Иммуноглобулин типа а что это
Иммуноглобулины IgA, IgM, IgG (венозная кровь) в Москве
Иммуноглобулины (антитела) — представители белков сыворотки крови, основная функция которых — специфическая иммунная защита организма от различных чужеродных патогенов. Данное исследование определяет концентрацию трёх классов иммуноглобулинов: A (IgA), M (IgM) и G (IgG).
Что входит в комплекс
Приём и исследование биоматериала
Когда нужно сдавать анализ Иммуноглобулины IgA, IgM, IgG?
Подробное описание исследования
Иммуноглобулины (Ig, антитела) — это белки сыворотки крови, которые являются факторами гуморального иммунитета. Этот подтип иммунной системы защищает организм человека от различных внеклеточных микроорганизмов (преимущественно бактерий, гельминтов) и их токсинов.
Иммуноглобулины имеют общий план строения, однако отличаются друг от друга некоторыми структурными участками. На основании этого выделяют пять классов иммуноглобулинов: M (IgM), G (IgG), A (IgA), E (IgE) и D (IgD). Данный лабораторный анализ направлен на определение концентрации в крови иммуноглобулинов IgA, IgM и IgG.
Иммуноглобулины IgA преимущественно представлены в секретах железистых органов: в слюне, пищеварительном соке, выделениях слизистой носа и молочной железы. В крови содержание данных антител ограничивается в диапазоне 10-15 % от общего количества всех иммуноглобулинов.
Одной из ключевых функций иммуноглобулинов класса A является первая линия защиты организма на поверхностях слизистых оболочек. IgA препятствуют проникновению различных микроорганизмов и их продуктов жизнедеятельности. Несмотря на то, что IgA не обладают бактерицидной активностью, они играют важную роль в нейтрализации бактериальных токсинов. Также известно, что иммуноглобулины A обширно представлены в молозиве (грудном молоке) и могут обеспечивать специфическую иммунную защиту новорожденного от различных инфекций.
Иммуноглобулины класса M имеют сложное строение и наибольшую молекулярную массу. В связи с этим антитела IgM не могут во время беременности передаваться (через плацентарный барьер) от организма матери к плоду.
IgM выполняют одну из ведущих функций в иммунной защите, они являются наиболее ранними антителами, которые вырабатываются в ответ на попадание чужеродных молекул (антигенов). Иммуноглобулины М могут участвовать в нейтрализации антигенов самостоятельно, а также в составе сложного иммунного комплекса — системы комплемента. Наибольшая активность IgM проявляется против множества бактерий — возбудителей пневмонии, менингита, гемофильной инфекции и других.
Антитела IgG являются доминирующим классом по количеству молекул в сыворотке крови – на их долю приходится 75-80 % от всех иммуноглобулинов. IgG преимущественно вырабатываются после антител IgM в период вторичного иммунного ответа (при повторном попадании чужеродной молекулы в организм). Это свойство обуславливает одну из особенностей IgG — данные антитела способствуют долговременной иммунной защите организма от различных бактерий, вирусов, гельминтов, простейших и продуктов их жизнедеятельности.
Ввиду своего небольшого размера IgG являются единственными иммуноглобулинами, которые могут проходить через плацентарный барьер в период беременности. Их считают основными антителами, которые обеспечивают иммунитет новорожденного ребенка на протяжении первых 3-6 месяцев его жизни.
Основные патологии с иммуноглобулинами класса A, M и G связаны с нарушением их количества. Недостаток данных антител зачастую связан с иммунодефицитом, который может иметь различное происхождение. Дефицит IgA, IgM и IgG может сопровождаться появлением или обострением инфекционных заболеваний (дыхательных путей, ЛОР-органов и др.); аутоиммунных (ревматоидный артрит, системная красная волчанка и др.) и аллергических патологий (ринит, астма и пр.).
Причинами избытка антител класса IgA, IgM и IgG чаще всего выступают острые или рецидивирующие воспалительные заболевания (инфекционной и неинфекционной природы), а также онкогематологические патологии, связанные с опухолевым перерождением B-лимфоцитов и бесконтрольным образованием иммуноглобулинов одного или нескольких классов.
Данный лабораторный анализ рекомендуется сдавать пациентам для оценки гуморального звена иммунной системы в рамках диагностики (острых/хронических) инфекционных, аутоиммунных, гематологических и онкологических заболеваний, а также иммунодефицитного состояния. В лаборатории «Гемотест» Вы также можете дополнительно пройти комплексное исследование гуморального иммунитета.
Подробное описание исследований, референсные значения представлены на страницах с описаниями отдельных исследований.
Научная электронная библиотека
Морозова В. С., Габрильянц О. А., Мягкова М. А.,
3.1.1. Структура и функции антител
Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) – это особый класс гликопротеинов (т.е. белков с присоединенных к ним углеводными остатками), присутствующих в сыворотке крови, тканевой жидкости или на клеточной мембране, которые распознают и связывают антигены. Иммуноглобулины синтезируются В-лимфоцитами (плазматическими клетками) в ответ на вещества определенной структуры – антигены. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных и нежелательных эндогенных объектов – например, бактерий и вирусов, опухолевых клеток и др. Они являются важнейшим фактором специфического гуморального иммунитета. Антитела выполняют две функции: антиген-связывающую и эффекторную (вызывают тот или иной иммунный ответ, например, запускают классическую схему активации комплемента).
Антитела синтезируются плазматическими клетками, которыми становятся В-лимфоциты в ответ на присутствие антигенов. Для каждого антигена формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие специфичные для этого антигена антитела. Антитела распознают антигены, связываясь с определённым эпитопом – характерным фрагментом антигена.
Антитела являются относительно крупными (
150 кДа для IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Антитела состоят из двух идентичных тяжелых цепей и из двух идентичных лёгких цепей, т.е.
фрагментов с меньшим и большим молекулярным весом (рис. 3). К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. При помощи протеазы папаина антитела можно расщепить на два Fab (англ. fragment antigen binding – антиген-связывающий фрагмент) и один Fc (англ. fragment crystallizable – фрагмент, способный к кристаллизации). Fab фрагменты называются также вариабельной областью антител, т.к. именно их строение определяет связывающую функцию Ат и варьируется в зависимости от структуры антигена. Fc фрагмент называется константной областью Ат, т.к. у особей данного вида для всех молекул Ат этот фрагмент является идентичным.
Рис. 5. Структура антител
В зависимости от выполняемых функций антитела могут существовать как в различных формах (классы иммуноглобулинов): мономерной (IgG, IgD, IgE, сывороточный IgA) или в олигомерной форме (димер-секреторный IgA, пентамер – IgM). Схематичное строение
Иммуноглобулины класса G (IgG) – основной иммуноглобулин сыворотки здорового человека, составляет 70–75 % всей фракции иммуноглобулинов. IgG наиболее активны во вторичном иммунном ответе и антитоксическом иммунитете. Являются единственной фракцией иммуноглобулинов, способной к транспорту через плацентарный барьер и тем самым обеспечивают иммунитет плода и новорожденного. IgG являются самыми небольшими молекулами по сравнению с другими классами Ig (молекулярная масса М = 146 кДа).
Иммуноглобулины класса А (IgA) содержатся в сыворотке (15–20 %
всей фракции Ig), в секреторном компоненте: слюне, слезах, молозиве, молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой
и респираторной системы. IgA представлены в виде мономеров (80 % в сыворотке), димеров (в секрете), и тримеров. Средняя молекулярная масса IgA М = 500 кДа.
Иммуноглобулины класса М (IgM) являются пентамерами IgG и составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Появляются IgM при первичном иммунном ответе B-лимфоцитами на неизвестный антиген. IgM встроены в плазматическую мембрану B-лимфоцитов и выполняют роль антиген распознающего рецептора. Средняя молекулярная масса IgМ М = 970 кДа.
Иммуноглобулины класса D (IgD) представлены в виде мономеров и содержатся в основном на мембране некоторых В-лимфоцитов, а также в небольшом количестве в плазме (
Иммуноглобулин типа а что это
Иммуноглобулин А (IgA) является преобладающим изотипом иммуноглобулинов в большинстве секретов слизистых оболочек, где уровень его продукции составляет 66 мг в сутки на 1 кг массы тела [36] или около 5-8 г в день у взрослого человека [33]. Хотя структура и различие молекулярных форм IgA и его рецепторов подробно обсуждены в ряде обзоров [1, 23, 39, 40], ряд аспектов, касающихся их биологической роли, требуют дополнительного анализа. Существуют три основные формы IgA:
Показано, что SIgA может нейтрализовать широкий спектр вирусов, в основном за счет ингибирования связывания и поглощения вируса клеточными рецепторами, а также подавления декапсидации вирионов и процессов внутриклеточной репликации вирусов [3, 9]. Частные механизмы действия IgA на вирусы представлены в таблице.
Нейтрализация иммуноглобулином А токсинов, вирусов
Ингибирование гемагглютинина вируса гриппа
Специфичные к GP340 in vitro и in vivo нейтрализуют активность вируса Эпштейна-Барр для В-клеток
SIgA, сыворо-точный IgA
Ингибирование поглощения и трансцитоза ВИЧ-1 в эпителиальных клетках
Специфичные к ELDKWA эпитопу gp41 предотвращают поглощение эпителиальными клетками ВИЧ-1
Нейтрализация вирусов и торможение активации NF-κB под действием липополисахаридов Shigellа в ходе pIgR-опосредованного трансцитоза
В неонатальный период новорожденный сразу же подвергается контакту с большим количеством микроорганизмов и чужеродных белков при практическом отсутствии иммунологической памяти и собственной продукции SIgA [8]. Грудное вскармливание в этот период формирует местный иммунитет слизистых. В слизистых оболочках 10-дневных новорожденных можно обнаружить плазматические клетки, продуцирующие IgA, содержание которых увеличивается под действием прогрессирующей микробной и экологической стимуляции лимфоидной ткани, ассоциированной с желудочно-кишечным трактом [5], хотя плазматические клетки, продуцирующие IgM, часто остаются преобладающими до 1-месячного возраста [8].
Наряду с иммунным исключением не менее важен и второй адаптивный механизм, связанный с запуском иммуносупрессии, направленной на предотвращение местной и периферической гиперчувствительности к неинфекционным (в частности, пищевым) антигенам [6, 34]. В связи с этим IgA играет важную роль в развитии феномена оральной толерантности. Механизмы иммуносупрессии, связанные с особенностями рецепторов к Fc-фрагменту IgA, будут рассмотрены ниже.
В отличие от SIgA сывороточный IgA играет довольно неоднозначную роль в иммунитете. В зависимости от типа и структурной формы IgA он участвует:
В естественных условиях связывание monoIgA, которые находятся в плазме с избытком, с FcαRI приводит к эндоцитозу и утилизации monoIgA. При взаимодействии monoIgA с FcRγ-ассоциированным FcαRI, как сказано выше, происходит рекрутирование SHP-1 фосфатазы и ингибирование активации гетерорецептора внешними агентами [22]. Патогенные IgA комплексы, например полимерные/агрегированные IgA, приводят к увеличению связывания IgA с FcαRI на моноцитах [22]. Это приводит к образованию растворимых FcαRI/IgA комплексов с отщеплением FcRγ от FcαRI и активации (прайминга) моноцитов за счет перекрестного связывания трансмембранных FcRγ-ассоциированных FcαRI. Растворимые FcαRI/IgA откладываются в тканях (например, в мезангии) через связывание IgA1 с другими рецепторами, такими как CD71, который инициирует выработку провоспалительных цитокинов/хемокинов. Примированные моноциты инфильтрируют ткани, тем самым усиливая воспалительный процесс и способствуя прогрессированию болезни [22].
Использование препаратов monoIgA для внутривенного введения при иммунной тромбоцитопении у детей приводит к быстрому (в течение 5 дней) восстановлению количества тромбоцитов более чем у 80 % пациентов [17], эти препараты используются для лечения болезни Кавасаки, синдрома Гийена-Барре и других аутоиммунных заболеваний. Несмотря на значительный прогресс исследований в этой области, механизмы этого терапевтического действия до сих пор не вполне ясны, скорее всего, существуют несколько альтернативных механизмов [10, 25].
Таким образом, SIgA играет важную роль в формировании у детей местного иммунитета слизистых, что не только поддерживает мутуализм с местной микрофлорой, но и формирует первую линию обороны против комменсальных и патогенных микроорганизмов и других веществ. Многие исследования показали, что аллергия может быть связана с выпадением супрессивных эффекторных функций IgA. Эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что грудное вскармливание защищает от целиакии и аллергии, что особенно актуально в семьях с аллергической наследственностью. Сывороточные IgA и рецепторы к ним играют важную роль в естественных условиях для поддержания оптимального иммунного ответа при системных и местных реакциях. IgА опосредует ряд мощных эффекторных механизмов, которые регулируются за счет ITAMi-опосредованных сигнальных путей. Понимание этих механизмов позволяет использовать препараты IgA для терапии аутоиммунных заболеваний.
Иммуноглобулин А, активный связующий элемент для гомеостаза микробиоты хозяина
Иммуноглобулин А и микробиом
СОДЕРЖАНИЕ:
Резюме
Поверхности слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта постоянно подвергаются воздействию нативных, комменсальных антигенов и восприимчивы к чужеродным инфекционным антигенам. Иммуноглобулин А (IgA) обеспечивает двойные гуморальные реакции, которые создают симбиотическую среду для резидентной микробиоты кишечника и предотвращают вторжение кишечных патогенов. В этом обзоре представлены недавние иммунологические и микробиологические исследования, которые проясняют лежащие в основе IgA и зависящие от микробиоты механизмы взаимовлияния в физиологических условиях. Также подробно обсуждаются нарушения IgA и сопутствующая нестабильность микробиоты при патологических заболеваниях. Основные моменты этого обзора подчеркивают, что источник IgA и его структурная форма могут определять реактивность микробиоты для поддержания разнообразной ниши, в которой выигрывают как хозяин, так и бактерии. Другие важные исследования подчеркивают, что недостаточность IgA может привести к размножению условно-патогенных микроорганизмов, которые проникают в эпителий кишечника и распространяются в кровообращении. Постоянный рост знаний по этим предметам может привести к разработке терапевтических средств, нацеленных на IgA и/или микробиоту для лечения опасных для жизни заболеваний.
1. Введение
2. Иммуноглобулины: основы
3. IgA: Уникальное структурное и функциональное антитело
3.1. Производство IgA в зародышевых центрах
3.2. Производство IgA в не зародышевых (негерминальных) центрах
3.3. Подклассы IgA у людей и мышей
Что касается структурных различий, человеческий IgA1 имеет расширенную шарнирную область, состоящую из двух повторяющихся последовательностей длиной восемь аминокислот (по одной на легкую цепь), которые отсутствуют в IgA2. Эта аминокислотная последовательность является сайтом узнавания для IgA1-специфических протеаз и, в зависимости от типа бактериального фермента протеазы IgA1, она может расщеплять одну специфическую пептидную связь в одной из повторяющихся последовательностей, но не в эквивалентном сайте другой повторяющейся последовательности [52]. Отсутствие этих 16 аминокислот в человеческом IgA2 делает это антитело непреднамеренно устойчивым к протеолизу. Еще одно важное различие между человеческими IgA1 и IgA2 заключается в том, что они предпочитают быть мономерными или димерными соответственно, и это может варьироваться в зависимости от локализации в организме. В обращении человеческий IgA преимущественно мономерный с соотношением 9: 1 IgA1 к IgA2 [50]. На участках слизистой оболочки человеческий IgA преобладает в секреторной, димерной форме, и пропорции между димерными IgA1 и IgA2 варьируются в зависимости от участка: от 80 до 90 % IgA1 в носовых и мужских половых секретах, 60 % IgA1 в слюне и 60 % IgA2 в толстой кишке и женских половых секретах [50]. Распространенность переключения класса IgA2 в кишечнике опосредована эпителиальными клетками кишечника, которые секретируют APRIL после зондирования комменсальных бактерий через Toll-подобные рецепторы [53]. Таким образом, независимая от Т-клеток продукция IgA в локальном кишечнике необходима для обеспечения соответствующего иммунитета слизистой оболочки между хозяином и микробиотой [27,41].
3.4. Системный IgA в сравнении с IgA слизистой оболочки: «тихая тревожная кнопка» против надежного взаимодействия
В сценарии локальной бактериальной диссеминации, когда передняя линия защиты SIgA недостаточна, димерный IgA2 опсонизирует антигены путем перекрестного связывания с резидентными Fcα/μR + фолликулярными DCs и рекрутированными Fcα/μR + нейтрофилами [73,74]. При перекрестном связывании Src-киназа Lyn фосфорилирует тирозин в связанной ITAM, и это способствует привлечению киназ / факторов роста, которые стимулируют иммунные клетки, которые связаны с фагоцитозом, респираторным взрывом и секрецией воспалительных цитокинов [68,69,75,76,77]. Одновременно секретируется лейкотриен B4 (LTB4), который действует как сигнал хемотаксиса для рекрутирования большего количества нейтрофилов в очаг инфекции, тем самым создавая петлю положительной обратной связи для устранения вторжения патогенов [78,79]. В случаях, когда бактериальная инфекция и диссеминация достаточно серьезны для достижения циркуляции воротной вены, сывороточный IgA опсонизирует антиген, перекрестно связывается с клетками Купфера (резидентными макрофагами печени) и вызывает провоспалительный ответ [80]. Важно отметить, что недавно было показано, что естественная по сути анти- и провоспалительная эффекторная функция димерного IgA2 и мономерного IgA1, соответственно, объясняется их различными профилями гликозилирования. Оба антитела содержат несколько сайтов N-гликозилирования, но только IgA1 имеет несколько сайтов О-гликозилирования и, следовательно, содержит больше концевой сиаловой кислоты на гликан. Steffen et al. сообщили, что десиалирование с помощью лечения нейраминидазой увеличивало провоспалительные способности IgA1, которые отражали IgA2 [49]. Поскольку циркулирующий гликозилированный IgA может способствовать развитию различных аутоиммунных заболеваний, нацеливание на гликозилирование аутоантител может быть потенциальной терапевтической стратегией.
Таким образом, если мы рассматриваем организм как крепость, защищающую от захватчиков патогенов, SIgA действует как «блокирующая стена» в сотрудничестве с эпителием кишечника в качестве незаменимой первой линии обороны для нейтрализации микробов. Когда бактерии проникают мимо SIgA и нарушают слой слизистой оболочки, димерный IgA служит второй линией врожденной иммунной защиты слизистой оболочки, а затем совместная работа сывороточных IgA и клеток Купфера становится третьей и последней линией защиты для устранения патогенов, если они попадут в циркуляцию. Поскольку SIgA является наиболее распространенным антителом в организме человека, оставшаяся часть обзора посвящена тому, как SIgA обеспечивает иммунную защиту за счет своего взаимодействия с микробиотой, и как сбой в этой системе может привести к изнурительным заболеваниям.
4. SIgA: динамичный и универсальный союзник во взаимодействиях хозяина и микробиоты
4.1. SIgA избирательно реагирует на кишечную микробиоту
4.2. SIgA-опосредованная очистка кишечных патогенов и гомеостатические свойства
Ограничение иммунного исключения состоит в том, что оно эффективно только при высокой плотности патогенов, в отличие от типичных инфекций. По этой причине другой механизм SIgA-опосредованной элиминации патогенов, известный как «зацепленный рост», недавно был предложен как относительно эффективный при меньших количествах патогенов. SIgA-опосредованный зацепленный рост работает путем сцепления и разделения клонов донора и реципиента бактериальной плазмиды для предотвращения конъюгативного переноса плазмиды [104]. Однако зацепленный рост конечен, и кластерный рост патогенов, хотя и ограниченный, может происходить до тех пор, пока не будет достигнут определенный размер, а затем прерван с образованием подкластеров, состоящих из близкородственных бактерий [105]. Недостатком зацепленного роста является то, что он наиболее эффективен против быстрорастущих бактерий, как это было отмечено в вычислительном исследовании Bansept et al. о SIgA-опосредованном зацепленном росте у Salmonella spp. [106]. Действительно, группа отметила, что бактерии с высокими темпами роста реплицировались до разрыва связи между дочерними бактериями и генерировали большие размеры кластеров, в то время как бактерии с более медленными темпами роста и репликации имели высокую вероятность более ранних разрывов кластеров и избежали SIgA-зацепленного роста при репликации. [106].
Несмотря на то, что гомеостатические функции SIgA в кишечнике остаются тонкими, степень ответа IgA и необходимость секретировать антитела IgA слизистой оболочки подтверждают его функциональное значение. Хотя неясно, могут ли антитела IgA оказывать благоприятное или вредное воздействие на микробы, нацеленные на IgA, конститутивное присутствие комменсалов, покрытых IgA, свидетельствует о том, что каких-либо вредных эффектов обычно недостаточно для того, чтобы вызвать элиминацию. Фактически, связывание IgA с бактериальными капсульными полисахаридами может подавляться некоторыми видами микробиоты, чтобы обеспечить прикрепление слоя слизи, тем самым предотвращая вторжение в нишу конкурирующих видов [112, 120].
5. Дефекты оси IgA-микробиота приводят к патологическим заболеваниям.
Как подчеркивалось в предыдущих разделах этого обзора, IgA играет важную роль в иммунной системе благодаря своей структурной значимости, секреции, гликозилированию, локализации и взаимодействиям с рецепторами. Мы также выделили способы, которыми IgA сильно влияет на состав микробиоты и связанные с ней экспрессии генов различных комменсальных микроорганизмов. Важно отметить, что продолжающиеся исследования подчеркивают, что состав микробиоты является важным этиологическим фактором увеличения числа заболеваний, включая гастроэнтерологические (например, колит), аллергии, астму и нарушение обмена веществ [121]. Поскольку дисфункции в биологии IgA также могут приводить к множеству типов патологий, можно предположить, что дефект в оси IgA-микробиота может объяснять развитие различных заболеваний (Таблица 1). Здесь мы обсуждаем литературу, подтверждающую, что нарушение IgA может привести к различным патологиям, регулируемым микробиотой.
5.1. Дефицит IgA при аутоиммунитете
5.2. IgA-микробиота при некротическом энтероколите
5.3. IgA-микробиота и воспалительные заболевания кишечника
Воспалительные заболевания кишечника ( ВЗК ) являются результатом интенсивного воспаления во всем желудочно-кишечном тракте, и, по оценкам, ежегодно диагностируется 70 000 новых случаев ВЗК с 6,8 миллионами случаев во всем мире [163, 164]. Хорошо известно, что микробиота играет неотъемлемую роль в ВЗК, но вопрос о том, является ли ее роль причиной, следствием или корреляцией, постоянно возникал в исследованиях ВЗК. С одной стороны, определенные бактерии могут быть антигенным стимулом, ответственным за эскалацию воспалительных процессов, необходимых для прогрессирования ВЗК. Действительно, мыши GF указали, что микробиота является индуктором и агрессором экспериментально индуцированного и спонтанного колита, соответственно [165]. С другой стороны, при изучении спонтанного колита у мышей с дефицитом специфичного для эпителия поляризованного фактора сортировки адапторного белка ( AP-1B ), Jangid et al. обнаружили, что предрасположенность к ВЗК спровоцировала неблагоприятное изменение состава микробиоты в сторону дисбиоза, при котором появление серосодержащих и лактатпродуцирующих бактерий могло бы объяснить обострение колита [166]. Дополнительные исследования на мышах подтверждают, что определенные отдельные бактерии являются проколитогенными, включая штамм, производящий бутират человеческого происхождения Anaerostipes hadrus BPB5, муциноядный Mucispirillum, Klebsiella pneumonia и Proteus mirabilis [167, 168, 169]. Это также коррелирует с исследованиями на людях, которые наблюдали увеличение семейства Enterobacteriaceae и типа Proteobacteria у пациентов с ВЗК [170]. Эти изменения были одновременно отмечены в качестве биомаркеров ВЗК человека и терапевтически связанной цели для уменьшения микробиоты от обострения ВЗК. Хотя эти исследования показывают, что различия в составе микробиоты являются просто осложнением воспаления, следует отметить, что снижение количества Roseburia spp. у здоровых контролей предшествуют ВЗК и сохраняется во время ВЗК [171], что позволяет предположить, что микробиота участвует в этиологии самого заболевания.
5.4. IgA-микробиота при колоректальном раке
Колоректальный рак ( CRC ) является второй наиболее частой причиной смертей, связанных с раком, в Соединенных Штатах, а ВЗК является основным предвестником развития CRC. В 2021 году прогнозируется, что в США будет 149 500 диагностированных случаев и 52 980 смертей от CRC [191]. Как и в случае любого рака, раннее выявление жизненно важно для снижения смертности, поскольку лечение можно начинать сразу после постановки диагноза. В нескольких исследованиях изучались аутореактивные антитела с особым акцентом на IgA как на важный инструмент скрининга CRC [192,193,194]. В частности, IgA, реактивный к опухоль-ассоциированному антигену карцино-эмбриональному антигену ( CEA ), был важным признаком пациентов с CRC. Butviloskaya et al. недавно с помощью гидрогелевых биочипов продемонстрировали, что сочетание антител к СЕА и анти-гликановых антител в диагностике обеспечивает предпочтительную прогностическую ценность [195]. Особо следует отметить, что при иммунизации пациентов с CRC рекомбинантным CEA было обнаружено, что антитела IgA против CEA цитотоксичны против опухолевых клеток и улучшают выживаемость пациентов [196]. IgA, специфичный к определенным бактериям, таким как Fusobacterium nucleatum и продуцирующим токсины Clostridioides difficile, также доказал свою диагностическую ценность с высокой специфичностью и чувствительностью [197,198,199].
Микробиом кишечника и IgA имеют относительно неописанные отношения с CRC, и будущие исследования могут раскрыть новые способы скрининга и лечения этого смертельного рака. Интересным направлением исследований могло бы стать понимание роли IgA-покрытия по отношению к CRC-ассоциированным бактериям, таким как F. nucleatum и B. fragilis, в прогрессировании заболевания [205]. Может быть много других кишечных микробов, которые могут играть роль в CRC, что требует дальнейших исследований.
5.5. IgA-нефропатия и васкулит
5.6. IgA-микробиота при сальмонеллезной инфекции
Существует ограниченное количество исследований, в которых изучалась взаимосвязь оси IgA-микробиота при инфекции сальмонеллы. Исследование Endt et al. описало вклад SIgA и микробиоты в защиту слизистой оболочки и клиренс STm, соответственно. Используя модель мышей с низкой сложностью микробиоты, они обнаружили, что функция SIgA ограничивает доступ патогенов к поверхности слизистой оболочки, но не играет никакой роли в кинетике бактериального клиренса [256]. Введение сложной микробиоты в модель мышей опосредовало клиренс STm независимо от Th17 и SIgA [256], и механизм этого до сих пор неизвестен. Безусловно, необходимы дальнейшие исследования для дальнейшего определения взаимодействия между SIgA и микробиотой в патогенезе и клиренсе STm.
5.7. IgA-микробиота при инфекции желчных путей
Большое присутствие SIgA в желчи предполагает важную биологическую функцию IgA в гепатобилиарной системе. Есть несколько предполагаемых функций IgA в желчи [259]. Многие исследования 1980-х годов пришли к выводу, что транспорт IgA из кровотока в желчь служит естественным путем удаления антигенов [263, 264]. Радиоактивно меченые антигены, вводимые мышам с различными классами иммуноглобулинов, показали, что IgA, но не IgG или IgM, являются первичными антителами для транспорта антигена в желчь [264]. Эта функция желчных IgA важна для борьбы с гепатобилиарными инфекциями, которые являются вторичными последствиями кишечных бактериальных и паразитарных инфекций, в дополнение к предотвращению первичных инфекций печени 270. Путем иммунизации крыс путем инъекции убитого штамма E. coli в патчи Пейера выработка желчного IgA-специфического анти-E. coli защищала от гепатобилиарной инфекции, холангита и системного сепсиса. Следует предупредить, что пациенты с гепатобилиарными заболеваниями (например, холестазом, холелитиазом) подвергаются большему риску инфицирования желчного пузыря, поскольку повреждение эпителиальных клеток желчных путей приводит к нарушению клиренса гепатобилиарного IgA и рефлюкса желчного IgA в кровь [261, 272]. В соответствии с этим, люди с SIgAD естественно более предрасположены к гепатобилиарным заболеваниям, таким как первичный билиарный цирроз и инфекции желчного пузыря [273, 274]. Интересно, что тест на IgA-покрытые бактерии в желчной жидкости может иметь отношение к клиническим симптомам, таким как лихорадка и лейкоцитоз, у пациентов с гепатобилиарной инфекцией [275].
Не так много исследований изучали, может ли микробиота кишечника влиять на IgA при гепатобилиарных инфекциях. Только недавно Moro-Sibilot et al. в 2016 году продемонстрировали, что локальный IgA в печени оказался реактивным для микробиоты и был получен из секретирующих антитела клеток (то есть плазмобластов), которые покинули патчи Пейера [276]. Предыдущие исследования также показали, что пациенты с желчными камнями демонстрируют дисбиоз кишечной микробиоты и что около 70% кишечных бактериальных OTUs выявляются в желчных путях [277]; Однако неизвестно, влияет ли это на IgA печени и желчи. В последнее время больше внимания уделяется изменениям микробиоты желчи при билиарной инфекции. Параллельно с микробиотой кишечника, четырьмя доминирующими типами в желчной микробиоте являются Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes и Actinobacteria [278]. Наличие инфекции печеночного двуустки Opisthorchis felineus привело к увеличению бета-разнообразия микробного сообщества желчи с цветением представителей типа Spirochaetes и увеличению численности Klebsiella spp., Aggregatibacter spp., Lactobacillus spp., Treponema spp., Haemophilus parainfluenzae и Staphylococcus equorum [278, 279]. Другой важный вывод заключался в том, что у инфицированных людей обнаруживались уровни Veillonella dispar, Paracoccus aminovorans, Parabacteroides distasonis, Sphingomonas changbaiensis, Cellulosimicrobium spp. и Phycicoccus spp. которые не были обнаружены у неинфицированных пациентов [278]. Изменения микробиоты кишечника также отмечаются после инфекции печеночного двуустки, такие как увеличение количества Lachnospiraceae, Ruminococcaceae и Lactobacillaceae, но уменьшение количества Porphyromonadaceae, Erysipelotrichaceae и Eubacteriaceae [280]. В будущих исследованиях следует определить, влияют ли отдельные или одновременные изменения микробиоты желчных и кишечных путей на функцию IgA и могут ли они определять тяжесть гепатобилиарной инфекции.
Таблица 1. Участие IgA в различных заболеваниях.
6. Лечебный потенциал IgA.
С микробиологической точки зрения остаются ключевые вопросы о том, как воздействовать на IgA. Учитывая его уникальные функциональные возможности, необходимо рассмотреть клиническое применение IgA. На сегодняшний день в США одобрено очень мало терапевтических препаратов для IgA-лечения. Заместительная иммуноглобулиновая терапия с использованием антител, очищенных из донорской плазмы, применялась в качестве традиционного лечения дефицита IgA [281]. Новые методы лечения, включая синтетически модифицированные поливалентные биспецифические антитела ( BsAbs ), были разработаны и клинически опробованы для лечения различных видов рака, таких как острый лимфобластный лейкоз [282] и мелкоклеточный рак легкого [283], но в настоящее время BsAbs не были одобрены и ограничены только для лечения нарушений, связанных с IgA [284,285]. Положительные отчеты на моделях грызунов подтверждают, что BsAbs эффективны в облегчении ВЗК [286,287]. Определенные комменсалы из микробиоты (например, Lactobacillus lactis) были продемонстрированы как система доставки, секретирующая эти BsAbs для улучшения заболеваний, связанных с IgA, таких как колит [288]. Можно ожидать, что BsAbs на основе IgA в сочетании с передовыми терапевтическими средствами для лечения микробиоты, то есть с пробиотиками и пребиотиками, будут способствовать изменению парадигмы в лечении иммунологических нарушений и инфекционных заболеваний.
7. Мысли о будущем
Дополнительная информация
(общие сведения об иммуноглобулинах)
I) Иммуноглобулины как семейство антител
Для лучшего понимания темы вышеизложенной статьи необходимо иметь некоторые общие представления об иммуноглобулинах и их функциях. В первую очередь речь идет об антителах, поэтому следует начать с их определения:
Образование антител, распознающих нормальные белки организма ( аутоантител ), составляет основу развития аутоиммунных заболеваний. Полное или частичное отсутствие антител приводит к развитию иммунодефицитных состояний.
II) В учебниках по иммунологии механизм действия иммуноглобулинов против инфекционных заболеваний описывается как имеющий четыре основных характеристики: (1) связанный с комплементом иммунолиз, (2) опсонизация (иммунофагоцитоз), (3) нейтрализация токсинов / вирусов и (4) антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность (ADCC) (Рисунок 1). Эти четыре механизма действия были кратко описаны следующим образом:
Рисунок 1S. Механизмы, используемые иммуноглобулинами для уничтожения инфекционных агентов и токсинов. 1) Иммунолиз, связанный с комплементом, 2) опсонизация (иммунофагоцитоз), 3) нейтрализация токсинов/вирусов, и 4) антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность (ADCC). 5) Неупомянутый пятый механизм, который включает в себя блокировку секреции токсинов иммуноглобулинами.
III) Центральная роль внутривенных иммуноглобулинов во врожденном и адаптивном иммунном ответе:
Рис. 2S. Центральная роль внутривенных иммуноглобулинов IgGAM во врожденном и адаптивном иммунном ответе с использованием различных регуляторных путей для взаимодействия с клеточными и гуморальными компонентами. IFN, интерферон; Ig, иммуноглобулин; IgGAM, иммуноглобулин G/A/M; IL, интерлейкин; NK-клетка, естественная клетка-киллер; Teff-клетка, эффекторная Т-клетка; TH-клетка, хелперная Т-клетка; Treg-клетка, регуляторная Т-клетка.
IV) Некоторые сведения об Иммуноглобулинах А (IgA)
IgA является преобладающим иммуноглобулином в выделениях (секретах), где он обычно обнаруживается в виде димера и выделяется в качестве такового местными плазматическими клетками. Мономерный IgA составляет 15% иммуноглобулинов сыворотки крови. В сыворотке он имеет период полураспада от 5 до 6 дней. Существует два подкласса IgA: IgA1 и IgA2. Димер IgA соединяется с секреторной частью, которая представляет собой полипептидную цепь, вырабатываемую местными эпителиальными клетками. В этой форме IgA довольно устойчив к протеолитическому перевариванию. В отличие от сывороточного IgA, IgA в сочетании с секреторным фрагментом (т.е. SIgA) может подвергаться активному переносу через эпителий слизистой путем эндоцитоза [см. рисунок 1].
IgA присутствует в слюне, слезах и молозиве. Он также встречается в дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте, во влагалище и простате. Повышенные уровни антител к диетическим антигенам, которые обнаруживаются у лиц с дефицитом IgA, свидетельствуют о том, что класс иммуноглобулинов IgA обычно ограничивает поглощение таких антигенов.
Рис. 3S. Плазматические клетки выделяют молекулы IgA в общую циркуляцию либо в виде мономеров, либо в виде димеров. Циркулирующий димер может соединяться с транспортным рецептором слизистой оболочки на поверхности эпителиальной клетки. По мере того как комплекс антитело-рецептор транспортируется через клетку, рецептор расщепляется. Часть рецептора, которая остается прикрепленной к димеру антитела, называется секреторной частью. Секреторная часть соединена с постоянной областью IgA дисульфидными связями. Рецептор транспорта слизистой оболочки содержит пять иммуноглобулиноподобных доменов и закреплен в мембране протеолитически лабильным сегментом.
V) Определение Иммуноглобулинов A
