ИММУНОГЛОБУЛИНЫ

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ (лат. immunis свободный, избавленный от чего-либо + globulus шарик) — белки человека или животных, являющиеся носителями активности антител. К И. относят и белки со сходной хим. структурой — так наз. миеломные глобулины, у которых, однако, как правило, не обнаруживается активности антител, а также субъединицы молекул И. и белки Бенс-Джонса. По электрофоретической подвижности И. относятся в основном к гамма-глобулинам и бета2-глобулинам, т. е. к фракциям, движущимся при электрофорезе к аноду с наименьшей скоростью по сравнению с другими фракциями сывороточных белков. И. присутствуют как в крови, так и в других жидкостях и тканях организма — в цереброспинальной жидкости, лимф, узлах, селезенке, слюне и др.

В соответствии с классификацией, принятой в 1964 г. Комитетом экспертов ВОЗ, И. подразделены на три главных класса, обозначенных как IgG, IgA и IgM. Позднее у человека было установлено существование еще двух классов — IgD и IgE. И. всех классов построены из молекул тяжелых и легких полипептидных цепей. Легкие цепи с мол. весом ок. 20 000 одинаковы для всех И. и могут принадлежать к двум типам — κ (каппа) и λ (лямбда). В каждой молекуле И. легкие цепи всегда относятся к какому-либо одному типу. Тяжелые цепи И. разных классов имеют мол. вес 50 000— 70 000 и различаются по первичной структуре и антигенной специфичности. Подразделение И. на классы осуществляется на основе различий их тяжелых цепей, обозначаемых соответственно буквами γ, α, μ, δ и ε. В соответствии с обозначениями цепей могут быть даны молекулярные формулы .И., в которых указывается класс цепей и их количество в молекуле. Напр., молекулярные формулы для двух типов IgG будут γ2κ2 и γ2λ2, для IgM — (μ2κ2)5 и (μ2λ2)5, для IgA — α2κ2 и α2λ2, для полимерных форм IgA — (α2κ2)n и (α2λ2)n, где n = 2 и выше. И. всех классов содержат углеводные группировки и поэтому могут рассматриваться как гликопротеины.

Иммуноглобулин G (IgG) в весовом отношении составляет основную часть (70—80%) всех И. (концентрация в сыворотке человека ок. 1,2%). Методы выделения IgG разработаны достаточно хорошо. Одним из наиболее распространенных способов является фракционирование сывороточных белков с помощью этанола при температурах ниже 0 по Кону. Высокоочищенные препараты IgG могут быть получены с помощью хроматографии на колонках с ионообменниками — ДЭАЭ-целлюлозой или ДЭАЭ-сефадексом. В разной степени очищенные препараты IgG выделяют также путем фракционирования эфиром, риваноловым методом, с помощью электрофоретической конвекции и др.

Рис. 1. Схема иммуноэлектрофореграммы белков плазмы крови человека (дуга преципитации, соответствующая IgG — 7, распространяется до зоны альфа-глобулинов— указано стрелкой, что свидетельствует о большом диапазоне электрофоретической подвижности): 1 — преальбумины; 2 — альбумины; 3 — альфа1-гликопротеин; 4 — церулоплазмин; 5 — гаптоглобин; 6 — трансферрин; 8 — IgA; 9 — IgM; 10 — фибриноген; 11 — альфа2-макроглобулин; 12 — альфа2-липопротеин.
Рис. 1. Схема иммуноэлектрофореграммы белков плазмы крови человека (дуга преципитации, соответствующая IgG — 7, распространяется до зоны альфа-глобулинов— указано стрелкой, что свидетельствует о большом диапазоне электрофоретической подвижности): 1 — преальбумины; 2 — альбумины; 3 — альфа1-гликопротеин; 4 — церулоплазмин; 5 — гаптоглобин; 6 — трансферрин; 8 — IgA; 9 — IgM; 10 — фибриноген; 11 — альфа2-макроглобулин; 12 — альфа2-липопротеин.

IgG имеет мол. вес ок. 150 000 и константу седиментации 6,7S. Средняя электрофоретическая подвижность, соответствующая вершине пика IgG при свободном электрофорезе, равна 1,1*10-5 см2/вольт-сек в вероналовом буфере с pH 8,6 и ионной силой 0,1. Однако молекулы IgG отличаются значительной гетерогенностью в отношении электрофоретической подвижности. При иммуноэлектрофоретическом исследовании установлено, что дуга преципитации, соответствующая IgG, распространяется до зоны альфа-глобулинов (рис. 1). С помощью метода изоэлектрического фокусирования препараты IgG могут быть разделены на большое количество фракций в соответствии с различиями изоэлектрических точек молекул этого И. в диапазоне pH 5,5—8,0.

Рис. 2. Схема строения молекулы IgG: молекула построена из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, связанных тремя межцепьевыми S — S-мостиками. Пунктиром обозначены вариабельные части цепей, в которых локализованы активные центры антител. Волнистая линия —«шарнирная область», чувствительная к протеолизу, в результате которого молекула IgG распадается на фрагменты. При протеолизе, вызванном ферментом папаином (место действия обозначено стрелкой), молекула расщепляется на Fc и два Fab-фрагмента; N-концевой участок полипептидной цепи со свободной NH2-группой; C-концевой участок полипептидной цепи с COOH-группой
Рис. 2. Схема строения молекулы IgG: молекула построена из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, связанных тремя межцепьевыми S — S-мостиками. Пунктиром обозначены вариабельные части цепей, в которых локализованы активные центры антител. Волнистая линия —«шарнирная область», чувствительная к протеолизу, в результате которого молекула IgG распадается на фрагменты. При протеолизе, вызванном ферментом папаином (место действия обозначено стрелкой), молекула расщепляется на Fc и два Fab-фрагмента; N-концевой участок полипептидной цепи со свободной NH2-группой; C-концевой участок полипептидной цепи с COOH-группой.

Молекула IgG имеет удлиненную форму и рассматривалась ранее как «сплющенный» цилиндр с длиной 24 нм и поперечными размерами 1,9 и 5,7 нм. Более поздние данные, подтверждаемые электронномикроскопически, указывают на то, что молекулы IgG состоят из трех компактных субъединиц, расположенных в виде буквы Y. Эти данные соответствуют современным представлениям о строении молекулы IgG — из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями, как это впервые было установлено работами Р. Портера. Расположение этих цепей иллюстрируется схемой (рис. 2). При воздействии фермента папаина на молекулу IgG она распадается на три фрагмента. Два из них имеют одинаковое строение, причем каждый состоит из легкой цепи, соединенной с тем участком тяжелой цепи, который соответствует N-концевой части. Эти так наз. Fab-фрагменты, будучи выделены из антител (см.), сохраняют способность специфически связывать антигены (см.). Третьему фрагменту, состоящему из G-концевых участков тяжелых цепей, присвоено название Fc. Три субъединицы, составляющие нативную молекулу IgG, сходны с описанными папаиновыми фрагментами и соединены друг с другом гибкими отрезками тяжелых цепей. Этот участок молекулы, называемый шарнирной областью, подвергается расщеплению при воздействии папаина и других протеаз. Вследствие особенностей строения шарнирной области угол между Fab-фрагментами может изменяться, что имеет, по-видимому, большое значение для реакции активных центров, расположенных на концах Fab-фрагментов, с детерминантами молекул антигенов, которые могут иметь различную конфигурацию (см. Антиген—антитело реакция).

В пределах каждого из Fab-фрагментов имеется лишь один активный центр, реагирующий с детерминантами антигена. Поэтому эти одновалентные фрагменты хотя и связываются с антигеном, но не способны вызывать образование крупных агрегатов антиген—антитело, выявляемых в реакциях преципитации или флоккуляции. При воздействии пепсина на IgG при pH ок. 4 происходит отщепление крупного двухвалентного фрагмента F (ab1)2 с константой седиментации 5 S, состоящего из двух Fab-фрагментов, соединенных дисульфидной связью, а участок молекулы, соответствующий Fc-фраг-менту, распадается на низкомолекулярные осколки. Фрагменты F (ab1)2 сохраняют способность давать видимые серол, реакции с многовалентными антигенными молекулами. Обработка пепсином применяется в области прикладной иммунологии для получения очищенных антитоксинов. F (ab1)2-фрагменты антитоксических иммуноглобулинов лошади обладают несколько менее выраженными сенсибилизирующими свойствами, чем нативные И.

Установлено, что тяжелые гамма-цепи имеют некоторые различия в хим. строении и антигенной специфичности, что дало основание подразделить класс IgG на 4 подкласса, обозначаемые как IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4. В крови человека эти подклассы содержатся соответственно в следующих количествах: 70—77%, 11-18 % , 8—9 % и 3 % . Обнаружены также различия и в биол, свойствах отдельных подклассов: IgG2, в отличие от других подклассов, не сенсибилизируют кожу в реакциях пассивной кожной анафилаксии, IgG4— не способны фиксировать комплемент.

Для изучения первичной структуры легкие и тяжелые цепи IgG были получены в изолированном состоянии. Диссоциация молекулы IgG на составляющие ее цепи достигается в результате расщепления соединяющих эти цепи дисульфидных мостиков и нековалентных связей. С этой целью используют, как правило, 2-меркаптоэтанол в сочетании с конц. р-рами амидов (мочевины, солянокислого гуанидина) или органических к-т (уксусной, пропионовой). Ввиду различного молекулярного веса легких и тяжелых цепей после их диссоциации они могут быть получены в изолированном состоянии с помощью гель-фильтрации на сефадексах (см. Гель-фильтрация).

Большим затруднением при изучении хим., в частности аминокислотного, состава нормальных И. являете я значительная степень их неоднородности. Как указано выше, IgG из сыворотки одного человека различаются по типу содержащихся в них легких цепей и подразделяются также на подклассы в зависимости от строения тяжелых цепей. Кроме того, И. имеют тонкие различия, определяемые строением тех участков полипептидных цепей, которые обусловливают, очевидно, специфическую активность (вариабельные участки). В отличие от нормальных, миеломные И. характеризуются высокой гомогенностью. Ввиду того, что эти гомогенные И. построены по той же структурной схеме, что и нормальные молекулы П., они были использованы для исследования первичной структуры. Белки Бенс-Джонса, выделяемые с мочой при некоторых миеломатозах (см. Бенс-Джонса белок), оказались состоящими из легких каппа- или лямбда-цепей, что значительно облегчило задачу выделения и исследования этих компонентов И.

