Иммуноглобулин E ( IgE ) — это тип антител (или « изотип » иммуноглобулина (Ig) ), который был обнаружен только у млекопитающих . IgE синтезируется плазматическими клетками . Мономеры IgE состоят из двух тяжелых цепей (цепь ε) и двух легких цепей, причем цепь ε содержит четыре константных домена, подобных Ig (Cε1–Cε4). [1] Считается, что IgE является важной частью иммунного ответа против заражения некоторыми паразитическими червями , включая Schistosoma mansoni , Trichinella spiralis , [2] [3] и Fasciola hepatica . [4] IgE также используется во время иммунной защиты против некоторых простейших паразитов, таких как Plasmodium falciparum . [5] IgE, возможно, развился как защита от ядов. [6] [7] [8]
IgE также играет важную роль в гиперчувствительности I типа , [9] которая проявляется в различных аллергических заболеваниях, таких как аллергическая астма , большинство типов синусита , аллергический ринит , пищевая аллергия и определенные типы хронической крапивницы и атопического дерматита . IgE также играет ключевую роль в реакциях на аллергены, таких как анафилактические реакции на лекарства, укусы пчел и антигенные препараты, используемые в десенсибилизирующей иммунотерапии .
IgE обычно является наименее распространенным изотипом: уровень IgE в сыворотке крови у неатопичного человека составляет всего 0,05% от концентрации Ig, [10] по сравнению с 75% для IgG при 10 мг/мл. Несмотря на это, он способен вызывать анафилаксию , одну из самых быстрых и тяжелых иммунологических реакций. [11]
IgE был одновременно открыт в 1966 и 1967 годах двумя независимыми группами: [12] Кимишиге Ишизака и его женой Теруко Ишизака в Детском исследовательском институте астмы и больнице в Денвере , штат Колорадо , [13] и Гуннаром Йоханссоном и Хансом Беннихом в Уппсале , Швеция . [14] Их совместная статья была опубликована в апреле 1969 года. [15]
IgE запускает опосредованный IgE аллергический ответ, связываясь с Fc-рецепторами, обнаруженными на поверхности тучных клеток и базофилов . Fc-рецепторы также обнаружены на эозинофилах , моноцитах , макрофагах и тромбоцитах у людей. Существует два типа Fcε-рецепторов: [ необходима цитата ]
IgE может повышать экспрессию обоих типов рецепторов Fcε. FcεRI экспрессируется на тучных клетках, базофилах и антиген-презентирующих дендритных клетках как у мышей, так и у людей. Связывание антигенов с IgE, уже связанным FcεRI на тучных клетках, вызывает перекрестное связывание связанного IgE и агрегацию лежащего в основе FcεRI, что приводит к дегрануляции (высвобождению медиаторов) и секреции нескольких типов цитокинов типа 2, таких как интерлейкин (IL)-3 и фактор стволовых клеток (SCF), которые помогают тучным клеткам выживать и накапливаться в тканях, а также IL-4 , IL-5 , IL-13 и IL-33 , которые, в свою очередь, активируют врожденные лимфоидные клетки группы 2 ( ILC2 или естественные хелперные клетки). Базофилы имеют общего гемопоэтического предшественника с тучными клетками; при сшивании их поверхностно-связанного IgE антигенами также высвобождают цитокины типа 2, включая IL-4 и IL-13, и другие воспалительные медиаторы. Низкоаффинный рецептор (FcεRII) всегда экспрессируется на В-клетках ; но IL-4 может вызывать его экспрессию на поверхностях макрофагов, эозинофилов, тромбоцитов и некоторых Т-клеток . [16] [17]
Изотип IgE ко-эволюционировал с базофилами и тучными клетками в защите от паразитов, таких как гельминты (например, Schistosoma), но может быть также эффективен при бактериальных инфекциях. [18] Эпидемиологические исследования показывают, что уровень IgE повышается при заражении Schistosoma mansoni , [19] Necator americanus , [20] и нематодами [21] у людей. Он, скорее всего, полезен при удалении анкилостом из легких. [ необходима цитата ]
В 1981 году Марджи Профет предположила, что аллергические реакции развились как последняя линия обороны против ядов . [6] Хотя в то время это было спорно, новая работа поддерживает некоторые мысли Профет об адаптивной роли аллергии как защиты от вредных токсинов. [7]
В 2013 году выяснилось, что IgE-антитела играют важную роль в приобретенной устойчивости к ядам медоносной пчелы [8] и гадюки Рассела . [8] [22] Авторы пришли к выводу, что «небольшая доза пчелиного яда обеспечивает иммунитет к гораздо большей, смертельной дозе» и «этот вид специфического для яда, IgE-ассоциированного, адаптивного иммунного ответа развился, по крайней мере, в эволюционном плане, для защиты хозяина от потенциально токсичных количеств яда, например, если бы животное столкнулось с целым гнездом пчел или в случае укуса змеи». [8] [23] [24] Основной аллерген пчелиного яда ( фосфолипаза A2 ) вызывает иммунные реакции T h 2 , связанные с выработкой IgE-антител, которые могут «повысить устойчивость мышей к воздействию потенциально смертельных доз». [25]
Хотя это еще не до конца изучено, IgE может играть важную роль в распознавании рака иммунной системой , [26] при котором стимуляция сильного цитотоксического ответа против клеток, демонстрирующих лишь небольшое количество ранних маркеров рака, была бы полезной. Если бы это было так, то анти-IgE-терапия, такая как омализумаб (для лечения аллергии), могла бы иметь некоторые нежелательные побочные эффекты. Однако недавнее исследование, которое было проведено на основе объединенного анализа с использованием всесторонних данных из 67 клинических испытаний фазы I-IV омализумаба при различных показаниях, пришло к выводу, что причинно-следственная связь между терапией омализумабом и злокачественными новообразованиями маловероятна. [27]
У людей с атопией уровень IgE в крови может превышать норму в десять раз (как и у страдающих синдромом гипер-IgE ). Однако это может быть не обязательным условием для появления симптомов, как это было замечено у астматиков с нормальным уровнем IgE в крови — недавние исследования показали, что выработка IgE может происходить локально в слизистой оболочке носа. [28]
IgE, который может специфически распознавать аллерген (обычно это белок, такой как пылевой клещ Der p 1 , кошачий Fel d 1 , пыльца травы или амброзии , пищевой белок и т. д.), имеет уникальное долгоживущее взаимодействие с его высокоаффинным рецептором FcεRI, так что базофилы и тучные клетки , способные опосредовать воспалительные реакции, становятся «заряженными», готовыми выделять химические вещества, такие как гистамин , лейкотриены и некоторые интерлейкины. Эти химические вещества вызывают многие симптомы, которые мы связываем с аллергией, такие как сужение дыхательных путей при астме , местное воспаление при экземе , повышенная секреция слизи при аллергическом рините и повышенная проницаемость сосудов, как предполагается, чтобы позволить другим иммунным клеткам получить доступ к тканям, но что может привести к потенциально фатальному падению артериального давления, как при анафилаксии . [ необходима цитата ]
Известно, что уровень IgE повышается при различных аутоиммунных заболеваниях, таких как СКВ , ревматоидный артрит (РА) и псориаз , и теоретически имеет патогенетическое значение при СКВ и РА, вызывая реакцию гиперчувствительности. [29] [30]
Считается , что регуляция уровней IgE посредством контроля дифференцировки В-клеток в плазматические клетки , секретирующие антитела , связана с «низкоаффинным» рецептором FcεRII, или CD23 . [31] CD23 также может способствовать облегченной презентации антигена, IgE-зависимому механизму, посредством которого В-клетки, экспрессирующие CD23 , способны представлять аллерген (и стимулировать) специфическим Т-хелперным клеткам , вызывая сохранение ответа T h 2, одним из признаков которого является выработка большего количества антител. [32]
Диагностика аллергии чаще всего проводится путем изучения истории болезни человека и обнаружения положительного результата на наличие аллерген-специфического IgE при проведении кожного или кровяного теста. [33] Тестирование на специфический IgE является проверенным тестом для выявления аллергии; данные не показывают, что неизбирательное тестирование на IgE или тестирование на иммуноглобулин G (IgG) может подтвердить диагноз аллергии. [34]
В настоящее время аллергические заболевания и астма обычно лечатся одним или несколькими из следующих препаратов: (1) антигистаминные и антилейкотриеновые препараты , которые противодействуют воспалительным медиаторам гистамину и лейкотриенам, (2) местные или системные (пероральные или инъекционные) кортикостероиды , которые подавляют широкий спектр воспалительных механизмов, (3) бронходилататоры короткого или длительного действия , которые расслабляют гладкую мускулатуру суженных дыхательных путей при астме, или (4) стабилизаторы тучных клеток , которые подавляют дегрануляцию тучных клеток, которая обычно запускается связыванием IgE с FcεRI . Известно, что длительное использование системных кортикостероидов вызывает множество серьезных побочных эффектов и его рекомендуется избегать, если доступны альтернативные методы лечения. [ необходима цитата ]
IgE, путь синтеза IgE и опосредованный IgE аллергический/воспалительный путь являются важными целями для вмешательства в патологические процессы аллергии, астмы и других заболеваний, опосредованных IgE. Путь дифференциации и созревания В-лимфоцитов, который в конечном итоге генерирует секретирующие IgE плазматические клетки, проходит через промежуточные этапы экспрессирующих IgE В-лимфобластов и включает взаимодействие с экспрессирующими IgE В-клетками памяти. Tanox , биотехнологическая компания из Хьюстона, штат Техас, в 1987 году предложила, что путем нацеливания мембраносвязанного IgE (mIgE) на В-лимфобласты и В-клетки памяти эти клетки могут быть лизированы или подавлены, тем самым достигая ингибирования продукции антигенспецифического IgE и, следовательно, смещения иммунного баланса в сторону не-IgE-механизмов. [35] Были разработаны два подхода, нацеленных на путь IgE, и оба находятся в активной разработке. В первом подходе препарат антитела против IgE омализумаб (торговое название Xolair ) распознает IgE, не связанный со своими рецепторами, и используется для нейтрализации или уничтожения существующего IgE и предотвращения его связывания с рецепторами на тучных клетках и базофилах. Xolair был одобрен во многих странах для лечения тяжелой, персистирующей аллергической астмы. Он также был одобрен в марте 2014 года в Европейском союзе [36] и США [37] для лечения хронической спонтанной крапивницы , которую невозможно адекватно лечить с помощью H1- антигистаминных препаратов . Во втором подходе были получены антитела, специфичные для домена из 52 аминокислотных остатков, называемые CεmX или M1' (M1 prime), присутствующие только на человеческом mIgE на В-клетках, а не на свободном, растворимом IgE, и находятся на стадии клинической разработки для лечения аллергии и астмы. [38] [39] Гуманизированное антитело против M1', квилизумаб , находится на стадии IIb клинических испытаний. [40] [41]
В 2002 году исследователи из отделения клеточной и молекулярной биофизики Рэндалла определили структуру IgE. [42] Понимание этой структуры (которая нетипична для других изотипов, поскольку она сильно изогнута и асимметрична) и взаимодействия IgE с рецептором FcεRI позволит разработать новое поколение лекарств от аллергии, которые стремятся вмешаться во взаимодействие IgE-рецептор. Возможно, будет возможно разработать более дешевые методы лечения, чем моноклональные антитела (например, низкомолекулярные препараты), которые используют аналогичный подход для ингибирования связывания IgE с его рецептором. [ необходима цитата ]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )