абсолютной. Можно предположить несколько причин, объясняющих неполную ассоциацию. Исключением является ассоциация между HLA-DRB2 и нарколепсией в японской популяции, где зарегистрировано наивысшее значение ОР — около 300. При этом частота данной специфичности среди японцев является одной из самых низких среди обследованных на сегодняшний день популяций. И все установленные на сегодняшний день больные нарколепсией японцы несут в генотипе данную специфичность. Только в этом случае есть основания утверждать, что в японской популяции Ds -геном является HLA-DRB2 .

Как указывалось выше, главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA) играет чрезвычайно важную роль в регуляции иммунного ответа, а также обеспечивает целый ряд других важнейших физиологических функций организма (гены иммунного ответа являются составной частью HLA), обеспечивая поддержание постоянства генетического состава организма [30].

Благодаря своему чрезвычайно выраженному полиморфизму, HLA обеспечивает успешное выживание человека в условиях непрерывного воздействия факторов внешней среды, прежде всего инфекционного и паразитарного окружения. При этом следует напомнить, что полиморфизм HLA носит выраженный межрасовый и межэтнический характер [30].

Установлено, что скорость мутационного процесса, являющегося основой для возникновения новых вариантов генов, для генов МНС и генов других локусов, существенно не различается [76, 95]. Каким же образом происходит поддержание такого высокого уровня полиморфизма именно в системе генов главного комплекса тканевой совместимости и зачем это необходимо организму? Анализ накопленных к настоящему времени данных в различных областях биологии и медицины, где так или иначе исследовались функция и биологическая роль HLA, позволили хотя бы частично ответить на этот вопрос.

В процессе эволюции иммунная система позвоночных и, в частности, человека, развивалась и совершенствовалась под действием инфекционного окружения. Поэтому открытие P.M. Цинкернагелем и П. Догерти иммунного распознавания вирусных антигенов Т-лимфоцитами «в контексте» белков главного комплекса тканевой совместимости хозяина, за которое они были удостоены Нобелевской премии [105], позволило предположить, что генетические различия индивидуумов в локусе, кодирующем МНС-белки, могут влиять на интенсивность и эффективность ответа хозяина на инфекцию [78], определяя тем самым результат этого взаимодействия.

Изучение ассоциаций между HLA и факторами врожденного иммунитета (с учетом возможности межэтнических различий) тем более перспективно, поскольку уже сейчас накоплено достаточно данных о наличии ассоциаций между конкретными аллельными вариантами HLA и предрасположенностью или устойчивостью к тем или иным инфекционным заболеваниям человека.

Так, установлено, что специфичность HLA-DRB1*01 ассоциирована с устойчивостью к ВИЧ-1, a HLA-DRB1*04 и сцепленные с ней варианты генов DQA1 и DQB1, а также DRB1*01 и *03 [87] ассоциированы со спонтанным очищением организма от вируса гепатита С (HCV). По результатам анализа эпидемии малярии в Кении и Габоне показано, что с наличием в генотипе HLA DRB1*01 связана защита против развития тяжелых форм этого заболевания [72, 73].

Специфичности генов DR3 и DR4 связаны с сильным иммунным ответом, а специфичность гена DR2 — со слабым ответом против энтеровирусных антигенов (вирусы Коксаки) [105]. Специфичность гена DRB1*13 ассоциирована с чувствительностью к ВИЧ-1 [86], DR2 и DR11(5) — к гепатиту В [98, 100], DR2 — к лепре [23, 26], DRB*07 является генетическим маркером предрасположенности к развитию легочного туберкулеза [26], а частота аллеля DRB1*15(2) значительно увеличена среди больных вирусом папилломы (HPV16) [82]. Ассоциации аллелей HLA с чувствительностью или устойчивостью к различным инфекционным заболеваниям представлены в табл. 3-1.

Подобные данные имеются в литературе и в отношении ассоциаций вариантов гена DRB1 с эффективным или неэффективным ответом на вакцинацию [45].

Помимо того, что эффективность противоинфекционной защиты связана с конкретными HLA /MHC -специфичностями, находящимися в генотипе, эффективность иммунного ответа зависит также и от того, в каком состоянии, гетерозиготном или гомозиготном, эта специфичность HLA присутствует.

Дело в том, что, поскольку каждая специфичность, входящая в генотип HLA (или в генотип МНС в целом), обеспечивает возможность реагировать на определенный набор пептидов, гетерозиготность по МНС может обеспечивать эффективный иммунный ответ на более разнообразный спектр антигенов по сравнению с МНС -гомозиготами по соответствующему аллелю, где указанный спектр заведомо в 2 раза ниже [59]. Экспериментальные исследования на инбредных мышах обеспечили более четкие доказательства, что МНС -гетерозиготность усиливает иммунную резистентность к инфекциям [101].

Разумеется, эффект большего разнообразия в иммунном ответе на тот или иной патоген, обусловленный HLA -гетерозиготностью по сравнению с гомозиготностью по соответствующему аллелю, более трудно проверить у человека как вида, поскольку он имеет значительно более широкий спектр вариантов генов МНС по сравнению с инбредными линиями животных. Поэтому в работах, посвященных подобному анализу у человека, чаще используется метод сравнения по специфичностям генов HLA в различных популяционных группах при тех или иных инфекциях [83].

Результатом этих работ стали данные об ассоциациях между HLA -гетерозиготностью и резистентностью к ряду инфекционных заболеваний [84], а также установление факта более длительного выживания больных СПИДом, гетерозиготных по генам HLA , по сравнению с HLA -гомозиготными [46, 74].

Можно констатировать, что на сегодняшний день общепринята точка зрения о преимуществе HLA -гетерозигот в процессе борьбы за выживание организма в инфекционном окружении. В частности, существует точка зрения, что МНС -гетерозиготность, усиливая резистентность к инфекционным заболеваниям, обеспечивает исключение или, по крайней мере, снижение вероятности инбридинга [83, 101].

Однако такого рода отбор, осуществляемый под влиянием инфекционных агентов, не является единственным. Другой вариант направленного поддержания полиморфизма генов МНС обеспечивается системой репродукции и, в частности, неслучайным выбором партнера для воспроизведения потомства.

В настоящее время хорошо известно, что гены МНС , и в том числе HLA , играют главную роль в развитии адаптивного иммунного ответа на инфекционные патогены. Как обсуждалось выше, эти гены кодируют MHC-молекулы I и II классов, которые представляют пептиды чужеродных антигенов Т-клеткам, инициируя тем самым иммунное распознавание антигенов [65] и обеспечивая межклеточные взаимодействия в процессе иммунного ответа.

Естественно, что человек как биологический вид на протяжении всей своей истории, вплоть до того времени, когда были разработаны и внедрены подходы к борьбе с инфекционными болезнями (вакцинация, антибиотики, сульфаниламиды и т.д.), мог противостоять инфекциям только за счет активности своего иммунитета. При этом уровень этой активности у конкретных индивидуумов в значительной степени зависел от его иммуногенетического статуса, то есть от генотипа HLA. Отражением этого является сам иммуногенетический профиль не только отдельных групп, но и целых рас.

Еще в начале 1970-х годов, когда были накоплены первые данные об особенностях иммуногенетического профиля представителей различных рас и популяционных групп по антигенам HLA класса I, выдающиеся иммуногенетики Ж. Доссе и В. Бодмер обратили внимание на то, что уровень частоты ряда антигенов и гаплотипов HLA никоим образом не соответствует теоретически прогнозированному. Так, в частности, была установлена необычно высокая частота антигенов HLA-A1, -В8 и -DR3 (а также этого гаплотипа) среди представителей обследованных к этому времени европейских популяций. С этого времени указанные антигены принято называть генетическими HLA -маркерами европеоидов. Вальтер Бодмер выдвинул гипотезу, объясняющую этот факт. Он предположил, что во времена пандемий чумы, оспы и холеры шанс выжить был выше у предков современных жителей большинства европейских стран, имевших в своем генотипе именно эти аллели HLA . Позже это было подтверждено на примере вспышек брюшного типа в Суринаме, когда среди выживших европеоидов значительный процент составили лица с гаплотипами HLA-A1, -В8, -DR3.

Таким образом, система HLA явилась фактором, обусловливающим естественный отбор и формирование «нового» генетического профиля европеоидной расы в целом. Последующие исследования подтвердили это предположение. В частности, уже в 1980-е годы было установлено, что генетический профиль HLA некоторых этнических групп европеоидов, чьи предки не сталкивались с пандемиями, не несет столь высокой частоты указанных антигенов и гаплотипов HLA по сравнению с абсолютным большинством других европеоидных популяций. Так, в частности, к таким этническим группам относятся популяции высокогорной Грузии — менгрелы и сваны, которые до настоящего времени не только проживают в труднодоступных районах, но и сохранили свои древние дома-крепости, которые во времена эпидемий полностью прекращали общение с внешним миром [1, 2, 18].

Примечательно, что генетический профиль HLA представителей других этнических групп грузин практически не отличается от генетического профиля, характерного для большинства других европеоидов. Вслед за этим появились и новые доказательства, свидетельствующие о правомочности гипотезы, высказанной Ж. Доссе и В. Бодмером. Так, была установлена взаимосвязь между наличием в гаплотипе европеоидов генов HLA-A1 и -В8, а также -DR3 и особенностями иммунного статуса, позволяющими более эффективно реализовать противоинфекционную защиту вне зависимости от природы возбудителя [30.].

При сравнительном изучении полиморфизма HLA представителей коренного населения Европейского Севера России и особенностями иммунного статуса была установлена адаптивная значимость связей параметров иммунного статуса с генетическими HLA -маркерами [7, 12, 13, 63].

Учитывая тот факт, что с одними и теми же гаплотипами HLA связана устойчивость к самым различным инфекционным агентам, логично было предположить, что подобного рода ассоциации с HLA могут быть связаны не только с самой генетически обусловленной отвечаемостью к конкретному инфекционному агенту, но и с теми звеньями иммунного ответа, которые принимают участие в его реализации, то есть в его конечном эффекте; этот тезис получил первоначальное название «качество иммунного ответа». Направление было включено в качестве раздела в программу XII Международного рабочего совещания и конференции по изучению HLA [55]. Следует отметить, что в данном направлении исследований отечественные иммунологи имеют несомненный приоритет [37], хотя само это направление ранее входило в состав исследований ассоциации между HLA и иммунным статусом человека [36, 43].

К настоящему времени достаточно хорошо известно, что между отдельными специфичностями HLA и гаплотипами HLA существуют положительные и отрицательные ассоциации с теми или иными показателями иммунного статуса, а именно количественная и функциональная активность CD4⁺ -Т-клеток, CD8⁺ -Т-клеток, фагоцитарная функция нейтрофилов и ЕКК. Эти показатели в настоящее время относят к основным факторам врожденного иммунитета. Следует, однако, отметить, что абсолютное число работ в этом направлении выполнялось при обследовании представителей различных этнических групп, относящихся к европеоидной расе [38, 80, 84, 85, 91].

В работах, выполненных отечественными исследователями, было показано, что ассоциированные с HLA показатели иммунного статуса могут отличаться в различных этнических группах и расах [5]. Примером может служить исследование ассоциаций между отдельными параметрами иммунного статуса и специфичностями HLA в двух этнических группах: русские (европеоиды) и буряты (монголоиды) [5, 17]. Данные приведены в табл. 3-2.

Условные обозначения:

↓ — сниженный уровень исследованного параметра, маркируемый данным антителом;

↑ — повышенный уровень исследованного параметра, маркируемый данным антителом;

прочерк — отсутствие связи параметра с антигенами системы HLA;

РБТЛ-сп — спонтанная реакция бласттрансформации лимфоцитов;

РБТЛ-ФГА — реакция бласттрансформации лимфоцитов, индуцированная фитогемагглютинином (ФГА).

Анализ полученных результатов свидетельствует о целесообразности дальнейшего межэтнического подхода к изучению качества иммунного ответа, ассоциированного с HLA .

Несмотря на то, что исследование этой функции системы HLA стало развиваться относительно недавно, данное направление является весьма перспективным как в фундаментальном аспекте — установление молекулярных механизмов указанных ассоциаций, так и в практическом, поскольку имеет значение для прогноза возможных неблагоприятных воздействий (включая техногенные) окружающей среды на представителей различных этнических групп.

Помимо данных, представленных в табл. 3-2, установлены ассоциации между специфичностями HLA и таким важнейшим элементом врожденного иммунитета, как естественные клетки-киллеры — ЕКК [10]. Данной популяции клеток, как известно, принадлежит весьма существенная роль в обеспечении противоинфекционной, в первую очередь противовирусной, защиты организма. Они также несут ответственность и за обеспечение элиминации из организма мутирующих, в том числе раковых, клеток, которые распознаются ЕКК по снижению или даже отсутствию экспрессии на их поверхности МНС-антигенов [62, 92].

При этом следует отметить, что роль в запуске активности ЕКК играет не только уровень экспрессии молекул HLA, но и их специфичность. Существуют данные о том, что в организме имеет место своего рода «приспособление» популяции ЕКК к генотипу HLA. Это приспособление происходит в процессе дифференцировки ЕКК, когда из их популяции элиминируются клетки, рецепторы которых не связываются с антигенами HLA, входящими в генотип организма [62, 92]. Таким образом, исключается возможность повреждения собственных «нормальных» клеток, несущих генотип хозяина, и активность ЕКК реализуется по отношению к клеткам с потерянной или ослабленной способностью экспрессии антигенов HLA.

Таким образом, можно заключить, что сам факт наличия ассоциаций между конкретными специфичностями, гаплотипами и генотипами HLA , с одной стороны, и определенными показателями иммунного статуса человека, с другой стороны, является непреложной истиной.

Многие иммунологические параметры, в отношении которых установлены эти ассоциации, относятся как к показателям адаптивного, так и врожденного иммунитета человека, изучению которого современная иммуногенетика уделяет пристальное внимание.

Врожденный иммунитет осуществляет первую и самую быструю реакцию на вторгающиеся микроорганизмы, такие как бактерии, вирусы и грибы. Эффекторные клетки, реализующие врожденный иммунный ответ, разнообразны, но имеют общую способность распознавать чужеродные агенты, осуществляющие агрессию, и тем самым инициировать эффективную защиту [68].

К факторам естественного иммунитета относятся фагоцитоз, активность ЕКК и ответ Т- и В-лимфоцитов на поликлональные митогены.

Что же касается возможных механизмов ассоциаций HLA и факторов врожденного иммунитета, то следует принять во внимание следующие соображения. Во-первых, существуют данные об определенной взаимосвязи между функцией семейства молекул CD1, относящихся к факторам естественного иммунитета, и антиген-презентирующей функцией [64]. Во-вторых, известно, что такой фактор врожденного иммунитета, как ИФН-γ, принимает активное участие в процессинге пептидов и их презентации молекулами HLA [30]. И наконец, в-третьих, гены такого важнейшего фактора врожденного иммунитета, как ФНО, относятся к генам системы HLA класса III [81].

Имеются данные о неслучайной сегрегации гаплотипов HLA от родителей с высоким или низким уровнем ЕКК к их детям, то есть о сцепленном с HLA генетическим контролем уровня ЕКК [11].

Эти представления подтверждают, в частности, данные, полученные при изучении взаимосвязи маркеров предрасположенности и устойчивости к «классическому» инфекционному заболеванию — лепре [3, 23].

Лепра является одним из инфекционных заболеваний, известных человечеству еще с библейских времен и носивших характер эпидемий в средние века. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в XX в. при внедрении комбинированной антибактериальной терапии, проблема лепры остается до настоящего времени весьма актуальной в 55 странах мира. Ежегодно в мире регистрируется от 300 000 до 500 000 новых случаев заболевания лепрой [69].

Лепра — одна из первых инфекционных болезней, при которой была установлена роль наследственного фактора в развитии заболевания. Так, еще до открытия A. Hansen в 1874 г. возбудителя лепры D.C. Danielssen, W. Boeck [54] относили проказу к наследственным заболеваниям. Позднее исследования, выявившие конкордантность по типу заболевания у однояйцовых близнецов [48], роль эритроцитарных изоантигенов, проявившуюся в преимущественном поражении лепрой лиц с 0- и А-антигенами групп крови, а также изучение типов пальцевых узоров у больных лепрой [6], подтвердили эту точку зрения.

Представление о генетической предрасположенности к лепре нашли свое подтверждение и развитие при проведении исследований, посвященных ассоциации HLA с этим заболеванием. При этом были установлены ассоциации предрасположенности к развитию лепры с продуктами этих генов — антигенами HLA класса I, а именно: В7, В8, В40, All, A18 и др. [26, 50], а затем и с антигенами HLA класса II: DR3, DR2, DQ1 [26, 70, 99, 106]. С внедрением молекулярно-генетических методов генотипирования ассоциации с лепрой генов HLA и их аллельных вариантов были выявлены в различных этнических группах и популяциях [20, 21, 24, 102].

Благодаря санитарно-эпидемиологическим и лечебным мероприятиям, проведенным на территории СССР, распространенность лепры в значительной степени сократилась. В настоящее время на территории СНГ очаги лепры сохранились только в некоторых регионах, включая низовья реки Волги (Астраханская область), территорию Средней Азии (Республика Каракалпакстан) и Казахстана [14, 16].

Следует отметить, что лепра, которая еще 10–15 лет назад рассматривалась как «практически побежденное» заболевание (во всяком случае в абсолютном большинстве государств мира), в последние годы становится все более значимой для мирового здравоохранения. Это связано с несколькими причинами: в первую очередь с возрастанием политической, социальной и экономической нестабильности в ряде государств Африки и Азии, в том числе сопредельных с Россией. Помимо этого, за последние годы резко возрос уровень межнациональных и межэтнических контактов за счет миграции значительных групп населения и с территории сопредельных государств. Нельзя забывать и о все возрастающем объеме туристических поездок, особенно в «экзотические» страны. Несмотря на то, что лепра на территории России имеет ограниченный ареал встречаемости, нельзя исключить тот факт, что она может стать серьезной проблемой для отечественного здравоохранения.

Дело в том, что, учитывая географическое положение России и бывших стран СНГ, можно ожидать появления на их территориях носителей лепры, принадлежащих к различным этническим группам, которые с разной частотой несут в своем генотипе гаплотипы HLA , в том числе ассоциированные с чувствительностью к данному заболеванию.

Необходимо также отметить, что лепра, в отличие от большинства других инфекционных болезней, имеет чрезвычайно продолжительный инкубационный период, и пик развития клинически манифестированной лепры может проявиться через несколько лет после инфицирования.

Сотрудниками Института иммунологии (г. Москва) и ФГБУ «НИИ по изучению лепры» Минздрава России (г. Астрахань) проведено уникальное исследование, целью которого было решение вопроса о том, имеются ли выраженные различия в наличии генетических маркеров предрасположенности к лепре (включая ее различные формы) у представителей этнических групп, компактно проживающих в Каспийском регионе [19, 33].

В ходе работы обследовано 255 больных лепрой (139 мужчин и 116 женщин) в стадии клинического регресса, бактериоскопически негативных, находящихся на стационарном и амбулаторном лечении в ФГБУ «НИИЛ» Минздрава России (г. Астрахань) и Каракалпакском республиканском лепрозории (п. Крантау, г. Нукус) [19]. Среди больных лепрой: 149 русских, 66 казахов и 40 каракалпаков. Для сравнения использовались образцы крови, полученные от 254 здоровых доноров-добровольцев, не связанных кровным родством, различной этнической принадлежности: русские (n =108), казахи (n =70) — жители г. Астрахани и Астраханской области и каракалпаки (n =76) из Каракалпакстана.

Из обследованных больных лепрой 163 человека входили в группу многобактериальных (MB — MultiBacillary) больных (LL_p , LL_s BL, ВВ по классификации Ridley-Jopling [103]): русские (100), казахи (29), каракалпаки (34) — и 92 в группу малобактериальных (РВ — PauciBacillary) больных (ТТ, ВТ): русские (49), казахи (37), каракалпаки (6).

В исследовании был использован метод анализа трехлокусных гаплотипов HLA , позволяющий выявить глубокие закономерности ассоциаций генов HLA с предрасположенностью к лепре. Было проведено изучение распределения гаплотипов HLA-DRB1-DQA1-DQB1 по всем изучаемым этническим популяциям. При этом у больных лепрой казахов установлено достоверное увеличение частоты встречаемости гаплотипов DRB1*17-DQA1*05:01-DQB1*02:01 (ОР =2,90; р <0,05) и DRB1*01-DQA1*01:01-DQB1*05:01 (ОР =2,30; p <0,01). У больных лепрой русской и каракалпакской популяционных групп обнаружено достоверное увеличение частоты встречаемости гаплотипа DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 (в группе русских больных ОР =3,8; р < 0,001, у каракалпаков ОР =9,9; р < 0,05). У больных лепрой каракалпаков также определялось достоверное увеличение частоты встречаемости гаплотипа DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 (ОР =2,30; p<0,05). Отрицательная ассоциация (устойчивость) установлена у больных лепрой русской популяционной группы с гаплотипами DRB1*11-DQA1*0501-DQB1*0301 (ОР =0,62; p <0,05) и DRB1*07-DQA1*0201-DQB1*0201 (ОР =0,50; p <0,01), у казахов — с гаплотипом DRB1*13-DQA1*01:03-DQB1*06:02/08 (ОР =0,14; p <0,01), у каракалпаков — с гаплотипом DRB1*09-DQA1*03:01-DQB1*03:03 (ОР =0,29; p <0,05). Таким образом, сравнительный анализ обобщенных данных по всем обследованным этническим популяциям свидетельствует, что для русских и каракалпаков характерно увеличение частоты встречаемости одних и тех же аллелей и гаплотипа, а именно HLA-DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04, с которым ассоциирован и самый высокий относительный риск. Гаплотип DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 имеет низкую частоту встречаемости как в обследованных, так и в большинстве других популяционных групп здорового населения [7, 8], что подчеркивает значение увеличения его частоты у больных лепрой. Наличие такого гаплотипа может играть решающую роль в возникновении заболевания.

R.R. de Vries и соавт. [58] высказали предположение, что если существуют гены предрасположенности к лепре, сцепленные с HLA , то можно ожидать, что гаплотипы, чаще встречаемые у больных лепрой, будут редко выявляться у здоровых лиц. Низкая частота встречаемости данного гаплотипа у здоровых лиц, возможно, представляет результат влияния процесса, имевшего место еще в средние века, когда лепра носила характер эпидемий. В этом отношении имеет смысл провести параллель между предположением, сделанным В. Бодмером, о формировании профиля HLA европеоидной популяции под влиянием эпидемий, уносивших значительную часть населения в античную эпоху, эпохи Средневековья и Возрождения, и результатами данного исследования. Хотя в средние века лепра не была так распространена, как чума, оспа, холера, лепрозории существовали не только в каждом городе, но и в сельской местности около каждой кафедральной церкви [28].

В отличие от чумы, оспы и холеры, лепра имеет длительный инкубационный период и хроническое течение, то есть больные доживали до детородного возраста. Однако их изолировали от общества в лепрозориях, и им в большинстве случаев запрещалось иметь детей. Можно предположить, что лица с гаплотипом DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 имели более высокую вероятность заболевания лепрой и вследствие этого пониженную возможность оставления потомства. Такое предположение может быть одним из объяснений того обстоятельства, что лепра практически исчезла из Европы в конце XIX столетия. Таким образом, это привело к тому, что лепра, пусть не столь явно, как чума или оспа, оказала влияние на профиль HLA европеоидной популяции. Система HLA , являясь объектом естественного отбора, сформировала новый иммуногенетический профиль европеоидной расы, устойчивый не только к чуме, оспе и холере, но и к лепре, что проявилось в значительном уменьшении количества лиц, восприимчивых к ней.

Исходя из выдвинутых предположений об эволюционных процессах формирования генофонда популяций, следует признать вероятность того, что в настоящее время круг лиц, «восприимчивых» к лепре, невелик. В то же время лепра, являясь инфекционным заболеванием, продолжает распространяться в мире. У подавляющего большинства лиц, контактирующих с возбудителем лепры, развивается соответствующий эффективный клеточный иммунный ответ без клинических признаков болезни. В то же время полиморфизм генов иммунного ответа человека, определяющий уровень активности тех или иных факторов иммунитета, может оказаться решающим фактором для устойчивости или восприимчивости к лепре.

Чем определяется сдерживание болезни или ее развитие по лепроматозному (многобактериальному) или туберкулоидному (малобактериальному) типу, остается пока до конца неясным. Одно из объяснений данного феномена состоит в том, что развитие клинической симптоматики при лепре тесно связано со степенью напряженности клеточного компонента иммунитета, включая врожденный иммунитет [3, 25], что во многом определяется иммуногенетическими факторами.

В целях установления ассоциаций генов HLA с различными вариантами клинического течения лепрозного процесса проведены анализ и сравнение данных о распределении аллелей и гаплотипов HLA класса II у больных с много- и малобактериальными формами лепры. В результате проведенного исследования установлена положительная ассоциация многобактериальной лепры у больных русской популяционной группы с гаплотипом HLA-DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 (ОР =1,5; р < 0,05), а отрицательная — с HLA-DRB1*07-DQA1*02:01-DQB1*02:01 (ОР =0,56; p <0,01).

В то же время повышение частоты встречаемости гаплотипов DRB1*01-DQA1*01:01-DQB1*05:01 (ОР =2,01; р <0,05 ) и DRB1*04-DQA1*03:01-DQB1*03:02 (ОР =3,14; p <0,01 ) характерно для больных с малобактериальной формой лепры. С низкой частотой в этой группе больных встречался гаплотип DRB1*11-DQA1*05:01-DQB1*03:01 (ОР =0,50; р < 0,05). Для больных многобактериальной лепрой казахов, жителей Астраханской области также характерно повышение частоты встречаемости гаплотипа DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 (ОР =2,24; р < 0,05). Развитие малобактериальной формы заболевания ассоциируется с гаплотипом DRB1*01-DQA1*01:01-DQB1*05:01 (ОР =2,90; p <0,05). Кроме того, у больных лепрой каракалпаков достоверно повышена частота встречаемости гаплотипа DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08, а так как около 90% обследованных больных каракалпакской популяционной группы составляют больные многобактериальной лепрой, можно заключить, что повышение частоты данного гаплотипа характерно в первую очередь для многобактериальной лепры.

Таким образом, в результате проведенных иммуногенетических исследований выявлены HLA -маркеры предрасположенности к развитию различных клинических форм лепры. Эти маркеры характерны для каждой конкретной этнической популяции, хотя существуют и маркеры, определяющие клиническое течение лепры независимо от этнической принадлежности больного. В этом смысле гаплотип DRB1*01-DQA1*0101-DQB1*0501 ассоциирован с малобактериальной формой, а гаплотип DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 — с развитием более тяжелой многобактериальной формы болезни.

При разделении больных по формам заболевания на многобактериальных и малобактериальных, в соответствии с рекомендациями ВОЗ при проведении химиотерапии, Н. Soebono и соавт. [121], изучая индонезийско-японскую этническую группу, обнаружили ассоциацию DRB1-02- специфичности с развитием многобактериальной формы лепры, для специфичности DRB1-12 была найдена отрицательная ассоциация с обеими формами. R. Rani и соавт. в Северной Индии [113], объединив больных по формам заболевания, нашли достоверное увеличение частоты встречаемости аллелей DRB1*15:01, DRB5*01:01 и снижение встречаемости аллеля DQB1*02:01 у больных многобактериальной лепрой по сравнению с малобактериальной. Следует отметить, что ассоциация между HLA и формами лепры установлена не во всех исследованиях. Так, у больных лепрой японцев хотя и отмечались достоверное увеличение частоты встречаемости аллелей HLA-DRB1*15:01, DQA1*01:02, DQB1*06:02/08 и снижение частоты аллелей DQA1*03 и DQB1*04:01 , однако при анализе больных по формам заболевания достоверных различий не выявлено [75].

Несмотря на все многообразие и противоречивость данных по выявлению иммуногенетических маркеров чувствительности к различным клиническим формам лепры, в большинстве популяций превалируют ассоциации со специфичностью HLA-DRB1*02 и ее аллельными вариантами [88, 102]. При этом следует учитывать, что в подавляющем большинстве работ акцент делался на поиске ассоциаций между отдельными аллелями локусов DR и DQ и восприимчивостью к различным формам лепры. Однако более выраженные (и, вероятно, точные) различия можно найти при использовании трехлокусных гаплотипов HLA-DRB1-DQA1-DQB1, так как число возможных (и выявленных) вариантов трехлокусных гаплотипов значительно больше, чем число вариантов одного гена. Так, специфичность DRB1*15 и гаплотип DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 встречаются практически во всех популяционных группах с умеренной или достаточно высокой частотой. Кроме того, эта специфичность и гаплотип ассоциированы не только с лепрой, но и с другими инфекционными заболеваниями [22, 61, 100]. Учитывая тот факт, что с одними и теми же гаплотипами HLA ассоциирована чувствительность к различным инфекционным агентам, логично предположить, что подобного рода ассоциации могут быть связаны не только с самой генетически обусловленной отвечаемостью на конкретный инфекционный агент [30], но и с теми звеньями (как адаптивного, так и врожденного иммунного ответа), которые принимают участие в его peaлизации. При этом наиболее выраженные ассоциации установлены для врожденного иммунитета [4, 37]. При исследовании взаимосвязи генов HLA класса II с иммунологическими показателями у больных лепрой были обнаружены ассоциации маркерных гаплотипов HLA с различными параметрами как врожденного, так и адаптивного иммунитета. Выявлено, что у больных лепрой с HLA -маркерами предрасположенности, а именно гаплотипами DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 и DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 , выявляется низкий уровень фагоцитоза, пролиферативной активности лимфоцитов и активности ЕКК [19, 27, 35].

Установленная повышенная восприимчивость к лепре у лиц, имеющих в генотипе гаплотипы HLA-DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 и HLA-DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 , позволяет пролить свет на неясные ранее вопросы о механизмах заражения, развития клинических форм болезни и путей эволюции заболеваемости. Базирующаяся на этих фактах концепция о решающей роли иммуногенетических факторов в патогенезе лепры позволяет выдвинуть предположение, что в наиболее древних очагах этой болезни в течение многих столетий в популяциях шла естественная селекция в сторону выживаемости лиц, резистентных к этому заболеванию. Очевидно, что преимущественное поражение инфекцией и более тяжелое течение лепры наблюдались у лиц с гаплотипом HLA-DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 , сцепленным с низким уровнем активности естественных клеток-киллеров [19, 27]. Кроме того, с позиций этой теории и с учетом роли всех остальных патогенетических факторов многобактериальная лепра чаще развивается у лиц с гаплотипом HLA-DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 , которому сопутствует повышение антителогенеза на фоне недостаточности функции фагоцитов и снижения пролиферативной активности Т-лимфоцитов [3, 19, 27]. Дальнейшее расширение знаний в области иммуногенетических основ патогенеза лепры будет способствовать более глубокому пониманию патогенеза и других инфекционных болезней.

Получены данные о наличии двух типов генетических HLA -маркеров: общих для обследованных групп и специфических для конкретной этнической группы. Последний вариант HLA -маркеров в ряде случаев был характерен для представителей этнических групп, проживающих в сопредельных государствах [19]. Установление этого факта свидетельствует о возрастании риска инфицирования лепрой среди представителей популяций российских граждан, имеющих общие генетические маркеры предрасположенности к заболеванию с жителями сопредельных государств, в том числе эндемичных по лепре. Помимо возможности непосредственного использования результатов проведенного исследования этих данных в целях обеспечения биобезопасности России, их необходимо учитывать при составлении долговременного эпидемиологического прогноза инфицирования лепрой в определенных регионах России.

Наличие генетических HLA -маркеров предрасположенности к целому ряду социально значимых заболеваний в ряде случаев имеет выраженные межэтнические различия (табл. 4-1). Ранее эпидемиологическая ситуация не рассматривалась с точки зрения общности и различий генетических HLA -маркеров того или иного инфекционного заболевания (в том числе особо опасного или социально значимого) в сопредельных государствах. Между тем направление исследований подобного рода является весьма перспективным, а возможно, и необходимым для эпидемиологического прогноза развития инфекционных болезней, а также послужить основой для формирования нового направления в эпидемиологии.

Использование эпидемиологического подхода может оказаться эффективным не только при сравнении распределения генетических HLA -маркеров предрасположенности к заболеванию за счет инфицирования населения больными мигрантами из сопредельных государств, но и внутри одного многонационального и этнически неоднородного государства, каким является Россия. На территории России проживает максимальное количество этнических групп, иммуногенетический профиль HLA которых к настоящему времени изучен далеко не полностью, хотя эти исследования проводит целый ряд учреждений России. Более того, в течение определенного времени советские исследователи занимали лидирующую позицию в этой области. Свидетельством этого является тот факт, что еще в 1991 г. на XI Международном рабочем совещании и конференции по изучению HLA (Иокогама, Япония) почетной медали за наибольший вклад в развитие направления «HLA и антропология» (межпопуляционный полиморфизм HLA ) были удостоены отечественные исследователи из Института иммунологии.

Следует отметить, что эпидемиологический подход может также оказаться целесообразным не только в отношении хорошо изученных инфекционных заболеваний, но и в отношении «новых» инфекций, в том числе носящих характер эпидемий и пандемий, таких как птичий и свиной грипп, а в настоящее время — SARS-CoV-2-инфекция/COVID-19. При изучении HLA -ассоциированной генетической предрасположенности к лепре в популяциях больных, относящихся к различным этническим группам, выявлены как общие, так и индивидуальные специфичности HLA и гаплотипы, ассоциированные с предрасположенностью и характером клинического течения болезни. Установлены ассоциации гаплотипа DRB1*16-DQA1*01:02-DQB1*05:02/04 с лепрой (вне зависимости от ее формы) в русской и каракалпакской популяционных группах. В казахской популяционной группе риск развития лепры ассоциирован с гаплотипами DRB1*17-DQA1*05:01-DQB1*02:01 и DRB1*01-DQA1*01:01-DQB1*05:01. Риск развития малобактериальной формы лепры ассоциирован с гаплотипом DRB1*01-DQA1*01:01-DQB1*05:01, а гаплотип DRB1*15-DQA1*01:02-DQB1*06:02/08 — с развитием более тяжелой многобактериальной формы болезни независимо от этнической принадлежности больного. Одним из механизмов реализации HLA -ассоциированной генетической предрасположенности к лепре является ассоциация между маркерными гаплотипами и показателями врожденного иммунитета [19, 33].

Вопрос о роли генов иммунного ответа в восприимчивости или устойчивости к инфекционным заболеваниям является краеугольным камнем в механизмах противостояния инфекциям различной этиологии на уровне тех или иных популяций. На формирование иммуногенетического полиморфизма популяций значительное влияние оказали различные эпидемии, имевшие место на протяжении всей истории человечества, что не могло не сказаться на формировании популяционных генотипов [44].

Полученные при исследовании лепры данные могут в определенной степени послужить еще одной моделью для изучения других, в том числе особо опасных и социально значимых, инфекционных заболеваний с учетом межэтнических особенностей распределения и различий в них иммуногенетических маркеров предрасположенности и устойчивости к той или иной инфекции. Кроме того, такого рода исследования могут быть использованы для прогнозирования эпидемиологической ситуации в различных регионах России в целях обеспечения биобезопасности государства.

Говоря о роли иммуногенетики в биобезопасности государства, необходимо упомянуть одну из наиболее очевидных угроз настоящего времени — ВИЧ-инфекцию/СПИД. Несмотря на значительные успехи в диагностике ВИЧ-инфекции, нерешенными остаются такие задачи здравоохранения, как иммунопрофилактика (разработка эффективных вакцин) и радикальное лечение заболевания [29]. Недостаточно изученной оставалась и проблема генетической предрасположенности и устойчивости к ВИЧ-инфекции.

Перспективным путем решения этой задачи представляется изучение генетического полиморфизма рецепторов, используемых ВИЧ для проникновения в клетку. Среди них особое место принадлежит так называемым корецепторам ВИЧ, установлением роли которых в заболевании посвящены многочисленные исследования [17].

Известно, что, помимо рецептора CD4, необходимого для проникновения ВИЧ в клетку, активность и специфичность вирус-индуцированного слияния определяется наличием корецепторов, относящихся к семейству 7ТМ-рецепторов хемокинов (G-белок-связывающие рецепторы) [17].

Первым из открытых хемокиновых корецепторов для ВИЧ был фузин (fusin)— рецептор класса СХС [67]. Фузин служит корецептором только для Т-тропных (но не для М-тропных) штаммов ВИЧ. Лигандом фузина является SDF-1 (Stromal Derived Factor-1) — СХС-хемокин, регулирующий функции В-лимфоцитов и гемопоэтических клеток-предшественников [96]. Согласно принятой номенклатуре, корецептор фузин был переименован в корецептор CXCR4 [43]. Исследование молекулярной структуры гена SDF1 показало, что мутация, приводящая к гиперэкспрессии хемокина, является важным фактором, влияющим на особенности течения ВИЧ-инфекции. Наличие замены A>G в позиции 801 в 3’-нетранслируемом регионе гена при гомозиготности по аллелю SDF1-3’A достоверно ассоциировано с отсрочкой развития клинически манифестированного СПИДа. По-видимому, SDF-1, связываясь с рецептором CXCR4, препятствует проникновению Т-тропных штаммов вируса, характерных для поздних стадий развития инфекции [29, 60]. Таким образом, данный полиморфизм может рассматриваться в качестве одного из основных факторов, препятствующих быстрой прогрессии ВИЧ-инфекции в СПИД.

Аллель SDF1-3’A распространен достаточно широко. Наибольшая частота его встречаемости наблюдается в странах Океании, где достигает 72%. Среди коренного населения Африки данный аллель практически не встречается. Частота встречаемости аллеля SDF1-3’A в прочих исследованных на настоящий момент группах весьма вариабельна и колеблется от 3 до 43% [29, 34].

Основным корецептором для М-тропных изолятов ВИЧ является CCR5 [69]. Этот рецептор экспрессируется на макрофагах, дендритных клетках [29, 71], на поверхности гемопоэтических CD34⁺ -клеток-предшественников [104] и активированных клетках памяти фенотипа CD26^high CD45RA^low CD45R0 [49]. Рецептор CCR5 экспрессируется также на тимоцитах фенотипов CD4⁺ и CD8⁺ и на клетках Лангерганса [29]. Сообщалось и о наличии рецептора CCR5 на мембране нейронов, астроцитов, клеток капиллярного эндотелия, эпителиальных клеток и фибробластов, но функциональная роль рецептора CCR5 для этих клеток пока не выяснена.

Сейчас известно, что β-хемокиновый рецептор CCR5, в отличие от рецептора CXCR4, является единственным корецептором ВИЧ, исчезновение которого с поверхности клеток (блокирование или делеция) никак не влияет на иммунные процессы организма. В экспериментах на мышах было показано, что делеция рецептора CXCR4 приводит к смерти животного [29, 106]. Таким образом, инфицирование или другое повреждение CXCR4-noзитивныx клеток может оказаться более ощутимым воздействием на иммунную систему по сравнению с инфицированием клеток фенотипа CCR5.

Эпидемиологические исследования показали, что путь заражения не оказывает существенного влияния на степень прогрессии заболевания [90]. Конечно, это не относится к случаям, когда заражение происходит при попадании непосредственно в кровь большого количества вирусов фенотипа Х4. Такие ситуации наблюдаются при инфицировании лиц, употребляющих наркотики внутривенно (ПВН — потребители внутривенных наркотиков), и у больных гемофилией. В этих случаях происходит чрезвычайно быстрая прогрессия ВИЧ-инфекции в СПИД [29].

Как указывалось ранее, наличие или отсутствие полноразмерного и нормально функционирующего хемокинового рецептора CCR5 не влияет на осуществление важных процессов жизнедеятельности организма человека [29]. Таким образом, ингибиторы функциональной активности рецептора CCR5 могут быть использованы для подавления ВИЧ-инфекции in vivo без существенных побочных эффектов для организма человека.

Исследование нуклеотидной последовательности гена CCR5 привело к открытию дефектного аллеля CCR5Δ32, играющего значительную роль в патогенезе ВИЧ-инфекции [56]. Обнаружено, что гомозиготный по этой мутации генотип распространен среди некоторых групп так называемых HEPS (лиц, контактировавших с ВИЧ, но не заразившихся) и не был обнаружен среди нескольких тысяч исследованных ВИЧ-инфицированных пациентов. Мононуклеары периферической крови (МПК, соотв. англ. РВМС — Peripheral Blood Mononuclear Cell) от HEPS с гомозиготной мутацией были восприимчивы к инфицированию штаммами вируса фенотипа Х4 и абсолютно устойчивы к инфицированию вирусами фенотипа R5 [42]. В дальнейшем было показано, что люди с генотипом Δ32/Δ32 практически резистентны по отношению к вирусам фенотипа R5 и обладают частичной устойчивостью к инфицированию вирусами фенотипа R5X4 [29, 34]. Гетерозиготность по мутации CCR5Δ32 ассоциирована с медленной прогрессией заболевания. Все это может служить подтверждением того, что рецептор CCR5 связан с вирусной трансмиссией и репликацией ВИЧ-1 на ранних стадиях инфекции [89].

Наиболее часто эта мутация встречается у европеоидов, реже на Ближнем Востоке и в Индии и крайне редко среди коренного населения Азии, Африки, Дальнего Востока и среди американских индейцев. В Северной Европе частота мутаций по этому гену составляет 16% (Финляндия, Мордовия), в Южной Европе (на Сардинии) — 4%, то есть имеется градиент с севера на юг [29, 96].

При дальнейшем исследовании эпидемиологических когорт были обнаружены индивидуумы, гетерозиготные по мутации CCR5Δ32, но при этом демонстрирующие абсолютную устойчивость к R5-вирусам in vitro. Впоследствии было показано, что причиной этому явлению служит второй аллель, обозначенный как CCR5-m303 . Этот вариант гена содержит однонуклеотидную замену Т–А в концевой позиции открытой рамки считывания гена CCR5, связанную с синтезом нефункционального рецептора [97]. Эта мутация наследовалась как несцепленный признак у 3 гетерозиготных по этому гену индивидуумов из 209 здоровых доноров, участвовавших в исследовании [41].

Мутация в гене другого хемокинового рецептора — CCR2, по данным некоторых источников, также обладает защитным эффектом в отношении ВИЧ-инфекции/СПИДа. Она приводит к замене валина на изолейцин в первом трансмембранном домене (полиморфизм CCR2-64I ) и так же, как и в случае с гетерозиготами по аллелю CCR5Δ32, сопровождается продлением периода между сероконверсией и развитием симптомов СПИДа [34].

Данный рецептор также выполняет функцию корецептора проникновения ВИЧ-1. Защитный эффект варианта CCR2-64I проявляется как у гомозигот, так и у гетерозигот. Принцип, на котором основан эффект данной мутации, до сих пор недостаточно понятен, в частности из-за того, что мутация расположена в трансмембранном домене и не может влиять на эффективность проникновения ВИЧ в клетку. Предполагается, что протективный эффект CCR2-64I носит опосредованный характер, то есть в данном случае наблюдаемый признак не связан напрямую с изменениями свойств рецептора CCR2. Скорее всего, вариант CCR2-64I сцеплен с другим неизвестным в настоящее время генетическим фактором, ассоциированным с формированием устойчивого фенотипа. Таким образом, по существу данный мутантный вариант гена CCR2 может рассматриваться как генетический маркер определенной формы течения заболевания.

Аллель CCR2-64I является наиболее распространенным среди популяций, проживающих на территории континентальной Азии и Африки, где его частота превышает 35%. В странах Европы его частота несколько ниже, наиболее редко он встречается в странах Океании [96].

Для рассмотренных аллелей, действие которых в целом условно может быть обозначено как «протективное», характерен кумулятивный эффект, проявляющийся в повышенной устойчивости и/или торпидном течении заболевания, что, в свою очередь, позволяет использовать эти данные на уровне индивидуального прогноза и выборе адекватных методов терапии [96]. Помимо этого, данные о распространенности указанных полиморфизмов в той или иной расовой или популяционной группе могут быть использованы при разработке стратегии борьбы со СПИДом в рамках обеспечения биобезопасности на национальном и международном уровнях.

В рамках нескольких крупных исследований эпидемиологических когорт, состоящих из представителей различных рас [56, 96], было оценено влияние рассматриваемых «протективных» аллельных вариантов на динамику развития симптомов СПИДа и смертность в группах серопозитивных пациентов. На основании полученных данных были рассчитаны коэффициенты относительного риска, характеризующие относительный риск развития заболевания по тому или иному сценарию в зависимости от генотипа [29].

Современная Россия является одним из наиболее многонациональных государств мира, где проживают представители двух рас — европеоиды и ориенты, включающие большое количество этнических и субэтнических групп. Проведенные в течение последних 20 лет исследования в области межпопуляционного полиморфизма генов HLA — наиболее полиморфной генетической системы человека — свидетельствуют о том, что имеет место выраженный полиморфизм в распределении аллельных вариантов генов, контролирующих иммунный ответ человека не только на межрасовом и межпопуляционном, но и на внутрипопуляционном уровнях [17]. Имелись все основания предположить существование отличий и в отношении распределения аллельных вариантов CCR2-64I, SDFl-3’A и CCR5Δ32.

В связи с этим сотрудниками Института иммунологии была выполнена работа по выяснению особенностей распределения протективных аллелей на территории бывшего СССР [34].

В ходе исследования был проведен анализ образцов ДНК, полученных от 960 здоровых (не имеющих известной истории ВИЧ-инфекции/СПИДа), взрослых представителей 10 этнических групп, не связанных кровным родством: коренного населения Архангельской области (поморы), коренного населения Вологодской области, гагаузов, украинцев, татар, удмуртов, чеченцев, казахов, киргизов и тувинцев (по 96 человек для каждой группы). Для каждого из образцов определяли аллельный статус по 3 полиморфным локусам, ассоциированным с формированием устойчивости к ВИЧ-инфекции/СПИДу.

Аллель CCR5Δ32 наиболее представлен в выборке поморов (рис. 3-6). Здесь высока доля гомозиготных генотипов, связанных с пониженным риском инфицирования ВИЧ, а также гетерозиготных генотипов, ассоциированных с положительной динамикой течения заболевания.

