Роль факторов адаптивного иммунитета при флавивирусных инфекциях

Адаптивный иммунный ответ, также как и врожденный, состоит из двух фаз – индуктивной и эффекторной. В ранней, индуктивной фазе адаптивного иммунного ответа, длящейся 5-7 дней, происходит распознавание антигена Т- и В-лимфоцитами и их дифференцировка в клетки-эффекторы. В поздней, эффекторной фазе, реализация которой осуществляется в последующие 1-2 недели, лимфоциты координируют иммунный ответ, направленный на элиминацию данного антигена. В ходе иммунного ответа формируются Т- и В-клетки памяти [52, 174].

Маркерами зрелых Т-клеток являются антигенраспознающие рецепторы TCR (T-cell receptor) и СD3. Т-клеточный рецептор (TCR) может быть двух типов – αβ и γδ. К настоящему времени выделяют две разновидности Т-клеток: основная популяция (>95%) Т-клеток, имеющая рецептор αβ-типа, и минорная (1-3%) – γδТ-клетки. αβТ-клетки («классические» Т-клетки) состоят из двух главных субпопуляций - Т-хелперов, маркером которых является рецептор CD4, и цитотоксических Т-лимфоцитов с маркером CD8 [158].

Презентация антигенов Т-лимфоцитам дендритными клетками служит пусковым механизмом адаптивного иммунного ответа на эти патогены. Известно, что антиген распознается Т-клеткой (через TCR) только при встраивании его небольшого пептидного фрагмента (эпитопа) в состав молекул MHC [185, 487]. Поскольку молекула CD8 обладает сродством к MHC-I, а молекула CD4 – к MHC-II, то антигенные эпитопы, презентируемые дендритными клетками в составе молекул MHC-I, распознаются CD8⁺T-клетками, а эпитопы в составе молекул MHC-II – CD4⁺T-клетками. Поэтому CD4⁺T-клетки распознают и отвечают на внеклеточные антигены (молекулы, локализованные вне клеток или в эндосомах), а CD8⁺T-клетки – на внутриклеточные антигены, локализованные в цитозоле [356, 391].

Т-клетки, распознавшие антиген, активируются, что приводит к экспрессии большого числа генов, среди которых наиболее важными являются гены цитокина IL-2 и его рецептора (IL-2R). Кроме того, на поверхности клеток появляются CD69 - самый ранний активационный антиген, затем CD25 и позднее – CD71, которые служат фенотипическими маркерами активации Т-клеток [224, 374]. Активация лимфоцитов приводит к пролиферации клеток и дифференцировке их в эффекторные клетки.

CD4⁺T-клетки дифференцируются на две субпопуляции Т-хелперов - Th1и Th2.Th1-клетки продуцируют цитокины – IFNγ, IL-2, TNFα, TNFβ, IL-3, GM-CSF, а Th2-клетки – IL-4, IL-13, IL-5, IL-6, IL-10, GM-CSF. Однако ключевым цитокином для Th1-клеток является IFNγ, для Th2-клеток– IL-4. Предполагается, что различие спектра цитокинов, прежде всего ключевых цитокинов Th1- и Th2- клеток, определяет направленность иммунного ответа в сторону клеточной или гуморальной защиты [66, 438]. Th1-лимфоциты взаимодействуют с Мф, на поверхности которых находятся антигенные эпитопы в комплексе с молекулами MHC-II, что приводит к активации как Th1-клеток, так и Мф. В результате этой повторной активации Тh1-лимфоциты усиливают выработку цитокинов (IFNγ и TNFα), а Мф – различных провоспалительных цитокинов и факторов бактерицидности (активные формы кислорода и азота, ферменты). При этом происходит лизис инфицированных клеток и развитие иммунного воспаления [52, 174].

Для дифференцировки CD8⁺Т-клеток в цитотоксические Т-лимфоциты (CTL) необходима IL-2-зависимая пролиферация CD8⁺Т-клеток, аутокринная или индуцируемая CD4⁺T-лимфоцитами [223, 455]. Цитотоксические Т-лимфоциты, в отличие от наивных CD8⁺Т-клеток, имеют в цитоплазме лизосомоподобные гранулы (в них содержатся перфорины и гранзимы) и экспрессируют Fas-лиганды, что обеспечивает реализацию их цитотоксической функции [287, 495]. Эти лимфоциты распознают инфицированные клетки, на поверхности которых имеется антигенные эпитопы в комплексе с молекулами MHC-I, и с помощью перфоринзависимого и апоптотического механизмов осуществляют лизис этих клеток [495].

Таким образом, в зависимости от локализации патогенов в цитозоле или в гранулах реализуются два варианта клеточного иммунного ответа: цитотоксический, осуществляемый CTL, и воспалительный, опосредованный Th1-лимфоцитами.

Роль Т-клеточного иммунитета в патогенезе флавивирусных инфекций, в том числе и при КЭ, изучалась многими исследователями [47, 65, 89, 146, 319, 384, 425]. В последние годы была продемонстрирована не только иммунопатологическая, но и защитная роль CD4⁺- и CD8⁺Т-клеток при флавивирусных инфекциях [217, 225, 317, 355]. Так, многогранность CD4⁺Т-лимфоцитов способствует контролю за инфекцией с помощью различных механизмов, в том числе продукции провоспалительных и противовирусных цитокинов, переключению класса антител, прямой цитотоксичности и поддержке CD8⁺Т-клеточной активности [225, 435, 496]. Показано, что у пациентов со спонтанным прекращением HCV-инфекции выявляют сильный и мультиспецифичный CD4⁺Т-клеточный ответ [218]. Однако, функциональное изменение HCV-специфических CD4⁺Т-клеток, характеризующееся снижением возможности к развитию устойчивого продолжительного Тh1 ответа, приводило к хронической персистенции HCV [94, 301]. Обследование пациентов с длительной антигенемией ВКЭ также выявило снижение численности CD4⁺-субпопуляции лимфоцитов, изменение пролиферативной активности этих клеток и снижение продукции провоспалительных цитокинов [43, 56, 94]. У пациентов с тяжелыми флавивирусными энцефалитами отмечался слабый Th1-клеточный иммунный ответ, сопровождавшийся как снижением содержания в крови CD4⁺Т-лимфоцитов [91, 149], так и функциональной неполноценностью этих клеток [323, 355]. Способность CD4⁺Т-клеток контролировать инфекцию, вызванную разными флавивирусами (WNV, JEV, ВКЭ), была изучена в экспериментах адаптивного переноса и на генетически дефицитных мышах [225, 355, 435]. Было установлено, что отсутствие CD4⁺T-клеток у мышей с генетической или приобретенной недостаточностью приводило к повышению вирусной нагрузки в ЦНС на поздних стадиях инфекции и неизбежной гибели, а адаптивный перенос вирусспецифических CD4⁺T-клеток значительно повышал выживаемость этих животных при инфицировании [435, 355]. Полученные данные указывает на защитную роль CD4⁺Т-клеток при флавивирусных инфекциях, однако механизмы их действия пока недостаточно ясны.

Таким образом, в исследовании роли Т-клеток (как CD4⁺, так и CD8⁺) при флавивирусных инфекциях остается ряд невыясненных вопросов, в том числе защитная и патологическая роль их при различных клинических формах КЭ.

Маркерами зрелых В-клеток являются антигенраспознающие рецепторы BCR (B-cell receptor) в комплексе с несколькими мембранными молекулами, среди которых специфичной для В-лимфоцитов является только молекула СD19. В состав BCR входят мембранные иммуноглобулины, преобладающим классом которых на наивных В-клетках (не контактировавших с антигеном) является IgM и IgD. В процессе иммунного ответа (после активации антигеном) происходит переключение классов иммуноглобулинов на IgG, IgA и IgE. Иммуноглобулины функционируют не только как мембраносвязанные рецепторы на поверхности В-клеток, но и как растворимые циркулирующие антитела, имеющие ту же антигенную специфичность, что и соответствующий рецептор В-лимфоцитов. К настоящему времени выделяют несколько субпопуляций В-клеток: В1, В2 – основная субпопуляция В-клеток, и В-клетки маргинальной зоны [52, 153].

В индуктивной фазе гуморального иммунного ответа происходит распознавание рецепторами В-клеток (BCR) внеклеточных патогенов в их нативной, нерасщепленной форме. Для активации В-клеток необходима дополнительная стимуляция со стороны Th2-клеток и секретируемых ими цитокинов. Активированные В-клетки пролиферируют и дифференцируются в плазматические (антителообразующие) клетки, секретирующие антитела, и В-клетки-памяти. Цитокины, помимо действия на пролиферацию и дифференцировку В-клеток, способны влиять на процесс переключения изотипа рецептора В-клетки с IgM на другие классы иммуноглобулинов. Так, IL-4 индуцирует экспрессию IgG4 и IgE; IFNγ отвечает за переключение изотипов на IgG1 и, возможно, на IgG3; IL-6 усиливает синтез IgM и IgG1; IL-10 стимулирует запуск антител практически всех классов [66].

Гуморальный иммунный ответ важен для контролирования флавивирусных инфекций. Большая часть этого контроля обеспечивается нейтрализующими антителами, которые распознают антигенные детерминанты, расположенные преимущественно в вирусном гликопротеине E, основном иммуногене флавивирусов. Эти антитела нейтрализуют инфекционные свойства флавивирусов с высокой эффективностью, главным образом, вмешиваясь в ранние стадии проникновения вируса, в том числе, прикрепление, интернализацию и/или репликацию внутри клеток [163, 243, 445, 446]. Антитела образуются и против многих неструктурных белков флавивирусов, но наибольший интерес представляет белок NS1, который не только продуцируется в инфицированных клетках в сравнительно больших количествах, но и секретируется за пределы зараженной клетки. Было показано, что высокое содержание NS1 в сыворотке крови пациентов, инфицированных DENV, коррелировало с тяжестью заболевания [303]. Установлено, что антитела против NS1 защищают от индуцированных флавивирусами заболеваний [163, 341, 425]. Предполагается, что анти-NS1 антитела могут осуществлять защиту, как через комплемент-опосредованный цитолиз, так и напрямую влиять на снижение титров вируса в инфицированных клетках [197, 351].

Быстрое нарастание нейтрализующего ответа антител представляет собой ключевой фактор выживания при инфекции острыми цитопатическими вирусами [297]. Поскольку для активации CD4⁺Т-хелперного ответа требуется несколько дней, то быстрая индукция раннего ответа нейтрализующими IgM антителами, независимая от помощи Т-клеток, заполняет этот промежуток. Было показано, что большинство цитопатических вирусов, в том числе и флавивирусы, могут индуцировать независимый от Т-клеток ответ нейтрализующими IgM антителами [65, 129, 319, 449]. Выявление этих вирусспецифических антител класса IgM в крови пациентов является основой для верификации диагноза заболевания. Клинические и экспериментальные данные показали, что быстрое переключение изотипа антител, зависимое от Т-клеток, имеет огромное значение для поддержания высокого защитного уровня антител, необходимого для продолжительного контроля флавивирусных инфекций [163, 263, 319, 355]. Это обусловлено тем, что антитела класса IgG обладают большим сродством к соответствующим антигенным эпитопам, а также более действенны как эффекторные молекулы, чем IgM-антитела. Более высокая функциональная эффективность IgG-антител связана с тем, что к этим антителам на поверхности эффекторных клеток врожденного иммунитета есть рецепторы – FcγR, тогда как рецепторы для Fc-части молекулы IgM – отсутствуют [153]. Взаимодействие подклассов IgG (IgG1 - IgG4) с рецепторами Fcγ запускает эффекторные механизмы иммунной защиты: фагоцитоз, эндоцитоз, опосредованную антителами клеточную цитотоксичность, высвобождение ряда медиаторов воспаления, а также удаление иммунных комплексов. В целом, считают, что противовирусные антитела у человека в основном принадлежат к IgG1 и IgG3 [103].

Однако известно, что нейтрализующие антитела не всегда полностью препятствуют распространению флавивирусов в организме [129, 205, 297]. Так, рядом авторов [65, 163] при КЭ была выявлена длительная циркуляция вирусспецифических IgM-антител и задержка переключения их на синтез IgG- антител, что свидетельствовало о дефекте системы Т-лимфоцитов. Однако, при КЭ, также как и при других флавивирусных инфекциях, существуют, вероятно, и другие механизмы, реализующие уклонение флавивирусов от элиминирующего действия вируснейтрализующих антител и поддерживающие как репликативную, так и персистентную инфекции. Так, флавивирусы могут использовать мутацию вируснейтрализующих детерминант как стратегию, позволяющую избегать распознавания антителами [205, 297]. Наиболее яркий пример этого механизма уклонения демонстрирует HCV. Изменения в гипервариабельной области иммунодоминантного поверхностного вирусного белка E2 развиваются в течение HCV-инфекции и связаны с вирусной персистенцией и снижением эффективного ответа нейтрализующих антител [227, 437]. У других флавивирусов антигенные вариации в E белке также могут иметь отношение к уклонению от гуморального иммунного ответа, поскольку большинство нейтрализующих моноклональных антител связываются с эпитопами в этом регионе. Было показано, что флавивирусы (WNV, DNV, JEV, YFV, ВКЭ) с мутациями в домене III белка Е эффективно избегают нейтрализации антителами [181, 209, 226, 366, 389].

Различия в гуморальных ответах, индуцированных разными флавивирусами, были выдвинуты на первый план экспериментами, использующими мышей с утратой функции B-клеток. У мышей с дефицитом В-клеток, инфицированных WNV и JEV, заболевание протекало более тяжело, чем у иммунокомпетентных животных. Эта ситуация предотвращалась пассивным переносом антител от иммунных мышей дикого типа [205, 355]. Однако, при DENV инфекции у мышей c дефицитом В-клеток, не установлено изменений в тяжести болезни или в увеличении вирусной нагрузки [337]. В то же время другие авторы сообщают об усилении нейровирулентности JEV у мышей при пассивном переносе вирусспецифических антител [341]. Считается, что такое усиление нейровирулентности опосредовано антитело-зависимым усилением (ADE) вирусной инфекции благодаря интернализации комплексов антиген-антитело в клетки через Fcγ-рецепторы или рецепторы комплемента [284]. Роль не-нейтрализующих антител в усилении инфекции через ADE до сих пор неясна, хотя считается, что ADE вносит свой вклад в иммунопатологическую активность анти-флавивирусных гуморальных ответов. Таким образом, изучение изменений гуморального звена иммунитета при флавивирусных инфекциях, которые носят как адаптационную, так и патологическую направленность, остается актуальным.

Th2-цитокины (IL-4, IL-10), способствующие реализации гуморального иммунного ответа

Основными продуцентами IL-4 являются Th2-лимфоциты, кроме того, его вырабатывают тучные клетки, базофилы, эозинофилы. Цитокин IL-4 служит основным ростовым фактором для B-лимфоцитов, ответственным за переключение изотипов антител, тем самым способствуя развитию гуморального иммунного ответа. Действуя на CD8⁺T-клетки, IL-4 индуцирует развитие CTL, секретирующих IL-4 и другие Th2-цитокины. Цитокин IL-4 является функциональным антагонистом IFNγ. Подавляя активность Мф и синтез ими IL-1, TNFα, IL-6 и других провоспалительных цитокинов, IL-4 выступает в роли противовоспалительного цитокина [66, 67, 154].

У больных хроническими инфекциями, вызванными ВКЭ, HCV, DENV, было выявлено отчетливое снижение продукции мононуклеарами цитокинов Тh1-типа (IL-2 и IFNγ) на фоне повышенного синтеза IL-4 и IL-10 [43, 55, 56, 256]. Однако избыток противовоспалительных цитокинов может приводить к снижению противоинфекционной защиты и выступать в качестве одного из основных факторов хронизации инфекции [45]. С другой стороны, дефицит IL-4 и IL-10, способных блокировать спонтанную и индуцированную продукцию провоспалительных цитокинов, может вызвать неограниченное развитие воспаления и присоединение аутоиммунного повреждения тканей [152]. Можно предположить, что именно так выглядит один из механизмов нарушения адекватного иммунологического реагирования при вирусных инфекциях.

Таким образом, иммунная защита против флавивирусов формируется при участии многих механизмов врожденного и адаптивного иммунитета. Она реализуется с помощью следующих основных факторов: интерферонов I типа, киллерных механизмов цитотоксичности (NK-клетки и CTL), нейтрализующих антител. Совокупность данных защитных механизмов, выраженность которых зависит от реактивности макроорганизма и свойств инфицирующего вируса, в большинстве случаев обеспечивает клиническое выздоровление и последующее развитие специфической резистентности. В то же время флавивирусы обладают иммуномодулирующей активностью, вызывая иммунодефицитные состояния, степень выраженности которых связана непосредственно с характером и тяжестью инфекционного процесса и зависит от преморбидного фона пациента. Изучение адаптационной или патологической направленности иммунного ответа при инфицировании флавивирусами, в том числе и ВКЭ, может послужить основанием для разработки иммунологических подходов при прогнозировании течения заболевания с целью оптимизации лечебных воздействий.

2.3. Формирование врожденного и адаптивного иммунного ответа под влиянием флавивирусных вакцин

Основная цель вакцинации – создание протективного иммунитета и формирование иммунологической памяти к антигенам возбудителя.

Поствакцинальный иммунитет отличается от естественного иммунитета, возникающего под влиянием перенесенной инфекции. В целом поствакцинальный иммунитет уступает по напряженности постинфекционному и зависит от вида вакцин. Иммуногенность вакцин уменьшается в следующем порядке: живые (аттенуированные) – инактивированные – субъединичные вакцины [84]. При введении живых вакцин иммунитет может быть слабее по сравнению с тем, который возникает под влиянием вирулентного возбудителя.

При естественной иммунизации, введении живых и инактивированных вакцин организм отвечает на все виды антигенов, входящих в состав микроорганизмов. При иммунизации субъединичными вакцинами иммунитет менее полноценен, так как он формируется под влиянием только отдельных антигенных детерминант. В идеале вакцина должна содержать все протективные антигены, которые входят в состав микроорганизмов, вызывающих заболевание. Такая вакцина активирует большое количество иммунокомпетентных клеток различной специфичности, что обеспечивает формирование стойкого иммунитета [84].

В настоящее время при флавивирусных инфекциях у людей применяют в основном инактивированные и живые аттенуированные вакцины. Несмотря на большие успехи вакцинологии, сведений о том, как эти вакцины взаимодействуют с иммунной системой человека и стимулируют защитные иммунные реакции, недостаточно. В качестве примера формирования поствакцинального иммунитета под влиянием флавивирусных вакцин рассмотрим живую аттенуированную вакцину против желтой лихорадки и инактивированную вакцину против КЭ.

2.3.1. Иммунный ответ на введение живой аттенуированной вакцины

Вакцина против желтой лихорадки (YF-17D), созданная около 70 лет назад, является одной из наиболее эффективных и безопасных вакцин. За это время было успешно провакцинировано более 540 миллионов человек во всем мире [408]. Вакцина вводится однократно, подкожно, ревакцинацию проводят через 10 лет. Однако до недавнего времени о взаимодействии YF-17D с иммунной системой, и тем более с компонентами врожденного иммунитета, известно немного.

Известно, что вакцинация YF-17D приводит к острой вирусной инфекции, при которой имеет место кратковременная (только в течение 5-7 дней) репликация вируса [385]. Было установлено, что вакцина YF-17D инфицирует DCs, но реплицируется в этих клетках минимально [364]. Тем не менее, даже эта минимальная репликация оказывается достаточной для презентации Т-клеткам эндогенных эпитопов вируса [364, 493]. Полагают, что вакцина YF-17D опосредует свою иммунногенность, в частности, путем передачи сигналов через несколько TLRs (TLR2, 7, 8 и 9), экспрессирующихся на различных типах DCs, и это приводит к стимуляции смешанного профиля цитокинов Th1-и Th2-типов [441, 493]. Кроме того, было показано, что у лиц, привитых вакциной YF-17D, отмечается индукция генов, кодирующих другие PRRs, такие как RIG-I и MDA5, а также транскрипционных факторов, которые регулируют экспрессию IFN I типа (IRF7 и STAT1) [408, 492]. Эти авторы полагают, что IRF7, STAT1 являются ключевыми регуляторами раннего врожденного иммунного ответа на YF-17D вакцину. Стойкое повышение активации этих факторов отмечалось в течение двух недель после вакцинации, что, вероятно, отражало стимуляцию клеток врожденного иммунитета в ответ на вирусную репликацию, пик которой отмечался на 7 день [385]. Эти исследования подчеркивают сложность проявлений врожденного иммунного ответа на живую, хотя и аттенуированную вакцину, который требуется для индукции длительной иммунной защиты.

К настоящему времени установлено, что вакцинация YF-17D вызывает поливалентный адаптивный иммунный ответ, включающий продукцию CTL, Th1- и Th2 клеток и нейтрализующих антител, которые могут сохраняться до 40 лет после вакцинации [207]. Считается, что уровень нейтрализующих антител в первую очередь коррелирует со степенью защиты против заражения вирусом YF [207, 385], а иммунизация предохраняет от инфекции вакцинированных лиц более чем в 90% случаев [207, 385]. Вакцина YF-17D индуцирует быструю продукцию вирусспецифических антител класса IgM в первые 7 дней после вакцинации с пиком на 2-ой неделе [207]. В первые 4-6 недель титры IgM-антител выше, чем IgG-антител, и они сохраняются не менее 18 месяцев. Нейтрализующие антитела класса IgG появляются позже и могут сохраняться до 40 лет. Механизмы, которые стимулируют такую устойчивость иммунного ответа, неизвестны, так же как клеточные и молекулярные механизмы, которые приводят к длительному IgM ответу. Несмотря на то, что Т-клетки играют важную роль в адаптивном иммунном ответе, работ по изучению Т-клеточных реакций при вакцинации YF-17D немного. Было показано, что человеческие CD8⁺-Т-клетки, реагирующие на вакцину YF-17D, распознают эпитопы вирусных белков Е, NS1, NS2b и NS3 [307]. Другое исследование у людей, иммунизированных YF-17D вакциной, подтвердило увеличение популяции CD8⁺-Т-клеток путем мониторинга экспрессии активационных маркеров (CD38, HLA-DR) и подавления внутриклеточного Bcl-2 в Т-клетках [308]. Способность к ингибированию внутриклеточного Bcl-2, как известно, является признаком активированных эффекторных CD8⁺-T-клеток [308]. Пик CD8⁺-Т-клеточного ответа наблюдался на 15-й день, возвращение к нормальному уровню - на 30-й день после иммунизации.

Поскольку живая вакцина YF-17D вызывает активную вирусную инфекцию, то вполне вероятно, что и другие вирусы, которые стимулируют сильный иммунный ответ, протекают по тому же иммунологическому сценарию. Таким образом, вакцина YF-17D является самой успешной моделью для разработки новых вакцин, которые должны вызывать длительную защиту.

2.3.2. Иммунный ответ на ведение инактивированной вакцины

В настоящее время зарегистрированы, разрешены к применению и широко используются, в том числе и на территории РФ, четыре вида вакцин против КЭ [17]. Две из них отечественного производства – вакцина Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П. Чумакова РАМН (Москва) и вакцина «ЭнцеВир» НПО «Микроген» (Томск). Две вакцины зарубежного производства для взрослых и детей: вакцина «FSME-Immun» компании «Baxter Vaccin AG», Австрия, а также вакцина «Encepur» фирмы «Novartis Vaccine», Германия. Все эти вакцины приготовлены по сходной технологии, но из различных инактивированных формальдегидом штаммов вируса КЭ, принадлежащих к дальневосточному (Софьин и 205) и западноевропейскому (Найдорфл и К23) субтипам этого возбудителя. Инактивированные вакцины обладают в целом более низкой эффективностью по сравнению с живыми вакцинами, но при повторном введении создают достаточно стойкий иммунитет, предохраняя привитых от заболевания или уменьшая его тяжесть [84]. Преимуществом инактивированных вакцин является то, что они утратили риск реверсии вирулентности, для которой всегда есть возможность в случае живых аттенуированных вакцин [249]. Схема вакцинации для инактивированных вакцин против КЭ однотипна: три дозы вводят внутримышечно, первые две вводят с интервалом 1- 3 месяца и третья вводится через 1 год после второй. Последующие ревакцинации проводят каждые 3 года однократно [80, 352].

Известно, что вакцины опосредуют защиту путем индукции антигенспецифических иммунных эффекторов и/или иммунных клеток памяти [84]. По существу, вакцин-индуцированными иммунными эффекторами являются антитела, продуцируемые В-лимфоцитами, и способные специфически связываться с патогеном [84]. Другими потенциальными эффекторами являются цитотоксические CD8⁺Т-лимфоциты, которые могут ограничить распространение инфекционных агентов, распознавая и уничтожая инфицированные клетки или секретируя цитокины. Долгое время считался бесспорным тот факт, что инактивированные вакцины индуцируют только продукцию вакцин-специфических антител, но в последние годы начали появляться отдельные исследования, демонстрирующие, что эти вакцины могут активировать и другие звенья иммунной системы.

- Врожденный иммунный ответ

Для индукции антиген-специфичных B- и Т-клеточных ответов необходима активация антигенпрезентирующих клеток, в основном, дендритных (DCs). Центральная роль зрелых DCs в индукции ответа на вакцину отражает их уникальную способность представлять как антиген-специфические, так и костимулирующие сигналы Т-клеткам, эти «сигналы опасности» необходимы для активации наивных Т- клеток [320]. Таким образом, первым требованием для запуска иммунного ответа на вакцинацию является обеспечение достаточно сильного «сигнала опасности», вызываемого вакцинальным антигеном и/или адъювантом, чтобы вызвать воспалительную реакцию, которая опосредуется клетками врожденной иммунной системы [304]. При отсутствии «сигналов опасности», DCs остаются незрелыми и Т-клетки не дифференцируются в иммунные эффекторы.

Инактивированные вакцины все еще могут содержать патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (PAMP), способные инициировать врожденный иммунный ответ [478]. Однако при отсутствии вирусной репликации вакцин-индуцированная активация становится более ограниченной, как в пространстве, так и во времени [433]. Показано, что инактивированные вакцины существенно активируют врожденный иммунный ответ лишь в месте их инъекции, поэтому для этих вакцин место и способ их введения более важны, чем для живых вакцин [433]. Для большинства инактивированных вакцин, в том числе и для вакцин против КЭ, требуется, чтобы их изготавливали со специфическими адъювантами, включающими «сигналы опасности» и вызывающими достаточную активацию врожденной иммунной системы. Эффект адъювантов, вероятно, обусловлен двумя основными видами активности: концентрацией антигена в месте инъекции для привлечения большего количества DCs в реакцию (эффект «депо»); индукцией синтеза цитокинов, регулирующих функцию лимфоцитов [399]. В вакцинах против КЭ в качестве адъюванта используется гидроокись алюминия, способствующая формированию «депо», из которого антиген медленно освобождается, усиливая продолжительность B- и Т-клеточной активации, а также преимущественную индукцию IL-4 макрофагами, поглотившими гидроокись алюминия [194]. Однако ни один из настоящих адъювантов не вызывает ту степень активации врожденной иммунной системы, которую вызывают живые вакцины.

• 
  Адаптивный иммунный ответ
  

В лаборатории КЭ НИИЭМ СО РАМН было проведено сравнительное исследование иммуногенности 4-х вакцин (КЭ-Москва, Энцевир, FSME-Immun, Encepur), которое включало 290 взрослых лиц [229]. Все вакцины индуцировали нейтрализующие антитела против разных штаммов дальневосточного и сибирского субтипов вируса КЭ. В случае применения вакцины КЭ-Москва антитела выявлялись у 100% привитых через 2-5 месяцев и у 94% - через 2 года. При применении вакцины Энцевир - 88% и 84%, FSME-Immun - 88,2% и 78,1%, Encepur - 100% и 100% (соответственно через 2-5 месяцев и через 2 года).

В то же время исследования роли Т-клеточного иммунного ответа, индуцированного инактивированными вакцинами, малочисленны. В опытах на животных ряд авторов показали, что инактивированные вакцины индуцируют только некоторые звенья иммунной системы. Так, в исследовании T.R. Kreil et al. (1998) мышей вначале иммунизировали вакциной FSME-Immune (по схеме, трижды) и затем заражали летальной дозой ВКЭ. Как и ожидалось, после иммунизации индуцировались высокие титры антител против белка E, что приводило к 100% выживаемости. Хотя инфицирование живым вирусом не выявляло виремии, но к неструктурному белку NS1 вырабатывался новый вид антител, который не продуцировался после вакцинации. Кроме того, ВКЭ-специфические CD8⁺-Т-клетки были обнаружены только после заражения вирусом. Авторы пришли к выводу, что вакцина защищает от тяжелых случаев заболевания [476]. Исследование, проведенное J.H. Aberle et al. (2005) и выполненное на мышах, иммунизированных инактивированной вакциной против КЭ, также показало, что вакцинация приводит к 100% сероконверсии и отсутствию протективного CD8⁺T-клеточного ответа у мышей.

Однако B. Shrestha et al. (2008) показали, что применение инактивированной вакцины против WNV индуцирует у мышей не только высокие уровни нейтрализующих антител, но и антигенспецифические CD8⁺-Т-клетки, способствующие усилению протективного иммунитета. Через 60 дней после однократной иммунизации одной дозой этой вакцины авторы наблюдали у мышей практически полную защиту от высоковирулентного летального внутримозгового заражения WNV. Было установлено, что истощение CD8⁺-Т-клеток непосредственно перед заражением WNV путем введения анти-мышиных CD8-антител имело тенденцию к снижению защиты у мышей, иммунизированных одной дозой вакцины. Такие же результаты были получены в экспериментах с CD8^-/- мышами. Тем не менее, приобретенные или генетические дефициты CD8⁺Т-клеток менее влияли на выживаемость животных, если до заражения WNV мыши были ревакцинированы. Аналогичные результаты были получены после трех ревакцинаций с помощью вакцины против JEV: гуморального иммунного ответа было достаточно, чтобы защитить мышей от JEV при отсутствии CD8⁺-Т-клеток [407].

Тот факт, что инактивированная, не сопровождающаяся репликацией вируса, вакцина стимулировала CD8⁺Т-клеточные реакции против неструктурного белка вируса (NS4b) достаточно интересен. Считалось, что инактивированные вакцины не могут индуцировать достаточный CD8⁺Т-клеточный ответ в связи с отсутствием в цитоплазме клеток белков, кодируемых вирусом, т.е. белков, которые при естественной инфекции будут представлены через молекулы MHC- I, что приводит к эффективному CD8+-Т-клеточному ответу. B. Shrestha et al. (2008) предполагают, что иммунизация инактивированной WNV вакциной, вероятно, генерирует CD8⁺-Т-клеточный ответ против NS4b путем перекрестной презентации антигена DCs [442].

Еще недавно считали, что пептидные фрагменты внутриклеточных белков вируса могут попасть только в состав молекул MHC-I, а пептиды экзогенного происхождения – только в состав молекул MHC-II. Поэтому было неясно, как происходит запуск цитотоксического иммунного ответа на внеклеточные патогены с участием молекул MHC-I. Ответом на этот вопрос послужило описание перекрестной презентации, в результате которой Т-клетки распознают комплексы молекул MHC класса I с пептидами экзогенного происхождения, поглощенными DCs при эндоцитозе. Предположительно, этот механизм включается в том случае, когда вирус не инфицирует антигенпрезентирующие клетки напрямую. Тогда перекрестная презентация может индуцировать эффективный иммунный ответ, опосредованный CTL [52, 174]. Механизм этого явления до конца не раскрыт, но большое значение в его реализации отводят DCs и TLRs, в частности TLR3 и TLR9 [183, 208].

Результаты по изучению CD8⁺T-клеточного иммунного ответа после иммунизации инактивированными вакцинами были получены на животных, поэтому необходимы дальнейшие исследования механизма вирусспецифического Т-клеточного ответа у людей на инактивированные вакцины против КЭ.

2.3.3 Заболеваемость КЭ лиц, вакцинированных против КЭ

Поскольку эффективность любой вакцинации никогда не достигает 100%

[17], то среди лиц, ранее привитых инактивированными вакцинами против КЭ, также отмечаются случаи заболевания. В зависимости от региона и от используемой вакцины в разные периоды времени авторы указывали, что среди заболевших КЭ, вакцинированные лица составляли от 9 до 29% [16, 18]. Так, в Томской области Н.Г. Жуковой (2002) были проанализированы истории 102 пациентов с КЭ за 10 лет (1985-1995 гг.), иммунизированных вакциной против КЭ производства НПО «Вирион» (Томск). Автор сделала вывод о том, что у привитых лиц клиническое течение КЭ оказалось более легким (у 90% заболевших отмечались лихорадочные формы КЭ), а исходы заболевания у вакцинированных более благополучными по сравнению с непривитыми лицами. В свою очередь Г.Н. Леонова с соавт. (1992) в Приморском крае отмечали, что средняя многолетняя заболеваемость лиц, привитых томской вакциной против КЭ, за период с 1966 по 1983 гг. составила 3,7, а непривитых 4,3 на 100 000 населения.

В настоящее время ряд авторов показали, что при использовании высокоиммуногенных вакцин против КЭ III поколения частота случаев заболевания КЭ у вакцинированных в целом ниже, чем у невакцинированных: в Омской области - в 4 раза [86], в Свердловской области - в 8,7 раза [132]. В Приморском крае при применении этих современных вакцин не зарегистрировано летальных исходов в группе привитых лиц, большинство случаев заболевания ограничилось лихорадочной формой (90,2%), менингеальной – 4,2% и очаговой – 5,6% [68]. При анализе случаев заболевания у привитых против КЭ установлено, что у 29,2% больных был проведен неполный курс иммунизации с нарушением установленной схемы [68].

О случаях заболевания КЭ среди вакцинированных лиц сообщается и в странах Западной Европы [17]. Так, в Австрии в течение 2002-2008 гг. было зарегистрировано 25 случаев заболевания КЭ, из которых 8 заболевших были вакцинированы согласно календарю, рекомендованному производителем [444]. В Швеции было зарегистрировано 27 случаев заболевания КЭ за период 2000-2008 гг., из которых 21 заболевший получил 2 или более доз вакцины в соответствии с календарем прививок [477].

Таким образом, неудачи вакцинопрофилактики сопровождают применение даже самых успешных вакцин. Однако иммунологическое объяснение случаев заболевания у вакцинированных лиц трудно установить. Данные об особенностях функционирования иммунной системы вакцинированных пациентов при инфицировании ВКЭ, и даже заболевании КЭ, практически отсутствуют. В то же время изучение случаев заболевания вакцинированных лиц важно для оценки эффективности вакцины и для решения вопроса о необходимости изменения рекомендаций по вакцинации.