Иммуноглобулин Е ( 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 (ε-цепи) и двух легких цепей, причем ε-цепь содержит четыре Ig-подобных константных домена (Cε1–Cε4). [1] Считается, что IgE является важной частью иммунного ответа против заражения некоторыми паразитическими червями , включая Schistosoma mansoni , Trichinellaspiralis , [2] [3] и Fasciola hepatica . [4] IgE также используется во время иммунной защиты от некоторых простейших паразитов , таких как Plasmodium falciparum . [5] IgE, возможно, развился как защита от ядов. [6] [7] [8]
IgE также играет существенную роль в гиперчувствительности I типа [9] , которая проявляется при различных аллергических заболеваниях, таких как аллергическая астма , большинство типов синуситов , аллергический ринит , пищевая аллергия, а также определенные виды хронической крапивницы и атопический дерматит . IgE также играет ключевую роль в реакциях на аллергены, таких как: анафилактические реакции на лекарства, укусы пчел и антигенные препараты, используемые в десенсибилизирующей иммунотерапии .
Хотя IgE, как правило, является наименее распространенным изотипом, уровни IgE в сыворотке крови у нормального («неатопического » ) человека составляют всего 0,05% от концентрации Ig [10] по сравнению с 75% для IgG в дозе 10 мг/мл, и являются изотипами, ответственными за большую часть классического адаптивного иммунного ответа — он способен вызвать анафилаксию , одну из наиболее быстрых и тяжелых иммунологических реакций. [11]
IgE был одновременно открыт в 1966 и 1967 годах двумя независимыми группами: [12] Кимисигэ Ишизака и его женой Теруко Ишизака в Детском научно-исследовательском институте астмы и больнице в Денвере , штат Колорадо , [13] и Гуннаром Йоханссоном и Гансом Беннихом в Уппсала , Швеция . [14] Их совместная статья была опубликована в апреле 1969 года. [15]
IgE запускает IgE-опосредованный аллергический ответ путем связывания с рецепторами Fc , обнаруженными на поверхности тучных клеток и базофилов . Рецепторы Fc также обнаружены на эозинофилах , моноцитах , макрофагах и тромбоцитах человека. Существует два типа рецепторов Fcε: [ нужна ссылка ]
IgE может усиливать экспрессию обоих типов рецепторов Fcε. FcεRI экспрессируется на тучных клетках, базофилах и антигенпрезентирующих 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 основного FcεRI, что приводит к дегрануляции (высвобождению медиаторов) и секреции нескольких типов цитокинов 2 типа, 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 группу 2- врожденные лимфоидные клетки ( ILC2 или естественные клетки-хелперы). Базофилы имеют общего гемопоэтического предшественника с тучными клетками; при перекрестном связывании поверхностно-связанного IgE с антигенами также высвобождаются цитокины 2 типа, включая IL-4 и IL-13, и другие медиаторы воспаления. Рецептор с низким сродством (FcεRII) всегда экспрессируется на В-клетках ; но IL-4 может индуцировать его экспрессию на поверхности макрофагов, эозинофилов, тромбоцитов и некоторых Т-клеток . [16] [17]
Изотип IgE эволюционировал совместно с базофилами и тучными клетками для защиты от паразитов, таких как гельминты (например, шистосома), но также может быть эффективен при бактериальных инфекциях. [18] Эпидемиологические исследования показывают, что уровень IgE повышается при заражении человека Schistosoma mansoni , [19] Necator americanus , [20] и нематодами [21] . Скорее всего, это полезно при удалении анкилостомы из легких. [ нужна цитата ]
В 1981 году Марджи Профет предположила, что аллергические реакции стали последней линией защиты от ядов . [6] Несмотря на споры в то время, новая работа поддерживает некоторые мысли Профета 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 медоносных пчел [8] и гадюки Рассела . [8] [22] Авторы пришли к выводу, что «небольшая доза пчелиного яда давала иммунитет к гораздо большей, смертельной дозе» и «развился такой тип специфического к яду, IgE-ассоциированного адаптивного иммунного ответа, по крайней мере, с точки зрения эволюции». , чтобы защитить хозяина от потенциально токсичных количеств яда, например, если животное столкнется с целым пчелиным гнездом или в случае укуса змеи». [8] [23] [24] Основной аллерген пчелиного яда ( фосфолипаза А2 ) индуцирует иммунные реакции Th 2 , связанные с выработкой антител IgE, которые могут « повышать устойчивость мышей к заражению потенциально смертельными дозами». [25]
Хотя это еще не совсем понятно, IgE может играть важную роль в распознавании рака иммунной системой [ 26] , при этом стимуляция сильного цитотоксического ответа против клеток, демонстрирующих лишь небольшое количество ранних маркеров рака, будет полезной. Если бы это было так, лечение анти-IgE, такое как омализумаб (от аллергии), могло бы иметь некоторые нежелательные побочные эффекты. Однако недавнее исследование, проведенное на основе объединенного анализа с использованием комплексных данных 67 клинических исследований фазы I–IV омализумаба по различным показаниям, пришло к выводу, что причинно-следственная связь между терапией омализумабом и злокачественными новообразованиями маловероятна. [27]
У людей с атопией уровень IgE в крови может быть в десять раз выше нормального (как и у людей, страдающих синдромом гипер-IgE ). Однако это может не быть обязательным условием для появления симптомов, как это наблюдалось у астматиков с нормальным уровнем IgE в крови — недавние исследования показали, что выработка IgE может происходить локально в слизистой оболочке носа. [28]
IgE, способный 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.), обладает уникальным долгоживущим взаимодействием благодаря своему высокому сродству рецептор FcεRI, так что базофилы и тучные клетки , способные опосредовать воспалительные реакции, становятся «заряженными», готовыми высвободить 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 это может привести к потенциально фатальному падению артериального давления, как при анафилаксии . [ нужна цитата ]
Известно, что IgE повышается при различных аутоиммунных заболеваниях, таких как СКВ , ревматоидный артрит (РА) и псориаз , и теоретически считается, что он имеет патогенетическое значение при СКВ и РА, вызывая реакцию гиперчувствительности. [29] [30]
Считается , что в регуляции уровней IgE посредством контроля дифференцировки В-клеток в плазматические клетки, секретирующие антитела , участвует рецептор «низкого сродства» FcεRII, или CD23 . [31] CD23 может также обеспечивать облегченную презентацию антигена, IgE-зависимый механизм, посредством которого B-клетки, экспрессирующие CD23 , способны представлять аллерген (и стимулировать) специфическим Т-хелперным клеткам , вызывая сохранение ответа Th2 , одного из отличительных признаков из которых является производство 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 анализа или анализа крови. [33] Тестирование на специфические IgE является проверенным методом выявления аллергии; данные не показывают, что неизбирательное тестирование IgE или тестирование на иммуноглобулин G (IgG) может подтвердить диагноз аллергии. [34]
В настоящее время аллергические заболевания и астму обычно лечат одним или несколькими из следующих препаратов: (1) антигистамины и антилейкотриены , которые являются антагонистами медиаторов воспаления гистамина и лейкотриенов, (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 ингибируют дегрануляцию тучных клеток, которая обычно запускается связыванием IgE при FcεRI . Известно, что длительное применение системных кортикостероидов вызывает множество серьезных побочных эффектов, и его рекомендуется избегать, если доступны альтернативные методы лечения. [ нужна цитата ]
IgE, путь синтеза IgE и IgE-опосредованный аллергический/воспалительный путь являются важными мишенями для вмешательства в патологические процессы аллергии, астмы и других IgE-опосредованных заболеваний. Путь дифференцировки и созревания B-лимфоцитов, который в конечном итоге генерирует IgE-секретирующие плазматические клетки, проходит через промежуточные этапы IgE-экспрессирующих B-лимфобластов и включает взаимодействие с IgE-экспрессирующими B-клетками памяти. Tanox , биотехнологическая компания, базирующаяся в Хьюстоне, штат Техас, в 1987 году предположила, что путем нацеливания мембраносвязанного IgE (mIgE) на В-лимфобласты и В-клетки памяти эти клетки можно лизировать или подавлять, таким образом достигая ингибирования продукции антигенспецифический IgE и, следовательно, сдвиг иммунного баланса в сторону механизмов, не связанных с IgE. [35] Были разработаны два подхода, нацеленных на путь IgE, и оба находятся в активной разработке. В первом подходе препарат анти-IgE -антитела омализумаб (торговое название Xolair ) распознает IgE, не связанный с его рецепторами, и используется для нейтрализации или уничтожения существующего IgE и предотвращения его связывания с рецепторами тучных клеток и базофилов. Ксолар 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 нельзя адекватно лечить с помощью H1- антигистаминов . В рамках второго подхода были получены и находятся под наблюдением антитела, специфичные к домену из 52 аминокислотных остатков, называемому CεmX или M1' (прим М1), присутствующему только на человеческом mIgE на В-клетках, а не на свободном растворимом IgE. клинические разработки для лечения аллергии и астмы. [38] [39] Гуманизированное антитело против М1', квилизумаб , находится на стадии IIb клинических испытаний. [40] [41]
В 2002 году исследователи из отдела 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 противоаллергических препаратов, которые стремятся вмешиваться в IgE- взаимодействие с рецепторами. Возможно, удастся разработать методы лечения, более дешевые, чем моноклональные антитела (например, низкомолекулярные лекарства), которые используют аналогичный подход для ингибирования связывания IgE с его рецептором. [ нужна цитата ]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )