Иммунитет при геликобактерной инфекции

Н.Д. Ющук, И.В. Маев, К.Г. Гуревич
(Московский государственный медико-стоматологический университет)
Обзор литературы подробно освещает взаимодействие H. pylori и иммунной системы хозяина. Инфицирование H. pylori вызывает изменения в иммунной системе, прежде всего затрагивая Т-клеточный иммунитет. Специфические свойства микроорганизма позволяют ему «ускользать» из-под надзора иммунной системы. Наблюдаемые изменения реактивности иммунной системы тесно связаны с патогенезом H. ру/ог/-ассоциированных заболеваний.
Ключевые слова: Helicobacter pylori, Т-лимфоциты, цитокины.

Helicobacter pylori — анаэробная грам-отрицательная бактерия, способная вызывать хронический гастрит типа В, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.
Геликобактерная инфекция сопряжена с риском развития МАЬТомы и карциномы желудка [4, 6, 7, 20]. Обычно инвазия Н. pylori протекает хронически, что приводит к изменению реактивности как местных иммунных механизмов слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), так и системного иммунного ответа [41]. Поэтому изменение иммунной реактивности тесно связано с патогенезом заболеваний, вызываемых H. pylori.
Геликобактерная инфекция характеризуется повышенной инфильтрацией пораженных слизистых оболочек полиморфно-ядерными нейтрофи-лами и мононуклеарными клетками. Предполагается, что Н. pylori лишь вызывает воспаление, тогда как повреждение клеток ЖКТ вторично и связано с неадекватной активацией иммунной системы. Указанное обстоятельство приводит к поражению клеток желудка и двенадцатиперстной кишки наподобие аутоиммунного [49]. Поэтому в настоящем обзоре приведены данные о реактивности иммунной системы при геликобактериозе.
Впервые наличие Н. pylori достоверно определено путем культивирования in vitro в 1982 г. С тех пор геликобактерная инфекция установлена во всех регионах земного шара. Показано, что ее эпидемиология имеет возрастные, географические, социально-экономические и другие особенности (рис. 1). Частота встречаемости Н. pylori-ce-ропозитивных лиц в слаборазвитых странах составляет более 80% населения, тогда как в экономически развитых не превышает 50—60% [18, 21].

Рис. 1. Частота встречаемости H. ру/оп-серопозитив-ных лиц в различных странах, % [18]

Рис. 2. Стадии патогенеза H. ру/оп-инфекции (по R.L. Ferrero и соавт., 1997) [26]. Здесь и на рис. 5 и 6: МФ — макрофаг, Н — нейтрофил, П — плазмоцит, Л — лимфоцит

Геликобактерной инфекции присущ фекально-оральный механизм передачи возбудителя. Н. pylori обладает такими факторами вирулентности, позволяющими ему колонизировать слизистые оболочки ЖКТ, как подвижность (мобильность), способность к адгезии, резистентность к действию кислот и уреазная активность (рис. 2).
Геликобактерная уреаза — фермент, имеющий гексамерную структуру и состоящий из двух субъединиц UreA и UreB, каждая из которых содержит два атома никеля в активном центре.
Уреаза гидролизует белки, входящие в состав слизи желудка, что позволяет Н. pylori проникать в подслизистый слой и адгезироваться на клетках [26]. На более поздних этапах инфекции уреаза является одним из факторов, модулирующих активность иммунной системы.
Н. pylori также имеет специфические факторы вирулентости VacA и CagA. VacA — вакуолизиру-ющий цитотоксин, белок с молекулярной массой 90 к Да. Он обнаруживается примерно у 40% штаммов Н. pylori, адгезируется на поверхности клеток-эффекторов, что установлено с помощью флюоресцентной микроскопии. Однако структурные элементы клетки, связывающие VacA, до настоящего времени не идентифицированы. Известно только, что прединкубация клеток с антителами к Н. pylori ингибирует адгезию VacA.
После адгезии происходит интернализация токсина. Через 2 ч после интернализации в клетках активно образуются вариабельные по размерам вакуоли, способные накапливать красный краситель. Установлено, что этот процесс сопряжен с нарушением биосинтеза гуанозинтрифосфата (ГТФ) и функции Na+, К+-АТФазы. Однако молекулярный механизм токсического действия пока остается неизученным [21].
60—90% штаммов Н. pylori содержат иммуно-модулирующий белок с молекулярной массой 120—140 кДа — CagA. Показано, что CagA+штам-мы вызывают более сильное воспаление, нейтро-фильную инфильтрацию, продукцию ряда цито-кинов, включая интерлейкин-8 (ИЛ-8). Они характеризуются более быстрым и более злокачественным развитием патологии, чем CagA^-штаммы (рис. 3).
Доказано, что CagA+-nrraMMbi могут одновременно сосуществовать с CagA^-штаммами. Вопрос о возможности плазмидного переноса CagA гена обсуждается [21].
Необходимо отметить, что в ответ на инвазию Н. pylori происходит защитная активация иммунной системы. Однако из-за специфических свойств геликобактера активация неадекватна: помимо ограничения роста патогена она вызывает гибель собственных клеток. При этом нет данных, которые бы указывали на то, что иммунная система способна сама, без дополнительной терапии, приводить к полной эрадикации Н. pylori [16].
При геликобактерной инфекции наблюдается инфильтрация слизистых оболочек ЖКТ