В изученных восточноевропейских популяциях частота аллеля CCR5Δ32 совпадает со средними значениями, характерными для центральной Европы. Аллель одинаково представлен в выборках украинцев, русских из Вологодской области и гагаузов.

Наименьшая частота «защитного» аллеля CCR5Δ32 была отмечена в популяциях тувинцев, казахов, киргизов и чеченцев (центральноазиатская и северокавказская группы). Казахи и киргизы принадлежат южносибирской этнической группе, сформированной с участием европеоидной и монголоидной рас, а тувинцы являются представителями монголоидной расы. В этих случаях представленные данные соотносятся с результатами проводимых ранее исследований, демонстрирующих низкую распространенность варианта CCR5Δ32 в популяциях азиатского региона [29]. В выборках чеченцев, татар и удмуртов отмечены пониженные частоты аллеля CCR5Δ32 по сравнению с восточноевропейскими, что укладывается в общую картину распределения аллеля в популяциях Евроазиатского региона.

Таким образом, распределение аллеля CCR5Δ32 в изученных регионах, так же как и в изученных ранее популяциях Европы и Азии, характеризуется отрицательным градиентом в направлении с севера на юго-восток (рис. 3-7).

Гетерогенность в распределении протективного аллеля CCR5Δ32 на территории изученных регионов связана в первую очередь с участием европеоидного и монголоидного компонентов в этногенезе народов, проживающих на территории России. Полученные нами результаты подтверждают и дополняют существующие данные молекулярно-генетического анализа пространственной структуры генофонда восточноевропейских и центральноазиатских народов.

В отношении аллеля CCR2-64I наиболее значимые отличия были обнаружены для казахов и киргизов (центральноазиатская группа) относительно других рассмотренных групп (рис. 3-8). В популяции чеченцев частота аллеля ниже, чем в центральноазиатской группе, однако выше относительно других рассмотренных выборок.

В пределах восточноевропейской и волгоуральской этнографических групп обнаружены достоверные отличия для гагаузов относительно других популяций. Эти данные коррелируют с данными о миграционных потоках со стороны южных (Греция, Болгария) регионов Европы, где частота аллеля CCR2-64I демонстрирует повышенные значения. Значимых отличий встречаемости аллеля CCR2-64I в других этнических группах Восточно-Европейского региона не обнаружено.

Отдельного упоминания стоит рассмотренная выборка из популяции тувинцев. Здесь частота аллеля CCR2-64I зафиксирована на самом низком уровне. Причиной этому могла послужить как географическая изолированность республики, так и этническая близость к монголам (старое название региона — Бурято-Монголия). Полученные нами данные позволяют предположить, что формирование генофонда тувинской популяции находилось под влиянием миграционных потоков, проникавших на территорию Восточной Сибири из южных областей азиатского региона, где частота полиморфизма CCR2-64I ниже относительно Центральной Азии.

Аллель SDF1-3’A для всех исследованных популяций распространен равномерно (рис. 3-9). Обнаруженные отличия недостоверны и не позволяют выявить тенденций в его распространении. Единственное значимое отличие отмечено нами для популяции гагаузов, где частота аллеля несколько выше, чем у представителей других изученных популяций. К сожалению, в доступной литературе отсутствуют сведения о представленности варианта SDF1-3’A на территории Европы и Ближневосточного региона, и мы не можем делать предположений о путях его распространения.

Однако если сопоставить данные по частоте аллелей CCR2-64I и SDF1-3’A с основными путями миграции в Азиатском регионе, видно, что изменение частот аллелей совпадает с существующими представлениями о направлении миграционных потоков на территории Азиатского региона. По одной из существующих на сегодняшний день гипотез, предки проживающих в этом регионе людей попали на территорию Центральной Азии примерно 50 000-70 000 лет назад с юга, вероятно, из Юго-Восточной Азии (где частота аллеля SDF1-3’A высокая), и в дальнейшем распространились на север Азии. Вместе с тем следующие 7000 лет миграции на территории Китая были направлены с севера на юг — из области с высокой частотой CCR2-64I. Противоположная направленность в распределении частот протективных аллелей CCR2-64I и SDF1-З’А на территории Азиатского региона отчасти подтверждает эту гипотезу [96].

На основе частот трехлокусных генотипов в изученных популяциях и значений коэффициентов относительных рисков нами были рассчитаны значения относительной опасности развития СПИДа (OOP) и относительной опасности смерти от СПИДа (ООС) у ВИЧ-инфицированных. Данные представлены на рис. 3-10 и 3-11.

В рассмотренных нами выборках значения OOP и ООС попадают в интервал 0,79–0,94 и 0,76–0,93 соответственно. В целом они соответствуют данным, полученным для других европейских и азиатских популяций. Широкое распространение аллеля CCR2-64I в центральноазиатской группе, а также высокая частота аллеля CCR5Δ32 в выборке русских из Архангельской области определили пониженные значения OOP и ООС в этих группах. Напротив, в выборке тувинцев и популяциях волго-уральской группы относительная опасность демонстрирует повышенные значения, что связано с низкой частотой протективных аллелей CCR5Δ32 и CCR2-64I. У восточноевропейских народов и в выборке чеченцев выявлен средний уровень OOP и ООС. Можно предположить, что в первом случае оказывает влияние распространенность варианта CCR5D32, а во втором — CCR2-64I.

Частота встречаемости алеллей, ассоциированных с устойчивостью к ВИЧ-инфекции/СПИДу, в значительной степени варьирует в различных расах и популяциях, влияя тем самым на особенности эпидемического процесса в различных регионах мира. Гетерогенность в распределении «защитных» вариантов генов на территории России и сопредельных государств также может оказывать влияние на динамику развития эпидемии в различных популяционных группах. В связи с этим представляется важным дальнейшее изучение существующих и поиск новых генетических факторов устойчивости к ВИЧ-инфекции/СПИДу, а также расширение географии исследования. Целесообразность проведения таких исследований, помимо фундаментального значения, имеет и выраженный прикладной аспект, поскольку, как указывалось выше, их результаты открывают новые возможности в профилактике, повышении эффективности лечения и эпидемиологии ВИЧ-инфекции/СПИДа, что в конечном итоге в значительной степени определяет биомедицинскую безопасность государства.

Сахарный диабет 1-го типа (СД1) — одно из наиболее широко распространенных и наиболее изученных аутоиммунных мультифакторных заболеваний человека. СД1 имеет выраженную генетическую основу [9]. В настоящее время известно более 60 генов-кандидатов предрасположенности к СД1 [49]. Наибольшее значение из известных генетических маркеров СД1 имеют гены HLA , расположенные на хромосоме 6р21.3 (локус I DDM1) [49, 52]. Гены HLA до 70% определяют генетическую основу СД1 [49]. Уже более 30 лет именно СД1 занимает основное место в разделе «HLA и болезни». Продукты генов HLA не только являются генетическими маркерами предрасположенности к СД1, но и выполняют функцию запуска аутоиммунного процесса, лежащего в основе заболевания [2, 5, 22].

В основе участия специфичностей HLA в развитии аутоиммунного процесса лежит феномен антигенной мимикрии — сходство или идентичность отдельных участков структуры возбудителей инфекционных заболеваний со структурами конкретных специфичностей HLA , присутствующих в геноме лиц, имеющих предрасположенность к СД1. Эта гипотеза нашла полное подтверждение, когда стало ясно, что именно гены HLA являются наиболее информативными маркерами предрасположенности к развитию аутоиммунных заболеваний.

Дальнейший прогресс в данной области стал возможен в связи с разработкой и внедрением молекулярно-генетических методов генотипирования, которые позволили перейти на уровень непосредственного исследования генома HLA. Был выявлен ряд неизвестныхгенов HLA, в том числе осуществляющих такой важнейший этап развития иммунного ответа, как процессинг и презентация иммунодоминантных пептидов, входящих в те или иные антигены. Это относится к пептидам, представляемым HLA-молекулами как класса I, так и класса II. Нарушение функции указанных молекул лежит в основе целого ряда заболеваний, в том числе и СД1, где имеются нарушения процессинга иммунодоминантных пептидов, а также экспрессия некоторых специфичностей HLA , участвующих в процессинге и презентации. Эти молекулы (в частности, HLA- DO и CLIP) экспрессируют ауто-HLA-пептиды на клеточных мембранах, что является одной из причин развития аутоиммунного процесса [77].

Эти данные позволяют по-новому пересмотреть результаты значительного количества работ, выполненных в 1980–1990-х гг. и посвященных роли аберрантной экспрессии антигенов тканевой совместимости в развитии аутоиммунных заболеваний, в частности СД1. В целом результаты этих работ, выполненных на экспериментальном и клиническом материале, свидетельствовали о возможности участия молекул МНС в патогенезе СД1. В первую очередь это относилось к молекулам HLA класса II, аберрантная экспрессия которых наблюдалась на клетках органов-мишеней аутоиммунного процесса, включая клетки поджелудочной железы животных и человека. Однако полученные результаты были неоднозначны. Наряду с данными о возможном участии аберрантно экспрессированных молекул МНС в развитии аутоиммунного процесса [41, 90, 121], были получены данные о том, что аберрантная экспрессия молекул тканевой совместимости может быть индуктором иммунной толерантности [35, 62, 69, 81, 86]. Современные возможности молекулярной иммуногенетики позволяют оценивать непосредственную роль молекул HLA и кодирующих их генов (в том числе HLA- DO, CLIP и др.) и устанавливать нарушения их функции, результатом чего может стать та или иная форма аберрантной экспрессии молекул HLA [77].

Если вопрос о роли аберрантной экспрессии молекул HLA в развитии СД1 и других аутоиммунных заболеваний до настоящего времени относится в основном к области гипотетических факторов развития аутоиммунного процесса и нуждается в проведении масштабных исследований на молекулярно-иммуногенетическом уровне, то роль антигенной мимикрии в развитии аутоиммунного процесса не вызывает сомнений. Большинство исследователей иммунопатогенеза аутоиммунных заболеваний, считают, что феномен антигенной мимикрии лежит в основе большинства, если не всех, аутоиммунных заболеваний. Примерами патологического эффекта антигенной мимикрии являются болезнь Чагаса и ревматическая лихорадка, вызываемые соответственно взаимодействием антигенов Trypanosoma cruzi и стрептококка с белками миокарда [132].

Основа этого феномена антигенной мимикрии непосредственно связана со структурой молекул главного комплекса тканевой совместимости. Многие возбудители инфекционных заболеваний человека имеют общие антигенные детерминанты с определенными участками конкретных специфичностей HLA . В результате развития нормального иммунного противоинфекционного ответа при повторном инфицировании происходит атака не только на болезнетворный агент, но и на собственные клетки организма. Подобный процесс может заканчиваться развитием генерализованного заболевания. Таким образом, индукторами заболевания являются антигены HLA, имеющие в своем составе иммунодоминантные пептиды, вызывающие перекрестную реакцию против мимикрирующих антигенов-возбудителей. Такие антигены HLA (и кодирующие их гены HLA ) являются, как правило, маркером предрасположенности к развитию аутоиммунных заболеваний. Около 70% маркеров предрасположенности к СД1 составляют антигены HLA. Все сказанное о роли генов HLA в предрасположенности и развитии СД1 можно в значительной степени отнести и к другим аутоиммунным заболеваниям человека.

Важная роль в генетической предрасположенности и устойчивости к СД1 принадлежит белкам, кодируемым HLA- DR4 . HLA-DR4 является группоспецифическим белком. Он представлен несколькими десятками вариантов молекул, кодируемых соответствующими аллельными вариантами. Несмотря на минимальные межаллельные различия, определяющие третичную структуру молекул HLA, часть из них может выполнять функцию маркера предрасположенности к СД1, а часть, напротив, является маркером устойчивости к этому заболеванию. Этот факт открывает принципиально новые возможности как в прогнозе и диагностике развития заболевания, так и в его лечении [123].

Один из перспективнейших методов терапии СД1 — восстановление иммунной толерантности, утраченной вследствие развития аутоиммунного заболевания [107]. Данный подход предполагает использование так называемых «измененных» пептидов, позволяющих блокировать пептидный мотив, против которого в результате антигенной мимикрии был индуцирован аутоиммунный ответ. При клинической апробации данного метода, проведенной с участием пациентов, в генотипе которых присутствовал аллельный вариант DRB1*04:01 в гомозиготном состоянии, то есть генотип DRB1*04:01/*04:01 , удалось не только блокировать выработку антител, направленных против островковых клеток поджелудочной железы, но и подавить Т-клеточный ответ против них [107]. Для эффективного использования в практике необходимо создание библиотеки пептидов, специфичности которых позволят блокировать основные аллели HLA , участвующие в индукции СД1.

Следует иметь в виду наличие межэтнических и межпопуляционных различий в распределении СД1-ассоциированных аллельных вариантов специфичностей HLA , в том числе маркеров СД1. В табл. 4-1 приведены данные о внутриэтническом полиморфизме гена HLA- DRB1*04 в русской популяции и предрасположенности к СД1 (аллельные варианты DRB1*04:01, *04:04 и *04:05 ).

Частота аллельного варианта DRB1*04:01 оказалась сопоставимой в сравниваемых группах (москвичи и поморы), но аллельный вариант DRB1*04:04 встречался более чем в 2 раза чаще среди поморов. Что касается аллеля DRB1*04:05 , то он был выявлен только среди москвичей (уровень ассоциации — 90%).

Такого рода исследования открывают один из принципиально новых подходов к пептидной блокировке диабетогенных сайтов молекул HLA [107]. Эта задача является принципиально решаемой, о чем, в частности, свидетельствует опыт международных программ HLA -генотипирования на аллельном уровне доноров-добровольцев костного мозга, которых к настоящему времени в мире насчитывается более 19 млн человек. Пересадка полностью тканесовместимого (на уровне аллельных вариантов) костного мозга рассматривается в настоящее время не только как радикальный способ лечения онкогематологических и ряда иных онкологических заболеваний, но и как метод лечения тяжелых аутоиммунных заболеваний, в первую очередь СД1 [22.]. Пересадка тканесовместимого костного мозга (или кроветворных стволовых клеток — по современной номенклатуре) дает возможность переноса новой иммунной системы, которая совместима с организмом больного, но не содержит иммунокомпетентных клеток, направленных против клеток больного, в отличие от собственной иммунной системы. Этот подход особенно перспективен при трансплантации КСК, выделенных из пуповинной крови, детям, больным СД1 [83]. В результате этого восстанавливается толерантность организма к трансплантату или, если пересадка костного мозга не сопровождается трансплантацией островковых клеток, восстанавливается толерантность к клеткам собственной поджелудочной железы или других тканей, против которых была направлена аутоиммунная атака.

Данный подход реализуется лишь в странах, которые участвуют в организации и развитии международных регистров доноров-добровольцев костного мозга. Россия до настоящего времени не относится к таким странам, хотя эта проблема может быть решена в довольно короткие сроки в связи с развитием высоких медицинских технологий в России.

Что же касается возможностей практической медицины в отношении повышения эффективности прогноза развития СД1 на популяционном, семейном и, наконец, индивидуальном уровне, то они имеются [4, 10, 16, 17].

Интенсивные исследования участия различных аллелей генов HLA класса II ( DRB1, DQA1, DQB1) и их сочетаний в развитии СД1 привели к представлениям, что основную роль в предрасположенности и устойчивости к СД1 играют аллели локуса HLA- DQ . Предполагалось, что аллели локуса HLA- DR реализуют свою активность за счет неравновесного сцепления с локусом DQ [125]. В 2000 г. были опубликованы результаты широкомасштабных международных исследований, свидетельствующие о том, что ассоциации с аллелями, входящими в локус DQ , и ассоциации с аллелями, входящими в локус DR, независимы друг от друга в реализации эффекта по отношению к СД1 [89], несмотря на то что между аллелями генов HLA- DRB1 и HLA- DQB1 существует неравновесное сцепление. Эта точка зрения была пересмотрена после установления более выраженного полиморфизма гена HLA- DRB1 по сравнению с HLA- DQB1. Ген HLA- DRB1 имеет на сегодняшний день 3045 выявленных аллельных вариантов, ген HLA- DQB1 — 2136. Установлено, что внутри маркерных для СД1 HLA- DQB1- специфичностей имеется несравненно более выраженный аллельный полиморфизм, нежели внутри HLA- DQB1. Аллельные варианты одной и той же специфичности гена HLA- DRB1 могут иметь как положительные, так и отрицательные ассоциации с СД1. Наиболее выраженными они являются для HLA- DRB1*04 — классического маркера СД1. Данная специфичность включает около 20 аллельных вариантов, среди которых имеются группы, ассоциированные с предрасположенностью, и группы, ассоциированные с устойчивостью к СД1 [4]. Вопрос о роли неравновесного сцепления генов HLA- DRB1 и HLA- DQB1 на уровне аллельных вариантов до настоящего времени остается неизученным. Наиболее вероятной является точка зрения о том, что основная роль в генетической предрасположенности к СД1 среди генов HLA класса II принадлежит генам DRB1 [79].

Наличие неравновесного сцепления не вызывает сомнений, и сочетанный анализ гаплотипов и генотипов HLA- DRB1, - DQA1 и - DQB1 для установления роли молекул HLA класса II в развитии СД1 и других аутоиммунных заболеваний является перспективным направлением изучения как иммуногенетики человека в целом, так и патогенеза аутоиммунных патологий, включая СД1. Для установления риска развития СД1 и прогноза его течения генотипирование полных гаплотипов и генотипов HLA- DRB1, - DQA1 и - DQB1 представляется избыточным. В случае использования HLA -генотипирования на уровне низкого разрешения при установлении генотипа HLA- DRB1 с достаточно высокой вероятностью за счет наличия неравновесного сцепления можно предсказать (не типируя), какие именно специфичности HLA- DQA1 и HLA- DQB1 будут входить в генотип HLA- DRB1- DQA1- DQB1. Преимущество генотипирования на уровне высокого разрешения реализуется в первую очередь за счет возможности анализировать полиморфизм аллельных вариантов тех или иных генов. Ген HLA- DRB1, в отличие от генов HLA- DQA1 и HLA- DQB1 , является одним из наиболее полиморфных генов в системе HLA. Именно в HLA- DRB1 входят полиморфные генетические маркеры СД1, включающие аллельные варианты, как положительно, так и отрицательно ассоциированные с СД1. Это позволяет осуществлять значительно более точный индивидуальный прогноз риска развития и течения заболевания. Аналогичный анализ HLA- DQA1 и - DQB1 не позволяет в настоящее время получать подобную информацию и не предоставляет дополнительной информации при полном генотипировании генотипа HLA- DRB1- DQA1- DQB1.

В связи с сильным неравновесным сцеплением, которое характеризует регион HLA, необходимо с осторожностью подходить к интерпретации корреляции между повышенной частотой аллельных маркеров HLA и заболеваний. Внутри региона HLA присутствуют дополнительные гены, кодирующие белки, имеющие явное отношение к иммунной системе. Внутри региона класса II были идентифицированы гены, кодирующие пептиды-транспортеры и элементы протеасом. В регионе III класса находятся гены, кодирующие компоненты комплемента С2, С4 и фактор В, гены фактора некроза опухолей (TNFA и TNFB ) и гены белков теплового шока (HSP ). Cуществует возможность того, что ген истинной восприимчивости, лежащий в основе некоторых HLA -ассоциированных заболеваний, может быть как раз одним из этих не-HLA -генов. Очевидная ассоциация с HLA может отражать тот факт, что между аллельными вариантами не-HLA -генов и генов HLA существует тесное неравновесное сцепление.

Это отмечено при обследовании представителей различных рас и этнических групп. В противоположность европеоидной расе, монголоиды имеют более низкую заболеваемость СД1 (0,4–1,1 случая в год/100 000 населения). Идентичные гаплотипы DRB1-DQB1 у ориентов и европеоидов имеют сходные ассоциации с диабетом [12, 100]. Установлено наличие наиболее выраженной положительной ассоциации развития СД1 с вариантами генов DRB1*03 и *04 , а также сцепленных с ними вариантов генов DQA1*03:01 , *05:01 и DQB1*02:01 , *03:02 в разных популяционных группах, принадлежащих как к европеоидам, так и к ориентам [12, 60, 67, 126].

Помимо ассоциаций с той или иной специфичностью HLA-DR (то есть с гаплотипом HLA-DR ), имеется выраженная ассоциация с генотипом HLA-DR3/DR4 . Этот факт неудивителен, так как указанные специфичности сами по себе являлись наиболее высокоассоциированными с СД1. При обследовании целого ряда европейских популяций (немцев, англичан, датчан, евреев, турок и русских), а также китайской популяции, установлено, что уровень ассоциации с СД1 при генотипе HLA-DR3/DR4 превышал таковой как при генотипах HLA-DR3/DR3 , так и при HLA-DR4/DR4. Установлены отрицательно ассоциированные или нейтральные по отношению к СД1 специфичности DRB1 : DR7 , DR11 , DR13 , DR14 , DR15 [113]. К отрицательно ассоциированным относятся генотипы DR2/DR2 , DR5/DR5 и генотип, не включающий ни DR3 -, ни DR4 -специфичности.

Основными HLA -маркерами предрасположенности к СД1 в большинстве обследованных популяционных групп, проживающих на территории России и ближнего зарубежья, как и ожидалось, оказались специфичности DRB1*03 и *04 . При этом из всех обследованных групп у русских и мари только эти DRB1- специфичности были маркерами СД1.

У русских из Удмуртии и Вологды, а также у татар значения относительного риска для DRB1*03 и *04 были приблизительно равны. Среди мари и узбеков большее значение относительного риска было отмечено для DRB1*03. У представителей монголоидных популяций — тувинцев, калмыков и бурят — было выявлено только по одной значимой маркерной DRB1 -специфичности: у тувинцев — DRB1*03 , у калмыков — DRB1*09 , у бурят — DRB1*04 [17]. Специфичность DRB1*01 у татар и удмуртов была ассоциирована с СД1 с низким уровнем достоверности, а у узбеков имела противоположное, то есть протективное, значение. Таким образом, наиболее частыми маркерами СД1 среди различных популяций, населяющих Россию и ближнее зарубежье, оказались специфичности DRB1*03 и *04, но встречались также и другие варианты DRB1- маркеров, например DRB1*08 и *09 . Генотип, содержащий сочетание HLA -маркеров DRB1*03 и DRB1*04, ассоциирован с высокой вероятностью развития СД1.

Среди обследованных популяционных групп были выявлены также DRB1 -специфичности, ассоциированные с устойчивостью к развитию СД1. В качестве «протективных» были установлены пять вариантов гена DRB1: *07, *11, *13, *15 и *16. DRB1*07 был «протективным» для русских из Москвы, из Архангельской и Вологодской областей, а также для татар и удмуртов, DRB1*11 — для русских из Москвы, Вологодской области и Удмуртии, а также для удмуртов и узбеков. DRB1*13 — для всех обследованных групп русских, а также для татар, мари и узбеков; DRB1*15 — для всех исследованных популяционных групп, кроме калмыков, тувинцев и бурят, для которых не было обнаружено ни одного «протективного» варианта — вероятно, в связи с малочисленностью обследованной группы больных, связанной с низкой заболеваемостью СД1 в указанных регионах. «Протективная» специфичность DRB1*16 была обнаружена только у русских в московской популяции.

Следует отметить, что для разных популяционных групп генотипические сочетания указанных маркеров имеют разное значение. Так, если для русских из Архангельской области и Удмуртии большее значение имеет генотип DRB1*04/*04, для большинства других популяционных групп — DRB1*03/*04, и только для узбеков — DRB1*03/*03. В то же время наличие в генотипе только одного из указанных маркеров значительно уменьшает вероятность заболевания, а у узбеков при наличии в генотипе DRB1*04 -специфичности относительный риск развития СД1 становится <1, что свидетельствует о его протективном значении.

Исследование возможной роли, которую играют прочие HLA- DRB1 -специфичности, имеющие менее выраженный уровень положительных и отрицательных ассоциаций с СД1 (DRB1*01, *03, *04, *08, *09, *10 — маркеры развития СД1; DRB1*07, *11, *12, *13, *14, *15, *16 — отрицательная ассоциация с развитием СД1), показало, что предрасположенность к развитию СД1 определяется наличием в генотипе не менее двух HLA- DRB1 -маркеров (рис. 4-1). Отсутствие в генотипе хотя бы одного DRB1 -маркера (и особенно полное их отсутствие) делает развитие СД1 чрезвычайно маловероятным событием. Эта закономерность прослеживается у большинства представленных популяционных групп, относящихся к европеоидам (русские, татары, мари, удмурты), монголоидам (буряты) и смешанной группе (узбеки). Исключение составляют калмыки и тувинцы (монголоиды), для которых она оказалась недостоверной, что, скорее всего, определяется малочисленностью групп больных СД1 тувинцев и калмыков, связанной с чрезвычайно низкой заболеваемостью СД1 у представителей этих популяций.

Таким образом, открывается возможность исключения из числа лиц, которые ранее рассматривались как имеющие генетическую предрасположенность к СД1 (за счет наличия у них маркерных специфичностей HLA ), тех, кто имеет вторую «нейтральную» или отрицательно ассоциированную специфичность HLA- DRB1 . Тем самым, естественно, повышается уровень установления генетической предрасположенности и появляется возможность установления индивидуального риска развития СД1 при популяционном анализе.

Суммарные данные по относительному риску развития СД1 при 3 различных вариантах DRB1 -генотипа, полученные в результате обследования 1004 больных СД1 и 1547 здоровых добровольцев, представлены в табл. 4-2.

Эффективность разработанного подхода была также исследована при анализе 89 ядерных семей, включающих детей, больных СД1. Результаты представлены в табл. 4-3. Результаты семейного обследования принципиально не отличаются от данных, полученных при популяционном анализе. Принципиален тот факт, что предрасположенность к СД1 реализовалась лишь у детей, несущих в генотипе два ассоциированных с СД1 гаплотипа (ОР =17). Присутствие одного гаплотипа не было ассоциировано с риском развития заболевания (ОР =0,49).

В целях изучения вопроса о том, какое влияние оказывало на результаты анализа в группе № 2 (один гаплотип положительно ассоциирован с СД1) (см. табл. 4-2 и 4-3) присутствие «классических» HLA -маркеров СД1 ( HLA- DRB1*03, HLA- DRB1*04), мы оценили, насколько данные специфичности HLA представлены среди анализируемых гаплотипов. Установлено, что в анализируемой группе данные гаплотипы среди больных СД1 представлены в 24,6% случаев по сравнению с 21,2% в контрольной группе (см. табл. 4-2). Относительный риск развития СД1 при этом составлял 1,21 (р =0,01). В анализируемой группе дети, больные СД1, составили 21,2%, при этом относительный риск развития СД1 составил 1,1 (р =0,01) (см. табл. 4-2).

Примечательно также следующее. При популяционных исследованиях в группе № 1 (см. табл. 4-2) суммарный процент генотипов, состоящих из высокоассоциированных с СД1 гаплотипов — HLA- DRB1*03/*03, HLA- DRB1*04/*04 и HLA- DRB1*03/*04 , среди больных СД1 составил 37% по сравнению со здоровым контролем 4,5%. В этой же таблице в группе № 2 суммарный процент гаплотипов HLA- DRB1*03 и *04 (второй гаплотип был иным, нежели *03 или *04 ) среди больных СД1 составил 25%.

Из представленного семейного анализа следует, что в группе № 1 (см. табл. 4-2) с наиболее высоким относительным риском развития СД1 (при популяционном анализе) только в 37% случаев предрасположенность к СД1 была связана с генотипами, включающими HLA- DRB1*03/*04 (в различных вариантах). В то же время большая часть анализированных больных СД1 (63%) несли генотип, включающий иные гаплотипы, нежели HLA- DRB1*03/*04. В то же время в группе № 2, где в генотипе присутствовал лишь один из гаплотипов HLA- DRB1*03/*04, среднее значение относительного риска определялось на уровне, недостаточном для осуществления клинического прогнозирования, а именно: ОР ~1.

Таким образом, наличие в генотипе лишь одного маркерного гаплотипа из числа HLA- DRB1*03/*04 существенным образом не оказывает влияния на уровень относительного риска развития СД1. В то же время наличие в генотипе HLA- DRB1- гаплотипов, положительно ассоциированных с СД1, но не относящихся к HLA- DRB1*03/*04 , играет существенную роль в предрасположенности к СД1. Относительный риск в группах с положительно ассоциированными генотипами составил 7,8 при популяционном анализе и 17,0 — при семейном.

Общим заключением по данным исследования является следующее.

Использование оценки HLA- DRB1 -генотипа более эффективно по сравнению с оценкой HLA- DRB1 -гаплотипов как при популяционном, так и семейном анализе. Преимуществом генотипирования считается возможность установления индивидуального риска развития заболевания. Выявление только в одном из анализируемых гаплотипов HLA- DRB1*03 или HLA- DRB1*04 может свидетельствовать лишь о наличии генетической предрасположенности со слабой вероятностью реализации. Перспективным представляется дальнейшее развитие этого направления, включая проведение аналогичного иммуногенетического анализа на уровне аллель-специфических вариантов генов HLA — маркеров СД1.

Вклад «классических» иммуногенетических маркеров в предрасположенность к СД1 оценивается приблизительно в 60–80% от общих факторов генетической предрасположенности к данному аутоиммунному заболеванию. Поэтому установленное в настоящем исследовании принципиальное преимущество использования оценки предрасположенности к СД1 на основе анализа генотипа HLA- DRB1, а не гаплотипов, как это имело место до последнего времени, имеет непосредственное значение для повышения эффективности профилактических мероприятий и установления популяционного, группового, семейного и индивидуального риска развития СД1. Вместе с тем достижения молекулярной иммуногенетики открывают принципиально новые возможности для более эффективного использования иммуногенетического мониторинга в клинической практике. В частности, это относится к использованию HLA- DRB1 -генотипирования на уровне аллельных вариантов. Последнее открывает возможность оценивать индивидуальный вклад в предрасположенность и/или устойчивость к СД1 конкретных аллельных вариантов генов, положительно ассоциированных с предрасположенностью к СД1.

Помимо этого, несомненно, важным и перспективным направлением является оценка клинической значимости использования в указанных выше направлениях аллельных вариантов генов иммунного ответа, не относящихся к системе HLA .

Начиная с 2008 г. развивается новое перспективное направление иммуногенетики, обозначенное в 2010 г. на конгрессе Европейской федерации иммуногенетики (EFI) во Флоренции как «не-HLA -иммуногенетика» . Это направление включает исследования роли полиморфизма генов, контролирующих те этапы развития иммунного ответа в норме и при патологических состояниях, которые не относятся к распознаванию чужеродного агента, инициации иммунного ответа и развитию его эффекторной фазы. Так, перспективными для изучения генами, ассоциированными с патогенезом СД1 или претендующими на роль кандидатных генетических маркеров СД1 и не входящими в систему HLA, являются: CTLA4, PTPN22, I FNG, TNF, SH2 B3, ERBB3, CLEC16 A, PTPN2, I L2 RA, I L27, I L2, I L19, I L20, ORMDL3, GLIS3, CD69, I L10, UBASH3 A, I FIH1, COBL, BACH2, CTSH, PRKCQ, C1 QTNF6, RASGRP1, RAB5 B, SUOX, I KZF4, ERBB3, CDK2, TRAFD1, PTPN1, PHTF1, CD226, AFF3, CAPSL, I L7 R.

Безусловно, данное направление имеет значительные перспективы как в фундаментальном, так и прикладном аспекте. В то же время столь широкий спектр кандидатных генов не может в настоящее время быть рекомендован для рутинного использования в клинической практике, как это имеет место в отношении генов HLA — маркеров СД1.

Для получения ответа на данный вопрос нами было проведено специальное исследование [1]. На примере анализа ассоциации СД1 с 4 наиболее изученными генами, участвующими в контроле иммунного ответа, но не входящими в систему HLA , был получен ответ на вопрос, дает ли анализ этих генов дополнительную информацию о генетической предрасположенности к СД1 по сравнению с генами HLA. С этой целью на материале семейного анализа сопоставили процент больных СД1, несущих кандидатные варианты не-HLA -генов, с одновременным присутствием у них маркерных генотипов HLA . Как следует из этих данных, варианты 3 изученных генов, а именно: PTPN22, I FNG и TNF — выявлялись только в том случае, если у обследуемых больных СД1 присутствовали одновременно маркерные генотипы HLA . Таким образом, можно предположить, что указанные кандидатные маркеры СД1, не относящиеся к HLA , не влияют на эффективность прогнозирования развития СД по сравнению с установлением только HLA -маркеров. Таким образом, в случае практического установления генетической предрасположенности к СД1 их оценка не может повысить уровень точности прогноза по сравнению с HLA. Естественно, это не исключает целесообразность изучения их роли в патогенезе СД1.

Напротив, прогностический эффект исследованного варианта гена CTLA4 не «перекрывается» полностью генами HLA, и в 14% случаев он является самостоятельным иммуногенетическим маркером предрасположенности к СД1. Вместе с тем можно отметить, что в 6% случаев у больных, входящих в обследованную группу, отсутствовали как HLA- маркеры, так и CTLA4 . Вполне возможно, что в списке иммуногенетических не-HLA -маркеров, представленном ниже, имеются гены, которые так же, как и CTLA4 , могут вносить самостоятельный вклад в установление иммуногенетической предрасположенности к СД1. Следует отметить, что практически все указанные генетические маркеры являются генами или их аллельными вариантами, относящимися к Ir -генам человека.

Применение предлагаемого генетического метода, основанного на установлении DRB1 -генотипа для оценки предрасположенности к СД1, дает возможность выполнения дифференциальной диагностики и прогнозирования заболевания на индивидуальном и семейном уровне. Последнее позволяет более эффективно диагностировать заболевание на ранних его этапах, а также формировать группы высокого и низкого риска развития СД1 в семьях больных СД1 для последующего мониторинга лиц с высоким генетическим риском развития СД1 (в случаях установления ассоциированного с СД1 генотипа) и исключения необходимости мониторинга лиц с низким риском развития СД1 (в случаях наличия в HLA- DRB1- генотипе лишь одного гаплотипа HLA- DRB1 , положительно ассоциированного с СД1). Основанное на результатах данного исследования заключение об отсутствии положительной ассоциации с СД1 генотипов HLA- DRB1, включающих отрицательно ассоциированный гаплотип, касается и тех случаев, когда вторым гаплотипом HLA- DRB1 был HLA- DRB1*03 или DRB1*04.

Таким образом, предложен новый инновационный эффективный способ оценки индивидуальной и семейной генетической предрасположенности к развитию СД1, который позволяет оценивать генетический риск развития СД1 вне зависимости от этнической принадлежности обследуемого на основе молекулярно-генетического метода HLA- DRB1 -генотипирования с использованием отечественной высокоэффективной приборно-реагентной базы. Такой подход позволяет в короткие сроки объективно оценить индивидуальный и семейный риск развития СД1, связанный с генами HLA вне зависимости от этнической принадлежности обследуемого.

В целом представленные в настоящей главе данные, на наш взгляд, свидетельствуют в пользу сочетанного участия различных специфичностей HLA , входящих в генотип и положительно ассоциированных с СД1, в реализации генетической предрасположенности к заболеванию и самого аутоиммунного процесса, лежащего в основе СД1. Иначе говоря, проявляется «эффект необходимости» участия в этом процессе второй специфичности, входящей в генотип HLA- DRB1 , для запуска и развития СД1. Вместе с тем возникает вопрос о возможных механизмах взаимодействия специфичностей HLA- DRB1 , расположенных на различных, но гомологичных хромосомах, в реализации предрасположенности к СД1. Наиболее вероятной представляется гипотеза Н. Erlich и соавт. [89] о «формировании трансдимеров» между аллелями HLA , расположенными на гомологичных хромосомах. Эта гипотеза сформулирована на основе анализа взаимодействия HLA- DQA1 и HLA- DQB1, расположенных на гомологичных хромосомах, в эффекте предрасположенности к СД1. Есть основания предполагать, что такой механизм может быть реализован при взаимодействии аллелей HLA- DRB1 , также расположенных на гомологичных хромосомах. При этом, как и в случаях с аллелями HLA- DQ , это взаимодействие может быть реализовано в усилении предрасположенности к СД1. Следует отметить, что гипотеза базировалась на результатах исследований, выполненных в период, когда молекулы HLA-DQ рассматривались в качестве основного участника реализации иммуногенетической предрасположенности к СД1 [89]. В настоящее время более вероятными кандидатами являются гены HLA- DRB1, обладающие значительно более выраженным аллельным полиморфизмом по сравнению с DQ и, соответственно, более выраженной ассоциацией на уровне аллельных вариантов. При этом роль HLA- DQ рассматривается как вторичная за счет неравновесного сцепления с HLA- DRB1. Таким образом, можно предположить, что более вероятной основой совместного эффекта являются специфичности HLA- DRB1 (и, скорее всего, определенные их аллельные варианты), участвующие в трансдимерном взаимодействии. Разумеется, целесообразно провести подобный анализ и на уровне отдельных аллелей DRB1, для части которых (в первую очередь входящих в специфичность DRB1*04 ) уже хорошо установлено наличие как положительных, так и отрицательных ассоциаций с СД1.

Представленные исследования были проведены на основании HLA -генотипирования на уровне низкого разрешения. Для того чтобы показать возможности HLA -генотипирования на уровне высокого разрешения, то есть на уровне выявления аллельных вариантов генов HLA, целесообразно представить данные о межэтническом разнообразии HLA на уровне аллельного полиморфизма одной лишь специфичности — HLA- DRB1*04. Выбор именно данной специфичности неслучаен, поскольку она является «классическим» маркером предрасположенности к СД1, а также потому, что при проведении данного исследования впервые были установлены выраженные различия в полиморфизме HLA на уровне отдельных аллельных вариантов одного гена не только на межэтническом, но и на внутриэтническом уровне [23, 24].

В табл. 4-4 представлены данные по исследованию частоты встречаемости аллельных вариантов гена HLA- DRB1*04 в 7 популяционных группах России. С аллелями HLA- DRB1*04:01, HLA- DRB1*04:04 и HLA- DRB1*04:05 ассоциирована предрасположенность к СД1. С аллелем HLA- DRB1*04:03 ассоциирована устойчивость к развитию данного заболевания.

Примечание: *Ассоциация с предрасположенностью к инсулин-зависимому сахарному диабету (ИЗСД) (СД1).

**Ассоциация с устойчивостью к ИЗСД (СД1).

Прослеживается следующая закономерность. Более высокая заболеваемость СД1 отмечается в группах, для которых характерна высокая частота встречаемости положительно ассоциированных с СД1 аллельных вариантов гена HLA- DRB1*04 при низком уровне встречаемости аллельных вариантов, ассоциированных с устойчивостью. В то же время в случаях одновременного выявления в популяции аллельных вариантов, ассоциированных как с предрасположенностью, так и с устойчивостью с приблизительно равной частотой, что характерно для монголоидных популяций, заболеваемость СД1 была низкой. Следует отметить следующее. В данном исследовании были изучены только 8 из числа более 30 известных аллельных вариантов гена HLA- DRB1*04. Эти аллельные варианты, по данным литературы, являются наиболее распространенными на территории Евразии. Полученные данные представляют собой наглядный пример межэтнического полиморфизма в распределении аллельных вариантов гена HLA- DRB1*04 — одного из наиболее клинически значимых генов при выявлении генетической предрасположенности к аутоиммунным заболеваниям. Вместе с тем эта таблица служит наглядным доказательством внутриэтнических различий по распределению аллелей HLA . Так, внутри русской популяции между москвичами и жителями Архангельской области имеются выраженные различия по аллелям HLA- DRB1*04:01 и *04:04. Причем оба аллеля имеют выраженную ассоциацию с предрасположенностью к СД1, его частота достаточно высока в обеих указанных группах.

По-видимому, в дальнейшем также целесообразным станет проведение аналогичного исследования по изучению роли полиморфизма HLA на уровне аллельных вариантов в отношении аллелей генов HLA- DQA1 и - DQB1, которые, несмотря на выраженную генетическую связь с генами HLA- DRB1 , также могут вносить самостоятельный вклад в реализацию генетической предрасположенности к СД1. Об этом, в частности, может свидетельствовать тот факт, что молекулы HLA, кодируемые генами DQA1 и DQB1, обладают индивидуальными пептид-связывающими сайтами, отличающимися от пептид-связывающих сайтов молекул HLA-DRB1.

С точки зрения клинической диабетологии и клиники аутоиммунных заболеваний в целом, на наш взгляд, несомненный интерес представляет возможность установления индивидуального риска развития заболевания, открывающаяся на основании анализа полного генотипа HLA- DRB1 . Сопоставляя присутствие в нем «диабетогенных», нейтральных и протективных специфичностей HLA- DRB1 , можно прийти к заключению о наличии или отсутствии у данного лица, в том числе из числа членов семьи со случаями диабета, повышенной предрасположенности к развитию заболевания. Таким образом, подобный подход открывает принципиальную возможность установления индивидуального риска развития СД1. Разумеется, дальнейшие исследования в области иммуногенетики СД1 могут резко повысить эффективность этого подхода. Тот уровень (HLA- DRB1 -генотипирование), на котором удалось установить такую возможность, уже сейчас позволяет проводить подобного рода оценку не только в специализированных научных центрах, но и в любом практическом учреждении, имеющем обычную ПЦР-лабораторию и осуществляющем HLA -генотипирование на уровне низкого и среднего разрешения. Последнее в значительной мере облегчает методику HLA -генотипирования.

Все больные, генотип HLA- DRB1 которых был гомозиготен и содержал две идентичные специфичности из числа положительно ассоциированных с СД1, учитывались в группе, где относительный риск имел положительное значение. Таким образом, наличие HLA- DRB1 -гомозиготных по этим специфичностям индивидуумов существенно повышает вероятность развития у них СД1. Это относится и к другим заболеваниям аутоиммунного генеза, например к хроническому гломерулонефриту, который также в значительном проценте случаев поражает людей молодого возраста. При этом известно, что среди больных хроническим гломерулонефритом жителей Москвы процент HLA- DRB1 -гомозигот вдвое превышает средний показатель по Москве [27].

Естественно, что представленные выше данные не только могут найти широкое применение в практике борьбы с СД1 (а также, возможно, и с другими аутоиммунными заболеваниями), но и открывают перспективы для фундаментальных исследований, целью которых будет установление молекулярных механизмов взаимодействия продуктов двух гаплотипов HLA , в состав которых входят синергически действующие специфичности HLA . Результатом такого синергического взаимодействия и является генетически обусловленная предрасположенность к развитию СД1. В пользу роли такого синергизма свидетельствует факт отсутствия реализации генетической предрасположенности в случае наличия специфичности HLA лишь в одном из гаплотипов.

Следует заметить, что варианты *01, *03 и *04, наиболее часто обнаруживаемые у больных с аутоиммунной патологией, являются чрезвычайно распространенными среди населения планеты вариантами гена DRB1. В самых разных популяциях различной расовой принадлежности эти 3 варианта встречаются с частотой до 18–25% [72]. Вероятно, такая распространенность аутоиммунных маркеров не случайна. Установлено, что DRB1 -специфичности, входящие в группу аутоиммунных маркеров, часто являются одновременно «маркерами», обеспечивающими эффективный иммунный ответ на вирусы гепатита С [50, 88], ВИЧ-1 [92], тяжелой малярии [65]. И наоборот, DRB1 -специфичности, которые являются «протективными» в отношении аутоиммунитета — *07, *11, *12, *13, *14, *15 и *16 — ассоциированы с чувствительностью к ВИЧ-1 [92], к гепатиту В [101], лепре [130], легочному туберкулезу [28].

Таким образом, маркеры предрасположенности к развитию аутоиммунитета ассоциированы в то же время с устойчивостью к развитию инфекций, и, наоборот, маркеры устойчивости к аутоиммунитету ассоциированы с неблагоприятным исходом тяжелых инфекций. При этом и те, и другие варианты генов DRB1 , достаточно широко распространены в самых разных популяционных группах.

Иммунная система, одно из назначений которой — обеспечение успешной борьбы организма с различными инфекциями, является инструментом направленного отбора. При нем взаимодействие микроорганизма с макроорганизмом завершается отбором макроорганизма, справившегося с инфекционным агентом, и «выбраковкой» организма, который не справился с инфекцией. В случае с генами HLA — выбраковкой генов, ассоциированных с чувствительностью к инфекции, то есть 07, *11, *12, *13, *14, *15, *16 , и накоплением вариантов, ассоциированных с устойчивостью к инфекции, то есть *01, *03, *04, *08, *09, *10 . Возможно, наиболее неблагоприятными вариантами для исхода взаимодействия макроорганизма и инфекционного агента будет наличие в геноме двух вариантов генов, ассоциированных с устойчивостью к инфекции. Если эта гипотеза окажется верной, появится возможность значительно более точного установления предрасположенности либо устойчивости к развитию того или иного инфекционного заболевания у конкретного человека. Кроме того, будет использоваться новый подход к эпидемиологическому прогнозу уровня заболеваемости среди населения конкретного региона с заранее установленными особенностями его генетического профиля HLA .

Накопление в популяции вариантов генов HLA, ассоциированных с устойчивостью к инфекции, ограничивается развитием аутоиммунных реакций, которые, как установлено, приводят к снижению фертильности.

Таким образом, инфекционные заболевания, с одной стороны, и аутоиммунитет, с другой, направляют естественный отбор в области генов иммунного ответа в сторону преимущества для лиц, гетерозиготных по так называемым «чувствительным» и «устойчивым» к развитию инфекции генам, сохраняя при этом все разнообразие генов МНС. Эта балансирующая система отбора, вероятно, должна хорошо реагировать на изменение факторов внешней среды в дикой природе. Воздействие человека на направление отбора также вероятно. Например, борьба с инфекциями с помощью антибиотиков может приводить к накоплению генов, «чувствительных» к развитию инфекции.

Если наше предположение до некоторой степени верно (что требует тщательной проверки), то HLA -генотипирование открывает новые возможности использования самых разнообразных лекарственных средств, начиная с лечения инфекционных заболеваний и вакцинации и кончая использованием различных иммуномодуляторов.

Какие механизмы могут лежать в основе осуществления функций таких «чувствительных» и «устойчивых» к инфекции вариантов генов HLA? Можно предположить, например, что они ассоциированы с разным уровнем экспрессии распознающих белков системы МНС, чему есть некоторые свидетельства [112, 124], с факторами естественного иммунитета, обеспечивающими первые реакции на инфицирующие агенты, тем самым направляя и регулируя адаптивный иммунитет [37, 66, 103, 105, 133]. Наконец, можно предположить, что в пределах системы МНС существуют 2 вида отбора. Первый поддерживает полиморфизм на уровне антиген-распознающих структур, то есть имеет отношение к адаптивному иммунитету. Второй, более древний и более общий (осуществляющийся на более «грубом» уровне), контролирует баланс чувствительности/устойчивости иммунного ответа (в том числе на уровне популяций через процессы репродукции) в зависимости от изменяющихся условий внешней среды и направлен на сохранение любого полиморфизма. Если это так, то уровень связывания с пептидами антиген-распознающих структур in vitro и эффективность суммарного ответа in vivo не всегда должны совпадать. Оба эти процесса могут происходить параллельно.

Что касается преимуществ определения генотипа HLA (вместо гаплотипа HLA , как это имело место до настоящего времени) в установлении генетической предрасположенности к СД1, у нового подхода, на наш взгляд, имеются значительные дополнительные преимущества и перспективы.

Дело в том, что СД1 в ходе всего процесса развития человечества относился к заболеваниям, поражавшим в основном нерепродуктивные контингенты. С учетом генетического характера наследования заболеваемость СД1 поддерживалась на определенном относительно невысоком уровне. Разработка и применение поддерживающей инсулинотерапии в XX в. в корне изменили сложившуюся ситуацию, что в значительной степени позволяет говорить об ограничении влияния СД1 на репродуктивный процесс, что должно отразиться на уровне заболеваемости СД1. Вместе с тем необходимо учитывать, что потенциальные родители в семьях, включающих членов с установленным диагнозом СД1, как правило, информированы о вероятности развития заболевания у потомства.

Представленные в настоящей главе данные впервые позволяют устанавливать отсутствие превышенной по сравнению с популяционным уровнем ассоциированной с HLA предрасположенности к СД1 у детей в семьях, где HLA -маркеры имеет один из родителей.

Таким образом, даже превентивное генотипирование в значительном проценте случаев демонстрирует риск развития СД1. Следует отметить, что такой подход дает принципиальную возможность снижения частоты встречаемости ассоциированных с СД1 аллелей в популяции. В том случае, если специфичности HLA , ассоциированные с предрасположенностью к СД1, имеются у обоих супругов, существует возможность оценить вероятность развития СД1 у детей.

Разумеется, данный подход требует проведения новых исследований на значительном клиническом материале и его результаты целесообразно рассматривать исходя из клинических, эпидемиологических и этических аспектов.

Помимо «классического» направления иммуногенетики СД1 и других аутоиммунных заболеваний, получило развитие новое направление — исследование роли генов иммунного ответа человека, не входящих в систему HLA , в развитии аутоиммунных заболеваний.

В последнее время классическая иммуногенетика человека была дополнена новыми данными и представлениями. Помимо сведений о неклассических генах HLA , были получены данные о роли генов, контролирующих звенья иммунного ответа, не находящиеся под прямым контролем генов HLA , и их вариантах. Наличие таких вариантов (генный полиморфизм) обусловлено, как правило, присутствием в геноме одиночных нуклеотидных замен — SNP (Single Nucleotide Polymorphism). Их биологическим эффектом может быть изменение экспрессии гена (если полиморфизм затрагивает регуляторные участки гена) или изменение аминокислотного состава продукта.

При обследовании больных СД1 были установлены следующие SNP: -238 G/ A и -308 G/ A в гене TNF2 (Tumor Necrosis Factor, member 2) и +874 Т/А в гене IFNG (Interferon-γ), ассоциированные с развитием СД1 [34, 120]. Белковые продукты этих генов обладают широким спектром иммуномодулирующих, противовирусных и противоопухолевых эффектов, что позволило выдвинуть предположение о том, что изменение уровня их экспрессии, в том числе обусловленное SNP, может повлиять на развитие иммунного ответа по отношению к вирусным инфекциям, а также привести к повреждению β-клеток поджелудочной железы [30, 86].

Следует отметить, что при проведении аналогичных исследований в русской популяции жителей Москвы ассоциация между наличием вышеуказанных SNP и предрасположенностью к СД1 не выявлена. Можно предположить, что данные ассоциации могут быть характерны только для определенных этнических групп [1, 2].

В пользу этого, в частности, может свидетельствовать следующее. Ассоциации СД1 с аллельными вариантами генов HLA, характерные для одних этнических групп, отсутствуют в других. Между тем чрезвычайно выраженный на уровне аллельных вариантов полиморфизм системы HLA является по существу следствием возникших на разных этапах развития человека одиночных нуклеотидных замен, закрепившихся вследствие своей биологической целесообразности, например, благодаря повышению устойчивости носителей данного SNP к инфекционным заболеваниям. Именно тот факт, что прародители тех или иных этнических групп сталкивались с различными вызовами для их иммунной системы, нашел отражение в современном различии между вариантами генов, регулирующих иммунный ответ.

Иная картина имела место при изучении SNP, ассоциация которого с развитием СД1 показана при изучении различных популяционных групп. Речь идет об однонуклеотидной замене +49A/G (rs231775) в гене CTLA4 (Cytotoxic T-Lymphocyte associated Antigen-4, поверхностный антиген цитотоксических Т-лимфоцитов) [1, 2, 46, 71, 77]. Данная замена нуклеотида, в свою очередь, приводит к замене аминокислоты в 17-й позиции белкового продукта гена CTLA4, участвующего в регуляции активации Т-лимфоцитов, и, соответственно, к изменению его физиологического действия. Изменение свойств белкового продукта гена CTLA4 может привести к нарушению регуляции деятельности Т-лимфоцитов и к развитию аутоиммунного процесса. Установлена ассоциация с предрасположенностью к СД1 у 70% больных, несущих генотип 49 GG, при отсутствии у них HLA -маркеров СД1, в то время как в группе сравнения частота этого генотипа не превышала 10%. Эти данные позволили сделать вывод, что генотип CTLA4 49 GG может маркировать предрасположенность к СД1, независимую от HLA . Таким образом, установление SNP генотипа CTLA4 49 GG позволяет повысить эффективность прогноза развития СД1 при совместном генотипировании как по генам HLA, так и по данному SNP. Такой подход позволил установить генетические маркеры предрасположенности к СД1 у 94% из обследованной группы больных [1].

Предлагаемый подход позволяет выделить из числа генов, ассоциированных с СД1, клинически значимые гены, исследование которых повышает уровень достоверности прогноза развития заболевания. Можно согласиться с мнением авторов данной работы о необходимости проведения масштабного исследования, предполагающего изучение большего количества генетических полиморфизмов у представителей различных этнических групп. Также значительный интерес может представлять использование подхода, при котором установление индивидуального риска развития СД1 рассматривается в зависимости от наличия «функционального» генотипа HLA- DRB1 [12].

Говоря о роли тех или иных генов, контролирующих иммунный ответ, в предрасположенности и устойчивости к СД1, следует отметить следующее. Общепризнанным является тот факт, что наибольшую и определяющую роль среди них, равно как и среди других генов предрасположенности к СД1, не участвующих в контроле иммунного ответа (например, ген I NS или I DDM2, контролирующий продукцию инсулина), играют гены HLA ( IDDM1). Высокий уровень ассоциации генов HLA с предрасположенностью к заболеванию СД1, как указывалось ранее, объясняется тем, что продукты этих генов не только являются генетическими маркерами предрасположенности к СД1, но и, представляя диабетогенные пептиды, выполняют функцию запуска аутоиммунного процесса, лежащего в основе заболевания [2].

Расчетный уровень вклада HLA в генетически обусловленную предрасположенность к СД1 составляет, по разным оценкам, от 40 до 70%. Вклад CTLA4 , так же как и I NS, оценивается примерно в 10%. Естественно, что эти цифры достаточно приблизительны, то есть при суммировании процентных содержаний всех известных на сегодняшний день генетических маркеров СД1 получается цифра, значительно превышающая 100% (вплоть до 200%). Последнее в значительной степени снижает общую достоверность и клиническую значимость прогнозирования развития СД1. Можно предположить, что причиной неточности является одновременное присутствие в одном геноме нескольких генетических маркеров предрасположенности к СД1. Поэтому целесообразно было бы использовать вышеописанный подход для установления других маркеров, определяющих предрасположенность к СД1 независимо друг от друга.

Одной из важнейших функций системы HLA , которая тесно связана и с ее основной (или, возможно, более известной) функцией — контролем иммунного ответа, является ее участие в репродукции человека.

Исследования в области физиологической роли HLA начались уже в 1960–1970-х годах практически одновременно с работами по изучению возможностей использования доступных в то время методов HLA-типирования при селекции пар донор–реципиент в клинической трансплантологии. Одной из основных предпосылок начала этих исследований стали идеи относительно того, что поскольку плод можно рассматривать как «природный аллотрансплантат», то такого рода работы могут, с одной стороны, быть полезными в плане изучения возможности индукции толерантности — цели клинических трансплантологов, — а с другой стороны, могут дать ответ на вопросы, связанные с такими видами патологии, как привычное невынашивание беременности и бесплодие неясной этиологии. При этом была популярна точка зрения, согласно которой указанные осложнения беременности могли быть связаны с высоким уровнем тканевой несовместимости матери и плода, то есть предполагалась возможность прямой аналогии с трансплантационным иммунитетом.

За прошедшие годы эта точка зрения изменилась на прямо противоположную, а по-иному и не могло быть, поскольку беременность является физиологической функцией организма, в основе которой лежит временная иммунная толерантность матери к плоду. Напротив, сама по себе трансплантация отнюдь не является физиологической процедурой. В действительности же физиологическим проявлением функции иммунитета является отторжение трансплантата.

В настоящее время известно, что репродуктивный этап жизнедеятельности млекопитающих, в том числе человека, является одним из наиболее ярких примеров того, как гены иммунного ответа (в первую очередь гены главного комплекса тканевой совместимости) обеспечивают генетическое разнообразие животного мира. Установлено, что мыши, крысы и ряд других животных распознают своих половых партнеров из числа сородичей и осуществляют дифференциацию между ними именно с помощью молекул МНС. Причем мыши и крысы не только дифференцируют различие на уровне молекул МНС класса I других особей, но и «улавливают» даже точечные мутации в этих молекулах, то есть различия на уровне SNP. Не совсем ясно, различаются ли сами полиморфные фрагменты молекул МНС I или одоранты, избирательно переносимые антигенами МНС класса I в мочу животных. Данная функция системы МНС у животных служит снижению инбридинга в популяции животных, так как наличие аналогичных собственным антигенам МНС класса I служит табу для полового контакта между животными. Так, в работе P.W. Hedrick было установлено, что самки мышей предпочитают самцов, отличающихся от них по МНС, что фактически приводит к уменьшению пропорции гомозигот, усиливая генетический полиморфизм в популяции мышей [63]. Таким образом, у животных молекулы МНС служат переносчиками пахучих веществ — феромонов, которые влияют на индивидуальное распознавание, выбор партнера, гнездовое поведение и селективный блок беременности. При этом роль различных молекул МНС не ограничивается функцией пассивного переноса, а влияет на экспрессию запаха [68].

Подобные феномены трудно изучать у людей, так как HLA , являясь наиболее полиморфной системой в геноме человека, обладает потенциалом образовывать миллионы вариантов генотипов. Кроме того, высокая вариабельность фоновых запахов, кодируемых остальным геномом, а также культурная практика препятствуют исследованиям роли HLA в процессах воспроизведения. Тем не менее существует ряд доказательств того, что эта функция МНС не утрачена у человека.

В работе S. Jacob и соавт. [68] было показано, что женщины могут определять различия запахов мужчин, отличающихся друг от друга по одному аллелю HLA . Механизм, лежащий в основе способности женщин различать и выбирать предпочтительные запахи, по мнению S. Jacob, связан с аллелями HLA , полученными женщиной от отца, но не от матери. По данным С. Wedekind и S. Furi [131], от HLA зависел запах тела, эмоциональное восприятие которого определялось главным образом (если не исключительно) степенью «похожести» или «непохожести» по генотипу HLA . Наблюдаемое предпочтение «непохожести», по мнению автора, должно приводить к увеличению гетерозиготности у потомства, но не накоплению определенных комбинаций МНС. J.D. Реnn и соавт. [104] также считают, что зависимый от МНС выбор партнера увеличивает МНС -гетерозиготность потомства. Увеличение количества растворимых белков HLA в моче женщин перед овуляцией и снижение его до нормальных значений после овуляции [131], возможно, также участвует в данном процессе.

Направленный отбор МНС-гетерозиготности проявляется также в преимуществе, которым обладают МНС-гетерозиготные самцы по сравнению с гомозиготными. Так, например, в большой популяции свободно живущих макаков резус самцы, гетерозиготные по гену DQB1 МНС класса II, имели значительно более многочисленное потомство, чем гомозиготные. Подобные наблюдения были сделаны и у людей. Так, у мужчин из супружеских пар, имеющих детей, HLA- DRB1 -гомозиготность была в 3 раза ниже, чем у мужчин из пар с проблемами вынашивания беременности и из группы сравнения [11].

Подтверждением неслучайного выбора партнеров у людей служит серия работ, выполненных на племенах южноамериканских индейцев, живущих в дельтах рек Амазонки и Ориноко, а также в религиозной секте хатеритов (европеоиды) [96]. Оказалось, что количество индивидуумов, гомозиготных по генам HLA , было ниже математически прогнозированного в соответствии с Менделевским распределением [38, 108]. В то же время количество гомозиготных по трем другим не-HLA -локусам микросателлитов, расположенных на 13-й хромосоме, в отличие от локусов HLA , расположенных на 6-й хромосоме, соответствовало расчетному.

Таким образом, выбор половых партнеров в природе направлен на поддержание гетерозиготности по генам МНС и на снижение возможности инбридинга, но, возможно, не на отбор конкретных вариантов генов МНС.

Возникает вопрос: какие из генов МНС ( HLA) являются точкой приложения для осуществления направленного отбора? Разумеется, наиболее вероятно предположение, что это гены МНС с наибольшим уровнем полиморфизма и гетерозиготности. Известно, что среди генов HLA класса I это HLA- B, а среди генов HLA класса II — это ген HLA- DRB1. Одним из подтверждений этому предположению служит работа A.M. Valdes и соавт. [127], где приведены данные исследований, проведенных в 22 популяционных группах. Было установлено, что из четырех генов HLA класса II — DRB1, DQA1, DQB1 и DPB1 — наибольшей гетерозиготностью и наибольшим количеством вариантов обладал ген DRB1. В отношении гена DRB1 отмечен также высокий уровень гетерозиготности в позициях, критических для антигенного распознавания на уровне аминокислотных остатков, что подтверждает позитивную селекцию в сторону увеличения разнообразия репертуара иммунного ответа [111]. Интерес представляют результаты работы М.Т. Dorak и соавт. [53], в которой установлено, что доля лиц, несущих две DRB1 -специфичности, относящиеся к разным «древним» генам ( DRB3, DRB4, DRB5), была значительно более выражена у мужчин (53,7% против 39,3 у женщин, p =0,003). Генотипы, состоящие из наиболее филогенетически отстоящих вариантов (DRB3 и DRB4 ) демонстрировали наиболее выраженные различия между полами (р =0,007). Гетерозиготность наиболее отстоящих гаплотипических семейств обеспечивает наивысший уровень гетерозиготности в главном локусе HLA класса II — DRB1, увеличивая гетерозиготность и в других локусах МНС.

Кроме того, было установлено, что беременность у женщин из закрытой от общества секты хатеритов, совпадавших с партнером по гену DRB1, наступала через более длительные интервалы времени по сравнению с парами, не совпадавшими по гену DRB1, и в таких семьях было, соответственно, меньшее количество детей [96].

Таким образом, основной точкой приложения отбора в процессе репродукции среди генов HLA класса II являются, вероятно, гены DRB1.

Следующий возможный механизм направленного отбора, базирующийся на функции иммунной системы, имеющий непосредственную зависимость от генов МНС и косвенно связанный с репродукцией, — аутоиммунитет. К настоящему моменту накопилось довольно много фактов о роли аутоиммунных процессов в нарушении репродуктивной функции, прежде всего у женщин.

Так, в работе S. Cowchock и соавт. [48] у 29% женщин с необъяснимыми повторными выкидышами обнаружены антиядерные антитела, антитела к ДНК или экстракту ядерного антигена. По данным A.J. Shelton и соавт. [118], аутоиммунные заболевания чаще встречались в семьях женщин, у которых наблюдали повторные выкидыши. Т. Makino [84] проанализировал результаты обследования 1500 пар с повторными выкидышами, сделав заключение о возможной роли антител против фосфатидилэтаноламина и аннексина. В то же время имеются данные о более общем влиянии аутоиммунитета на репродуктивную функцию, в частности аутоиммунитет рассматривается как причина недостаточности яичника [70, 78], а также таких заболеваний, как идиопатическое бесплодие, синдром поликистозного яичника, эндометриоз. Отмечается, что мишенями аутоантител могут быть стероидные гормоны, гонадотропины и их рецепторы, желтое тело, zona pellucida и ооцит [57].

Что касается непосредственно роли HLA , то у женщин с проблемами репродукции увеличена встречаемость специфичностей HLA , которые относят к маркерам аутоиммунных заболеваний. Например, увеличение частоты DRB1*04 у женщин с привычным невынашиванием беременности было отмечено в нескольких работах [11, 51], где было также обнаружено увеличение частоты генов DRB1*01 и DRB1*03 у датчанок с этой патологией [51].

Работ относительно бесплодия у мужчин, связанного с аутоиммунитетом, очень мало. Однако в работе К. van der Ven [128] упоминаются HLA -маркеры, ассоциированные с нарушением сперматогенеза у мужчин. У таких мужчин повышена частота DRB1*01, одного из маркеров аутоиммунного процесса, и снижена частота DRB1*15, «протективного» в отношении аутоиммунитета.

Таким образом, в обеспечении полиморфизма системы генов MHC принимает участие как непрерывный мутационный процесс, скорость которого, однако, не отличается от обычного, так и направленный отбор.

Приведенные выше факты свидетельствуют о том, что взаимодействие с инфекционным окружением направляет отбор на накопление конкретных вариантов генов, обеспечивающих максимально эффективное взаимодействие с конкретными патогенами. Помимо этого, преимущество имеют гетерозиготные по аллелям генов МНС организмы, так как они обладают более разнообразным репертуаром иммунного ответа. Поддержание гетерозиготности и снижение вероятности инбридинга обеспечиваются самим участием МНС в репродуктивных процессах.

Следует отметить, что и ранее было известно следующее: повышение количества HLA -гомозигот в результате инбридинга, являющегося следствием близкородственных браков, — это крайне неблагоприятный момент для здоровья потомства такого рода. Так, инбридинг резко возрастает в «замкнутых» популяциях, какими до последнего времени являлись малые этнические группы населения, проживающие в труднодоступных районах. Естественно, что аналогичная ситуация имеет место и в этнических кастовых или сословных группах (например, в королевских семьях, где браки по родству превалировали в течение нескольких поколений). Хорошо известно, что уже благодаря накоплению генов (и появлению их в гомозиготном состоянии), связанных с различными нарушениями развития среди представителей разных королевских домов, зачастую отмечалось увеличение числа наследственных заболеваний и уродств.

Несмотря на то, что в последнее время точка зрения о низком значении обоняния для выбора HLA -несовместимого партнера по браку была пересмотрена, в определенных случаях браки заключаются между мужчиной и женщиной частично (а иногда и полностью) HLA -идентичными. Последнее может быть связано с тем, что при заключении брака человеком принимаются во внимание многие социальные, материальные и психологические условия, комплекс которых может иметь решающее значение.

Что же касается полной HLA -совместимости супругов, то, на первый взгляд, теоретическая вероятность ее более чем ничтожна, поскольку, ввиду крайне высокой степени полиморфизма системы HLA, средняя вероятность полной HLA -идентичности двух произвольно взятых людей приближается к 1 на 1 000 000. Однако на практике вероятность негативного проявления HLA -совместимости значительно выше. Во-первых, имеет значение не только полная совместимость, но и частичная, и, по-видимому, наибольшую отрицательную роль может играть совместимость по специфичностям гена HLA- DRB1, в который, как указано выше, входят гены иммунного ответа человека, а совместимость по нему вносит наибольший вклад при подборе тканесовместимых пар при трансплантации органов. При этом следует отметить, что в большинстве популяций мира совместимость по специфичностям гена DRB1 встречается приблизительно на 2 порядка чаще, чем полная HLA -совместимость [22].

Во-вторых, даже в больших популяционных группах имеется значительное количество людей, в генотипе которых отдельные или группы генов HLA находятся в гомозиготном состоянии (так, например, в популяции русских, проживающих в Москве, количество гомозигот по специфичностям HLA- DRB1 — класс II — уже составляет более 15%). В данной ситуации достаточно, чтобы в генотипе HLA гетерозиготного партнера присутствовал один из антигенов HLA, находящихся в гомозиготном состоянии у другого. Исходя из законов наследования антигенов HLA (кодоминантный принцип), у ребенка экспрессируются оба набора HLA, полученных от родителей. Результатом с высокой вероятностью может стать идентичность матери и плода по антигенам, которые присутствовали у одного из родителей в гомозиготном состоянии. Следующим фактором, повышающим вероятность первого, является то, что частота антигенов HLA в популяциях весьма варьирует — от тысячных долей процента до десятков процентов. И, естественно, люди, имеющие в генотипе HLA «высокочастотные» антигены HLA, имеют более высокую вероятность встречи с супругом, имеющим этот же антиген в HLA -гетерозиготном состоянии. Наконец, еще одним фактором, относящимся далеко не ко всем популяционным и этническим группам, является то, что на Земле, кроме больших этнических групп или групп, проживающих в условиях постоянного контакта этноса в течение исторически значимого периода, имеются малые этнические изолированно проживающие группы. Эти группы, в отличие от первых, которые «пользуются» практически всем разнообразием HLA , то есть в них с той или иной частотой встречаются практически все специфичности HLA , «используют» весьма ограниченный набор специфичностей HLA . Естественно, что в последних группах весьма высок уровень частотных антигенов HLA и HLA -гомозигот. На территории России, особенно на севере, проживает значительное количество таких групп. Более того, существуют искусственно сформировавшиеся, например, некоторые религиозные секты, которые принадлежат к большим этносам, но в течение длительного времени проживают малыми группами в условиях изоляции.

Так или иначе, ясно, что для человека, в отличие от животных, вероятность идентичности супругов, хотя бы по части антигенов HLA, достаточно высока, что и предоставило возможность природе наглядно продемонстрировать все возможные последствия.

Следует отметить, что с проблемой «HLA и репродукция» в определенной степени связаны само становление и развитие изучения системы HLA. После первых успехов в области получения HLA-типирующих сывороток от многорожавших женщин (начало 1960-х годов), вполне естественным было возникновение идеи о том, что с иммунологической точки зрения плод следует рассматривать как природный трансплантат. А отсюда также закономерно проведение ряда более широких аналогий между плодом и трансплантатом. И поскольку уже было накоплено достаточно данных по механизмам трансплантационного иммунитета, который также является одной из физиологических функций иммунной системы, многие представления о нем были перенесены на проблему «Иммунология репродукции». Исходя из этого можно было предположить, что, как и в трансплантационном иммунитете, обнаружение в крови цитотоксических анти-HLA-антител, которые, будучи проявлением иммунного ответа на плод, одновременно играют неблагоприятную роль в развитии последнего, а возможно, и участвуют в реализации механизмов акушерских патологий. Следующим, вытекающим из предыдущего, стало заключение о том, что неблагоприятным является и HLA-несовместимость между матерью и плодом, как, собственно, это имеет место и при трансплантации органов. Таким образом, можно сказать, что сформировалось представление, согласно которому система МНС играла в репродукции человека прямо противоположную роль той, которую, как мы знаем теперь, она играет у животных.

Однако это представление претерпело более чем серьезные изменения, и сегодня ясно, что и у человека система HLA создает условия, препятствующие появлению HLA -гомозиготного потомства, и, хотя медицинские мероприятия в ряде случаев могут «преодолеть противодействие», в ряде случаев HLA -гомозиготные индивидуумы имеют повышенный риск развития целого ряда патологий.

Что же касается конкретной роли HLA в репродукции, то следует отметить, что неблагоприятные последствия даже неполной HLA -совместимости прослеживаются на различных этапах беременности. Так, одной из акушерских патологий, где проявляется неблагоприятная роль HLA -совместимости матери и плода, является такая патология беременности, как привычное или идиопатическое невынашивание беременности [7, 8]. Эта патология характеризуется многократными выкидышами у женщин, всестороннее обследование которых не позволяет выявить каких-либо видимых оснований для выкидыша. Примечательно также, что многие из этих женщин в новых браках имеют нормальную беременность.

Механизмы действия антигенов HLA были изучены уже в 1980-х годах [6, 7, 8]. Была использована модель смешанной культуры лимфоцитов (СКЛ), позволяющая оценить уровень иммунного ответа HLA- DRB1 -генотипированных лимфоцитов на аллогенные специфичности HLA- DRB1 [33]. При совместном культивировании клеток от двух лиц, различающихся по специфичностям HLA- DRB1, наблюдается развитие пролиферативной реакции лимфоцитов. Пик реакции наблюдается через 120 ч. Как правило, уровни ответа регистрируются на основе включения в пролиферирующие клетки радиоактивных или флуорохромных препаратов. Для выделения ответа тестируемого лица (отвечающая популяция) клетки стимулирующей популяции предварительно обрабатываются препаратами, подавляющими их пролиферацию (митомицин С). Таким образом, можно оценивать индивидуальный ответ тестируемого лица. Этот метод используется по настоящее время в клинической практике трансплантации кроветворных стволовых клеток для окончательного подтверждения тканевой совместимости донора и реципиента.

Примечательно, что в том случае, если донор стимулирующих клеток был предварительно сенсибилизирован к отвечающим клеткам, то пик ответа наблюдался по вторичному типу через 72 ч. Подобная ситуация наблюдается в случае сенсибилизации (примирования) отвечающих клеток в системе in vitro [3, 6, 7, 8, 33].

Используя смешанную культуру лимфоцитов (СКЛ), можно оценить не только пролиферативный ответ на чужеродные молекулы HLA-DRB1, но и клеточно-опосредованный цитотоксический эффект, регистрируемый в реакции клеточно-опосредованного лимфолиза (CML — Cell-Mediated Lympholysis). С этой целью в качестве цитотоксических эффекторов используют примированные в течение 120 ч лимфоциты, а в качестве мишеней — популяцию клеток, стимулирующих СКЛ, меченных радиоактивной или флюорохромной меткой. Оценка реакции проводится на основе выхода метки из разрушенных клеток-мишеней.

В серии исследований, выполненных в 1980-х годах [6-8], с использованием вышеописанных методов для установления роли совместимости по HLA- DRB1 в таких патологиях репродукции, как привычное невынашивание беременности и переношенная беременность, были получены следующие основные данные.

При постановке СКЛ в образцах, полученных от HLA- DRB1 -совместимых пар, наблюдалось отсутствие пролиферативного ответа как в период до развития беременности, так и в период беременности (вплоть до развития спонтанного выкидыша). Пролиферативный ответ в СКЛ на стимулирующие клетки, отличающиеся по HLA- DRB1 (клетки третьих партнеров), сохранялся.При постановке СКЛ в образцах, полученных от группы HLA- DRB1 -несовместимых пар (группа сравнения), в период развития беременности наблюдали подавление СКЛ в комбинации, где стимуляция клеток матери осуществлялась отцовскими клетками на протяжении всей беременности. При этом ответ на HLA- DRB1 -несовместимые клетки третьих партнеров оставался положительным. Что касается цитотоксического ответа, регистрируемого в клеточно-опосредованном лимфолизе (CML), то в течение всей беременности в группе HLA- DRB1 -тканенесовместимых супругов он был полностью подавлен. Его восстановление наблюдали лишь в период родоразрешения.

При обследовании пар с частичной HLA- DRB1 -совместимостью установлено [7, 8], что, помимо наличия осложнений в виде угрозы выкидыша и токсикоза беременности, в ряде случаев, где также наблюдалась переношенная беременность, требующая оперативного разрешения, было установлено полное отсутствие CML при стимуляции клеток матери клетками отца.

Таким образом, HLA- DRB1 -несовместимость супружеских пар является необходимым условием для инициации физиологически протекающей беременности. Частичная, а тем более полная HLA- DRB1 -совместимость супругов является одной из причин таких осложнений беременности, как привычное невынашивание беременности, токсикозы беременности и нарушение физиологического процесса родоразрешения.

Среди причин привычного невынашивания беременности значимость HLA- DRB1 -совместимости определяется тем, что среди пар с указанной патологией беременности идентичность по специфичностям HLA- DRB1 превышает 50%. Правомочно предположить, что такого рода специфическая активация аллореактивных клеток в процессе родоразрешения может служить одним из полноценных (а возможно, и основным) участником процесса родоразрешения. Это подтверждается тем, что, как известно, аллоиммунный ответ, то есть ответ на антигены МНС, является наиболее сильным из известных ответов на чужеродные антигены [110, 119]. Естественно, что появление многочисленного МНС -гомозиготного потомства ведет в конечном счете к снижению выживаемости любого вида животных. Разумеется, на выживаемость человечества влияют многие факторы, накладываемые самой цивилизацией. Тем не менее сама по себе тенденция к увеличению количества гомозигот HLA- DRB1 (тем более из числа наиболее часто встречаемых специфичностей HLA- DRB1), безусловно, является основой для снижения возможностей противостояния многим вызовам окружающей среды. Тем не менее в любом обществе следует учитывать имеющие место и подчас преобладающие конкретные интересы его членов. Например, проблемы бездетных пар, не имеющих потомства вследствие привычного невынашивания беременности. Поэтому еще в 1993 г. после проведения описанных выше исследований было найдено принципиальное решение проблемы преодоления бесплодия, вызванного привычным невынашиванием беременности, развившимся в результате HLA- DRB1 -совместимости супругов. Было установлено, что успешное решение этой проблемы лежит в использовании аллоиммунизации будущей матери пулом клеток, различающихся по генотипу HLA- DRB1 (патент № 145084 от 04.03.93). Этот метод по настоящее время достаточно широко используется в клинической практике. Расширению использования данного подхода способствовал тот факт, что за прошедшие годы в иммуногенетике произошла технологическая революция, и основными методами анализа в настоящее время стали методы иммуногенотипирования, основанного на достижениях молекулярной генетики. Последнее дает возможность значительно более надежно и в короткие сроки оценивать тканевую HLA-совместимость супругов.

Необходимым условием использования данного метода является информирование будущих родителей о повышенной вероятности развития у ребенка иммунозависимых заболеваний в результате его HLA- DRB1- гомозиготности.

Таким образом, система HLA у человека, по-видимому частично утеряв функцию выбора полового партнера, тем не менее пытается защитить его от появления HLA -гомозигот, поскольку, как это обсуждалось ранее, именно высокий полиморфизм HLA является необходимым условием для осуществления полноценной иммунорегуляторной функции системы HLA . Этот вывод, который сделан в монографии «Физиология иммунной системы» (2005 г.) [22], практически полностью подтвержден результатами, полученными A. Ziegler и соавт. [137]. Ими было сделано заключение о том, что именно участие системы HLA в контроле репродуктивного процесса уже на самом начальном уровне (взаимодействие сперматозоид–яйцеклетка) позволяет избежать дорогостоящих вложений в эмбрион с потенциально неоптимальными генетическими и иммунологическими свойствами.

К указанному заключению A. Ziegler и соавт. привели данные, полученные им и сотрудниками его лаборатории при исследовании влияния на репродуктивную функцию и участие в инициации репродуктивного процесса HLA -ассоциированных генов, кодирующих обонятельный рецептор. При проведении данной работы было обнаружено, что выявляемые в сперматоцитах в первой стадии и сперматозоидах антигены HLA класса I не имеют в своей структуре β2-микроглобулина и, являясь по существу неполной молекулой HLA, не могут участвовать в иммунных процессах. Функция этих иммунологически неполноценных молекул связана с функцией обонятельных рецепторов и ограничивается лишь участием в репродуктивном процессе, обеспечивая процесс селекции на сперматозоидах только тех обонятельных рецепторов, которые не способны распознавать собственные молекулы. Поэтому экспрессированные на сперматозоидах обонятельные рецепторы внутри женского репродуктивного пути способны распознавать только лиганды, отличающиеся от тех, с которыми обонятельные рецепторы взаимодействовали при тестикулярной селекции. Именно таким образом, по-видимому, может осуществляться участие системы HLA , реализуемой через партнера [137].

Все вышеприведенные данные относятся к изучению роли HLA -совместимости партнеров в репродукции без попытки анализа того, могут ли отдельные конкретные специфичности HLA в генотипе партнера или партнерши влиять на выбор партнера, возникновение и течение беременности. Разумеется, такого рода исследования проводились и ранее, и наибольшее их количество приходится на конец 1960-х — начало 1970-х гг. Можно сказать, что только в одном из них [51], выполненном на значительном материале (было проанализировано несколько десятков супружеских пар с привычным невынашиванием беременности), были получены достоверные результаты. Авторам удалось показать, что при данной патологии у женщин повышена частота специфичности HLA- DR1*04.

В Институте иммунологии было выполнено исследование, в котором предприняли попытку изучения особенностей генотипа HLA- DRB1 у обоих партнеров в парах с привычным невынашиванием беременности (табл. 4-5). При этом не только было подтверждено повышение частоты специфичности DRB1*04 у женщин из исследуемой группы, но и установлены специфичности, наличие которых отрицательно ассоциировано с данной патологией. Ими оказались DRB1*07 у женщин и DRB1*01 , *06 у мужчин [11, 42, 43]. Эти данные, помимо возможности их использования в клинической практике акушерства и гинекологии, могут быть рассмотрены и с фундаментальной точки зрения. Выявлены отрицательные и положительные ассоциации между конкретными специфичностями HLA и патологиями беременности, препятствующими или, наоборот, способствующими репродуктивному процессу у лиц, несущих данные специфичности в генотипе. В свою очередь, это не может не повлиять на частоту встречаемости этих специфичностей в популяции. Таким образом, при рассмотрении формирования генетического профиля популяции в значительных временных этапах данный феномен может оказать эффект на полиморфизм HLA , сопоставимый с эффектом средневековых эпидемий и пандемий, результатом которых, как считается, является профиль HLA основных европейских популяций [39, 40, 58].

Все вышесказанное касалось так называемых «классических» антигенов HLA, описанных и хорошо изученных в 1960–1980-х годах. В начале настоящего раздела были приведены также данные о так называемых новых антигенах, генах и локусах, открытых в последние годы. Среди них шла речь о молекулах HLA класса I локусов HLA- G и HLA- E, функция которых еще недавно была неясна. Первоначально антигены, кодируемые локусом HLA- G, были выявлены на клетках хориокарциномной клеточной линии, а также на мембране клеток больных хроническим цитотрофобластозом [56]. Уже на основании последней из работ было высказано предположение о том, что их физиологическая функция может быть связана с репродукцией.

Методом ПЦР-ПДРФ (ПЦР с анализом полиморфизма длины рестрикционных фрагментов) был установлен аллельный полиморфизм HLA- G в экзонах 2 и 3 [94, 98]. Всего к настоящему времени установлено 92 аллельных варианта HLA- G . Следует отметить, что вопрос о степени полиморфизма у вышеописанных «неклассических» генов остается открытым. Значительно более исследованным к настоящему времени оказался вопрос о биологической функции аллелей HLA- G и их продуктов. Так, оказалось, что в отличие от молекул HLA класса II и I (за исключением антигенов локуса HLA- C), которые не экспрессированы на трофобласте [76], молекулы HLA-G экспрессируются на данном виде тканей [114] так же, как и молекулы HLA-E [74]. Эта экспрессия, в свою очередь, отражает, как это было установлено позже, и биологическую роль молекул HLA-G — их участие в процессе репродукции [129]. В период с 1990 по 2000 г. появились работы, связывающие функцию антигенов HLA-G с участием в репродуктивном процессе естественных клеток-киллеров (ЕКК). Так, в работе Т. Yamamoto и соавт. [134] была установлена взаимосвязь между уровнем активности ЕКК и экспрессией HLA-G, с одной стороны, и характером течения беременности. Низкая экспрессия HLA-G была ассоциирована с развитием повторных спонтанных выкидышей. Полученные при исследовании динамики экспрессии HLA-G данные позволили P. Le Bouteiller и соавт. [80] и L. Pazmany и соавт. [102] сделать заключение о том, что физиологическая функция указанных молекул может лежать в основе развития толерантности организма матери по отношению к плоду и что реализация этого механизма осуществляется через блокировку активности ЕКК. Результаты последующих исследований в области изучения механизмов функции антигенов HLA-G и HLA-E были подведены на состоявшемся в июне 2003 г. 4-м Международном конгрессе Европейского общества иммунологии репродукции и развития (о. Родос, Греция, 2003), где значительное число сообщений так или иначе было посвящено новейшим данным о роли антигенов HLA-G при физиологической беременности и при ее патологиях. Следует также отметить, что развитие данного направления позволило получить целый ряд принципиально новых данных об иммунологии репродукции, и в первую очередь это можно сказать о расширении представления о роли ЕКК при физиологической беременности и при ее патологиях. Последнее связано с тем, что именно продукты HLA- G , а также HLA- E участвуют в регуляции активности ЕКК, которые, в свою очередь, являются, как это стало известно, одним из важнейших участников перестройки иммунной системы, сопровождающей беременность и определяющей ее течение — физиологическое или патологическое [80, 95, 106]. Так, Е. Ntrivalas и соавт. [95] показали, что в лютеальной фазе менструального цикла имеет место возрастание количества ЕКК, и в 1-й триместр беременности их количество еще более повышается. Этот процесс отражает физиологическую роль ЕКК-контроля чрезмерной инвазии трофобластов и предотвращении местной инфекции. Однако при избыточной функции ЕКК могут возникать такие осложнения, как преэклампсия и повторное невынашивание. В этом процессе участвуют ЕКК, несущие маркер CD69. И именно антигены HLA-G являются фактором, регулирующим активность CD69⁺ -ЕКК. При нормально протекающей беременности на клетках трофобласта экспрессируются антигены HLA-G (отсутствующие в организме вне беременности), подавляющие активность ЕКК [80, 95, 106].

Именно недостаточность экспрессии HLA-G на трофобласте является пусковым механизмом для развития вышеуказанных патологических состояний. Достигнут благоприятный эффект от использования в качестве средства терапии повторного невынашивания беременности иммунизации лимфоцитарной взвесью, что приводит к повышению экспрессии на трофобласте антигенов HLA-G [106]. Помимо экспрессии на трофобласте, антигены HLA-G в мембраносвязанной и/или в растворимой формах принимают непосредственное участие в регуляции иммунной системы и другими способами. Так, они обнаружены на эндоваскулярном эпителии сосудов матки. Показано, что CD8⁺ - Т-лимфоциты, специфичные к иммунодоминантным пептидам цитомегаловируса (CMV), проявляют HLA -G -рестриктированную активность. Одновременно с этим молекулы HLA-G, помимо регуляции активности ЕКК, по данным P. Le Bouteiller и соавт., оказывают прямое супрессивное воздействие на активность CD4⁺ - Т-клеток и CD8⁺ - цитотоксических Т-клеток. Помимо этого, HLA-G в растворимой форме осуществляют контроль васкуляризации плаценты [80, 106].

Следует отметить, что одним из вопросов, на который еще предстоит дать ответ, является следующий: имеет ли значение для осуществления полноценной функции генов HLA- G их полиморфизм? Во всяком случае на сегодняшний день ответ на этот вопрос неоднозначен. Так, по данным К. van der Ven и соавт. [129], взаимосвязи между конкретными аллельными вариантами HLA- G и их физиологической активностью не установлено. В то же время М. Grzywacz и соавт. [59] представили данные о наличии ассоциации между аллельным вариантом HLA- G*01018 и осложнениями беременности, связанными с нарушением экспрессии антигенов HLA-G в тканях, обеспечивающих физиологическую беременность.

Помимо HLA-G, из числа «неклассических» антигенов HLA в регуляции иммунитета при репродукции принимают участие HLA -E -специфичности [122]. Однако, в отличие от функции HLA-G, активность этих антигенов направлена на регуляцию цитотоксичности не ЕКК, а Т-лимфоцитов, причем их субпопуляции Vdelta2. Эти авторы показали, что при физиологической беременности антигены HLA-E, экспрессированные на трофобласте, распознаются указанным субтипом Т-лимфоцитов через рецепторы CD94/NKG2. Результатом этого взаимодействия является запуск апоптоза субпопуляции Vdelta2. Нарушение этого эффекта и возрастание уровня последней субпопуляции цитотоксических Т-клеток на фоне снижения уровня Vdelta1-субпопуляции играют важную роль в развитии патологии беременности.

Как часто это имеет место в биологии и медицине, та или иная физиологическая функция при изменении своих качественных и количественных параметров может перейти в свою противоположность, то есть принять участие в развитии патологического процесса. Это относится и к описанным выше молекулам неклассических антигенов HLA. Так, в работах В. Marin и соавт. [85], исследовавших экспрессию HLA-E на 40 линиях опухолевого происхождения, были определены молекулы HLA-E, экспрессированные на их поверхности. Более того, G. Pangault и соавт. [99] установили наличие экспрессии HLA-G-антигенов на опухолевых клетках больных раком легких.

Несмотря на то, что такого рода работы относятся к пилотным исследованиям, можно предположить, что дальнейшие исследования в данном направлении могут оказаться перспективными как в плане понимания патогенеза онкологических заболеваний, так и в разработке новых подходов в диагностике и прогнозе указанных заболеваний.

История развития клинической трансплантации служит, по-видимому, наиболее очевидным и ярким примером того, как решение фундаментальных проблем иммунологии открыло путь к появлению и развитию клинической трансплантологии как новому клиническому направлению, над созданием которого практическая медицина безуспешно работала в течение многих веков.

История клинической трансплантологии ведет свое начало еще от античных времен, когда зародилась сама идея «замены» органов и тканей человека с помощью их пересадки. Вполне естественно, что первоначальной «трансплантологической» идеей была замена конечностей (руки, ноги), утерянных в сражениях. О попытках такого рода пересадок можно судить по древним рисункам, а также по египетским, греческим, римским и индийским литературным источникам. Есть основание считать, что первая попытка трансплантации была предпринята именно в Индии.

Теперь мы знаем, что в то время все такого рода попытки были обречены на неудачу хотя бы потому, что врачи, даже такие великие, как Гиппократ и Авиценна, не имели представления о системе кровообращения органов, без восстановления которой невозможно и восстановление функций пересаженного чужеродного или даже приживление собственного «потерянного» или отчужденного органа.

Понимание того, каким образом осуществляется кровоснабжение, пришло к врачам через сотни лет, когда английский хирург Уильям Гарвей открыл систему кровообращения человека. Следствием этого гениального открытия стало появление хирургии как науки, позволяющей спасать жизнь и здоровье людей, в том числе перенесших различного рода травмы в результате боевых действий. Вновь были предприняты попытки пересадить воинам, утратившим свои конечности, чужеродные руки или ноги либо же их собственные, но и эти попытки оказались безуспешными. Важным моментом, зафиксированным в истории развития трансплантации органов, стал 1778 г., когда Джон Хантер, проводивший эксперименты по пересадке органов животным, впервые ввел понятие «трансплантат».

Следует отметить, что великий русский хирург Н.И. Пирогов, которому принадлежит разработка техники хирургических операций, применяющихся до настоящего времени, то есть более 150 лет, первым осуществил успешные восстановительные операции носа и ушей на основе пересадок собственных хрящей и кожи [19, 20].

Вслед за Н.И. Пироговым вклад в решение хирургических проблем пересадки органов и тканей внес выдающийся французский хирург Алексис Каррель, удостоенный за эти работы в 1912 г. Нобелевской премии. Благодаря его работам удавалось успешно вернуть на место собственную руку, ногу или их часть. Но в то же время никогда не наблюдалось приживления, если речь шла о пересадках от другого человека; более того, в этих случаях пациент, как правило, погибал.

Принципиальную возможность подбора совместимого донора (но не органов, а одной из важнейших для жизнедеятельности человека тканей — крови) блестяще доказал лауреат Нобелевской премии 1930 г. австрийский врач и химик Карл Ландштейнер, открывший наличие у людей различных групп крови. Он доказал также, что кровь от донора для нуждающегося в переливании крови больного (реципиента) может быть перелита только при условии их совместимости по эритроцитарным антигенам, определяющим ту или иную группу крови. Благодаря этому великому открытию были спасены миллионы человеческих жизней. Переливание крови стало широкодоступной процедурой, благодаря ограниченному количеству групп крови — их всего 4 основных и 2 дополнительные, так называемые резус-фактор-положительная и резус-фактор-отрицательная, открытые позже. Сегодня не только гематологические центры, но и все больницы должны иметь запасы крови всех этих групп, чтобы при необходимости обеспечить ею любого пациента.

Однако и это открытие не смогло решить проблему трансплантации органов, поскольку совместимость по группам крови не обеспечивала приживление пересаженных чужеродных органов. Так, неудачей закончилась предпринятая в 1933 г. попытка пересадить почку от совместимого по группе крови погибшего человека. В этом случае сочли, что неудача, возможно, связана с тем, что в качестве трансплантата был использован орган, изъятый у трупа. Однако точно так же окончилась в 1952 г. попытка французских хирургов пересадить почку и от живого, генетически неродственного донора.

Следует отметить, что принципиальная возможность иммуногенетического подбора донора для трансплантации была установлена еще раньше. Так, в 1930–1940-х годах были созданы инбредные линии мышей, что позволило Дж. Снеллу, используя межлинейные комбинации при пересадках кожных трансплантатов, не только конкретизировать роль иммунной реакции в отторжении трансплантата, но и открыть систему генов иммунного ответа мышей — Н-2, ответственную за отторжение трансплантата. В это время и появилось само понятие «иммуногенетика».

Что касается клинической трансплантации, то первой удачной пересадкой органа человека стала пересадка почки реципиенту от однояйцового близнеца, выполненная Бостонским хирургом Джоном Мюрреем [93]. Именно это событие принято считать началом эпохи клинической трансплантации органов, поскольку до этого момента речь могла идти только об экспериментальной трансплантологии.

Таким образом, опыт, в основном негативный, хирургов, пытавшихся осуществлять пересадки органов и тканей, позволил сделать следующие заключения:

Однако само понятие «клиническая трансплантология», которое можно сформулировать как отрасль клинической медицины, в которой лечение больных осуществляется с помощью замены их жизненно важного органа или тканей, утративших свои функции, на аналогичные «функционирующие» чужеродные орган или ткань, обрело свое содержание несколько позже. Это произошло в начале 1960-х годов, когда была найдена возможность проведения клинических трансплантаций не только от одного генетически идентичного близнеца к другому, что определяло эксклюзивный характер данного вида лечения, но и от неродственных тканесовместимых доноров.

Собственно, сам факт того, что успешную пересадку органа Джону Мюррею удалось осуществить, используя иммуногенетически идентичный трансплантат, убедил хирургов в том, что для успешной трансплантации нужна тканевая совместимость донора и реципиента на принципиально ином уровне, нежели при переливании крови.

Таким образом, трансплантология как полноправная клиническая дисциплина смогла полностью сформироваться только после того, как в отношении других тканей человека, помимо крови, была решена проблема их биологического подбора, а именно решена проблема создания методов установления тканевой совместимости донора и реципиента на основе их иммуногенетического типирования.

В 1956 г. французским иммуногематологом Жаном Доссе был открыт первый антиген тканевой совместимости, позже получивший обозначение — HLA-A2. Поскольку он был обнаружен на лейкоцитах, то и назвали его лейкоцитарным антигеном. Сама система была названа системой HLA.

Это открытие послужило толчком к планомерному и интенсивному изучению генов, ответственных за развитие реакции отторжения человека, причем эти работы проводились не отдельными исследовательскими группами, а на основании международного сотрудничества под эгидой международных программ по изучению HLA . Благодаря усилиям научных коллективов из различных стран, практически все антигены HLA — белковые молекулы, экспрессированные на всех ядросодержащих клетках организма человека, известные на сегодняшний день, — были установлены уже в конце 1970-х годов, и к этому же времени были установлены многие основные биологические функции комплекса генов HLA , кодирующих выявленные антигены.

За открытие антигенов тканевой совместимости человека (HLA), разработку подходов к их типированию и вклад в изучение их биологической роли в 1980 г. Жан Доссе был удостоен Нобелевской премии. Вместе с ним этой премии были удостоены Дж. Снелл и Б. Бенацерраф, установившие и исследовавшие системы тканевой совместимости у животных. Дальнейшие исследования в этой области приобрели еще более интенсивный международный характер, и совместными усилиями многих научных коллективов идентифицировано более 31 600 аллельных вариантов генов иммунного ответа, по которым сегодня осуществляют подбор совместимых пар донор–реципиент. Это сделало возможным подбор не только из числа родственных индивидуумов, но и среди тканесовместимых неродственников (подробнее см. ниже).

В условиях сдвига физиологического баланса, обусловленного действием радиации, особенную значимость приобретает иммунная система человека, в том числе процессы регуляции восстановления пула иммунокомпетентных клеток и поддержания разнообразия антиген-распознающих рецепторов, а следовательно, и защиты человека от внешних и измененных собственных антигенов. Длительные наблюдения за людьми, подвергшимися облучению, указывают на то, что иммунная система является одной из наиболее уязвимых к действию радиации. В целом при радиоактивном облучении организма человека наблюдается сдвиг баланса в относительной представленности популяций Т-клеток на фоне общей лимфопении [9].

Так, проспективное исследование лиц, выживших после атомной бомбардировки городов Хиросима и Нагасаки (Япония), показало значительнoe уменьшение числа Т-клеток, в том числе наивных CD4⁺ CD45RA⁺ -клеток, на фоне увеличения активности НК-клеток [17].

Еще одной особенностью, характеризующей функциональное состояние иммунной системы наряду с лимфопенией и сдвигом иммунологического баланса, является повышение активности фагоцитов. На самом деле эти показатели взаимосвязаны. В результате разрушения лимфоцитов высвобождается значительное количество биологических молекул (РНК, ДНК, пептидов), за утилизацию которых отвечают фагоциты [3, 12, 26]. Врожденные нарушения в генах системы репарации ДНК на фоне разрушительной для нуклеиновых кислот ионизации приводит к накоплению мутаций, нарушениям процессов трансляции и посттрансляционного процессинга белков. Это, в свою очередь, приводит к образованию большого числа «новых» для распознающих молекул антигенов.

Изучению роли приобретенных и врожденных мутаций в развитии негативных эффектов облучения следует уделить особое внимание. Радиационно-индуцированное накопление мутаций в генах, продукты которых ответственны за презентацию антигенов и регуляцию развития иммунного ответа, может сыграть решающую роль в специфичности их связывания с антигеном [21, 29]. В неменьшей степени это относится к врожденным (наследуемым) мутациям. Замена всего одной аминокислоты может приводить к изменению конформации пептида, изменению стерических условий взаимодействия и аффинности связи. Это, в свою очередь, может запускать каскад дальнейших реакций и приводить к индивидуальным отклонениям в иммунологическом гомеостазе [16, 30].

Так, при рассмотрении базовых механизмов формирования иммунных реакций в ответ на радиационное воздействие отдельного внимания заслуживает процесс восстановления пула лимфоцитов после облучения. В ряде исследований показано, что у взрослых людей в условиях пониженной активности тимуса процесс репопуляции лимфоцитов осуществляется за счет периферических органов иммунной системы (гомеостатическая пролиферация). Увеличение пула олигоклональных клеток памяти, населяющих лимфатические узлы, приводит к снижению репертуара Т-клеточных рецепторов (TCR). Это, в свою очередь, может препятствовать взаимодействию Т-клеток с опухолевыми антигенами и повышать риск развития онкопатологий. Ключевыми цитокинами, регулирующими процесс репопуляции, являются интерлейкины (ИЛ) ИЛ-15 и ИЛ-7 [24, 31].

Таким образом, нарушение функций генов иммунного ответа и их продуктов ведет к развитию тяжелых форм иммунологической недостаточности и иммунозависимым заболеваниям. В связи с этим анализ генов иммунного ответа может иметь прогностическое значение в оценке риска развития осложнений радиационного воздействия. Именно поэтому, рассматривая особенности реакции организма человека на радиационное воздействие, особенное внимание мы уделяем именно регулирующей роли пептидов системы HLA и особенностям восстановления иммунной системы после стрессорного воздействия.

В рамках разработки аппаратно-диагностического комплекса созданы тест-системы и проведена работа по изучению частот 11 SNP-маркеров и 34 аллелей HLA класса II у лиц без известной истории облучения (как здоровых, так и с патологией), а также у лиц, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях (табл. 5-1).

В исследование по установлению генетических основ развития отсроченных эффектов хронического радиационного воздействия были включены кандидатные маркеры, расположенные в 4 генах систем контроля клеточного цикла и репарации ДНК: ATM (2 маркера), TGFB1, XRCC1 и OGG1 [7, 8].

Сериновая протеинкиназа ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) принимает участие в фосфорилировании белков репарации ДНК, регуляции механизма апоптоза в ответ на формирование двухцепочечных разрывов ДНК, а также в стабилизации супрессорного опухолевого белка р53. Трансформирующий фактор роста β1, кодируемый геном TGFB1 , вовлечен в ответ клетки на стрессорное воздействие (цитотоксические препараты, ионизирующее излучение, температурный шок, окислительный стресс), а также является медиатором системы передачи сигнала между компонентами врожденного и приобретенного иммунитета. Оба гена являются важными компонентами систем репарации ДНК и регуляции клеточного цикла, нарушения в которых связаны с процессом канцерогенеза. Гены XRCC1 и OGG1 кодируют тесно связанные продукты, регулирующие процесс гомологичной рекомбинации и репарации одноцепочечных разрывов ДНК.

Для установления ассоциации вариантов генов иммунного ответа с формированием фенотипа, характеризуемого повышенной устойчивостью к радиационному воздействию, сотрудниками Института иммунологии были определены частоты аллелей генов I L7 (rs2717536), I L15 RA (rs2296135), а также 34 аллелей HLA- DRB1, DQA1 и DQB1. Кроме того, в панель было включено несколько маркеров, связанных с повышенным риском развития злокачественных новообразований по результатам широкогеномных ассоциативных исследований (GWAS) [4, 5, 32]. Этот подход основан на статистической оценке ассоциации генотипа с фенотипическим признаком без учета экспериментальных данных. Для 4 исследованных маркеров из региона 8 q24 на 8-й хромосоме ранее была установлена ассоциация с раком простаты, прямой кишки и молочной железы [10, 18, 27, 33].

Совместно с ФГБУН «Уральский научно-практический центр радиационной медицины» ФМБА России (УНПЦ РМ ФМБА России) (г. Челябинск) было обследовано взрослое население из когорты реки Теча, здоровье которых на момент исследования можно охарактеризовать как соответствующее возрастной норме. Когорта сформирована специалистами УНПЦ РМ ФМБА России на основании проспективного медицинского и радиобиологического обследования лиц, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях [2]. В отношении когорты реки Теча можно говорить о тенденции к повышению встречаемости онкологических заболеваний по сравнению с популяционными данными и повышенной долей онкологических заболеваний в структуре смертности [19, 20]. Таким образом, большая часть людей, предрасположенных к развитию патологии, к настоящему моменту ушли из жизни, и среди условно здоровых лиц в пределах обследуемой когорты частота маркеров предрасположенности к радиационно-индуцированным нарушениям (в том числе и к онкопатологии) уменьшилась. Собрав контрольные группы, сотрудники Института иммунологии провели классическое клинико-статистическое исследование, целью которого было установление отличий в распределении выбранных маркеров.

В качестве биологического материала использовали коллекцию из 220 образцов периферической крови, предоставленную Институтом иммунологии и УНПЦ РМ ФМБА России. Первую группу (группа 1) составили 70 образцов геномной ДНК из коллекции УНПЦ РМ ФМБА России (г. Челябинск), полученных от неродственных пациентов — жителей прибрежных сел р. Теча, подвергшихся длительному комбинированному облучению: внешнему γ-облучению и внутреннему, обусловленному инкорпорацией ⁹⁰ Sr в костную ткань. Радиационное облучение стало результатом регламентных и аварийных сбросов жидких радиоактивных отходов радиохимического производства в реку Теча. В исследование были включены образцы, полученные от индивидуумов, рожденных до 1951 г., когда произошел один из наиболее крупных сбросов радиоактивных отходов, определивший чрезвычайно высокие мощности дозы облучения [2].

В исследованной группе показатель медианы накопленной дозы на красный костный мозг составил 1,23 Зв. Выборка включала представителей русской популяции, а также объединенной группы татарской и башкирской популяций тюркской ветви алтайской языковой семьи (19 и 51 человек соответственно) 1933–1949 годов рождения. Обследованные лица не имели серьезной соматической патологии.

Вторую группу (группа 2) составили пациенты с клиническими признаками соматической патологии (50 человек), возраста 58-64 года, в том числе подвергшиеся профессионально-ассоциированному облучению. Образцы были предоставлены Институтом иммунологии и Российским онкологическим научным центром (РОНЦ) им. Н.Н. Блохина Минздрава России [6–8].

В третью группу (группа 3) вошли образцы ДНК, полученные от 100 здоровых представителей русской популяции — доноров крови из коллекции Института иммунологии, собранной на базе ФГБУ Российского научного центра хирургии им. акад. Б.В. Петровского Минздрава России. В состав группы вошли индивидуумы возраста 55–63 лет, проживающие на территории Центрального, Волжского, Уральского и Северо-Западного федеральных округов РФ.

В основу исследования легли подтвержденные независимыми исследованиями данные о влиянии наследуемых факторов на риск развития онкопатологий в условиях хронического радиационного воздействия [11, 14, 22, 25]. Новизна предлагаемого подхода заключается в первую очередь в том, что до сих пор модели оценки риска радиационно-индуцированных осложнений учитывали лишь изменения в организме, произошедшие после облучения. Реализованный подход, помимо возможности прогнозирования негативных эффектов еще до облучения, создает принципиально новую возможность учета фактора индивидуальной изменчивости при оценке риска [7, 8]. Применение этих данных поможет оценить безопасность и целесообразность контактов с источниками радиации лиц, генетически предрасположенных к развитию радиационно-индуцированных осложнений, а также снизить заболеваемость в профессиональных областях, требующих длительного присутствия человека в условиях повышенной радиации.

Из 45 исследованных генетических маркеров для 5 (rsl801516, rs664677, rs1052133, rs1799782 и HLA- DRB1*11) в сравниваемых группах установлены различия в распределении (рис. 5-1) [5].

Минорный аллель Т варианта Asp1853Asn гена ATM (rs1801516) встречается в группе 1 реже, чем в группе популяционного контроля (группа 3). В то же время частота минорного аллеля Т варианта I VS22-77 (rs664677) того же гена в группе 1 выше, чем в группе популяционного контроля.

Еще одно отличие было обнаружено для минорного аллеля G варианта Ser326Cys, расположенного в 326 кодоне гена OGG1 (rs1052133). Наличие протективного эффекта для этого маркера описывалось ранее [1].

В группе 2 установлено единственное отличие в распределении аллеля А гена XRCC1 (rs1799782). Частота аллеля А в данной группе достоверно ниже, чем в двух других исследованных группах. Этот результат подтверждает установленную ранее ассоциацию маркера rs1799782 с онкозаболеваниями [15, 28]. Интересно то, что связь с онкозаболеваниями для большинства генетических маркеров, включенных в анализ, на данном этапе исследования не нашла подтверждения. В частности, в их число попали все SNP, ассоциация которых с различными типами злокачественных новообразований была установлена в нескольких независимых геномных ассоциативных исследованиях.

По всей видимости, это косвенно подтверждает гипотезу об эффекте «дозы гена» в развитии онкоассоциированных патологий. Иными словами, большая часть популяции является носителями мутаций, определяющих незначительное повышение риска развития онкопатологий, при этом сама патология развивается только в том случае, если число определенных мутаций превышает некое пороговое значение [4, 5].

Из 34 аллелей HLA класса II единственная достоверная ассоциация с признаком устойчивости к радиационному воздействию установлена для группы аллелей HLA- DRB1*11 (рис. 5-1). Помимо этого, установлены группы аллелей в генах HLA- DRB1 и HLA- DQB1, перспективные для дальнейшего исследования в более широких группах. Данные по распределению аллелей HLA класса II в группах индивидуумов с повышенной/пониженной устойчивостью к радиации получены впервые. Результаты настоящей работы открывают новые представления о роли молекул главного комплекса гистосовместимости в радиационной генетике.

Результаты анализа позволяют говорить о влиянии генетического фактора на формирование индивидуальной радиочувствительности. Отличия в распределении маркеров, расположенных в генах репарации ДНК, подтверждают принципиальную роль компонентов этой системы в ответе тканей на радиационное воздействие. Наличие достоверных отличий даже на уровне десятков образцов определяет целесообразность дальнейших исследований.

Таким образом, полученные результаты имеют большое значение для развития фундаментальных и прикладных аспектов иммунологии, медицины и молекулярной биологии. Их значимость обусловлена созданием новых возможностей в объективизации процедуры медицинского обследования облученных лиц и подбора персонала объектов атомно-промышленного комплекса, а также важностью оценки радиационных рисков и создания научной базы для радиационного нормирования в диапазоне малых доз и малых мощностей доз. Данные могут быть использованы при создании новых средств и подходов к защите человека от вредных воздействий, разработке комплекса мер по снижению заболеваемости радиационно-ассоциированными заболеваниями и повышению биобезопасности.

Разработанный аппаратно-диагностический комплекс составил методологическую основу для изучения иммунного статуса и предрасположенности к развитию социально значимых заболеваний у контингентов, задействованных в ликвидации последствий радиационных аварий, и населения радиоактивно загрязненных территорий. Универсальность комплекса определяется возможностью проведения широкого спектра биомедицинских исследований, в том числе:

Комплекс этих методов позволяет получать всестороннюю информацию о генетических особенностях исследуемого объекта, активности генов иммунной системы и функциональном состоянии противоинфекционного иммунитета. Данный подход представляется перспективным как с точки зрения реализации фундаментальных научных исследований, так и для практического здравоохранения. Особое значение имеет его ориентация на отечественную технологическую и приборную базу, что позволяет эффективно решать вопрос импортозамещения в области высокотехнологичной продукции научного и медицинского назначения.

Новые технологии и методы, основанные на отечественном детектирующем оборудовании с повышенными пропускными характеристиками, позволяют эффективно решить проблему доукомплектования профильных медицинских учреждений и внедрения молекулярно-генетических методов в медицинскую практику, не прибегая к закупкам дорогостоящего импортного оборудования. Разработанные методы могут быть использованы в широкой медицинской практике при иммунологическом и генетическом консультировании пациентов, а также в профильных медицинских учреждениях для оценки риска развития осложнений терапевтического радиационного воздействия. Созданные сертифицированные реагенты и приборы позволили усовершенствовать технологии ПЦР-РВ, повысить эффективность данного метода и нашли широкое применение как в прикладных, так и в фундаментальных исследованиях, выполняемых в научно-исследовательских и клинических учреждениях как в России, так и за рубежом.

Коронавирусы широко распространены в природе. Название вирусов этой группы дано из-за их внешнего сходства с короной (рис. 6-1 А). Эти вирусы принадлежат к отряду Nidovirales , семейству Coronaviridae, подсемейству Coronavirinae . Подсемейство коронавирусов генотипически и серологичеcки подразделяется на 4 рода: Alphacoronavirus , Betacoronavirus , Gammacoronavirus и Deltacoronavirus . β-Коронавирусы подразделяются на 4 линии — A–D. Описано около 30 коронавирусов, которые инфицируют человека, других млекопитающих, домашнюю птицу, ряд других животных. Коронавирусы, принадлежащие к родам Alphacoronavirus и Betacoronavirus , способны инфицировать млекопитающих, в том числе человека, коронавирусы родов Gammacoronavirus и Deltacoronavirus в основном инфицируют птиц [69]. MERS-CoV принадлежит к роду Betacoronavirus , подроду Merbecovirus . SARS-CoV и SARS-CoV-2 принадлежат к роду Betacoronavirus (betaCoVs), подроду Sarbecovirus. Известно 7 коронавирусов, способных инфицировать человека: 229E, OC43, NL63, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2. Коронавирусы 229E, OC43, NL63, HKU1 вызывают незначительные легкие респираторные заболевания. MERS-CoV, SARS-CoV и SARS-CoV-2 являются возбудителями зоонозов и приводят к развитию тяжелых респираторных заболеваний [2–4, 22, 23, 43].

Коронавирусы являются широко распространенными патогенами человека. В частности, в Китае антитела к коронавирусам выявлены у 30–60% обследованного населения. Вирусные инфекции главным образом поражают верхние дыхательные пути. Развитие инфекции сопровождается повышением температуры, головной болью, кашлем, у некоторых пациентов инфекция может захватывать нижние дыхательные пути. Напротив, SARS‐CoV- и MERS‐CoV-инфекции могут оставаться бессимптомными на ранней стадии заболевания до развития тяжелой пневмонии, одышки, почечной недостаточности и даже летального исхода. Как показали гистопатологические исследования ткани легких, при SARS наблюдаются отеки, воспалительная клеточная инфильтрация, выраженное слущивание альвеолярного эпителия, расширение и повреждение альвеолярных перегородок, инфильтрация альвеолярного пространства. Таким образом SARS-CoV-инфекция может вызывать патологические изменения легочной ткани, ее дегенерацию, инфильтрацию и гиперплазию. Повреждение интерстициальных стенок легочных артерий свидетельствует, что воспалительный ответ играет важную роль в патогенезе заболевания, вызываемого коронавирусом.

Коронавирусы являются оболочечными вирусами. Их геном представлен одноцепочечной смысловой РНК размером 26–32 тысяч пар нуклеотидов [39]. Это наиболее крупный геном среди РНК-вирусов. Геномная (+)РНК SARS-CoV-2 включает около 30 000 нуклеотидов и кодирует 9860 аминокислот. Геном SARS-CoV-2 на 80% совпадает с геномом SARS-CoV [18, 20]. Это позволяет сделать предположение, что происхождение и эволюция вируса связана с летучими мышами.

Геном SARS-CoV-2 кодирует 4 основных структурных белка и 16 неструктурных белков (NSP). К структурным белкам относятся белок шипа (S), белок оболочки (E, envelope), мембранный белок (М, membrane), нуклеокапсидный белок (N, nucleocapsid) (рис. 6-1) [18]. Диаметр вириона SARS-CoV-2 составляет 60 140 нм. Вирион имеет фосфолипидную бислойную оболочку, в состав которой входит ряд белков. У всех коронавирусов имеется гликопротеин шипа (S, spike). Между S-белками располагаются белки E и трансмембранные М-белки [2, 40]. У некоторых коронавирусов присутствует гемагглютинин-эстераза (HE).

S-белок образует шипы на поверхности коронавируса и обеспечивает связывание SARS-CoV-2 с рецептором АСЕ2 клетки хозяина, что приводит к слиянию вируса и клетки и началу патогенетического процесса. S-белок состоит из двух субъединиц — S1 и S2. S1-субъединица содержит рецептор-связывающий домен (RBD), который непосредственно взаимодействует с рецептором АСЕ2. S2-субъединица опосредует слияние мембран вируса и клетки хозяина [18]. В составе S-белка SARS-CoV-2 обнаружен фурин-чувствительный сайт в районе соединения S1- и S2-субъединиц. Этот сайт отличает S-белок SARS-CoV-2 от соответствующего белка SARS-CoV. [64]. Предполагается, что фурин-расщепляемый мотив вносит вклад в высокоаффинное связывание SARS-CoV-2 с рецептором АСЕ-2, расширенный тропизм и трансмиссию вируса. S-белок является основным компонентом вируса, определяющим его вирулентность [2, 8].

N-белок формирует нуклеокапсид, который располагается внутри вириона и защищает вирусную РНК. После попадания в клетку хозяина N-белок участвует в транскрипции мРНК и репликации РНК-генома. Также он участвует в передаче сигнала, приводящего к отпочковыванию вирусной частицы [46].

Белки M и E являются важными компонентами вирусной оболочки и играют существенную роль в жизненном цикле вируса. Белки M и Е участвуют в сборке вируса и его отпочковывании [29, 56]. Белок E, наряду с S-белком, относится к основным факторам вирулентности и участвует в секреции воспалительных факторов [49, 50].

SARS-CoV-2, как и SARS-CoV, передается воздушно-капельным путем [60]. После попадания вируса в дыхательные пути S-белок связывается с рецептором ACE2, который широко экспрессируются на различных клетках, включая респираторный эпителий, альвеолярные моноциты и макрофаги, а также ткани миокарда, почек, печени и желудочно-кишечного тракта. В качестве альтернативных рецепторов SARS-CoV-2, как и SARS-CoV, может также использовать CD209L и CD147, хотя связывание происходит с гораздо более низкой аффинностью [4, 37, 65]. Использование альтернативных рецепторов может частично объяснить высокий уровень передачи SARS-CoV-2, поскольку они обеспечивают значительную инфекционность даже при взаимодействии вируса с клетками, который имеют низкую экспрессию ACE2. Опосредованный альтернативными рецепторами вход вируса в клетку-мишень зависит от клеточных протеаз, в том числе трипсиноподобной протеазы дыхательных путей человека (HAT) [12], трансмембранной сериновой протеазы 2 (TMPRSS2) [32] и катепсинов. Эти протеазы осуществляют расщепление S-белка, что необходимо для последующего проникновения.

