Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc., prof. MUDr. Anna Šedivá, DSc.

a kolektiv

IMUNODEFICIENCE

3., přepracované a doplněné vydání

Editorky a hlavní autorky:

Prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc., prof. MUDr. Anna Šedivá, DSc.

Spoluautoři:

MUDr. Markéta Bloomfield, MUDr. Adam Klocperk, Ph.D., MUDr. Tomáš Milota, Ph.D., MUDr. Michal Podrazil, Ph.D., MUDr. Marta Sobotková, MUDr. Zuzana Střížová, Ph.D.

Recenzenti:

Prof. MUDr. Terezie Fučíková, DrSc., prof. MUDr. Jiří Litzman, CSc.

Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s.

© Grada Publishing, a.s., 2021

Cover Photo © depositphotos.com 2021

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

jako svou 8075. publikaci

Odpovědná redaktorka Bc. Gabriela Glezgová

Sazba a zlom Jan Šístek

Formát ePub Štěpán Böhm

Obrázky dodali autoři.

Počet stran 240

3. vydání, Praha 2021

Vytiskla TISKÁRNA V RÁJI, s.r.o., Pardubice

Publikace byla podpořena granty AZV NV18-05-00162 Moderní přístupy k primárním imunodeficiencím: uplatnění molekulární a funkční diagnostiky v terapii a AZV NU20-05-00282 Vysokokapacitní mapování povrchových molekul normálních a patologických T lymfocytů, hledání diagnostických a terapeutických cílů.

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění však pro autory ani pro nakladatelství nevyplývají žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-271-4294-1 (ePub)

ISBN 978-80-271-4293-4 (pdf)

ISBN 978-80-271-1273-9 (print)

Autoři a nakladatelství děkují společnostem AbbVie s.r.o.,

BENEPHARMA CZ, spol. s r.o., CSL BEHRING s.r.o.,

EWOPHARMA, spol. s.r.o. a S & D Pharma CZ, spol. s.r.o.

za podporu, která umožnila vydání publikace.

Úvod a předmluva k 3. vydání

Třetí přepracované vydání monografie Imunodeficience by se nejspíš ani nemělo jmenovat imunodeficience. Pod pojmem imunodeficience se totiž obvykle rozumí taková porucha imunity, která vede ke zvýšené náchylnosti k infekcím. Tak bylo pojato první i druhé vydání knihy. Pokroky v molekulární diagnostice ale zamíchaly tímto pojmem v oblasti primárních poruch imunity natolik, že dnes nějaká vada v genu účastnícím se imunitní reakce se vůbec nemusí projevit jako imunodeficit, ale jako komplexní porucha s projevy autoimunitními, alergickými či zcela odlišnými. Proto jsme do tohoto vydání zařadili podrobnější kapitolu 2 a 3, která se věnuje těmto vrozeným poruchám imunity, i když dosud představují minoritní část pacientů trpících imunodeficiencemi.

Stále ale platí, že poruchy imunity – ať již vrozené, nebo získané – patří mezi medicínsky, společensky a ekonomicky velmi závažnou a náročnou problematiku. Stoupající trend výskytu těchto stavů vede k tomu, že prakticky každý lékař jakékoliv specializace se setkává s těmito pacienty. Jako imunodeficience v klinice stále označujeme stavy, které vedou především k poruše jedné ze základních funkcí imunity, a to obranyschopnosti proti mikroorganismům. Proto je nejčastějším klinickým projevem imunodeficience zvýšená náchylnost k infekčním chorobám. Ale čím dál více se ukazuje, že poruchy imunitního systému, zejména vrozené, ale i získané, mohou vést k velmi rozmanitým klinickým manifestacím podle toho, jaká složka imunity je postižena, ve kterém věku k postižení dojde, jaké je prostředí, ve kterém pacient žije, jakými jinými chorobami trpí, jak a kde je porušen gen zodpovědný za určitý defekt a jakou jinou genetickou výbavu pacient má. Jedná-li se o vrozené imunodeficience, prvním ošetřujícím lékařem takového pacienta bývá pediatr, ale v závažných případech také lékaři jednotek intenzivní péče a jiní dětští specialisté. V dospělé medicíně se s imunodeficitními pacienty setkává jako první zejména praktický lékař, internista, pneumolog, otorinolaryngolog, infekcionista, mikrobiolog a další. Všichni uvedení odborníci jsou první, kteří vznesou podezření na imunodeficienci. Úlohou specialisty, klinického imunologa, je, aby stanovil správnou diagnózu, navrhl léčebný postup, pacienty dispenzarizoval a spolupracoval s příslušnými specialisty v léčbě těch komplikací, které mají orgánové projevy. Při diagnostice je důležitá i spolupráce s odborníky v genetice, molekulární biologii a dalšími pracovníky základního a aplikovaného výzkumu. Je-li imunodeficience výsledkem iatrogenního zásahu, není diagnóza imunodeficience obtížná – obvykle se o ní ví, ale v těchto případech je potřeba stanovit stupeň a závažnost imunodeficience a přijmout příslušná léčebná, nebo preventivní opatření. Bývá to opět obvykle praktický lékař, který má tyto pacienty v péči ve spolupráci se specializovanými centry a musí si vědět rady při zvládání průběžných problémů.

Tato kniha je průvodcem současnými poznatky v oblasti imunodeficiencí, je určena zejména praktickým lékařům a dále lékařům nejrůznějších specializací, kteří se mohou s imunodeficitními pacienty setkávat. Kniha má poskytnout všeobecný přehled o mechanismech imunity, základních jednotkách vrozených imunodeficiencí a stavech, které nejčastěji vedou k sekundárním imunodeficiencím.

Oblast primárních imunodeficiencí je rychle se rozvíjející disciplínou, ve které se nejvíce kloubí poznatky základního výzkumu s klinickou praxí. Obvykle se jedná o relativně vzácná onemocnění, jejichž objasnění na molekulární úrovni přispívá k pochopení funkce imunitního systému. Úkolem co možná nejpřesnější diagnostiky je nejen adekvátní péče o pacienta, ale také poskytnutí možnosti prenatální diagnostiky v postižených rodinách, aby k dalším případům narození dětí s těžkou imunodeficiencí nedocházelo. Oddíl primárních imunodeficiencí zastarává velmi brzy. Každoročně se objasňuje molekulová podstata dalších vrozených imunodeficiencí a přibývají případy nových, dosud nepopsaných poruch imunitních mechanismů. To je však problém spíše specialistů, klinických imunologů, aby si stále aktualizovali znalosti v této problematice. Pro lékaře ostatních odborností zůstanou delší dobu platit obecné poznatky o klinických projevech vrozených imunodeficiencí, které vedou k podezření na imunopatologický stav a nasměrování pacienta na specializované vyšetření. Přesto jsme tuto část na rozdíl od prvních dvou vydání rozšířili o popis jednotlivých poruch klasifikovaných podle IUIS spíše pro ilustraci, o jak komplexní problematiku se jedná a kam až pokročila molekulová diagnostika, která již v řadě případů má své dopady na terapeutické zásahy příslušných poruch.

Zatímco primární imunodeficience jsou problematikou, která je ve světovém písemnictví dobře zpracována a existuje řada podrobných monografií a přehledů, sekundární imunodeficience nejsou vzhledem ke své heterogenitě tak oblíbeným předmětem literárního zpracování v celkovém přehledu, ale spíše jen prací se zaměřením na určitou oblast. Sekundární imunodeficience jsou přitom velmi častá onemocnění, se kterými se setkávají lékaři nejrůznějších odborností. Nejčastější příčinou sekundární imunodeficience ve světovém měřítku je podvýživa, na dalším místě pak infekce virem HIV. Imunodeficienci různé závažnosti mohou způsobovat i jiné infekce, a to jak virové (spalničky, chřipka), tak chronické bakteriální nebo parazitární (malárie). V případě infekcí je však situace složitější, leckdy je obtížné určit, zda chronická infekce vede k imunodeficitu nebo zda je chronická infekce již výsledkem preexistující poruchy imunity. V každém případě se tyto dva faktory mohou prolínat a navzájem potencovat. V ekonomicky vyspělých zemích se na sekundárních imunodeficiencích podílejí velkou měrou iatrogenní zásahy – ozařování, imunosupresivní terapie po orgánových transplantacích, stavy po transplantaci kostní dřeně, cytostatická a imunosupresivní léčba. Jako imunodeficience se mohou manifestovat i metabolické choroby, poruchy výživy a nádorová onemocnění. Ke zvýšené náchylnosti k infekcím vedou také poruchy přirozených bariér (popáleniny, poranění a toxická poškození kůže a sliznic, chronická zánětlivá onemocnění kůže a sliznic) a polytraumata. Poruchy imunity komplikují rozsáhlé chirurgické zákroky a postihují pacienty vyžadující z různých důvodů intenzivní a resuscitační péči.

U primárních imunodeficiencí se v současné době používá klasifikace IUIS zohledňující složky imunity, která je nejvíce postižena, kde dominují poruchy humorální a buněčné imunity, poruchy specifické a nespecifické imunity i různé poruchy regulační řídící se zejména genetickým podkladem těchto chorob. Dělení sekundárních imunodeficiencí je obtížnější a je možné z různých hledisek. Získané poruchy obvykle postihují více složek imunity najednou. Na výsledném obrazu imunodeficience se často současně podílí několik faktorů – například u nádorových chorob je imunodeficience výsledkem kombinace vlivu samotného základního onemocnění, k němuž přistupuje vliv chemoterapie nebo radioterapie, případně poruchy výživy. V tomto textu jsou uvedeny sekundární imunodeficience v celcích, které jsou relevantní pro klinickou praxi v českých podmínkách. Účelem publikace není podat vyčerpávající rozbor dané problematiky, ale pouze prezentovat pohled imunologa. Nejvíce pozornosti je věnováno patogenezi imunodeficience u jednotlivých stavů, která je východiskem pro adekvátní léčebné zásahy.

Monografie obsahuje úvodní stručnou aktualizovanou stať o fyziologii imunitního systému. Ta má čtenáři posloužit k připomenutí a vysvětlení některých imunologických pojmů, se kterými se v kapitolách o imunodeficiencích setká. Žádná z kapitol si neklade nároky podat vyčerpávající přehled o dané problematice. V konkrétních situacích je dále třeba doplnit znalosti speciální literaturou zaměřenou na příslušnou oblast. Kniha může posloužit i pracovníkům základního výzkumu v oblasti imunologie. Choroby z poruch imunity jsou typickou oblastí, kde spolupráce základního a aplikovaného výzkumu s klinickou praxí může přinést obohacení diagnostických i terapeutických postupů, které vedou ke zlepšení péče o pacienty s poruchami imunity.

V knize jsou shrnuty i osobní poznatky z dlouholeté praxe v oboru klinické imunologie.

Děkujeme všem spolupracovníkům, kolegům z jiných imunologických pracovišť, včetně zahraničních, kolegům z jiných oborů, ale i studentům a pacientům za podněty, znalosti a zkušenosti, kterými přispěli do této monografie.

za kolektiv autorů

Jiřina Bartůňková a Anna Šedivá

1Fyziologie imunitního systému

Zuzana Střížová

Imunitní systém je jedním zezákladních homeostatických mechanismů lidského organismu. Zajišťuje integritu organismu likvidací všech potenciálně škodlivých struktur, čímž se také významně podílí na fyziologické obměně tkání. Složky imunitního systému– buňky, molekuly, tkáně aorgány– spolu vzájemně kooperují za účelem rozeznání aeliminace nebezpečných vnitřních, či vnějších podnětů. Podněty neškodné jsou naopak imunitním systémem tolerovány. Ohrožení zevního původu představují především patogenní mikroorganismy; vnitřní pak odumřelé, nádorově změněné či jinak poškozené buňky atkáně vlastníhoorganismu. Imunitní systém se tradičně dělí na složku přirozenou (evolučně starší) aadaptivní (evolučně mladší). Buňky, které společně vytvářejí adaptivní složku imunitního systému, jsou vysoce specializované avyznačují se schopností učení apaměti. Poruchy ve funkcích imunitního systému mohou ve svých důsledcích vést ujedince ke snížené obranyschopnosti vůči infekcím, tedy kimunodeficienci, či mohou zvýšit náchylnost ke vzniku nádorového onemocnění. Porušená funkce imunity se však nemusí vždy vyznačovat sníženou reakcí vůči škodlivým podnětům. Vněkterých případech se porucha funkce může projevit jako neadekvátní, přemrštěná reakce vůči běžným podnětům prostředí, tedy alergie, nebo vůči vlastním buňkám atkáním, tedy autoimunita. Různé projevy imunitní dysfunkce se ujednotlivce mohou kombinovat. Vnásledujícím přehledu je stručně podána fyziologie imunitního systému, zejména ve vztahu kimunodeficiencím.

1.1Lymfatické orgány atkáně

Buňky imunitního systému spolu spojivovými buňkami adalšími strukturami tvoří anatomické afunkční celky– lymfatické orgány atkáně.

1.1.1Centrální lymfatické orgány

Centrální lymfatické orgány jsou kostní dřeň athymus (brzlík), vnichž dochází kmnožení, diferenciaci azrání imunokompetentních buněk. Všechny buňky imunitního systému vznikají ze společného prekurzoru vkostní dřeni. Tento prekurzor nazýváme hematopoetická kmenová buňka (HSC– Hematopoietic Stem Cells) akvantitativně se odhaduje její frekvence vkostní dřeni na 1 buňku na 10 až 100 tisíc buněk. Hematopoetická kmenová buňka se diferencuje směrem kmyeloidní či lymfoidní linii (obr.1.1). Diferenciace až do konečných stadií jednotlivých buněčných typů probíhá vkostní dřeni, pouze lymfocyty T ji opouštějí ve stadiu prekurzorů ajejich diferenciace pak následuje vthymu. Část lymfocytů T se diferencuje extrathymicky, zejména ve slizniční střevní tkáni.

Obr.1.1 Diferenciace hematopoetických kmenových buněk

Zkmenové pluripotentní buňky vznikají myeloidní alymfoidní prekurzory, které se dále diferencují. Poznatek, že kmenová buňka se znakem CD34 může dát vznik celé krvetvorbě, umožnil léčbu závažných primárních imunodeficiencí aněkterých nádorových chorob transplantací kmenových buněk. Poruchy ve vývoji lymfoidní amyeloidní linie jsou podkladem vrozených imunodeficiencí.

CFU (Colony-Forming Unit)– prekurzorové buňky, ze kterých se tvoří příslušná linie buněk

Kmenové buňky lze nalézt imimo kostní dřeň ajedná se tedy ovelmi heterogenní populaci buněk srůzným potenciálem diferenciace do jednotlivých linií. Tyto buňky se schopností sebeobnovy byly identifikovány vřadě tkání. Popsány byly embryonální kmenové buňky, kmenové buňky plodové vody, embryonální kmenové buňky izolované zpupečníkové krve ařada dalších. Zfunkčního hlediska platí, že znejprimitivnějšího stadia je kmenová buňka schopná diferenciace do všech buněčných linií, ale zároveň má schopnost zachovat si potenciál nediferencované kmenové buňky. To je pravděpodobně zajištěno tím, že při dělení pokračuje vdiferenciaci jen jedna dceřiná buňka (ta dá vznik kolonii expandujících multipotentních progenitorů), zatímco druhá přejde do metabolicky neaktivního stavu audržuje se vněm do doby potřeby znovudělení (obr.1.2). Zexperimentálních prací vyplývá, že schopnost obnovení jednotlivých HSC je časově limitována audržení krvetvorby po celý život jedince je výsledkem sumace sebeobnovujícího potenciáluindividuálních HSC. Expandující multipotentní progenitory si zachovávají schopnost diferenciace do všech hematopoetických linií, ale po určitém počtu dělení ztrácejí multipotenci astávají se zadanými myeloerytroidními progenitory alymfoidními progenitory.