Рис. 3. Сравнение патогенной активности CagA+ -штаммов H. pylori с СадА~- штаммами (по T.L. Cover и соавт., 1997) [21]

полиморфно-ядерными клетками. По-видимому, она является не только реакцией на повреждение слизистых оболочек. Доказано, что продукты жизнедеятельности Н. pylori содержат хемотаксические факторы для нейтрофилов, макрофагов и лимфоцитов. Они влияют на адгезию нейтрофилов, их качественный состав, продукцию цитокинов клетками иммунной системы (рис. 4), а также способствуют изменению микроциркуляции в области инвазии так, что облегчается миграция иммуно-компетентных клеток крови [38].
Количественный и качественный состав клеток зависит от пола и возраста инфицированных Н. pylori, а также от тяжести течения патологического процесса [8]. В частности, соотношение субпопуляций Т-лимфоцитов коррелирует с возрастом [11], показано преобладание мононуклеар-ных клеток в период менопаузы [3].
Цитотоксические Т-лимфоциты преобладают при язвенной болезни желудка. Число цитотокси-ческих Т-лимфоцитов существенно больше при язвенной болезни желудка, чем при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки или геликобак-терном гастрите [1]. На всех Т-клетках инфильтрата обнаруживается маркер CD28, который, по-видимому, необходим для развития иммунного ответа на Н. pylori, так как именно с его участием Т-лимфоциты связываются с комплексом гис-тосовместимости на эпителиальных клетках (см. ниже) [28].
В ответ на инвазию слизистых оболочек Н. pylori включается В-клеточное звено иммунитета и синтезируются антигеликобактерные антитела классов IgA и IgG [27]. Характерный для раннего иммунного ответа синтез IgM [12] не установлен ни в одном исследовании. Это обстоятельство может свидетельствовать о длительном течении геликобактерной инфекции до ее клинического проявления.
IgA вырабатываются как в слизистых оболочках ЖКТ, так и секретиру-ются в слизистые оболочки из плазмы крови [14]. IgG поступают из плазмы, где сохраняются длительное время, по-видимому, в течение всей жизни. Поэтому их содержание используют для диагностики ранее перенесенной Н. /п//огг-инфекции [51, 53].
Серологическая диагностика Н. ру-/огг-инфекции рассматривается как наименее дорогая, наиболее доступная, эффективная и специфическая [2, 8].
Примерно у 25% пациентов с инвазией Н. pylori обнаружены аутоанти-тела к Н+, К+-АТФазе париетальных клеток желудка. Образование этих ау-тоантител может быть вызвано перекрестными антигенными детерминантами некоторых штаммов и Н+, К+-АТФазы или же изменением антигенной структуры клеток под влиянием продуктов жизнедеятельности гелико-бактера. Образование аутоантител приводит к повреждению клеток ЖКТ, что может вызывать их гибель [15, 19, 44].
Изменение активности В-клеточного звена иммунитета не является ярко выраженным. Основные отклонения при инфекции Н. pylori обнаруживаются в Т-клеточном звене иммунитета: гели-кобактер вызывает извращение соотношения числа Т-хелперных лимфоцитов [37].
При развитии геликобактерной инфекции наблюдается лимфоидная инфильтрация слизистых оболочек ЖКТ. В лимфоидном инфильтрате слизистой оболочки желудка имеется большее число СБ4+-клеток (Т-хелперов), чем у здоровых доноров и больных гастритом типов А и С [23, 30].
Так как клоны СБ4+-клеток могут содержать как Т-хелперы 1-го типа (ТЫ), так и 2-го (Th2), в ряде работ идентифицировались подтипы CD4+-клеток по тем цитокинам, которые они продуцируют.
ТЫ-лимфоцитам свойственен биосинтез у-ин-терферона (ИФН), ИЛ-2, фактора некроза опухоли а (ФНО-а), тогда как Тп2-клетки характеризуются продукцией ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6 [39]. В норме соотношение числа ТЫ/ТЬ2-лимфо-цитов сбалансировано. Эти клетки последовательно участвуют в обеспечении нормального иммунного ответа на разных этапах его развития [48]. Однако при ряде болезней возможен дисбаланс

Рис. 4. Влияние продуктов жизнедеятельности H. pylori на продукцию цитокинов макрофагов (по P.R. Harris, P.D. Smith, 1997) [29]: 1 — супернатант культуральной жидкости, ЛПС — липополисахарид H. pylori

соотношения числа Thl/Th2. Увеличение количества Тп2-лимфоцитов сопровождается развитием аллергии, а числа ТЫ-клеток — цитотоксически-ми и аутоиммунными поражениями [13].
Геликобактерная инвазия характеризуется гиперреактивностью Т-хелперов 1-го типа, тогда как активность Тп2-клеток практически не затронута. Это позволило некоторым авторам [33, 41, 47] рассматривать ТЫ-лимфоциты как эффекторы инфекции, вызванной Н. pylori.
При геликобактерном гастрите обнаружено увеличение соотношения числа Thl/Th2 в лим-фоидном инфильтрате [35], а при Н. pylori-ac-социированной язвенной болезни желудка — повышение продукции ФНО-а [17] и ИФН-у [17, 33]. Увеличение содержания ФНО-а при гели-кобактерной инфекции коррелирует с концентрацией ИФН-у и не коррелирует с содержанием ИЛ-А [14], то есть рост числа ТЫ-клеток происходит без изменения количества Тп2-лимфоци-тов.
Необходимо отметить, что ИФН-у является защитным противовирусным противовоспалительным регуляторным цитокином. Его действие на клетки неспецифическое. Оно основано на связывании с ИФН-рецепторами. В результате активируется тирозинкиназа, осуществляющая фосфо-рилирование факторов инициации трансляции, что приводит к замедлению процессов биосинтеза белка в клетках [5]. Поэтому длительная чрезмерная продукция ИФН-у, индуцированная Н. pylori, нарушает метаболизм и секрецию слизи и соляной кислоты, обусловливает повреждение эпителиальных клеток ЖКТ [52].
ИНФ-у существенно увеличивает также экспрессию молекул главного комплекса (или системы) гистосовместимости II класса (major histo-compatibility complex — MHC) и в меньшей степени — молекул МНС I класса [50]. Этот процесс потенцируется геликобактером [24]. Увеличение экспрессии молекул МНС стимулирует развитие иммунного ответа и адгезию иммуноцитов [12].

Однако геликобактер извращает эту иммунную реакцию, и нормальная реакция иммунной системы становится патологической.
Так, доказано, что Н. pylori взаимодействует с молекулами МНС II класса на поверхности эпителиальных клеток, запуская процесс апоптоза в этих клетках [25, 55]. По-видимому, увеличение интенсивности апоптотической гибели клеток приводит к развитию хронического поражения слизистых облочек ЖКТ (гастрит, язва). С другой стороны, этот процесс может обусловливать метаплазию эпителия, что принято рассматривать как предраковое состояние.
Как отмечено выше, под влиянием Н. pylori увеличивается синтез ФНО-а, который, как и ИФН-у, рассматривается в качестве цитокина, способного в высоких концентрациях поражать клетки собственного организма. Это связано, видимо, с тем, что ФНО-а угнетает клеточное деление, замедляет процессы регенерации и репарации тканей [12].
Так, показано, что при геликобактерной инвазии введение специфических ингибиторов биосинтеза ФНО-а уменьшало повреждение слизистой оболочки желудка, тогда как при дополнительном введении ФНО-а стимулировалась гибель клеток вне зависимости от наличия инфекции Н. pylori [54].
Помимо Т-клеток многие цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-а и др.) могут продуцироваться макрофагами, которые в большом количестве обнаруживаются в лимфоидном инфильтрате. Активирующим сигналом для их синтеза макрофагами могут служить цитокины, вырабатываемые Т-клетками или другими макрофагами. Однако доказано, что наиболее существенное значение в стимуляции биосинтеза цитокинов макрофагами имеют продукты жизнедеятельности Н. pylori (рис. 5) [29].
Цитокины, в первую очередь ИНФ-у и ФНО-а, увеличивают биосинтез оксида азота (эндогенного вазодилатирующего фактора), который в небольшой концентрации необходим для нормальной функции тканей. Однако высокое содержание оксида азота токсично, что индуцирует апоп-тотическую гибель клеток. Поэтому увеличение его биосинтеза является одним из механизмов повреждения клеток ЖКТ при инвазии геликобак-тером, а введение ингибиторов биосинтеза оксида азота уменьшает повреждение [54].
Результаты экспериментальных данных позволяют сделать вывод, что такие цитокины, как ИФН-у, ФНО-а, участвуют не только в формировании иммунного ответа на геликобактерную инфекцию и в повреждении клеток ЖКТ, но и в изменении активности нервной системы под их влиянием. Вырабатываемый макрофагами ИЛ-1 может вызывать лихорадочное состояние [29, 54]. Под влиянием цитокинов могут изменяться секреция субстанции Р, увеличиваться синтез

Рис. 5. Индуция продуции цитокинов клетками эпителия и иммунными клетками в ответ на инфицирование H. pylori [22]. МАФ — макрофагактивирую-щий фактор

соматостатина, гистамина в крови и в центральной нервной системе [54].
Описанные изменения местного иммунитета обратимы. Благодаря эрадикации Н. pylori нормализуется соотношение числа Thl/Th2 слизистых оболочек ЖКТ. Так, через 6 и 12 мес после анти-геликобактерной терапии продукция ИФН-у лимфоцитами слизистых оболочек существенно снижается по сравнению с таковой у нелеченых больных и практически не отличается у здоровых доноров [33].
Учитывая преимущественную стимуляцию ТЫ-лимфоцитов при геликобактериозе, предложено использовать вакцины, способствующие возрастанию числа Тп2-клеток [34], которые являются естественными ингибиторами Т-хелперов 1-го типа [48].
Геликобактерная инфекция затрагивает не только функцию иммунокомпетентных клеток ЖКТ, но и эпителиальных клеток слизистых оболочек. Так, обнаружено увеличение секреции ИЛ-8 [45] и ИЛ-12 [32] клетками желудка при инфицировании Н. pylori, что, вероятно, вызвано воспалительным процессом.
Имеются также данные о стимуляции биосинтеза ИЛ-8 (а не ИЛ-12) под влиянием ИФН-у и ФНО-а или их сочетания при геликобактерной инфекции. Подобная стимуляция в норме не встречается [16]. Схема изменения биосинтеза цитокинов клетками ЖКТ и иммунокомпетентны-ми клетками в ответ на инвазию Н. pylori приведена на рис. 5.
Вне зависимости от локализации геликобактер-ного поражения (желудок, двенадцатиперстная кишка) обнаруживаются сходные изменения продукции ИЛ-8. Эрадикация Н. pylori приводит к сопоставимому снижению продукции этого лим-фокина, который, однако, сохраняется на более высоком уровне, чем у здоровых доноров [49].
В то время как изменения активности местного иммунитета при геликобактерной инфекции хорошо изучены, имеются лишь отдельные данные о состоянии системного иммунитета. В частности, показано, что при геликобактерной инфекции общее содержание СБ4+-клеток крови не изменено по сравнению с таковым у здоровых доноров. После тройной терапии (с омепразолом) в течение 3 мес, приводящей к эрадикации Н. pylori, содержание ИЛ-6 [37] и ИЛ-1 [36] в крови не изменяется, то есть не затрагиваются Th2.
Однако, по данным Z. Ren и соавт., эрадикация Н. pylori приводит к снижению уровня ИЛА в плазме крови [47], что говорит об уменьшении числа ТЫ. Возможно, эти различия связаны с функциональным дисбалансом этих клеток (см. ниже) при геликобактреной инвазии или же
с различной видовой специфичностью штаммов Н. pylori в этих исследованиях.
МНС II
При геликобактерной инфекции у женщин обнаружено возрастание титров ИФН-у в плазме крови, тогда как у мужчин концентрация этого цитокина не отличалась от таковой у здоровых доноров. Эрадикационная терапия не приводит к изменению уровня ИФН-у [47].
Отмеченное в ряде работ [36] увеличение содержания ИЛ-8 в крови, вероятнее всего, связано с повышением его продукции клетками слизистых оболочек ЖКТ в ответ на геликобактерную инфекцию.
Рис 6. Повреждение клеток эпителия при геликобактерной инфекции (по Y. Gang и соавт., 1997) [28]
Таким образом, при геликобактерной инфекции наблюдаются существенные сдвиги в системе Т-клеточного иммунитета. Они касаются прежде всего Т-хелперов 1-го типа, в связи с чем изменяется содержание цитокинов в крови и слизистых оболочках ЖКТ. Не вдаваясь в детали, эти изменения можно считать следствием воспаления, вызванного Н. pylori [40]. Однако, по-видимому, существует еще несколько механизмов, определяющих подобные изменения иммунной системы при геликобактерной инфекции.
Одним из механизмов влияния Н. pylori на иммунную систему могла бы быть повышенная миграция ТЫ-лимфоцитов из крови в слизистые оболочки и последующая активация. Так, показано, что геликобак-терная уреаза усиливает хоминг ТЫ-клеток. Доказано, что Н. pylori и/или продукты его жизнедеятельности влияют на активность субпопуляций лимфоцитов.
При введении уреазы, гомогената геликобакте-ра, бактерии или ее ДНК в культуру мононукле-арных клеток периферической крови здоровых доноров обнаружено увеличение синтеза ИФН-у, ФНО-а и ИЛ-12, что говорит об активации ТЫ-клеток. Биосинтез ИЛ-2 и ИЛ-5 не был затронут [42], то есть в интактных условиях функция Тп2-клеток не изменена. Отмечено снижение митогенстимулированной пролиферации лимфоцитов и продукции ими ИЛ-2 под влиянием клеток Н. pylori или их ДНК [42], что свидетельствует о супрессии функционального резерва Т-хелперов 2-го типа.
Кроме того, Н. pylori мог бы влиять на эту активность ТЫ-клеток за счет изменения минерального обмена, в первую очередь цинка, так как именно этот микроэлемент определяет созревание и дифференцировку Т-клеток по пути ТЫ-лимфоцитов, не затрагивая Тп2-клетки [46].
Заметим, что цинк также необходим для развития и дифференцировки Н. pylori, тогда как высокая концентрация цинка токсична для этой бактерии [46]. Поэтому некоторые соединения цинка обладают противогеликобактерной активностью [10].
О необходимости цинка в жизнедеятельности Н. pylori также свидетельствует следующий факт: у геликобактерсеропозитивных пациентов даже при повышенном потреблении цинка с пищей содержание этого микроэлемента в крови не отличается от такового у серонегативных лиц [53].
В настоящее время идентифицированы гелико-бактерные белки-транспортеры цинка [31, 43]. Штаммы Н. pylori, не имеющие этих белков, более чувствительны к действию цитрата вистмута [43], то есть экспрессию белков-переносчиков можно рассматривать как один из факторов толерантности геликобактера. Штаммы, экспрессирующие белки-переносчики, вызывают более выраженные изменения Т-клеточного звена иммунитета, чем штаммы Н. pylori, в которых этих белки не экс-прессируются [31, 43].
Таким образом, геликобактерная инвазия протекает длительно. Инфицирование Н. pylori вызывает изменения в иммунной системе, прежде всего затрагивая Т-клеточный иммунитет. Специфические свойства геликобактера позволяют ему «ускользать» из-под надзора иммунной системы.
Наблюдаемые изменения реактивности иммунной системы тесно связаны с патогенезом гелико-бактерной инвазии. Повреждение клеток слизистых оболочек ЖКТ и последующее развитие хронического гастрита или язвенной болезни связано не столько с жизнедеятельностью Н. pylori, сколько с индуцированной им аутоиммунной агрессией (рис. 6).
Так как до настоящего времени нет данных, которые бы позволили сделать заключение, что активация иммунной системы при геликобактериозе приводит к эффективной эрадикации патогена, то необходима разработка иммунокорригирующих мероприятий при Н. /п//огг-инфекции. К сожалению, вопросы иммунной коррекции при геликобактериозе практически не разработаны.
С нашей точки зрения, как следует из упомянутых литературных данных, эффективным методом воздействия на иммунную систему могло бы стать введение в комплекс терапии микроэлементов, в частности цинка. Надеемся, что дальнейшие исследования иммунной системы при инвазии Н. pylori позволят разработать методы избирательного влияния на иммунные процессы. Несомненно, что это будет способствовать снижению повреждения клеток ЖКТ и повышению качества лечения.