Связывание вируса с рецептором происходит через RBD-домен S1-субъединицы S-белка, а слияние оболочки вируса с плазматической мембраной клетки-мишени опосредуется S2-субъединицей [79]. После связывания с рецептором сериновая протеаза 2, катепсин и другие протеазы вызывают расщепление S-белка с отделением S1-субъединицы и открытием Н1- и Н2-участков S2-субъединицы. Эти участки взаимодействуют с клеточной мембраной и формируют структуру слияния, которая состоит из 6 спиральных антипараллельных пептидов. После слияния вирусной оболочки с мембраной клетки хозяина вирусная РНК высвобождается в цитоплазму [9, 11]. Происходит трансляция ORF1a и ORF1b с образованием перекрывающихся полипротеинов pp1a и pp1b. Эти полипротеины разрезаются вирусной папаин-подобной протеазой и химотрипсин-подобной протеазой (кодируются ORF1a) с образованием 16 неструктурных белков, которые формируют РНК-репликационно-транскрипционный комплекс (RTC). При синтезе вирусной РНК образуются как геномная РНК, так и мРНК структурных белков [13, 56]. Синтез этих РНК происходит при участии РНК-зависимой РНК полимеразы (RdRp) с образованием промежуточной антисмысловой РНК (-РНК) [29]. Затем происходит трансляция структурных S-, M-, E- и N-белков. В результате сборки N-белка формируется нуклеокапсид, в котором инкапсулирована геномная РНК вируса. S-, E- и M-белки встраиваются в мембрану эндоплазматического ретикулума и инициируют сборку зрелых вирионов. Сформированный вирион отпочковывается от эндоплазматического ретикулума-промежуточного отдела комплекса Гольджи (ERGIC), после чего высвобождается из инфицированной клетки путем экзоцитоза [14, 77].

Эпидемиологические и биологические характеристики SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 обобщены в табл. 6-1 [5, 6, 35, 43, 53, 57, 64, 70, 82].

В конце 2019 — начале 2020 года в г. Ухань, Китай, были описаны множественные случаи неизвестной ранее вирусной инфекции, вызывающей пневмонию. Возбудитель этой инфекции был идентифицирован как новый штамм коронавируса, инфекционный для человека [83], и получил официальное наименование 2019-CoV [73]. В феврале 2020 г. Международный комитет по систематике вирусов присвоил этому вирусу наименование «коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2» («Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2») (SARS-CoV-2). [24]. Инфекция достаточно быстро распространилась по миру. Если в 20-х числах января 2020 г. было отмечено немногим более 300 подтвержденных случаев инфекции новым вирусом, в том числе 6 смертельных случаев [75], то, как указывалось выше, к настоящему времени число инфицированных превысило 417 млн человек, более 5,8 млн из них скончалось [71]. Вслед за Китаем новая SARS-CoV-2-инфекция была выявлена в Таиланде, Японии, Южной Корее и к настоящему времени обнаружена практически во всех странах мира. SARS-CoV-2 вызывает потенциально смертельное заболевание, которое в феврале 2020 г. получило название COVID-19 (CoronaVirus Disease-19). [76]. 11 марта 2020 года ВОЗ объявила пандемию этого заболевания.

В последние десятилетия новые коронавирусные инфекции периодически появлялись в различных регионах мира. COVID-19 является третьим известным зоонозным коронавирусным заболеванием [5] после атипичной пневмонии (тяжелого острого респираторного синдрома) (ТОРС, SARS) и средне-восточного респираторного синдрома (БВРС, MERS). Атипичная пневмония — это зооноз, вызываемый вирусом SARS-CoV (Severe acute respiratory syndrome coronavirus), который передается человеку от циветт [35]. Заболевание отмечено в 29 странах. Вирусом SARS-CoV, обнаруженным в 2002 г. [52], было инфицировано 8422 человека, во время эпидемии скончались 916 человек (уровень смертности — около 11%) [72]. Cредневосточный респираторный синдром, вызываемый высокопатогенным коронавирусом MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome coronavirus) [80], который передается человеку от верблюдов-дромадеров [6], в 2012 г. был выявлен в 27 странах. Зарегистрировано более 2400 случаев вирусной инфекции и 858 связанных с ней случаев смерти (уровень смертности 34,4–35%) [74].

Описанные эпидемии и нынешняя пандемия показывают, что коронавирусы представляют собой постоянную угрозу для человечества и экономики, так как вызывают неожиданные вспышки инфекции, легко распространяются и приводят к катастрофическим последствиям [1].

SARS-COV-2-инфекция сопровождается рядом симптомов, проявление которых отличается от пациента к пациенту. Клиническая картина варьирует от относительно легкого течения до тяжелого заболевания и (в некоторых случаях) смертельного исхода [1]. Проявление симптомов может происходить от 2 дней до 2 недель после заражения [36]. Наиболее распространенными симптомами являются повышение температуры, кашель, одышка, повышенная утомляемость [139, 172]. К числу симптомов также относятся ринорея, головная боль, боль в горле, желудочно-кишечные симптомы, включая диарею и рвоту. Также возможны снижение или полная потеря обоняния и вкуса [113]. В случае среднетяжелого и тяжелого течения заболевания может потребоваться госпитализация пациента и даже госпитализация в отделение интенсивной терапии, в связи с возможностью развития серьезных осложнений, таких как острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), септический шок, полиорганная недостаточность и вторичная инфекция, которые в итоге за короткий промежуток времени могут привести к смертельному исходу [1, 172]. К факторам риска, способствующим более тяжелому течению заболевания и развитию критических состояний, относятся: пожилой возраст (более 65 лет), мужской пол пациента, наличие сопутствующих заболеваний (гипертония, сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет и др.), ослабленная иммунная система [1, 172]. Во многих случаях заболевание может протекать бессимптомно [1, 38, 182].

Хотя патогенез коронавирусной инфекции выяснен не до конца, ясно, что ключевую роль в SARS-CoV-, SARS-CoV-2- и MERS-CoV-инфекциях играют сложные взаимотношения между вирусом и организмом хозяина. В процессе вирусной инфекции организм хозяина запускает противовирусный иммунный ответ. Важно отметить, что иммунопатогенез связан с неконтролируемым иммунным ответом, который может привести к повреждению ткани легких, нарушению их функционального состояния, снижению жизненной емкости легких. Хемотаксические факторы необходимы для развития иммунного ответа против вирусных инфекций, так как регулируют проницаемость сосудов и обеспечивают миграцию лейкоцитов в ткань легких. Однако изменения спектра хемотаксических факторов приводит к серьезной дисрегуляции иммунного ответа. Недостаточный или ошибочно направленный иммунный ответ может привести к усилению вирусной инфекции и вызвать повреждение тканей. С другой стороны, сверхактивный иммунный ответ может привести к развитию иммунопатологического состояния [105]. Значимая роль в противодействии коронавирусной инфекции принадлежит цитокинам. Однако они способны внести потенциальный вклад в повреждение дыхательных путей и других тканей, вызываемое SARS-CoV-2, в случае своей гиперсекреции по механизму положительной биологической связи.

COVID-19 может быть связан с рядом аутоиммунных нарушений с экспрессией патогенных аутоантител и возникновением новых аутоиммунных патологий [109]. Аутоантитела к различным белкам организма-хозяина выявляются примерно у 50% пациентов и вносят дополнительный вклад в патогенный эффект заболевания. Аутоантитела в основном связаны с развитием миозита, системного склероза, перекрывающими синдромами [40]. При развитии специфического иммунного ответа против белков SARS-CoV-2 возможно образование аутоантител против PF4 за счет эффекта молекулярной мимикрии [97]. Аутоантитела против PF4 взаимодействуют с рецептором FcRγIIA тромбоцитов и способствуют их агрегации, что может приводить к тромбозу.

В результате эволюции штаммы SARS-CoV-2 альфа, дельта и омикрон приобрели способность снижать врожденный иммунитет инфицированного человека [163]. Обнаружено, что белки N, Orf6, Orf8 и Orf9b подавляют образование ИФН. В частности, Orf9b способны взаимодействовать с белками STING и Tom70, которые активируют выработку ИФН в ответ на проникновение патогена [69]. В результате развитие противовирусного иммунного ответа тормозится [21]. Способность SARS-CoV-2 уходить от действия иммунного ответа, по крайней мере, частично связана с нарушением регуляции сигнальных путей противовирусного ответа или с ее неэффективностью. Обнаружено, что производное амидобензимидазола diABZI, агонист белка STING, усиливает выработку ИФН, что приводит к подавлению SARS-CoV-2-инфекции клеток эпителия дыхательных путей человека в первичной культуре in vitro . Этот эффект опосредован TBK1-IRF-зависимым сигнальным путем [194]. Эти данные были подтверждены в модели in vivo . Показано, что SARS-CoV-2-инфекция трансгенных мышей, несущих АСЕ2 человека, может быть предотвращена путем интраназального введения diABZI (как до, так и после заражения) [79, 107]. Агонист STING был эффективен против нескольких штаммов SARS-CoV-2 [107]. Возможность использования препаратов ИФН для лечения пациентов с SARS-CoV-2-инфекцией изучается в клинических исследованиях [131, 154]. В контексте этих исследований рассматривается возможность разработки на основе diABZI лекарственного средства для лечения SARS-CoV2-инфекции/COVID-19 [107].

Высокопатогенные коронавирусы SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 имеют высокую контагиозность и способны эффективно передаваться от человека к человеку. Инфицирование клеток человека этими вирусами обеспечивается взаимодействием S-белка с поверхностными рецепторами клетки-хозяина. Вирусы SARS-CoV и SARS-CoV-2 используют в качестве рецептора ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2) [105, 115], тогда как MERS-CoV в качестве рецептора использует дипептидилпептидазу 4 (DPP4; CD26) [95]. Как уже указывалось, дополнительными низкоаффинными рецепторами для вирусов SARS-CoV-2 и SARS-CoV могут служить CD209L, CD147 и рецептор тирозинкиназы AXL [59, 117]. Распределение соответствующих рецепторов и их аффинность к S-белкам определяют тканевый тропизм коронавируса и интенсивность его передачи от человека к человеку.

S-белок представляет собой трансмембранный гликопротеин, образующий на поверхности вирусной частицы тримерную структуру — шип. С помощью криоэлектронной микроскопии была исследована ультраструктура тримера эктодомена S-белка SARS-CoV-2, что дало новые возможности для рационального дизайна вакцин и препаратов-ингибиторов проникновения вируса в клетку-мишень [125]. В состав S-белка входят 2 функциональные субъединицы: N-концевая S1-субъединица содержит сигнальный пептид (SP) и рецептор-связывающий участок (RBD); C-концевая S2-субъединица включает в себя пептид слияния и 2 гептапептидных повтора (H1 и H2), которые способствуют слиянию вируса с клеткой хозяина. На границе между субъединицами S1/S2 вируса SARS-CoV-2 расположен участок, чувствительный к протеолитическому расщеплению фурином. Этот участок отсутствует в S-белке SARS-CoV и родственных ему коронавирусов [115].

RBD опосредует связывание вируса с клеточным рецептором, что приводит к конформационным изменениям S-белка, при этом на S2-субъединице открываются участки H1 и H2. Они формируют 6-спиральную структуру слияния, которая обеспечивает слияние мембран вируса и клетки-мишени c последующим попаданием РНК вируса в цитоплазму [13, 14, 118, 125].

Для результативного противодействия новой инфекции, вызываемой вирусом SARS-CoV-2, требуется разработка и широкое внедрение средств специфической иммунопрофилактики — эффективных вакцин. Потенциальные мишени противовирусного иммунного ответа можно выбирать, используя базу данных Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB), в которой содержится информация о других родственных коронавирусах. К ним относится вирус SARS-CoV, который имеет высокую степень сходства последовательности с вирусом SARS-CoV-2 и является наиболее хорошо охарактеризованным коронавирусом с точки зрения эпитопов, против которых направлен иммунный ответ. В последовательности SARS-CoV-2 выявлены многочисленные специфические участки, которые имеют высокую степень гомологии с SARS-CoV. Биоинформационный анализ позволяет идентифицировать потенциальные Т- и В-клеточные эпитопы SARS-CoV-2. Независимая идентификация одних и тех же районов с применением двух подходов отражает высокую вероятность, что эти участки окажутся высокоиммуногенными. Получаемые данные могут существенно облегчить конструирование эффективных вакцин для борьбы с распространением новой коронавирусной инфекции и смягчения негативных последствий COVID-19 [45].

Гликопротеины шипов коронавируса являются основной мишенью вирус-специфических антител. S-белок содержит В-клеточные эпитопы, против которых образуются нейтрализующие антитела, обеспечивающие защиту против коронавирусной инфекции [119]. Показано, что поликлональные антитела мыши против S-белка эффективно ингибируют проникновение SARS-CoV-2 в клетки-мишени [115].

Учитывая, что S-белок является основным участником вирусной инфекции и одновременно основным индуктором иммунного ответа хозяина и образования вирус-нейтрализующих антител, он рассматривается как ключевая мишень при конструировании вакцин. В качестве антигенов-мишеней рассматриваются полноразмерный S-белок, S1- и S2-субъединицы, RBD-домен. В гликопротеине шипа (S) выявлено 5 участков, потенциально перспективных в качестве мишеней иммунного ответа. Они соответствовали аминокислотным остаткам 274–306, 510–586, 587–628, 784–803, 870–893. Все эти участки ассоциированы с высоким уровнем иммунного ответа. 3 иммунодоминантных участка локализованы в С-концевых доменах CTD2 и CTD3 S1-субъединицы, 2 других — в HR1-домене S2-субъединицы. На основании сходства с SARS-CoV в последовательности SARS-CoV-2 выявлено 10 потенциальных участков, содержащих В-клеточные эпитопы. 6 из них имели ≥90% гомологии, 2 — 80–89% гомологии, 2 — 69–78% гомологии между двумя вирусами. Также потенциальные В-клеточные эпитопы выявлены в мембранном белке (М) и нуклеопротеине (N). Наиболее консервативные Т-клеточные эпитопы в основном выявлены в гликопротеине шипа и нуклеопротеине (8 из 10 и 2 из 3 соответственно имели 85% гомологии между двумя вирусами). Эпитопы гликопротеина шипа и белка Orf1ab были менее консервативны (10 из 23 и 3 из 7 соответственно имели 85% гомологии между двумя вирусами).

Последовательности S-белка, содержащие В-клеточные эпитопы, в значительной степени схожи у SARS-CoV и SARS-CoV-2. 5 участков содержат эпитопы, распознаваемые нейтрализующими антителами, которые выявлены в сыворотках пациентов, переболевших SARS [46, 101]. Среди них представляет интерес участок 587–628, содержащий пептид 604–625, который выявлен у SARS-переболевших пациентов и способен индуцировать образование антител, которые эффективно предотвращают инфекцию у обезьян [57, 119].

Относительно высокий уровень гомологии последовательностей SARS-CoV и SARS-CoV-2 позволяет обоснованно предполагать, что иммунодоминантные участки SARS-CoV также будут иммунодоминантными у SARS-CoV-2, даже при наличии некоторых различий. Эта гипотеза согласуется с данными криоэлектронномикроскопических исследований, где была показана сходная структура S-гликопротеина вирусов SARS-CoV и SARS-CoV-2 [125]. Однако в том же исследовании не было обнаружено перекрестной реактивности SARS-CoV-специфических моноклональных антител, распознающих рецептор-связывающий домен (RBD), в отношении S-белка SARS-CoV-2. При этом оба вируса обладали сходной способностью связывать рецептор ACE2. Таким образом, В-клеточные эпитопы RBD-домена SARS-CoV-2 требуют дополнительного изучения.

Векторные вакцины, кодирующие полноразмерный S-белок или S1-субъединицу, показали высокий уровень индукции нейтрализующих антител в различных моделях на животных [10, 49]. Однако некоторые ненейтрализующие эпитопы полноразмерного S-белка или S1-субъединицы способны конкурировать с нейтрализующими эпитопами, что может привести к воспалительным реакциям и другим неблагоприятным эффектам, таким как инфильтрация ткани легких эозинофилами, дегрануляция нейтрофилов или неспецифическая активация клеточного звена иммунитета через Fcγ-рецептор (антитело-зависимое усиление инфекции — АЗУИ — после повторного заражения вакцинированных вирусом) [88, 119, 120]. Одним из подходов к предупреждению развития АЗУИ является сужение спектра целевых антигенов только до критически важных эпитопов [88]. Вакцины на основе RBD вызывают протективный иммунный ответ и образование нейтрализующих антител. В то же время RBD не содержит ненейтрализующих эпитопов, которые могут вызвать неблагоприятный иммунный ответ, что является важным аспектом при разработке противокоронавирусных вакцин. Однако следует отметить, что RBD сам по себе обладает относительно низкой иммуногенностью, что требует повторной иммунизации или использования адъювантов [68, 87, 136]. Поскольку S2-субъединица обладает высокой степенью консервативности, ее стали рассматривать как перспективную мишень для разработки протективных вакцин. Однако данные о наличии вирус-нейтрализующих эпитопов в составе S2-субъединицы и защитной роли S2-специфических антител оказались противоречивыми. В некоторых исследованиях было показано, что S2-субъединица может индуцировать специфический клеточный иммунный ответ и выработку высокого уровня IgG-антител, при этом количество вирус-нейтрализующих антител было низким [47, 71]. Кроме того, есть работы, где показано, что S2-субъединица содержит нейтрализующие эпитопы и может индуцировать образование нейтрализующих антител [64, 135].

В мембранном белке (М) были выявлены 2 перспективных антигенных участка: 1–25 и 131–152. Эти участки содержат эпитопы, которые вызывают сильный IgM- и IgG-ответ и распознаются широким спектром антител, что указывает на возможность их использования для диагностических целей [30, 116].

Нуклеокапсидный белок N является многофункциональным и участвует в репликации вируса, транскрипции, сборке вирусного геномного комплекса. Он более консервативен, чем другие белки вируса — S и M. В связи с этим N-белок часто рассматривается как целевой антиген. N-белок обладает высокой иммуногенностью и способен индуцировать В- и Т-клеточный иммунный ответ [92]. В N-белке выявлены 3 антигенных участка: 43–65, 154–175, 356–404. Участок 156-175 содержит эпитопы, которые имеют сильную реактивность с сыворотками пациентов с SARS и, кроме человека, иммуногенны для многих животных (в том числе для мышей и обезьян) [31, 74]. Однако в ряде исследований обнаружено, что сыворотки против N-белка не содержат нейтрализующих антител, что может быть связано с отсутствием нуклеокапсидного белка на поверхности вириона SARS-CoV-2 [15, 133]. При этом вакцины на основе N-белка могут обеспечивать протективность за счет механизмов, не связанных с прямой вирус-нейтрализацией, например, путем антителозависимой цитотоксичности или другими антителоопосредованными реакциями.

Т-клеточные эпитопы были выявлены и в структурных, и в неструктурных белках вируса [109]. В случае эпитопов, распознаваемых в контексте молекул HLA класса II, эпитопы структурных белков представляют особый интерес, так как они участвуют в контактном взаимодействии с рецептором клетки хозяина [100]. При исследовании гомологичных участков SARS-CoV и SARS-CoV-2 было обнаружено, что потенциальные Т-клеточные эпитопы дают положительный ответ в ELISpot, при внутриклеточном окрашивании цитокинов (ICS), окрашивании мультимеров/тетрамеров [28, 65, 110, 127]. При анализе с помощью независимых алгоритмов был выявлено 45 потенциальных иммунодоминантных Т-клеточных эпитопов SARS-CoV-2, рестриктированных по HLA . 23 из них находились в белке S (участки 101–118, 166–178, 173–185, 236–258, 304–321, 371–387, 424–433, 440–457, 451–468, 462–474, 690–707, 691–699, 747–763, 785–802, 936–952, 958–966, 976–984, 996–1004, 1011–1028, 1101–1115, 1185–1193, 1192–1200, 1220–1228); 10 — в нуклеопротеине N (участки 138–146, 159–167, 215–224, 219–227, 222–230, 226–234, 265–274, 316–324, 322–331, 345–353); 3 — в мембранном белке M (участки 61–70, 89–97, 148–156); 7 — в белке Orf1ab (участки 2139–2147, 2292–2300, 2498–2506, 2840–2848, 2942–2950, 3639–3647, 3661–3669); 2 — в белке Orf3a (участки 6–20, 12–20). 14 Т-клеточных эпитопов вируса SARS-CoV-2 были полностью идентичны Т-клеточным эпитопам SARS-CoV (выделены), 3 — совпадали на 90–94% [45].

При помощи протеомного микроматричного анализа с использованием перекрывающихся пептидов вируса SARS-CoV-2 показано, что наиболее иммунногенные эпитопы ORF1ab находятся в составе белков nsp1, nsp2, nsp3, nsp12 и nsp13. Также высокоиммуногенные Т-клеточные эпитопы были выявлены в составе белка ORF3A (участки 176–180, 246–250 и 266–275), М-белка (участки 186–200 и 206–210), белка Е (участки 16–20 и 56–75), белка ORF7A (участки 46–50 и 86–100) и белка ORF8 (участки 66–70 и 106–110). Некоторые RBD-специфические антитела были способны распознавать эпитопы RBD-домена, претерпевшие посттрансляционную модификацию [73].

По данным когортных исследований, проведенных в разных странах, главным образом в Китае, средний инкубационный период (время от момента инфицирования до появления симптомов заболевания) для COVID-19 составляет примерно 5 (2–7) дней в зависимости от генетического варианта вируса [6, 59, 80]. Примерно у 97,5% инфицированных людей, у которых развиваются симптомы заболевания, это происходит в течение 11,5 дней после заражения [80]. Период от появления симптомов до госпитализации в среднем составляет 7 (3–9) дней [13]. Средний возраст госпитализированных пациентов колеблется от 47 до 73 лет, причем в большинстве обследованных когорт преобладали мужчины — около 60% [37, 59, 92]. 74–86% пациентов, госпитализированных с диагнозом «COVID-19», составляют люди в возрасте старше 50 лет [37, 59]. COVID-19 имеет различные клинические проявления. При обследовании 44 672 пациентов с COVID-19 в Китае обнаружено, что 81% пациентов имели легкие проявления заболевания, 14% — тяжелые, 5% — критические проявления (дыхательная недостаточность, септический шок и/или полиорганная дисфункция) [110]. Из 20 133 человек, госпитализированных с COVID-19 в Великобритании, 17,1% были помещены в отделения интенсивной терапии [37]. Диагноз COVID-19 обычно ставится по результатам анализа мазка из носоглотки и/или ротоглотки с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Однако, учитывая возможность ложноотрицательных результатов ПЦР-тестирования SARS-CoV-2 в мазках носоглотки, при постановке диагноза также используются данные клинических, лабораторных и визуализационных исследований.