Obr.1.2 Mechanismus obnovy kmenové buňky

Model hierarchie kmenových aprogenitorových buněk. Klidové kmenové buňky představují pluripotentní buňky spotenciálem sebeobnovy aschopností diferenciace do jakékoliv krevní buňky. Tyto buňky příležitostně procházejí buněčným cyklem apřispívají do polu expandujících multipotentních progenitorových buněk. Dělení probíhá asymetricky: jedna dceřiná buňka se vrací do klidového stadia azůstává nediferencovanou kmenovou buňkou, zatímco druhá dceřiná buňka se posléze diferencuje, ato buď přímo do lymfoidních nebo myeloidních linií, nebo přes zadané progenitory, které se dále dělí adiferencují se do prekurzorových buněk somezeným proliferačním potenciálem.

Vývoj jednotlivých buněčných typů probíhá pod kontrolou řady transkripčních faktorů, které se aktivují adeaktivují vždy vurčitých diferenciačních stadiích. Tyto transkripční faktory vznikají pod vlivem interakce receptorů na hematopoetických buňkách sligandy na stromálních buňkách kostní dřeně nebo pod vlivem solubilních faktorů produkovaných různými buněčnými typy– cytokiny sfunkcí faktorů stimulujících kolonie (CSF) (obr.1.3). Většina cytokinů působí parakrinním způsobem, nicméně krvetvorba je regulována iendokrinně, ato jak pozitivně, tak negativně vlivem působků produkovaných vjiných orgánech: např. erytropoetin produkovaný vledvinách výrazně ovlivňuje tvorbu červených krvinek, kortikoidy ovlivňují granulopoézu apod. Studium exprese povrchových molekul na jednotlivých buněčných typech umožnilo spolu sfunkčními studiemi do určité míry charakterizovat jednotlivá diferenciační stadia buněk. Je zřejmé, že jde okontinuální proces, kdy se určitý znak ztrácí ajiný objevuje (totéž platí pro expresi transkripčních faktorů). Jednotlivá stadia buněčného vývoje jsou tedy vždy charakterizována jinými povrchovými molekulami.

Obr.1.3 Interakce hematopoetických buněk smikroprostředím vkostní dřeni

Mikroprostředí vkostní dřeni je tvořeno směsí parenchymových stromálních buněk, které sekrecí cytokinů aadhezivními interakcemi podporují vývoj azrání jednotlivých linií.

Nejpřínosnějším zjištěním pro praxi byla identifikace znaku CD34, který na svém povrchu nese multipotentní kmenová buňka. Tento znak sice není exprimován výhradně na povrchu HSC alze jej nalézt například ina endoteliích, avšak slouží vpraxi kidentifikaci HSC. Pro časné HSC jsou dále charakteristické molekuly Flt-3 ajejí ligand, c-kit ajejí ligand (Stem-cell factor). Ty jsou pro hematopoézu specifičtější než CD34, jak dokumentují experimentální zvířata svyrušenými příslušnými geny (myš sfenotypem CD34–/– nemá poruchu vkrvetvorbě, zatímco zásahy do molekul c-kit aFlt-3 znamenají podstatné poruchy vdiferenciaci hematopoetických buněk).

Vlékařství jsou nejhojněji užívány hematopoetické kmenové buňky, kmenové buňky pupečníkové krve aperiferní kmenové buňky. Arteficiálně se dají kmenové buňky mobilizovat do periferního krevního oběhu po aplikaci cytotoxických léků (cyklofosfamidu) nebo cytokinů (G-CSF). Moderní klinické přístupy umožnily realizovat efektivní transplantaci kmenových buněk pacientům svrozenými imunodeficiencemi či lymfoproliferativními chorobami. Vpreklinickém výzkumu je pak snahou nalézt uplatnění kmenových buněk vterapii onemocnění způsobených nevratným poškozením buněk atkání. Důležitým bodem je přitom objasnění mechanismů ačasových faktorů souvisejících sobnovováním kmenových buněk. Testováno je vsoučasnosti užití kmenových buněk vléčbě míšních poranění či neurodegenerativních onemocnění. Studium procesu krvetvorby slouží také kpochopení leukemogeneze aje nezbytným krokem pro další diagnostická, terapeutická asnad ivbudoucnu preventivní opatření.

Zatímco B-lymfocyty dozrávají již vkostní dřeni, T-lymfocyty procházejí diferenciací vthymu, kde jsou nejdříve při tzv. pozitivní selekci vybrány buňky schopné reagovat sMHC antigeny I. třídy (cytotoxické CD8+ T-lymfocyty) nebo sMHC antigeny II.třídy (pomocné CD4+ T-lymfocyty). Následně jsou vprůběhu tzv. negativní selekce likvidovány T-lymfocyty, které reagují sMHC antigeny spříliš velkou afinitou, ajsou tudíž potenciálně autoreaktivní.

1.1.2Periferní lymfatické orgány

Periferní lymfatické orgány atkáně jsou místem, kde probíhají imunitní reakce akde se terminálně diferencují lymfocyty T aB do efektorových populací. Patří sem slezina, lymfatické uzliny alymfatická tkáň asociovaná se sliznicemi (MALT– Mucosa-Associated Lymphoid Tissue). MALT lze však řadit současně imezi centrální lymfatické orgány, neboť vtéto slizniční lymfatické tkáni probíhá extrathymická diferenciace části lymfocytů T.

Vnitřní anatomické uspořádání periferních lymfatických orgánů umožňuje optimální interakci lymfocytů B aT sbuňkami prezentujícími antigen (Antigen-Presenting Cells, APC). Po styku lymfocytu santigenem prezentovaným na APC dochází kaktivaci, proliferaci adiferenciaci do stadia efektorové buňky. Lymfatické orgány atkáně jsou propojeny sítí lymfatických akrevních cév. Nově vzniklé lymfocyty se dostávají zcentrálních do periferníchlymfatických orgánů krevním řečištěm, odkud přestupují cévní stěnou vpostkapilárních venulách vystlaných vysokým endotelem za účasti vzájemných interakcí adhezivních molekul exprimovaných na lymfocytech aendoteliích. Exprese různých druhů chemokinů ajejichreceptorů na jednotlivých buněčných populacích směruje jejich migraci do příslušných zón lymfatických orgánů. Pro buňky T ajejich migraci do parafolikulárních zón lymfatických uzlin je nejdůležitější chemokinový receptor CCR7, který váže chemokiny CCL19 aCCL21. Migrace buněk B do lymfatických folikulů je zajišťována receptory CXCR4 aCXCR5, které váží chemokiny CXCL12 aCXCL13. Jiné spektrum adhezivních molekul achemokinů exprimované na buňkách po jejich aktivaci pak způsobí, že lymfatický orgán opouštějí eferentními lymfatickými cévami, jimiž se dostávají krevní cirkulací do tkání, kde vykonávají své efektorové funkce. Uefektorových buněk T sehrává významnou roli vatrahování do místa infekce receptor CXCR3, jiné receptory pak zabezpečují atrahování buněk T do kůže (CCR10) nebo například do střev (CCR9).

Pro imunitní reakce jsou důležité interakce imunokompetentních buněk sdalšími buňkami, které nepocházejí zkrvetvorných kmenových buněk. Patří sem například folikulární dendritické buňky (FDC), endotelie, epitelové buňky sliznic afibroblasty.

1.2Složky přirozené imunity

Přirozená imunitní odpověď (neadaptivní, vrozená) se spouští řádově vminutách až hodinách po setkání snebezpečným podnětem. Jedná se oevolučně starší typ imunitní reakce, který lze vurčité míře nalézt ve všech žijících organismech. Buňky, které zajišťují přirozenou imunitní odpověď, reagují velmi rychle, nejsou však schopny si vytvořit specializovanou imunitní paměť tak, jako si ji vytvářejí buňky adaptivní imunity. Výzkum posledních let prokázal, že některé buňky přirozené imunity jsou schopné své imunitní odpovědi opakovaně trénovat (trained immunity) prostřednictvím nejrůznějších epigenetických modifikací azměn metabolismu. Tím se rychlost akvalita jejich odpovědi při opakované infekci zvyšuje. Rozdíl mezi přirozenou aadaptivní imunitní odpovědí se stále zmenšuje.

Přirozenou imunitu tvoří jak humorální, tak buněčné složky rozpoznávající cizorodé struktury, které jsou společné různým skupinám mikroorganismů, popřípadě apoptotickým nebo nádorově změněným buňkám. Umikroorganismů se tyto struktury označují termínem PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns). Příkladem může být endotoxin společný gramnegativním bakteriím, peptidoglykan charakteristický pro grampozitivní bakterie, glukany amanany typické pro fungální mikroorganismy. Pro apoptotické buňky savců jsou charakteristické fosfolipidy, které jsou ufunkčních buněk na vnitřní straně membrány apři apoptóze se dostávají na vnější buněčnou membránu. Struktury rozpoznávající tyto molekuly jsou buď solubilní (představované humorálními složkami nespecifické imunity– proteiny akutní fáze, komplement, lektin vázající manózu), nebo membránově vázané, tedy receptory na buněčných složkách nespecifické imunity. Sem patří např. receptory fagocytů– lektinové receptory, receptor pro lipopolysacharid (CD14), Toll-like receptory aj. Aktivací těchto receptorů se spouští dereprese genových úseků kódujících prozánětlivé cytokiny nebo chemokiny (IL-1, IL-6, TNF, IL-8), popřípadě se objevují membránové znaky (exprese molekuly CD80/86 na APC). Jaksekrece cytokinů, tak indukce membránových receptorů jsou důležité pro interakci se specifickými složkami imunity.

Na obraně organismu audržování jeho integrity vůči zevnímu okolí sepodílejí idalší součásti organismu. Patří knim neporušený povrch kůže asliznic ajejich přirozené obranné amikrobicidní mechanismy. Ty lze rozdělit na mechanické (pohyb řasinek, distribuce toku vzduchu vdýchacích cestách, tekutiny vmočových cestách), chemické (mastné kyseliny na kůži, enzymy– lysozym ve slinách, slzách apotu, pepsin vžaludku astřevě, antibakteriální peptidy– defenziny,nízké pH žaludeční šťávy amoč) amikrobiální (normální nepatogenní flóra soutěží spatogenními mikroorganismy oživiny aoreceptorová místa, která zprostředkují adhezi na epitelie, aprodukuje antibakteriálnílátky). Porucha těchto obecných obranných mechanismů– ať již vrozená, nebo častěji získaná– vede ke klinickému obrazu zvýšené náchylnosti kinfekcím ajenutné ji brát vúvahu při diferenciální diagnostice sekundárních imunodeficiencí.

1.2.1Humorální složky

Humorální složky přirozené imunity tvoří komplementový systém, interferony, některé cytokiny achemokiny, lektiny, pentraxiny adalší sérové proteiny. Do přirozené imunity lze zfunkčního hlediska zařadit itzv. přirozenéprotilátky, které jsou produkovány B-lymfocyty typu B1 (viz dále).

■Komplement

Komplementem je označován systém asi 30 plazmatických bílkovin, které spolu kaskádovitě reagují za účelem dosažení výsledné efektorové či regulační imunitní reakce. Základní složky komplementu tvoří devět bílkovin, které označujeme C1 až C9 ajsou produkovány především jaterními buňkami, zmenší části makrofágy. Složky komplementu jsou přítomny vséru vneaktivní formě. Aktivují se třemi způsoby, tzv. klasickou, lektinovou aalternativní cestou (obr.1.4). Klasická cesta je zahájena vazbou protilátky na mikrobiální povrch, vedoucí kodkrytí vazebného místa pro komplementový protein C1. Při alternativní cestě dochází ksamovolnému štěpení komplementového proteinu C3 vytvářející proteiny C3a aC3b, které se váží na antigenní povrch. Lektinová cesta je iniciována sérovým lektinem, který je strukturálně ifunkčně podobný komplementovému proteinu C1. Po aktivaci jednou zvýše zmíněných cest vstupují počáteční proteiny do komplementové kaskády akaždý následující protein je aktivován vkaskádě tak, že produkt jedné reakce aktivuje reakci další. Konečný komplex (MAC– Membrane Attack Complex) vazbou na buněčnou membránu způsobí lýzu azničení buňky. Vprůběhu kaskády aktivace komplementu vznikají štěpy jednotlivých součástí (označované písmeny a, b, ...). Některé složky vykazují chemotaktickou aktivitu (C5a, C3a), jiné se účastní opsonizace (C3b). Pro jednotlivé součásti komplementu existují na buňkách komplementovéreceptory (CR1–4).

Prevence poškození vlastních tkání před účinky komplementu je zajišťována plazmatickými amembránovými inhibitory. Klasickou cestu již na počátku reguluje inhibitor složky C1, který blokuje její aktivaci. C3-konvertázy se rozpadají po interakci smembránovým proteinem DAF (Decay-Accelerating Factor, CD55) nebo se sérovým vázajícím se proteinem C4. Fragment C3b je štěpen sérovou proteázou– faktorem Ivsoučinnosti smembránovým proteinem MCP (Membrane Cofactor Protein, CD46), komplementovým receptorem CR1 (CD35) nebo sérovým faktorem H. Závěrečnou, lytickou fázi blokuje membránový protein CD59 (protektin). Tato molekula se váže mezi složky C8 aprvní molekulu C9 lytického komplexu abrání další polymeraci C9 avytvoření lytického póru.

Hlavní funkce komplementu jsou uvedeny vtabulce 1.1.

Obr.1.4 Způsoby aktivace komplementu– schematické znázornění tří cest aktivace komplementu ahlavní úlohy meziproduktů aterminálních komponent

■Lektin vázající manózu adalší humorální faktory

Do humorálních nespecifických složek patří interferony, některé cytokiny achemokiny (viz dále). Dále sem patří sérové proteiny ze skupiny lektinů– nejvýznamnější je lektin vázající manózu (MBL), který má výrazný opsonizační účinek vazbou na struktury bohaté na cukerné manózové zbytky. Opsonizace je proces, který umožňuje složkám, jako je lektin či proteiny komplementu, označit cílovou buňku ausnadnit tím její fagocytózu. Procesem opsonizace může být označena například virem infikovaná buňka, ale ibakterie či plíseň. Lektin je produkován jaterními buňkami konstitučně aje důležitou součástí lektinové cesty aktivace komplementu. Vrámci reakce akutní fáze se jeho syntéza zvyšuje.

Další složky jsou představovány proteiny zvanými pentraxiny, znichž nejdůležitější je C-reaktivní protein (CRP) (rozpoznává např. DNA uvolněnou zbuněk), sérový amyloidový protein (SAP) adalší sérové proteiny převážně sopsonizační aktivitou.

■Přirozené protilátky

Přirozené protilátky jsou polyreaktivní nízkoafinní protilátky třídy IgM, které jsou produkované subpopulací peritoneálních lymfocytů B1 aslezinnými B-lymfocyty marginální zóny. Přestože jsou produktem lymfocytů B, řadíme je funkčně do nástrojů přirozené imunity. Mají afinitu kpolysacharidovým aglykoproteinovým strukturám na povrchu mikroorganismů apo navázání na tyto struktury spouštějí komplementovou kaskádu prostřednictvím C1q složky komplementu.

Přirozené protilátky se začínají tvořit již před narozením, ale nejvíce postnatálně na podnět osidlování zažívacího traktu střevními bakteriemi. Patří mezi ně iprotilátky proti krevním skupinám (hemaglutininy) ataké fyziologické autoprotilátky.

Zfunkčního hlediska mají přirozené protilátky homeostatickou funkci při udržování vnitřního prostředí (opsonizace vlastních poškozenýchbuněk nebo tkání) ataké se uplatňují vpočátečních stadiích infekcí, než jeaktivována tvorba vysoce afinních specifických protilátek procházejících afinitní maturací. Na druhé straně jsou přirozené protilátky překážkou xenotransplantací, neboť aktivací komplementu vyvolávají hyperakutní rejekci xenotransplantátu.

Tab.1.1 Funkce komplementu

Transport antigenu

Složky C3b aC4b zajišťují transport antigenu vázaného vimunokomplexu vazbou na komplementový receptor na erytrocytech; tento komplex je degradován makrofágy ve slezině ajátrech.

Prezentace antigenu

Složky C3b aC4b mají pomocnou funkci při prezentaci antigenu vazbou na folikulární dendritické buňky vmízních uzlinách.

Opsonizace

Složky C3b aC4b vazbou na cizorodou částici usnadňují její fagocytózu vazbou na komplementové receptory CR3 aCR4 na fagocytech.

Chemotaxe, anafylaxe

Složky C3a, C5a, komplex C567 mají chemotaktickou aktivitu; složky C3a, C5a působí jako anafylatoxiny (způsobují degranulaci žírných buněk, uvolnění histaminu, zvýšenou propustnost cév).

Cytolýza

Konečný membranolytický komplex (MAC) osmoticky lýzuje cílové buňky tvorbou membránových pórů.

Aktivace lymfocytů B

Složky C3b, d vázané na imunokomplex zajišťují přídatnou aktivaci lymfocytů B vazbou na komplementový receptor CR2; protilátková reakce je tímto způsobem mnohem účinnější.

Potenciace ADCC aNK aktivity

Komplementové složky potencují účinek protilátek vcytotoxické reakci zprostředkované protilátkami (ADCC) avNK aktivitě.

1.2.2Buněčné složky

Buňky přirozené imunity lze zfunkčního hlediska rozdělit na buňky fagocytující aneschopné fagocytózy, kam řadíme přirozené lymfoidní buňky, NK-buňky, žírné buňky abasofilní leukocyty. Do skupiny profesionálních fagocytujících buněk se řadí neutrofilní aeozinofilní granulocyty, monocyty aznich diferencující se makrofágy. Nezralé dendritické buňky jsou také schopny fagocytózy. Tato jejich schopnost se ztrácí smaturací buňky anásledně se dendritické buňky specializují převážně na prezentaci antigenu.

Na pomezí buněk přirozené aadaptivní imunity potom stojí lymfocyty T sreceptorem typu γ/δ. Tato subpopulace lymfocytů nemá obvykle na svém povrchu ani molekuly CD4 ani CD8 (CD4–CD8–). Lymfocyty γ/δ rozpoznávají lipidové, glykolipidové nebo polysacharidové antigeny buď vnativní formě, nebo předkládané neklasickým způsobem (nezávislým na klasických MHC molekulách) pomocí molekuly CD1 na buňkách prezentujících antigen. Přesný charakter antigenů rozpoznávaných lymfocyty γ/δ doposud není znám, je však zjevné, že tyto buňky vykazují velikou funkční plasticitu. Popsána byla jejich schopnost produkovat četné cytokiny (IFN-γ, TNF-α, IL-17 aj.), chemokiny (RANTES/CCL5, IP-10/CXCL10, Gro-alfa/CXCL1 aj.), schopnost způsobovat cytolýzu prostřednictvím perforinů, granzymu či TRAIL ligandu (Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis-Inducing Ligand) aschopnost navazovat četné interakce sepiteliálními buňkami, monocyty, dendritickými buňkami, neutrofilními leukocyty abuňkami B. Recentní studie ukazují, že lymfocyty γ/δ mohou sloužit ijako profesionální APC avýznamně stimulovat T-buněčnou odpověď.

■Fagocytující buňky

Monocyty, makrofágy adendritické buňky se řadí mezi profesionální antigen prezentující buňky (APC), které jsou charakteristické expresí HLA receptorů II. třídy. Neutrofilní granulocyty (neutrofily) tyto receptory neexprimují, recentní in vivo studie však naznačují, že neutrofily mají také schopnost za určitých okolností prezentovat antigen, přestože je tato schopnost výrazně nižší než uprofesionálních APC. Přes určité rozdíly vreceptorové aenzymatické výbavě je většina charakteristik pro různé fagocytující buňky shodná. Zatímco granulocyty se uplatňují především vobraně proti extracelulárním bakteriím, makrofágy jsou určeny zejména kobraně proti intracelulárně žijícím mikroorganismům.

Vpřípadě onemocnění či zranění se do místa infekce či jiné zánětlivé afekce fagocyty dostávají diapedézoumeziendoteliálními buňkami za pomoci interakce různých adhezivních molekul (obr.1.5). Zvýšená exprese adhezivních molekul je přitom ovlivňována chemokiny acytokiny produkovanými vmístě afekce. Za přirozených podmínek neutrofily amonocyty cirkulují vkrevním oběhu.

Obr.1.5 Adhezivní interakce neutrofilů sendoteliemi při extravazaci

Úloha adhezivních molekul vjednotlivých stadiích procesu migrace leukocytů zcév do místa zánětu. První, reverzibilní stupeň adherence se nazývá kutálení (rolling). Je zprostředkován zejména interakcí selektinů. Jsou-li vprostředí přítomny prozánětlivé cytokiny, jako např. interleukin 8, TNF nebo IL-1, dojde ke zvýšení afinity integrinů na leukocytech, které se ireverzibilně přichytí na stěnu cévní prostřednictvím molekul imunoglobulinové skupiny ICAM aVCAM aspustí komplexní děj, při kterém se rozšířenými póry mezi endoteliemi protáhnou neutrofily zcévního řečiště do tkání. Podobně pouze interakcíjiných párů adhezivních molekul se dostávají zkrve monocyty alymfocyty. Poruchy vexpresi selektinů aintegrinů jsou podkladem syndromů deficience adhezivních glykoproteinů. Nadměrné adhezivní interakce neutrofilů sendoteliemi hrají úlohu také vsekvestraci při syndromu dechové tísně apři dalších stavech vakutní medicíně.

Neutrofily představují fagocytární buňky se schopností produkce širokého spektra antimikrobiálních látek. Jsou nejpočetnějším druhem leukocytů cirkulujících vkrvi (60–80% udospělých osob), přesto však zcelkového počtu neutrofilů se jen asi 7% nachází vperiferní krvi. Kolem 93% neutrofilů je vkostní dřeni aurčitý podíl bývá vždy vyplaven pod vlivem zánětlivých cytokinů, hormonů abakteriálních produktů, popřípaděléků. Hlavním chemokinem, který řídí mobilizaci neutrofilů ajejich přísun do místa afekce, je interleukin 8 (IL-8)/CXCL8.

Neutrofily mají vperifernícirkulaci krátký poločas (6–8 hodin) ajejichkoncentrace je udržována mezi 3–6 × 10^9/l. Tyto fagocytující antimikrobiální buňky obsahují celou řadu cytotoxických granul, jimiž likvidují infikované či jinak poškozené buňky. Jejich azurofilní granula obsahují myeloperoxidázu, proteinázu 3, lysozym, defenziny adalší látky. Specifická granula pak obsahují například kolagenázu, β_2-mikroglobulin, α_1-antitrypsin ajiné. Kromě schopnosti fagocytózy adegranulace jsou neutrofily schopné též produkce neutrofilních extracelulárních sítí (NET). Jedná se omechanismus, při němž neutrofilní leukocyt během svého zániku uvolňuje jadernou DNA (rozvolněný chromatin aasociované proteiny) do extracelulárního prostoru, avytváří tak baktericidní sítě napomáhající eliminaci patogenních mikroorganismů. Další nově popsanou schopností neutrofilů je trogocytóza atrogoptóza. Prostřednictvím trogocytózy je neutrofil (ale ibuňky T, B či NK) schopný pohltit povrchový receptor jiné buňky anásledně jej prezentovat na svém povrchu. Opakovaná trogocytóza vede kapoptotické smrti poškozené cílové buňky. Tento jev se nazývátrogoptóza auplatňuje se například vobraně organismu proti maligním buňkám.

Monocyty cirkulující vperiferní krvi představují asi 3–8% všech leukocytů ajejich biologický poločas činí 1–3 dny. Vkostní dřeni je zastoupení monocytů okolo 6×10^8 buněk/kg. Různé subpopulace monocytů lze rozlišit vperiferní krvi na základě membránové exprese CD14 aCD16. Exprese znaku CD16 je charakteristická pro minoritní populaci monocytů, která je spojena svyšší expresí HLA-DR aCD43, ajejí přítomnost je nejspíše spojena sopakovanou aktivací buněk. Specifikum monocytů je jejich schopnost opustit krevní řečiště avcestovat do tkáně. Vtkáni se monocyty diferencují vmakrofágy atato diferenciace je spojena smodulací více než 800 genů.

Makrofágy získaly různé názvy dle tkáňových lokalizací, ve kterých se nacházejí. Nazýváme je tedy mikroglie vmozku, Kupfferovy buňky vjátrech, osteoklasty kostní dřeně, Langerhansovy buňky vkůži, mesangiální buňky ledvin,alveolární nebo intersticiální makrofágy vplicích, rezidentní makrofágy ve slezině, thymu, uzlinách, vpleurální, peritoneální akloubní dutině. Makrofágy ve tkáních žijí velmi dlouho (ažněkolik let) amohou se diferencovat do prozánětlivého typu M1 nebo do reparačního atlumivého typu M2. M1 makrofágy se uplatňují významně vobraně proti infekci aprodukují celou řadu prozánětlivých cytokinů, jako jsou TNF-α, IL-12, IL-1β. M2 makrofágy produkují především TGF-β aIL-10, napomáhají reparaci poškozených tkání, ale zároveň mohou podporovat tvorbu nádorových cév arůst nádorové hmoty.

Zatímco granulocyty jsou schopny vykonávat své efektorové funkce ihned, makrofágy se stávají plně funkčními až po aktivaci signály, které jim poskytují lymfocyty Th1 ve formě cytokinů (interferon γ, TNF aj.). Jde ovzájemné ovlivnění– signál kdiferenciaci do podtypu Th1 dostanou Th0-lymfocyty od makrofágů prostřednictvím secernovaného interleukinu 12.

Monocyty se mohou diferencovat též do dendritických buněk. Klasické (myeloidní) dendritické buňky jsou profesionální antigen prezentující buňky, které se nacházejí ve větší, či menší míře ve všech tkáních lidského těla aaktivně migrují krví alymfou. Největší množství dendritických buněk nacházíme vkůži ana sliznicích, kde pohlcují antigeny azpracovávají je pro prezentaci vkomplexu spovrchovými MHC proteiny naivním T-buňkám. Klasické dendritické buňky jsou charakteristické expresí TLR 2 aTLR 4 asvou tvorbou cytokinu IL-12 představují hlavní stimulátory Th1 buněčné imunitní odpovědi. Receptory TLR indukují rozdílné odpovědi dendritických buněk, aovlivňují tak jejich proliferaci, migraci, sekreci cytokinů, expresi kostimulačních molekul adalší buněčné vlastnosti. Proces předkládání antigenu se odehrává vsekundárních lymfatických orgánech apředchází mu vyzrávání dendritické buňky. Zralé dendritické buňky se vyznačují zvýšenou expresí antigen prezentujících molekul (MHC I, MHC II) akostimulačních molekul (CD40, CD80, CD86). Pouze zralé dendritické buňky mohou efektivně stimulovat naivní T-lymfocyty. Mimo klasických dendritických buněk se vlidském těle nacházejí též plazmocytoidní dendritické buňky (dříve zvané interferon produkující buňky), které vznikají zlymfoidní vývojové linie ana svém povrchu nesou především TLR 7 aTLR 9.

Ve tkáni se fagocyty po opuštění krevního řečiště při zánětu aktivně pohybují do místa poškození pod vlivem chemotaktických faktorů (chemotaxe). Jak již bylo zmíněno, pro neutrofily je hlavní chemotaktickou látkou IL-8. Pro monocyty jsoudůležité chemotaktické faktory ze skupiny CC chemokinů (MIP-1α, MCP-1, RANTES; dle nové klasifikace CCL3, CCL4, CCL5 aj.). Společnými chemotaktickými látkami jsou součásti komplementu C3a aC5a, leukotrien B4 (LTB4), faktor aktivující destičky (PAF) achemotaktický tetrapeptid fMLP produkovaný řadou mikroorganismů. Pro všechny tyto látky mají fagocyty na svém povrchu příslušné receptory. Stimulace těchto receptorů vede nejenkchemotaxi, ale také ke zvýšení adhezivity, kdegranulaci, aktivaci NADPH-oxidázy areorganizaci cytoskeletu, nutné kprocesu fagocytózy. Funkce fagocytů také pozitivně ovlivňuje tetrapeptid tuftsin. Tento peptid je součást CH2 domény těžkého řetězce imunoglobulinové molekuly mezi aminokyselinovými zbytky 289–292. Odštěpuje se znosičské molekuly endokarboxylázami produkovanými slezinou apak přímo na fagocytech.

Mechanismus rozpoznávání cizorodých částic je založen na povrchových receptorech, které se váží na příslušný ligand. Ligandem mohou být mikrobiální motivy (PAMP) (viz výše) nebo opsoniny navázané na infekční agens.

Opsonizace je závislá na spolupůsobení protilátek, složek komplementu adalších sérových proteinů (MBL, fibronektin, fibrinogen, proteiny ze skupiny tzv. pentraxinů– C-reaktivní protein asérový amyloid P) aopsonizované částice se váží napříslušné receptory (Fc, komplementové, manózový receptor).

Samotná fagocytóza se uskutečňuje interakcí mezi endogenními lektiny fagocytů aoligo- nebo monosacharidy, které jsou součástí mikrobiálních glykoproteinů apolysacharidů nebo se objevují na membránách apoptotických vlastníchbuněk, případně buněk nádorových. Může se odehrávat iopačná interakce, tedy vazba bakteriálních lektinů na cukry exprimované na povrchu fagocytů. Receptory na povrchu fagocytů, které slouží krozpoznávání mikrobiálních či apoptotických motivů, označujeme pattern recognition receptors (PRR). PRR mohou být asociované sbuněčným povrchem nebo solubilní (pentraxiny, collectiny, ficoliny aproteiny komplementu).

Velmi konzervovanou strukturou vrámci PRR jsou Toll-like receptory, jejichž analoga se vyskytují už iuDrosophila melanogaster aněkterých rostlin. Vsoučasnosti je popsáno jedenáct druhů TLR (ulidí je funkčních pouze deset), znichž každý rozpoznává určitou mikrobiální strukturu. Aktivace jednotlivých TLR nadendritických buňkách amakrofázích vede krůznému typu odpovědi, vedoucímu kaktivaci adekvátního směru imunitní reakce specifickými složkami. Dalšími důležitými receptory jsou NOD-like receptory (NLR; NOD zang. Nucleotide-Binding Oligomerization Domain), které vážou zejména štěpné produkty mikrobiálních peptidoglykanů. Dalšími zástupci jsou RIG-like receptory vážící především virovou RNA či cytosolické DNA senzory vážící virovou či bakteriální DNA. Na povrchu fagocytujících buněk nacházíme též C-lektinové receptory, které vážou mikrobiální manózu či fruktózu obsahující karbohydráty.

Buňky vlastního organismu, které hynou apoptózou, exprimují negativně nabité fosfolipidy, které fagocyty rozpoznávají apohlcují prostřednictvím dalších PRR, tzv. scavengerových receptorů.

Sama fagocytóza probíhá zipovým mechanismem postupným obchvacováním cizorodé částice pseudopodiemi za vzniku fagozomu. Tvorba fagozomu (ataké chemotaxe) je mj. závislá na intracelulárním přeskupení kontraktilních proteinů (mikrofilamentový amikrotubulový systém). Tento kontraktilní aparát je obdobný jako ve svalových buňkách. Cytoskeleton obsahuje aktin amyozin astrukturální protein tubulin. Spojování arozpojování cytoskeletonu probíhá vdynamické areverzibilní reakci tvorby gelu asolu. Tato gel/sol reakce je závislá na interakci ligandů sreceptory aje regulována signalizačními systémy. Ty tvoří zejména malé G-proteiny, jako je Rho, Rac aCdc42Hs. Posledně jmenovaný má GTPázovou aktivitu aindukuje polymerizaci aktinu. Vtomto procesu se účastní také protein WASP tvořící spojení mezi Cdc42Hs aaktinovým cytoskeletem. Mutace vproteinu WASP pak vedekdefektní cytoskeletové struktuře sporuchami agregace destiček asníženou chemotaxí leukocytů. Deficit jednoho zproteinů Rho byl nedávno určen jako příčina imunodeficitu sprojevy podobnými defektu adhezivních glykoproteinů (leukocytóza, omfalitida, flegmonózní záněty).

Po tvorbě fagozomu dojde kjeho splynutí slysozomy, ve kterých je cizorodá částice degradována aktivací mikrobicidních systémů závislých, nebo nezávislých na kyslíku.

Ústřední úlohu voxidačním vzplanutí neutrofilů hraje enzym NADPH-oxidáza. NADPH-oxidáza je komplex několika složek, které se postupně aktivujíavážou na sebe další enzymatické systémy, např. myeloperoxidázu (obr.1.6).

Obr.1.6 Mikrobicidní mechanismy neutrofilů závislé na kyslíku. Nejdůležitějším enzymem respiračního vzplanutí neutrofilů je NADPH-oxidáza. Má několik komponent, cytochrom b (podjednotky 92 a22 kD), kjehož aktivaci jsou nutné dva cytosolické faktory 47 a67 kD. Poruchy vtěchto podjednotkách jsou příčinou chronické granulomatózní choroby. Deficience dalších enzymů kyslíkového metabolismu jako myeloperoxidázy nebo G6PD mohou také způsobovat zvýšenou náchylnost kinfekcím, ale obvykle ne tak závažnou jako granulomatózní choroba.

Porucha vsystému NADPH-oxidázy je podstatou chronické granulomatózní choroby. Produkty oxidačního vzplanutí, při kterém vznikají po aktivaci NADPH-oxidázy reaktivní kyslíkové intermediáty, mohou poškozovat tkáně při svém úniku vně buňky. Vzhledem knebezpečnosti působení kyslíkových radikálů mají všechny živé buňky různé systémy antioxidační ochrany: na úrovni membrán je to vitamin E, A, C, N-acetylcystein abeta-karoten; uvnitř buněk pak molekula bcl-2 aoxidovaná či redukovaná formaglutationu pod kontrolou enzymů glutation reduktázy aglutation peroxidázy.

Aktivací NO-syntázy vmakrofázích vzniká oxid dusnatý, který má jednak mikrobicidní účinky, jednak působí jako signální molekula ajako vazodilatátor. Kaktivaci NO-syntázy dochází pod vlivem cytokinů produkovaných lymfocyty Th1 (IFN-γ aTNF). NADPH-oxidázový systém je účinný zejména vničení extracelulárních patogenů, oxid dusnatý je hlavním nástrojem zabíjení intracelulárních parazitů.

Systém mikrobicidních látek nezávislých na kyslíku je představován složkami granul. Neutrofilní granulocyty obsahují dva základní druhy granul–primární (azurofilní) asekundární (specifická); umonocytů amakrofágů se označují jako lysozomy. Kbaktericidnímu účinku přispívá také nízké pH (4–5), které se po krátké alkalické fázi ve fagolysozomu vytvoří po aktivaci NADPH-oxidázy. Udeficitu NADPH-oxidázy (viz kap. 3.5.3) chybí tatoalkalická fáze, proto se nemohou aktivovat některé lysozomální enzymy, které ke své funkci alkalická prostředí vyžadují. Tím dochází kdefektní degradaci pohlceného materiálu atvorbě granulomů.

Při fagocytóze dochází zároveň ke spuštění metabolismu kyseliny arachidonové aktivací membránové fosfolipázy A2, která odštěpí kyselinu arachidonovou zfosfolipidů vnitřní části plazmatické membrány. Dalšími enzymatickými pochody dochází ktvorbě prostaglandinů, prostacyklinů (cestou cyklooxygenázy), leukotrienů atromboxanů (cestou lipoxygenázy). Uvnitř buňky jsoumetabolity kyseliny arachidonové součástí signalizačních mechanismů. Při sekreci vně buňky jsou základními mediátory zánětlivé reakce. Monocyty amakrofágy jsou důležitými producenty cytokinů IL-1α iβ, IL-3, TNF, IL-6, IL-8, IL-12, GM-CSF. Ikdyž ve srovnání smonocyty produkují neutrofily mnohem menší množství těchto cytokinů, je tento fakt kompenzován podstatně vyšším množstvím infiltrujících PMN vložiscích zánětu. Tím ineutrofilymohou přispívat ke směrování specifické imunitní reakce preferenčně do Th1 nebo Th2 typu (produkují oba typy cytokinů). Mononukleárnífagocyty jsou také důležitým zdrojem lokální produkce složek komplementu.

Produkty aktivovaných fagocytů jsou hlavními mediátory syndromu systémové zánětlivé reakce (SIRS– Systemic Inflammatory Response Syndrome) aendotoxinového šoku (viz kap. 4.6).

■Nefagocytující buňky

Žírné buňky se vyvíjejí zmyeloidního prekurzoru vkostní dřeni apo vycestování do krevního řečiště migrují do tkání, kde dochází kjejich terminální diferenciaci. Primárním úkolem kolem těchto granulárních buněk je ochrana před parazity prostřednictvím sekrece biologicky aktivních látek. Za patologických okolností jsou součástí reakce časné přecitlivělosti aspolečně sbazofily odpovídají za rozvoj anafylaktického šoku. Cytoplazmatická granula žírných buněk obsahují hydrolytické enzymy, proteoglykany (heparin, chondroitinsulfát) abiogenní aminy (histamin, serotonin). Histamin, který se významně uplatňuje při rozvoji alergické reakce, způsobuje vazodilataci abronchokonstrikci dýchacích cest. Aby došlo kdegranulaci žírné buňky, musí dojít kpřemostění sousedních IgE molekul navázaných na povrchový Fc epsilon receptor žírných buněk. Degranulací žírných buněk se dále aktivují leukotrieny (především LTC4) aprostaglandiny (především PGD2). Žírné buňky také produkují řadu cytokinů– TNF, TGF-β, IL-5, IL-6 aj.).

Přirozené lymfoidní buňky pocházejí zlymfoidního progenitoru apřestavují do jisté míry funkční ifenotypovou paralelu kT-lymfocytům. Nejnovější klasifikace rozděluje tyto buňky do pěti podskupin– NK-buňky, ILC1, ILC2, ILC3 aLTi-buňky. Zatímco podskupiny ILC1, ILC2 aILC3 zrcadlí svým fenotypem ispektrem produkovaných cytokinů buněčné populace Th1, Th2 aTh17, NK-buňky se svým repertoárem efektorových funkcí nejvíce podobají CD8 T-buňkám. Buňky LTi jsou nezbytné vdobě embryogeneze pro organizaci embryonálního mezenchymu do formy sekundárních lymfatických orgánů. Nejdůležitější je jejich role ve formaci lymfatických uzlin aPeyerových plátů. ILC1 společně sNK-buňkami podporují aktivaci makrofágů acytotoxických CD8 T-lymfocytů. Uplatňují se vobraně proti intracelulárním mikroorganismům apodílí se na regulaci maligně transformovaných buněk. ILC2 vznikají pod vlivem interleukinů IL-4, IL-5, IL-13 aIL-9 aslouží především kochraně proti extracelulárním parazitům aalergenům. ILC3 podporují fagocytózu atvorbu mikrobiálních peptidů, chrání tedy především před bakteriemi aplísněmi.

NK-buňky (přirození zabíječi) jsou lymfoidní granulární buňky, které jsou schopny zabíjet některé nádorové avirem infikované buňky bez nutnosti prezentace specifického antigenu, tj. likvidují cílové buňky bez předchozího kontaktu sbuňkou prezentující antigen (APC). Vstupují časně do obranného procesu proti infekci, vdobě, kdy probíhá aktivace adaptivní imunity. Uplatňují se významně vkontrolenádorového bujení ašíření metastáz, ato nejen díky své schopnosti cytotoxicky zabíjet, ale idíky produkci celé řady cytokinů.

NK-buňky se vyskytují především vkrvi, ve slezině (tvoří přibližně 2,5% splenických lymfocytů), vjátrech avděloze. Poločas přežívání vperiferii je 7–10 dní apro jejich přežití je zásadní přítomnost IL-15.

Rozlišujeme dvě základní subpopulace NK-buněk. První subpopulací jsou NK-buňky svysokou expresí znaku CD56, které představují jen asi 10% všech NK-buněk. Jedná se především opopulaci produkující cytokiny (IFN-γ, TNF). Druhá populace se vyznačuje nízkou expresí CD56, avšak vysokou expresí znaku CD16 (vysoce afinní Fc-receptor pro IgG). Tato populace představuje 90% NK-buněk amá silně cytotoxické schopnosti.

NK-buňky vznikají unikátní vývojovou řadou přes řadu prekurzorových stadií (NKP) vkostní dřeni. Prekurzorové NK-buňky jsou charakterizované expresí CD122 aNKG2D. Tato linie se vyvíjí do nezralých NK-buněk (iNK) anásledně dochází kpozdnímu vývoji adiferenciaci zralých NK-buněk nesoucích na svém povrchu příslušné aktivační ainhibiční receptory (viz dále). Většina NK-buněk ke svému vývoji nepotřebuje thymus avzhledem kabsenci BCR nebo TCR není nutná rekombinace genů kódujících tytoantigenně vysoce specifické receptory. Bylo však prokázáno, že malá podskupina NK-buněk nesoucí znak CD127 dozrává vthymu ajejí vývoj je závislý na IL-7.

Kromě odlišného vývoje se NK-buňky od B aT řady odlišují také přítomností inhibičních astimulačních receptorů. Inhibiční receptory (např. NKG2 skupina) rozeznávají na cílových buňkách různé alelické formy MHC I. třídy. Normální buňky exprimujídostatečné množství MHC molekul, aproto prostřednictvím inhibičních receptorů tlumí aktivitu NK-buněk. NK-buňky tak „přehlíží“ normální, zdravé buňky. Naopak buňky, které mají na povrchu abnormálně málo MHC molekul I. třídy, aktivují stimulační receptory (např. KIR– Killer-cell Immunoglobulin-like Receptors). Výkonná funkce NK-buněk je tedy závislá na rozpoznání vlastní MHC molekuly I.třídy. Dojde-li krozpoznání, spouští se dominantní inhibiční signál, který je založen na asociaci receptoru scytoplazmatickými fosfatázami, které ruší signalizační dráhy aktivačních receptorů, které jsou spřažené sproteinkinázami.

Absence MHC I. třídy spouští aktivační kaskády avNK-buňkách aktivuje cytotoxické mechanismy. Dle struktury dělíme receptory NK-buněk do dvou hlavních skupin– imunoglobulinové (zang. KIR– Killer-cell Immunoglobulin-like Receptors, např. KIR2DS) aC-lektinové (např. CD94/NKG2A či NKG2D).

Aby nedocházelo knadměrné aktivaci NK-buněk prostřednictvím aktivačních receptorů, prochází buňka vprůběhu vývoje tzv. licensováním, které zajišťuje adekvátní kombinaci aktivačních ainhibičních receptorů ive vztahu kligandům (MHC I), apouze ty buňky, které jsou schopné přijímat inhibiční signály, mohou být také aktivovány. Mezi aktivační receptory NK-buněk patří například CD16, NKp44, KIR2DS, Ly9; mezi inhibiční receptory například CD94/NKG2A, TIGIT či LAIR-1.

Mechanismy cytotoxicity NK-buněk jsou založené na působení perforinu agranzymů (podobně jako uT-buněk) ana produkci ligandů apoptotických receptorů (např. Fas-ligand). Mezi stimulační receptory patří také Fc-receptory (např. CD16), které váží Fc-fragmenty IgG azprostředkovávají cytotoxickou reakci závislou na protilátkách (ADCC).

Cytokiny jsou další důležitou součástí aktivačního mechanismu NK-buněk. Rozhodující úlohu hrají IFN-α, β, IL-12, IL-15, IL-18 aprozánětlivé cytokiny, které jsou uvolňovány včasné fázi virové infekce. Vodpovědi na aktivaci NK-buňky produkují IFN-γ, TNF-α, GM-CSF arůzné chemokiny.

NKT-buňky získaly své pojmenování vzhledem kfenotypickým afunkčním shodám sbuňkamiNK abuňkami T. Přesto se tyto buňky zásadně liší svou schopností rozeznávat molekulu CD1d, která váže endogenní iexogenní glykolipidy. NKT-buňky nesou na svém povrchu znaky buněk T abuněk NK, alze je tedy fenotypově charakterizovat jako CD3+CD56+CD161+ buňky. Jejich vývoj probíhá vthymu arozpoznávají neklasické MHC I. třídy. Dle spektra produkovaných cytokinů (IL-4, IFN-γ) dochází uNKT-buněk kaktivaci či inhibici astejně jako T-buňky se dělí na CD4+ NKT spomocnou aregulační funkcí aCD8+ NKT-buňky sefektorovými cytotoxickými vlastnostmi.

1.3Složky adaptivní imunity

Antigenně specifické složky imunity jsou evolučně mladší. Označují se také jako adaptivní, neboť jejich konečný vývoj probíhá až po styku spříslušným antigenem, kdy se aktivují převážně ty složky, které mají antigenně specifické receptory pro daný antigen. Krozvoji specifické imunitní reakce dochází vprůběhu několika dnů až týdnů. Charakteristickým rysem těchto reakcí je vznik imunologické paměti. Specifická imunitní reakce se odehrává převážně vsekundárních lymfatických orgánech.

1.3.1Humorální složky

Izotyp

Obsah vséru

Lokalizace

Funkce

6

1.3.2Buněčné složky

■Rozpoznání antigenu

■Subpopulace lymfocytů T

1.4Komunikace mezi složkami imunity

1.4.1Adhezivní molekuly

1.4.2Cytokiny

1.5Ontogeneze imunitního systému

1.5.1Prenatální vývoj imunity

■Specifická imunita

■Přirozená imunita

1.5.2Postnatální vývoj imunity

■Specifická imunita

■Přirozená imunita

1.6Zpracování aprezentace antigenu

1.6.1Zpracování aprezentace exogenních antigenů

1.6.2Zpracování aprezentace endogenních antigenů

1.6.3Prezentace antigenu nezávislá na HLA

1.7Regulace imunitní reakce

Literatura

Table of Contents

Úvod a předmluva k 3. vydání

1 Fyziologie imunitního systému

1.1 Lymfatické orgány a tkáně

1.1.1 Centrální lymfatické orgány

1.1.2 Periferní lymfatické orgány

1.2 Složky přirozené imunity

1.2.1 Humorální složky

■Komplement

■Lektin vázající manózu a další humorální faktory

■Přirozené protilátky

1.2.2 Buněčné složky

■Fagocytující buňky

■Nefagocytující buňky

1.3 Složky adaptivní imunity

1.3.1 Humorální složky

1.3.2 Buněčné složky

■Rozpoznání antigenu

■Subpopulace lymfocytů T

1.4 Komunikace mezi složkami imunity

1.4.1 Adhezivní molekuly

1.4.2 Cytokiny

1.5 Ontogeneze imunitního systému

1.5.1 Prenatální vývoj imunity

■Specifická imunita

■Přirozená imunita

1.5.2 Postnatální vývoj imunity

■Specifická imunita

■Přirozená imunita

1.6 Zpracování a prezentace antigenu

1.6.1 Zpracování a prezentace exogenních antigenů

1.6.2 Zpracování a prezentace endogenních antigenů

1.6.3 Prezentace antigenu nezávislá na HLA

1.7 Regulace imunitní reakce

Literatura