В составе легких и тяжелых цепей И. человека установлено наличие 19 аминокислот и обнаружены некоторые различия в их количественных соотношениях. При изучении последовательности аминокислотных остатков установлены существенные особенности. Так, при исследовании легких капа-цепей из белков Бенс-Джонса было выявлено, что они содержат 213—221 аминокислотный остаток, причем в них можно различать два примерно равных по длине участка — постоянный (С) и вариабельный (V). С-участок включает 107 аминокислотных остатков, которые одинаковы для каппа-цепей во всех исследованных миеломных И. Исключение составляет лишь валин в положении 191, вместо к-рого может присутствовать лейцин в зависимости от характеристики аллотипа Inv. V-участок, занимающий N-концевую половину Х-цепи, содержит от 107 до 113 аминокислотных остатков; при этом более 70 остатков могут варьировать в этом участке в миеломных И. от различных людей. Аналогичная закономерность имеет место и для лямбда-цепей, которые также делятся на С-участок и V-участок, в которых одни аминокислоты могут заменяться на другие примерно в 50 положениях в И. от разных индивидуумов. V- и С-участки обнаружены и при изучении тяжелых гамма-цепей, содержащих ок. 450 аминокислотных остатков. V-участки в этих цепях расположены также с N-конца и состоят примерно из такого же количества аминокислотных остатков, как и в легких цепях. С-учас-ток цепи построен из трех отрезков с нек-рыми гомологиями в аминокислотной последовательности. Весьма вероятно, что V-участки легких и тяжелых цепей формируют область активного центра в структуре молекул И.

Подобно другим И., IgG содержит углеводные компоненты, составляющие по весу ок. 2,5—3%. В число углеводов входят галактоза и манноза (1,2%), фукоза (0,3%), гексозамин (1,4%) и сиаловая к-та (0,2%). Углеводные компоненты в виде олигосахаридов соединены с С-участком гамма-цепи посредством N-гликозидной связи с остатком аспарагиновой к-ты. Основной олигосахарид, содержащий все перечисленные сахара, фиксирован в той части гамма-цепи, к-рая соответствует шарнирной области молекулы IgG. Биол, значение углеводного компонента И. не выяснено.

Иммуноглобулин А (IgA) составляет по весу ок. 15% всех И. Его содержание в нормальной сыворотке крови человека равно в среднем ок. 200 мг%. Характерно присутствие IgA в различных секреторных жидкостях — в женском молозиве (151 мг%), слюне (28 мг%), слезах (7мг%), а также в носовом и бронхиальных секретах и в слизистой оболочке кишечника.

Выделение IgA из сывороток больных IgA-миеломой значительно облегчается ввиду высокого содержания в них этого И. В качестве исходного материала для получения IgA человека используют также женское молозиво и слюну.

Мол. вес IgA ок. 170 000. Однако частично IgA в сыворотке находится в виде полимеров. Константа седиментации мономерной формы IgA— 7 S, для полимерных форм 9 — 13 S. Электрофоретическая подвижность, соответствующая вершине пика при свободном электрофорезе, равна 2,2*10-5 см2/вольт-сек. При иммуноэлектрофорезе IgA дает асимметричную дугу в зоне бета1 и бета2. Молекула IgA построена по тому же плану, что и IgG: из двух тяжелых альфа-цепей и двух легких каппа- или лямбда-цепей. Установлено 2 подкласса IgA на основании различной антигенной специфичности α-цепей. В секретах IgA присутствует в виде полимеров, в составе которых обнаруживается дополнительная структурная единица, называемая секреторным (S) компонентом. По молекулярному весу S-ком-ионент сходен с легкими цепями, но антигенно от них отличается. Предполагают, что секреторные IgA образуются местно в лимфоидных клетках, расположенных непосредственно в области той или иной железы, а S-компонент синтезируется в ткани самой железы, выделяющей секрет. В IgA содержится ок. 10% углеводов, присоединенных в виде олигосахаридов к постоянным участкам α-цепей. В состав углеводного компонента IgA входят те же сахара, что и в IgG.

Иммуноглобулин М (IgM) (γ-макроглобулин, 19 S γ-глобулин) составляет от 3 до 10% от общего количества И. Содержание его в сыворотках взрослых здоровых людей составляет в среднем ок. 100—120 мг%.

При макроглобулинемии Вальденстрема концентрация IgM в сыворотке возрастает и может достигать 40% всех белков сыворотки и более. Очищенный IgM изолируют из осадка эуглобулинов, выделяемого при диализе нормальной или миеломной сыворотки против р-ра с низкой ионной силой. При гель-фильтрации эуглобулинов на колонках с сефадексом G—200 IgM элюируется в первой фракции. Дальнейшая очистка от примесей других глобулиновых компонентов может быть достигнута путем хроматографии на ДЭАЭ-целлюлозе и препаративного электрофореза.

Рис. 3. Схема строения молекулы IgM: молекула состоит из 5 субъединиц, соединенных в области Fc-фрагмента дисульфидными связями.
Рис. 3. Схема строения молекулы IgM: молекула состоит из 5 субъединиц, соединенных в области Fc-фрагмента дисульфидными связями.

IgM имеет мол. вес 900 000 и константу седиментации 19S. В связи с этим в некоторых схемах выделения IgM предусматривается ультрацентрифугирование (см.), позволяющее отделить этот высокомолекулярный глобулин от других компонентов меньшего мол. веса. Электрофоретическая подвижность IgM соответствует зоне β2-глобулинов и немного меньше подвижности IgA. На иммуноэлектрофореграммах IgM дает слегка изогнутую линию, наиболее удаленную от траншеи с антисывороткой. Содержание углеводного компонента IgM, фиксированного на μ-цепях, составляет 9,8%. По нек-рым данным, в составе IgM-фракции можно различить две группы молекул, неодинаковых по содержанию углеводов (в среднем 10,69% и 7,71%). Молекулы IgM состоят из пяти субъединиц, построенных по общему для всех И. плану из двух тяжелых μ-цепей и двух легких κ- или λ-цепей. Эти субъединицы соединены в области Fc-фрагментов дисульфидными связями, образуя структуру звездчатой формы (см. схему по Dorringlon a. Mihaesco, рис. 3). Такие звездчатые, или паукообразные, фигуры обнаружены при электронно-микроскопическом исследовании препаратов выделенного IgM. В связи с тем что каждая из пяти субъединиц, входящих в состав молекулы IgM, обладает двумя активными центрами, максимальное число валентностей, выявляемых при реакциях с антигеном, равно 10. При воздействии на IgM редуцирующих агентов (2-меркаптоэтанол, цистеин) происходит распад молекул на 78-субъединицы вследствие расщепления дисульфидных связей. При этом молекулы IgM утрачивают активность антител, очевидно, в связи с нарушениями конфигурации активных центров. Этот феномен используют для дифференциации 19S- и 78-антител в сыворотках человека и животных. Установлено разделение IgM на два подкласса, различающиеся по антигенной специфичности мю-цепей. Недавно было показано наличие в IgM (и в полимерах IgA) дополнительной полипептидной J-цепи.

Иммуноглобулин D (IgD) был впервые выделен из D-миеломных сывороток человека, а затем обнаружен в нормальных сыворотках в низких концентрациях (3—40 мг%). Мол. вес IgD ок. 180 000, константа седиментации 6,6S; но электрофоретической подвижности IgD близок к IgA и IgM. Для изолирования IgD из миеломных сывороток применяется градиентная хроматография на ДЭАЭ-целлюлозе с последующей гель-фильтрацией фракций, обогащенных этим И., на сефадексе G-200.

Иммуноглобулин E (IgE) содержится в нормальных сыворотках человека в следовых количествах (0,01 — 0,2 мг%). Физ.-хим. свойства

IgE изучены в основном на препаратах, выделенных из редко встречающихся IgE миеломных сывороток. Мол. вес IgE ок. 190 000, константа седиментации 7,7—8,0 S. Интерес к IgE связан с тем, что в состав этой фракции входят реагины, участвующие в аллергических реакциях.

Иммуноглобулины животных. IgG, IgA и IgM имеются у кроликов, мышей, морских свинок, лошадей и других млекопитающих. У некоторых животных установлены, кроме того, дополнительные классы И. Так, в сыворотке лошадей в зоне бета2-глобулинов обнаружены также IgT и IgB и глобулиновая фракция с константой седиментации 10S [Одибер и Сандор (F. Audibert, G. Sandor), 1972].

Антигенные свойства иммуноглобулинов определяются различными антигенными детерминантами, расположенными в основном в белковой части молекулы. Наличие в структуре молекул всех И. легких цепей κ- или λ-типа обусловливает известную степень антигенного сходства И. разных классов в соответствии с типом входящих в их состав легких цепей. Дифференциация И. на классы и подклассы зависит от различия детерминантных групп в постоянных участках тяжелых цепей («изотипические детерминанты»). Существуют также антигенные различия, связанные с особенностями структуры вариабельных участков легких и тяжелых цепей («идиопатические детерминанты»). Эти различия могут обусловливать индивидуальную антигенную специфичность различных антител или миеломных глобулинов.

Важное значение имеет явление аллотипии, заключающееся в том, что И. у разных индивидуумов могут различаться по антигенной специфичности за счет некоторых генетически детерминированных особенностей первичной структуры полипептидных цепей молекул И. Эти антигенные варианты (аллотипы) И. наследуются в соответствии с законами Г. Менделя независимо от пола и группы крови. Впервые явление аллотипии было обнаружено Уденом (J. Oudin, 1956) при исследовании сывороточных белков кроликов. Для И. человека установлено существование двух групп аллотипов —Gm и Inv — с многочисленными вариантами (24 варианта Gm и 4 —Inv). Детерминанты, определяющие специфичность Gm-аллотипов И., локализированы в тяжелых γ-цепях класса IgG, а Inv-детерминанты связаны с легкими κ-цепями и обнаруживаются в И. всех классов. Подобно группам крови системы AB0, определение аллотипа И. имеет значение при переливании крови, в суд. медицине при решении вопросов о спорном отцовстве или материнстве (см. Группы крови).

Количественное определение иммуноглобулинов осуществляют чаще всего методом радиальной иммуно-диффузии. Исследуемые сыворотки или р-ры И. вносят в лунки, сделанные в пластинке агара, смешанного с моноспецифической антисывороткой против того или иного И., и через нек-рое время измеряют диаметр зоны специфической преципитации, возникающей вокруг лунки. Диаметр зоны преципитации пропорционален концентрации соответствующего Р1., к-рую можно легко рассчитать, пользуясь калибровочной кривой, построенной на основании данных реакции, поставленной в тех же условиях со стандартной сывороткой. Моноспецифические сыворотки изготовляются путем иммунизации животных высокоочшценными препаратами И. Такие антииммуноглобулиновые сыворотки или готовые для использования пластинки агара с антисыворотками выпускаются в качестве готовых препаратов. Для получения сравнимых данных при количественном определении И. в разных лабораториях используется международный стандарт ВОЗ, представляющий препарат лиофилизированной человеческой сыворотки, в каждой ампуле к-рого содержание IgG, IgA и IgM принято равным 100 ME.

Метаболизм иммуноглобулинов

И. синтезируются в лимфоидных клетках в соответствии с общими закономерностями синтеза белковых веществ и поступают как в кровяное русло, так и во внесосудистое пространство. IgG и IgA в весовом отношении распределяются примерно одинаково в плазме крови и в экстраваскулярных полостях (лимфе, межклеточных жидкостях тканей и т.д.). IgM и IgD содержатся преимущественно (70—80%) в плазме.

Содержание И. в организме определяется соотношением их синтеза и катаболизма. В условиях нормального обмена скорость синтеза в расчете на 1 кг веса тела в день составляет 20—40 мг для IgG, 3—50 мг для IgA, 3—17 мг для IgM и 0,03—1,4 мг для IgD. Катаболизм различных И. осуществляется с неодинаковой интенсивностью. В нормальных условиях наименьшая скорость обмена отмечается для IgG: в день катаболизируется ок. 3% от общего содержания этого белка в организме, а период полураспада составляет 23 дня. Для IgA и IgM скорость катаболизма составляет соответственно 12 и 14% в день, а период полураспада — 6 и 5 дней. Наибольшая скорость обмена свойственна IgD, для которых период полураспада равен 2,8 дня.

Содержание И. в сыворотке человека меняется в зависимости от возраста. В течение внутриутробного развития синтез собственных И. незначителен. Из И. матери в кровеносное русло плода поступает только IgG. IgM и IgA почти полностью задерживаются плацентарным барьером. Способность IgG проходить через плаценту обусловлена особенностями строения его Fc-фрагмента. IgG матери обнаруживается у плода уже на 11-й нед. беременности. Его концентрация постепенно возрастает и к моменту родов равна концентрации IgG у матери. В течение первых месяцев жизни материнский IgG катаболизируется, а собственный IgG ребенка начинает синтезироваться лишь на 4—8-й нед. жизни. В связи с этим общая концентрация IgG в сыворотке ребенка является минимальной в 3—4-месячном возрасте; в этот период ребенок наименее резистентен к различным инфекциям. Медленное возрастание IgA начинается на 3—4 нед. жизни. Содержание IgM в сыворотке увеличивается вскоре после родов, достигает значительного уровня к 9 мес., но через 2—3 года падает, а затем вновь начинает медленно возрастать. Максимального уровня концентрация всех И. достигает к 20—30 годам. К 60 годам отмечается нек-рое уменьшение содержания IgG и IgM [Бакли и Дорси (С. Buckley, F. Dorsey), 1970].

Роль И. в организме заключается в их участии в процессах иммунитета. Защитная функция И. обусловлена содержащимися в этой фракции разнообразными антителами, способными специфически связывать чужеродные антигены. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о том, что изолированные антитела по хим. составу и общей структуре идентичны с неспецифическими И. Очевидно, близко к истине предположение, что все молекулы И. являются антителами, но не всегда удается установить по отношению к каким антигенам направлено их специфическое действие. Специфическая реакция антиген — антитело (см. Антиген— антитело реакция) обусловлена наличием в молекулах И. активных центров, расположенных в Fab-фрагментах и построенных с участием ряда аминокислотных остатков как в тяжелых, так и в легких цепях. По-видимому, эти остатки расположены в вариабельных участках обоих видов цепей. С Fc-фрагментом иммуноглобулинов связана способность к фиксации комплемента и к участию в реакции пассивной кожной анафилаксии.

Во фракции IgG сыворотки человека содержатся антитела против многих вирусов и бактерий, а также антитоксины. Антитела этого класса наиболее активны в реакциях преципитации и связывания комплемента, но уступают по активности IgM-антителам в реакциях агглютинации и лизиса. Фракция IgM содержит основную часть антител против липополисахаридных О-антигенов (эндотоксинов) грамотрицательных бактерий, нормальные изогемагглютинины, гетерофильные антитела. Во фракции IgA также обнаружены антитела против некоторых бактерий, вирусов и токсинов. Предполагают, что антитела IgA принимают участие в развитии местного иммунитета некоторых тканей.

Патология синтеза иммуноглобулинов

Патол, количественные и функциональные изменения PI. могут быть обусловлены нарушением их синтеза или повышением скорости катаболизма. Агаммаглобулинемия (см.) выражается в почти полном отсутствии И. в организме, что связано при этом заболевании с резким уменьшением количества лимфоидных клеток или с их неспособностью синтезировать молекулы И. Отсутствие фракции И. в сыворотке легко устанавливается с помощью электрофоретического анализа. Существуют различные виды врожденной и приобретенной агаммаглобулинемии. В ряде случаев имеет место лишь частичное нарушение синтеза И., обусловливающее их сниженное содержание в сыворотке (гипогаммаглобулинемия). Описаны заболевания, при которых отсутствует синтез И. не всех, а какого-либо одного или двух классов (дисгаммаглобулинемия). Напр., при наследственном заболевании, характеризующемся так наз. синдромом Вискотта — Олдрича (см. Вискотта-Олдрича синдром), в сыворотке почти отсутствует IgM, а содержание IgG и IgA может быть даже повышено. Наблюдаются виды дисгаммаглобулинемий, при которых имеется селективный дефект синтеза или IgA, или IgA + IgM, или IgG + IgA. Характер таких избирательных нарушений фракционного состава И. определяют с помощью иммуноэлектрофореза сывороток больных и количественного определения И. разных классов.

Своеобразным патол, изменением синтеза И. является образование миеломных или патол. И. Эти И. у разных больных могут относиться к различным классам и достигать в сыворотке концентраций, значительно превышающих нормальную. При макроглобулинемии Вальденстрема (см. Вальденстрема болезнь) имеет место накопление IgM. Существуют IgG- и IgA-миеломы, реже встречаются миеломы, сопровождающиеся накоплением IgD и IgE. Для миеломных И. характерна высокая гомогенность первичной структуры полипептидных цепей, что объясняется их происхождением из одного клона лимфоидных антителообразующих клеток. В то время как при нормальном синтезе в состав различных молекул И. входят легкие цепи либо каппа-, либо лямбда-типов, все миеломные И. у одного больного содержат легкие цепи только какого-либо одного типа. При миеломной болезни (см.) с мочой могут выделяться белки Бенс-Джонса с мол. весом ок. 40 000, которые представляют собой димеры избыточно образовавшихся легких цепей одного из типов. При некоторых патол, нарушениях синтеза И. с мочой выделяются белки, представляющие Fc-фрагменты IgG с небольшими отрезками N-концевой области гамма-цепей («болезнь тяжелых цепей»).

Снижение содержания IgG за счет повышенной скорости распада отмечено при наследственном заболевании — дистрофической миотонии. В наблюдавшихся случаях период полураспада IgG составлял 11,4 дня вместо 23. Значительное снижение содержания IgG и IgA наблюдалось также у больных с нефротическим синдромом (см.) за счет усиленного распада и выделения этих иммуноглобулинов.

Повышение содержания И. в сыворотке (гипергаммаглобулинемия) отмечается часто при острых и хрон, бактериальных и вирусных инфекциях, а также при заболеваниях печени. Описаны случаи селективной гипергаммаглобулинемии, т. е. избирательного увеличения содержания И. только одного или двух классов, напр. IgM при трипаносомных заболеваниях (см. Трипаносомозы).

Препараты иммуноглобулина (гамма-глобулина) и их применение

Препараты представляют собой р-ры очищенной гамма-глобулиновой фракции сывороточных белков человека, содержащие в конц. виде антитела против вируса кори и других возбудителей, присутствующие в крови здоровых людей.

Препараты гамма-глобулина включены в ГФХ (статья 304) под названием «Гамма-глобулин для профилактики кори» («Gamma-globulinum ad prophylaxim morbillorum»). Комитет экспертов ВОЗ рекомендовал в качестве международного названия «Нормальный иммуноглобулин человека» («Immunoglobulinum humanum normale»).

Для получения гамма-глобулина используют плазму или сыворотку донорской крови, сыворотку интраплацентарной и ретроплацентариой крови, экстракты плаценты, а также сыворотку крови, выделяемой при операциях искусственного аборта. Каждую серию гамма-глобулина готовят из смеси сывороток, плазмы или плацент не менее чем от 1000 чел., что обусловливает нивелирование иммунол. свойств и обеспечивает стандартность препарата. Для выделения гамма-глобулиновой фракции в СССР и за рубежом применяют в основном различные схемы фракционирования сывороточных белков этанолом при температурах ниже 0° по Кону, реже используют фракционирование сульфатом аммония. Эти методы позволяют получить препараты гамма-глобулина, безопасные в отношении переноса вируса гепатита, если даже в исходные сывороточные смеси попадают единичные иктерогенные сыворотки.

При получении гамма-глобулина в крупных масштабах применяют современное техническое оборудование с использованием приемов механизации и автоматизации. Фракционирование этанолом производят в больших охлаждаемых реакторах на 500—1000 л с автоматически регулируемой температурой. Отделение белковых осадков осуществляют на высоко производительных проточных суперцентрифугах в холодильных камерах. Для удаления остаточного этанола и получения гамма-глобулина в сухом виде сырые осадки этого белка, получаемые в результате фракционирования, подвергают лиофилизации.

Очищенный гамма-глобулин растворяют в 0,9% р-ре NaCl при pH 7—7,5. Для стабилизации может применяться глицин (0,3 М), а в качестве консерванта — мертиолат (0,01%). В СССР в препаратах гамма-глобулина устанавливают 10% концентрацию белка.

Р-ры гамма-глобулина стерилизуют путем фильтрации через бактериол, фильтры (асбестобумажные пластины, миллипоровые фильтры, пористые керамические свечи) и контролируют на стерильность, безвредность (на мышах и морских свинках) и отсутствие пирогенных свойств (на кроликах).

Согласно ГФХ, гамма-глобулиновая фракция должна составлять в препаратах не менее 97% от общего белка. В препаратах гамма-глобулина IgG является основным компонентом; IgA, IgM и IgD входят в препарат лишь в весьма небольших количествах. Проводятся работы по получению и исследованию препаратов гамма-глобулина, обогащенных IgM и IgA.

В гамма-глобулине обнаруживаются антитела против вирусов кори, гриппа, полиомиелита, осповакцины, коклюшные агглютинины, стафилококковый анти-альфа-токсин, анти-О-стрептолизин, дифтерийный и столбнячный антитоксины и др.

В течение принятого трехгодичного срока хранения иммунол, свойства препаратов значительно не изменяются. Однако в некоторых сериях гамма-глобулина, особенно из плацентарной и абортной крови, под влиянием примеси протеаз возникает фрагментация части молекул IgG, что может снизить эффективность препаратов.

Гамма-глобулин является гомологичным и практически ареактогенным препаратом. Однако он содержит смесь молекул IgG, принадлежащих к различным аллотипическим вариантам, и поэтому в результате введения препарата возможны явления изоиммунизации и образование антител — антигаммаглобулинов. В связи с этим у привитых могут возникать весьма редкие реакции анафилактического типа, особенно при повторных введениях гамма-глобулина. Сенсибилизацию могут вызвать также примеси тканевых, в частности плацентарных, антигенов.

Препараты гамма-глобулина вводят обычно внутримышечно. Для профилактики кори применяют дозы 1,5—3,0 мл. Для профилактики инфекционного гепатита вводят 1,0 мл детям от 6 мес. до 10 лет и 1,5 мл — детям старше 10 лет и взрослым.

При внутривенном введении гамма-глобулина могут возникать сильные реакции, сопровождающиеся снижением кровяного давления и шоковыми явлениями. Эти реакции обусловлены присутствующими в препаратах агрегатами молекул IgG, обнаруживающими антикомплементарную активность. Препараты гамма-глобулина, подвергшиеся специальной обработке для разрушения или удаления агрегатов, лишены антикомплементарных свойств, но сохраняют активность антител и могут вводиться внутривенно (напр., гамма-венин и интраглобин, выпускаемые в ФРГ, веноглобулин — во Франции). Внутривенное применение гамма-глобулина позволяет вводить большие объемы препарата (25—50 мл 5% р-ра и выше) и обеспечивает быстро наступающий эффект при некоторых бактериальных инфекциях (сепсисы) и агаммаглобулинемия

Препараты специфических гамма-глобулинов, или гамма-глобулинов направленного действия, имеют повышенные концентрации антител против определенных возбудителей инфекций или выделяемых ими токсинов.

С целью получения специфических И. используют плазму или сыворотку крови специально иммунизированных доноров. Противостолбнячный гамма-глобулин получают из плазмы доноров, иммунизированных столбнячным анатоксином. Этот гомологичный препарат имеет преимущества по сравнению с гетерологичными антитоксинами из лошадиных сывороток: не вызывает реакций у лиц, чувствительных к лошадиному белку, и значительно медленнее выводится из организма после инъекции. Аналогичным преимуществом обладает антирабический гамма-глобулин человека, изготовляемый из плазмы или сыворотки лиц, привитых вакциной против бешенства. Противостафилококковый гамма-глобулин получают в СССР как из плазмы иммунизированных доноров, так и из сывороток плацентарной крови женщин, иммунизированных в период беременности стафилококковым анатоксином. Гамма-глобулин против вируса клещевого энцефалита может быть изготовлен из сывороток крови доноров, иммунизированных энцефалитной вакциной, или из сывороток плацентарной крови с повышенными титрами противоэнцефалитных антител, собираемой в эндемических очагах энцефалита. Применяют также противогриппозный, противооспенный, противококлюшный гамма-глобулины.

Препараты антирезусного И. человека, предназначенные для профилактики гемолитической болезни новорожденных, получают из сывороток с высоким содержанием неполных анти- Rh0 (D)-антител. Этот препарат вводят первородящим резусотрицательным женщинам, родившим резусположительного ребенка, в течение первых 48—72,час. после родов. Антирезусный И. связывает D -антиген плода, проникающий в кровь матери, и предотвращает ее изоиммунизацию, устраняя возможность гемолитической болезни новорожденных при новой беременности (см. Гемолитическая болезнь новорожденных, Резус-фактор).

Применение препаратов иммуноглобулина (гамма-глобулина) у детей. И. вводят детям с различной целью: а) для профилактики некоторых вирусных и бактериальных инфекций (инфекционного гепатита, кори, тяжелых поствакцинальных реакций после оспопрививания, реже — коклюша, гриппа, ветряной оспы, скарлатины); б) для лечения стафилококковой инфекции, гриппа, коклюша, поствакцинальных осложнений и с целью стимуляции в периоде реконвалесценции после многих инфекционных болезней; в) для лечения синдрома недостаточности антител.

Гамма-глобулин получил всеобщее и заслуженное признание как ценное средство профилактики кори. Он назначается детям, бывшим в контакте с больным корью, в возрасте от 3 мес. до 3 лет и ослабленным детям после 3 лет, ранее не болевшим корью и не вакцинированным против нее. Препарат вводится в дозе 1,5 мл для смягчения клин, течения и 3 мл для предупреждения кори пе позднее 6-го дня от начала контакта.

В результате своевременного введения препарата дети, бывшие в контакте с больным корью, или вообще не заболевают или заболевание у них проходит в легкой форме. Введение гамма-глобулина с целью профилактики инфекционного гепатита производится в начале сезонного подъема заболеваемости в дошкольных детских учреждениях и ученикам 1—4 классов внутримышечно в дозе 1 мл. Профилактическим действием обладает и меньшая доза гамма-глобулина — 0,1мл. Введенный гамма-глобулин обеспечивает пассивно-активный иммунитет длительностью до 6 мес. По эпид, показаниям гамма-глобулин назначается также в дозе 1 мл детям в очагах инфекционного гепатита (в семье или в детском учреждении). При полной изоляции групп в детских садах и яслях препарат применяется только в той группе, где был случай инфекционного гепатита, а при отсутствии изоляции — детям всего учреждения.

Для лечения стафилококковой инфекции применяется антистафилококковый гамма-глобулин. Показаниями для его введения являются все формы стафилококковой инфекции у детей раннего возраста. Препарат следует вводить в первые дни болезни внутримышечно по 3—5 мл (100 ME) через 1—2 дня, всего на курс лечения 3—5 инъекций. При отсутствии эффекта в особо тяжелых случаях (при абсцедирующей пневмонии) можно провести повторный курс лечения. Под влиянием терапии гамма-глобулином и антибиотиками снижается токсикоз, исчезают септические очаги, нормализуются температура и кровь.

Противооспенный донорский гамма-глобулин используется для профилактики и смягчения поствакцинальных осложнений у детей с относительными противопоказаниями для прививок. Инструкцией М3 СССР (1975) детям старше 3 лет рекомендуется введение 3 мл специфического препарата из плацентарной крови и 1,5 мл препарата из донорской крови. С терапевтической целью для лечения тяжелых поствакцинальных осложнений (энцефалит, вакцинальная экзема, генерализованная вакцина) противооспенный гамма-глобулин назначают с первых дней болезни в дозе 0,5—1 мл на 1 кг веса тела внутримышечно; препарат вводят повторно до получения стойкого клин, эффекта.

Противогриппозный гамма-глобулин широко применяется для лечения и реже для профилактики гриппа. Леч. действие препарата проявляется в уменьшении длительности лихорадочного периода, интоксикации, в снижении числа и тяжести различных вирусных суперинфекций. Показаниями для введения противогриппозного гамма-глобулина служат выраженные явления интоксикации, а также раннее поражение легких. Гамма-глобулин следует вводить внутримышечно одно-ил и двукратно в следующих дозах: детям в возрасте до 1 года по 1,5 мл, от 1 до 2 лет по 2 мл, от 2 до 7 лет по 3 мл и детям старше 7 лет по 4—4,5 мл. Повторную инъекцию целесообразно проводить через 6—8 час. после первой или на следующий день. В тяжелых случаях дозу вводимого гамма-глобулина желательно повысить в 1,5—2 раза.

В качестве средства неспецифической стимулирующей иммунотерапии гамма-глобулин рекомендуется применять в дозе 0,2 мл на 1 кг веса тела троекратно с интервалами между инъекциями в 2 дня.

Для лечения синдрома недостаточности антител по рекомендации Комитета экспертов ВОЗ (1968) гамма-глобулин применяется по 1,2—1,8 .мл па 1 кг веса тела внутримышечно один раз в месяц. Во время острых инфекций те же самые дозы гамма-глобулина должны сочетаться с одновременным введением антибиотиков. Препараты гамма-глобулина, изготовленные из плацентарной крови, наряду с несомненным положительным эффектом могут оказывать сенсибилизирующее действие (образование антигаммаглобулинов), а у некоторых детей с измененной реактивностью вызывать развитие аллергических реакций. Препараты гамма-глобулина должны назначаться только по обоснованным показаниям. Следует проявлять осторожность при применении гамма-глобулина с профилактической и леч. целью детям с измененной реактивностью и инфекционно-аллергическими заболеваниями в активной форме. Если все же введение необходимо по веским клин.-эпид, показаниям, плацентарный и абортный гамма-глобулины целесообразно заменить гамма-глобулином из донорской крови. При использовании плацентарного гамма-глобулина следует учитывать противопоказания для введения этого препарата; напр., он противопоказан детям, в анамнезе которых имеются указания на выраженную реакцию (отек Квинке, аллергические сыпи, анафилактический шок) после введения препарата.


Библиография: Гамма-глобулин и другие препараты крови, под ред. Г. Я. Городиес-кой, в. 1—2, Горький, 1968—1972; Иммуноглобулины и другие препараты крови, под ред. И. Н. Блохиной, Л., 1976; Использование иммуноглобулина человека, сер. техн. докл. № 327, ВОЗ, М., 1968; Кудашов Н. И. Применение 7-глобулина для лечения гриппа у детей, Педиатрия, № 1, с. 83, 1973, библиогр.; Кульберг А. Я. Иммуноглобулины как биологические регуляторы, М., 1975, библиогр.; Молекулы и клетки, пер. с англ., под ред. Г. М. Франка, в. 4, с. 41, М., 1969; Незлин Р. С. Строение и биосинтез антител, М., 1972; Прокопенко Л. Г. и Равич-Щербо М. И. Обмен иммуноглобулинов, М., 1974, библиогр.; Требования к иммунному глобулину человека, сер. техн. докл. № 361, с. 48, Женева, ВОЗ, 1968; Xолчев Н.Б. Современные препараты иммуноглобулинов для медицинского применения, в кн.: Препараты нормальных и специфич. иммуноглобулинов человека, под ред. И. И. Шатрова, с. 5, М., 1976, библиогр.; The development of plasma derivatives for clinical use, ed. by G. A. Jamieson, Basel a. o., 1972; Gamma globulins, ed. by F. FranSk a. D. Shugar, L.—N. Y., 1969: Gamma globulins, Proc. 3-d Nobel Symp., ed. by J. Killander, Stockholm, 1967; Immunoglobulins, ed. by S. Kochwa a. H. G. Kunkel, N. Y., 1971; International symposium on purity of human plasma proteins, Budapest, 1973, Proceedings, Basel, 1974; Methods in immunology and immunochemistry, ed. by C. A. Williams a. M. W. Chase, v. 1 — 3, N. Y.— L., 1967— 1971; Sgouris J. T. a. Mat z M. J. Observations on the fragmentation of venous and placental immune serum globulins, Vox Sang. (Basel), v. 13, p. 59, 1967.


H. В. Холчев; H. И. Кудашов (пед.).


Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание