Патофизиология иммунной системы

Л. П. Чурилов, А. Г. Васильев
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Учебное пособие
Рекомендовано ГБОУ ВПО Первый Московский
государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова
в качестве учебного пособия для студентов высшего профессионального
образования, обучающихся по направлению подготовки
«Лечебное дело», «Педиатрия», «Медико-профилактическое дело»
по дисциплине «Патологическая физиология»
Санкт-Петербург
ФОЛИАНТ
2014

УДК 616-097-092 : 612.017.1(07)
ББК 52.54
Рецензенты:
профессор кафедры патофизиологии
с курсом клинической патофизиологии ГБОУ ВПО
«Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский
университет им. акад. И. П. Павлова» Минздрава России
д-р мед. наук В. Ф. Митрейкин;
научный руководитель МИЦ «Иммункулус»
д-р мед. наук профессор А. Б. Полетаев;
профессор кафедры физиологии медицинского факультета СПбГУ
д-р мед. наук Н. П. Ерофеев
Чурилов Л. П., Васильев А. Г. Патофизиология иммунной
системы: Учебное пособие. — СПб: ООО «Издательство
ФОЛИАНТ», 2014. — 664 с.
ISBN 978-5-93929-251-1
Книга представляет собой детальное рассмотрение роли иммунной системы при патологии.
Изложены история иммунологии глазами патофизиолога, механизмы иммунного ответа и его
регуляции, общая патофизиология инфекционного процесса и особенности иммунного ответа
при различных инфекционных болезнях, этиология, патогенез, принципы моделирования и
клиническая патофизиология аллергических, аутоаллергических, иммунодефицитарных заболеваний. Центральной идеей книги служит авторская концепция аутораспознавания и физиологического аутоиммунитета. Проводится грань между последним и аутоаллергией. Большое
внимание уделено патологии лимфоидной ткани, включая лимфоцитоз и лимфопению, лимфадениты, лимфаденопатии, неопластические заболевания лимфоцитов и антигенпредставляющих клеток. Изложены основы онкоиммунологии, а также иммунопатофизиология развивающегося организма, включая иммуногеронтологию.
Издание носит междисциплинарный характер, предназначено для студентов, изучающих общую
и клиническую иммунологию, аллергологию и патофизиологию, а также для последипломного
обучения врачей и усовершенствования исследователей-биологов в смежных медицинских областях. Издание будет полезным при изучении соответствующих аспектов внутренних болезней, онкологии, педиатрии, акушерства и гинекологии, гериатрии. Особенностью книги является
включенный в нее большой толковый словарь иммунологических и иммунопатологических терминов и биографический справочник выдающихся иммунологов. Издание богато иллюстрировано (50 рисунками) и содержит 22 таблицы, облегчающие восприятие материала. Библиография включает 452 источника.
Пособие входит в учебный комплекс «Патофизиология» под ред. Л. П. Чурилова.
Книга рекомендована к изданию Ученым советом
медицинского факультета Санкт-Петербургского
государственного университета, протокол ¹ 7 от 10.09.2014
© Л. П. Чурилов, А. Г. Васильев, 2014
ISBN 978-5-93929-251-1
© ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2014

Посвящаем памяти нашего учителя,
выдающегося отечественного патофизиолога,
одного из основоположников теории
иммунологической регуляции клеточных функций
Альберта Михайловича Зайчика (1938–2014)

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
8
Введение .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
11
Глава 1.
История иммунологии глазами патофизиолога.  .  .  .  .  .  .  .  .  .
15
Глава 2.
Иммунный ответ.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
32
Основные участники иммунологических взаимодействий .  .  .  .  .  .
32
Лимфоидные органы и ткани.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
34
Антигены и их распознавание в иммунной системе .  .  .  .  .  .  .  .  .
45
Цитокины и белки ГКГС — факторы коммуникации иммунной
системы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
55
Теория клональной селекции происхождения и развития иммунных
клеток .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
71
Идентификация лимфоидных и нелимфоидных клеток .  .  .  .  .  .  .
74
Иммуноглобулины как маркеры и распознающие молекулы.  .  .  .  .
77
Иммунобиология Т-лимфоцитов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
87
Иммунобиология В-лимфоцитов и плазматических клеток .  .  .  .  .
103
Регуляция иммунного ответа.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
108
Глава 3.
Иммунная защита от инфекционных агентов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
114
Элементы общей патофизиологии инфекционных заболеваний .  .
115
Иммунный ответ на доклеточные патогены .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
118
Иммунный ответ при бактериальных инфекциях .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
121
Иммунитет к грибам
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
131
Иммунный ответ при паразитозах .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
132
Контриммунный ответ возбудителя и искусственный иммунитет .  .
135
Глава 4.
Аллергия, или гиперчувствительность
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
138
История и распространенность аллергии: роль экологических и
ятрогенных факторов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
138
Классификация аллергических реакций.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
143
Патогенез аллергии. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
144
Этиология аллергических заболеваний .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
146
Гиперчувствительность немедленного типа .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
147
Анафилаксия (реакции I типа)
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
147
Генетические основы предрасположенности к анафилаксии.  .
151
Иммуноглобулины Е и их рецепторы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
153
Мастоциты и их гетерогенность .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
154
Базофилы как эффекторы иммунологических реакций .  .  .  .  .  .  .
155
Дегрануляция клеток, сенсибилизированных реагинами.  .  .  .  .  .  .
157
Патохимическая стадия анафилаксии.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
160
Ранняя реакция .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
160
Поздняя фаза анафилаксии и ее механизмы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
164
5

Л. П. Чурилов, А. Г. Васильев. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Разнообразие анафилактических реакций .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
167
Анафилaксия как результат несовершенной защиты
.  .  .  .  .  .  .  .
171
Беремитет: иммунологические взаимоотношения матери и плода
и элементы иммунологии репродукции .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
173
Цитотоксические аллергические реакции .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
176
Разнообразие деструктивных цитотоксических реакций .  .  .  .
178
Аутоиммунные гемоцитопении и иные иммунные
гематологические расстройства .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
181
Цитотоксические реакции при органоспецифических
аутоиммунных заболеваниях .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
187
Недеструктивные последствия взаимодействия клеток
со специфическими антителами .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
188
Иммунокомплексные реакции (реакции III типа) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
194
Аллергические системные васкулиты и их разнообразие .  .  .  .  .  .
199
Иммунокомплексные Артюс-подобные реакции. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
206
Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
211
Контактная гиперчувствительность.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
213
Гиперчувствительность туберкулинового типа .  .  .  .  .  .  .  .  .
214
Гранулематозная гиперчувствительность и малоизученные
формы ГЗТ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
215
Реакции отторжения трансплантата («реципиент против
трансплантата») .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
217
Аутоиммунные реакции ГЗТ.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
222
Глава 5.
Аутоиммунитет и аутоаллергия .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
224
Физиологический аутоиммунитет. Относительность
аутотолерантности .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
226
Механизмы относительной аутотолерантности.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
234
Физиологические аутоантитела .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
240
Концепция иммунохимического гомеостаза.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
245
Аутоиммунная регуляция генетически детерминированных функций
и роста клеток .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
252
Голографический иммункулус и «эффект иммунацеи» .  .  .  .  .  .  .
254
Аутоаллергия и нарушение аутотолерантности. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
257
Генетическая предрасположенность к аутоаллергии..  .  .  .  .  .
259
Патогенетические механизмы аутоаллергии. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
261
Аутоаллергия и проблема забарьерных антигенов: переоценка
ситуации .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
263
Дефицит супрессии. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
266
Аномальная экспрессия антигенов ГКГС II класса.  .  .  .  .  .  .  .
268
Прямая активация аутореактивных Т-хелперов .  .  .  .  .  .  .  .  .
269
Поликлональная иммуностимуляция эффекторов .  .  .  .  .  .  .
270
Обход механизмов аутотолерантности (перекрестная
реактивность и молекулярная мимикрия) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
271
Глава 6.
Иммунодефицитные и иммунодепрессивные заболевания.  .  .
280
Первичные иммунодефициты с преобладанием нарушений
антителообразования.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
283
Первичные Т-клеточные иммунодефициты .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
290
Смешанные первичные иммунодефициты.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
293
Вторичная иммунологическая недостаточность .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
298
ВИЧ-инфекция .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
300
6

СОДЕРЖАНИЕ
Глава 7.
Лимфоциты и их роль при патологических процессах.
Лимфоцитоз и лимфопения .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
309
Общая характеристика лимфоцитов и их роль при патологических
процессах .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
309
Лимфоцитоз и лимфопения .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
315
Глава 8.
Онкогематологические аспекты иммунопатологии,
неопластические заболевания клеток иммунной системы .  .  .
332
Вводные общие понятия патофизиологии онкогематологических
болезней.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
332
Классификация лейкозов.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
337
Особенности этиологии лимфолейкозов и лимфом .  .  .  .  .  .  .  .  .
352
Особенности патогенеза лимфолейкозов и лимфом .  .  .  .  .  .  .  .  .
353
Хронический лимфолейкоз .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
355
Острый лимфобластный лейкоз .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
358
Редкие формы лимфолейкозов.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
362
Лимфомы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
364
Лимфогранулематоз .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
385
Миеломная болезнь .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
391
Гистиоцитозы
.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
393
Глава 9.
Амилоидоз и иммунопатологические процессы .  .  .  .  .  .  .  .  .
397
Глава 10. Иммунная система и опухолевый рост
(при участии А. П. Трашкова) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
411
Понятие опухоли. Исторические и современные концепции
канцерогенеза. .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
414
Опухолевая трансформация. Признаки и свойства опухолевой
клетки .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
419
Основные этапы канцерогенеза .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
426
Некоторые аспекты патогенеза злокачественных новообразований
430
Иммунитет: против опухоли или в ее пользу? .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
432
Особенности иммунного ответа при развитии опухолей.
Эффекторы противоопухолевого иммунитета .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
435
Роль гуморального компонента иммунной системы в реализации
программ противоопухолевого иммунитета.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
439
Стратегии опухолевых клеток, позволяющие избегать действия
эффекторов противоопухолевого иммунитета и оказывать
иммуносупрессирующее воздействие .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
443
Участие иммунной системы в механизмах канцерогенеза .  .  .  .  .  .
445
Иммунотерапия злокачественных новообразований .  .  .  .  .  .  .  .  .
446
Глава 11 Иммунопатофизиология развивающегося организма
(при участии А. В. Балахонова) .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
453
Иммунология зачатия.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
453
Пренатальное развитие иммунной системы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
457
Иммунная система в патофизиологии детей и подростков
(при участии М. М. Агапова).  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
472
Основы иммуногеронтологии .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
476
Иммунологический глоссарий (при участии А. В. Балахонова) .  .  .  .  .  .  .
491
Приложение .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
621
Список литературы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
629

ПРЕДИСЛОВИЕ
Патофизиология как наука и учебный предмет стоит перед лицом крупнейшего вызова в своей истории. Она расширилась
далеко за пределы своего исторического названия и включила
аспекты патохимии, патобиофизики, патоинформатики и, конечно же, иммунологии и иммунопатологии, при взаимопроникновении с трансляционной медициной, введением в которую она становится для современных врачей. Подобные процессы превалируют и в области патологической анатомии, что
способствует реинтеграции ранее разветвившихся родственных
отраслей патологии. Изучение патофизиологии должно быть
изменено в соответствии с нуждами современности, интегративной ролью нашей дисциплины в системе медицинских наук,
аналогично системной биологии в немедицинских науках о живом. Патофизиология врастает в клинику через лабораторные и
функционально-диагностические пробы, представляющие собой контролируемые клинические эксперименты в целях лечебно-диагностического процесса.
Наш опыт междисциплинарного преподавания патофизиологии, общей иммунологии и иммунопатологии на кафедре патологии медицинского факультета СПбГУ и на кафедре патофизиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики СПбГПМУ убедил нас в необходимости детального
рассмотрения вопросов патофизиологии иммунной системы в
тесной связи с другими разделами патофизиологии и смежными медико-биологическими и клиническими дисциплинами.
Каждый диагност создает концептуальную модель заболевания с целью объяснить и скомпоновать данные применительно
к течению конкретного случая болезни. Но именно в этом
суть клинической патофизиологии, следовательно, компетенция
диагноста основывается на ней. Патобиология связывает научное и клиническое мышление и обеспечивает формирование общего языка многообразных ветвей медицины.
8

ПРЕДИСЛОВИЕ
Предметом данной книги служат патофизиологические аспекты иммунного ответа, а также этиология, патогенез, моделирование и клиническая патофизиология иммунопатологических
болезней (то есть заболеваний аллергических, аутоаллергических, иммунодефицитарных). Вместе с тем, в ней рассмотрены
вкратце заболевания, поражающие собственно лимфоидные органы (воспалительные, онкологические и онкогематологические, амилоидные и др.). Уделено внимание общей патофизиологии инфекционного процесса в контексте реакций иммунной
системы, а также контриммунного ответа возбудителя при поражениях различными инфекционными агентами — от прионов до
макропаразитов. Кратко рассматриваются избранные аспекты
иммунопатофизиологии репродукции и концепция иммунонейроэндокринных взаимодействий, возрастные аспекты иммунопатофизиологии, включая основы иммуногеронтологии.
Другая причина, побудившая нас взяться за перо, — это концептуальный кризис современной иммунологии, имеющий истоки в самом ее происхождении как прикладной ветви медицинской бактериологии, возникшей на рубеже XIX–XX веков. Это
обусловило широкое принятие идеи, что основной «объект внимания» иммунной системы (в отличие от всех других физиологических систем тела) лежит будто бы вне организма и требует дискриминации по принципу «свой/чужой» и уничтожения «чужого». Но за 100 лет парадигма изменилась: стало очевидно, что
умеренная аутореактивность является не только возможным, но
и облигатным условием созревания и выживания любых лимфоцитов; что множество «инородных» сущностей (таких как микробиом человека и семиаллогенный плод) постоянно или длительно присутствуют в здоровом организме, не индуцируя агрессии, активно распознаваясь, интегрируясь в физиологическую
иммунологическую сеть. В последние годы возникли реальные
предпосылки для появления востребованных предупреждающей
и предсказывающей болезни медициной целостных представлений о роли физиологического иммунонейроэндокринного аппарата. Без сомнения в новых взглядах существенное место должна
занять теория саногенного физиологического аутоиммунитета и
ее предпосылки: концепции иммунохимического гомеостаза и
аутоиммунной регуляции генетически детерминированных клеточных функций, вызревавшие в русле идей школы И. И. Мечникова об иммунитете как средстве формирования и поддержания многоклеточности. Нам довелось много лет разрабатывать
9

Л. П. Чурилов, А. Г. Васильев. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
эти концепции под руководством безвременно ушедшего профессора А. М. Зайчика (1938–2014).
Движимые долгом и верностью научной школе, в этот период
мы сочли своевременным и актуальным дать очерк современных
представлений о патофизиологической роли иммунных процессов и иммунологических аспектах процессов патологических в
русле вышеназванной парадигмы.
С момента выхода в свет «Общей патофизиологии с основами иммунопатологии» А. Ш. Зайчика и Л. П. Чурилова (2008), а
также нашего руководства «Иммунология и иммунопатология» с
электронным диском (2006) минуло уже несколько лет, что сделало задачу создания данной обновленной книги еще более актуальной. Многочисленные обращения от читателей, студентов
и врачей убедили нас в том, что это необходимо.
Авторы желают читателю счастливого пути по страницам
этой книги и тех работ, которые фигурируют в ее библиографическом указателе.
Мы благодарим рецензентов: профессора кафедры патофизиологии Первого Санкт-Петербургского медицинского университета имени академика И. П. Павлова д. м. н. Владимира
Филипповича Митрейкина, научного руководителя МИЦ «Иммункулус» д. м. н. профессора Александра Борисовича Полетаева
и профессора кафедры физиологии медицинского факультета
Санкт-Петербургского государственного университета д. м. н.
Николая Павловича Ерофеева — за внимательное отношение к
нашей работе и ценные рекомендации.