ОГЛАВЛЕНИЕ
advertisement
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ....................................................................... 9 Введение ......................................................................... 10 Условные обозначения ...................................................... 13 Глава 1 Основные этапы развития иммунологии .............................. 17 1.1. Формирование представлений об иммунитете, основанных на опыте .............................................. 17 1.2. Рождение инфекционной иммунологии. Первые вакцины ................................................... 20 1.3. Формирование научных знаний о механизмах невосприимчивости. Клеточная и гуморальная теории ................................................................. 21 1.4. Открытие функций иммунных клеток. Формирование научных знаний о распознавании иммунными клетками «своего» и «чужого» ............. 23 1.5. Появление клональноселекционной теории ............. 25 1.6. Учение о лимфоцитах. Создание гибридомной технологии .......................... 26 1.7. Молекулярногенетический период развития ........... 28 Глава 2 Морфологические аспекты развития органов иммунной системы позвоночных ........................................ 2.1. Иммунная система и ее функции ............................. 2.2. Центральные органы иммунной системы ................. 2.2.1. Костный мозг ............................................. 2.2.2. Тимус ........................................................ 2.2.3. Фабрициева сумка ....................................... 2.3. Периферические органы иммунной системы ............ 2.3.1. Селезенка ................................................... 2.3.2. Лимфатические узлы ................................... 2.3.3. Единая (диффузная) иммунная система слизистых оболочек ..................................... 2.3.4. Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми покровами ............................ 2.3.5. Печень. Большой сальник. Кожа ................... 37 37 38 38 40 44 46 47 51 59 60 61 Глава 3 Характеристика классов лимфоцитов ................................. 64 3.1. Лейкоциты ........................................................... 64 3.2. Bлимфоциты ....................................................... 68 4 3.2.1. Дифференцировка Влимфоцитов ................. 3.2.2. Маркеры Вклеток ...................................... 3.2.3. Активация Вклеток .................................... 3.2.4. Роль Влимфоцитов в презентации антигена ... 3.3. Тлимфоциты ....................................................... 3.3.1. Происхождение и созревание Тлимфоцитов ............................................. 3.3.2. Механизм действия Тлимфоцитов ................ 3.3.3. Формирование и размножение цитотоксических Тлимфоцитов ................... 3.4. CDантигены ....................................................... Глава 4 Антигены ........................................................................ 4.1. Общая характеристика антигенов ......................... 4.2. Свойства антигенов .............................................. 4.3. Антигены животного происхождения .................... 4.4. Главный комплекс гистосовместимости ................. 4.5. Антигены бактериальной клетки .......................... 4.6. Антигены как фактор иммунорегуляции ................ 68 71 72 72 73 73 75 77 77 80 80 82 86 88 90 95 Глава 5 Антитела ......................................................................... 98 5.1. Общая характеристика антител ............................ 98 5.2. Биологические свойства и функции антител ........... 98 5.2.1. Основные функции антител ...................... 100 5.2.2. Физикохимические свойства антител ....... 101 5.3. Молекулярная структура антител ....................... 101 5.4. Активный центр антител .................................... 106 5.5. Синтез молекул иммуноглобулинов ..................... 107 5.6. Неполные антитела ............................................ 107 5.7. Нормальные антитела ........................................ 108 5.8. Динамика образования антител .......................... 108 5.9. Аффинность и авидность антител ........................ 110 5.10. Теории образования антител ............................... 112 5.11. Иммуноглобулины различных классов ................ 113 Глава 6 Комплемент ................................................................... 6.1. Общая карактеристика комплемента ................... 6.2. Основные этапы активации системы комплемента ..................................................... 6.2.1. Классический путь .................................. 6.2.2. Альтернативный путь .............................. 6.2.3. Лектиновый (маннозный) путь активации системы комплемента .............. 6.3. Биологические функции системы комплемента ..................................................... 118 118 121 122 126 130 132 5 6.4. Ингибиторы системы комплемента ...................... 136 6.5. Рецепторы комплемента ..................................... 136 Глава 7 Цитокины ..................................................................... 7.1. Определение цитокинов ..................................... 7.2. Классификация цитокинов ................................. 7.3. Немного об отдельных цитокинах ....................... 7.3.1. Оценка интерферонового статуса ............... 7.3.1.1. ИНФα ............................................... 7.3.1.2. ИНФγ ................................................ 7.3.2. ИЛ5 ...................................................... 7.3.3. ИЛ6 ...................................................... 7.3.4. ФНОa .................................................... Глава 8 Методы иммунологии. Оценка гуморального и клеточного звеньев иммунной системы .......................... 8.1. Оценка гуморального звена иммунной системы ........................................................... 8.1.1. Определение антител, иммуноглобулинов разных классов ........... 8.1.2. Определение антителопродуцирующих клеток .................................................... 8.1.3. Первичный (IgM) гуморальный иммунный ответ in vivo ............................................ 8.1.4. Вторичный (IgG) ответ in vivo ................... 8.1.5. Продукция иммуноглобулина IgG Вклетками in vitro .................................. 8.2. Оценка клеточного звена иммунной системы ........ 8.2.1. Определение количества субпопуляций Тлимфоцитов ......................................... 8.2.2. Проточная цитофлуориметрия .................. 8.2.3. Определение фенотипа и количества лимфоцитов с помощью моноклональных антител на лазерном проточном цитометре методом непрямой иммунофлуоресценции ............................ 8.2.4. Определение фенотипа и количества лимфоцитов с помощью моноклональных антител на люминесцентном микроскопе ............... 8.2.5. Определение количества лимфоцитов в лимфотоксическом тесте с помощью моноклональных антител ......................... 139 139 140 141 141 143 144 146 147 148 153 153 153 155 156 157 157 158 158 158 160 162 163 6 8.2.6. Метод оценки функциональной активности лимфоцитов in vitro — реакция бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) ................................. 164 8.2.7. Определение активности естественных клетоккиллеров (ЕКК) ............................ 170 8.2.8. Реакция гиперчувствительности замедленного типа in vivo ......................... 171 Глава 9 Методы иммунологии. Применение серологических реакций для диагностики инфекционных болезней и идентификации микроорганизмов ................................. 9.1. Краткая характеристика серологических реакций ........................................................... 9.2. Реакция агглютинации ...................................... 9.3. Реакция гемагглютинации ................................. 9.4. Реакция агглютинации при бактериальных инфекциях ....................................................... 9.5. Реакция непрямой гемагглютинации .................. 9.6. Реакция гемагглютинации и реакция торможения гемагглютинации (РТГА) ................. 9.7. Реакция пассивной гемагглютинации .................. 9.8. Циркулирующие иммунные комплексы .............. 9.9. Реакция преципитации. Варианты: реакция кольцеприципитации, реакция преципитации в геле по Оухтерлони .......................................... 9.10. Метод радиальной иммунодиффузии ................... 9.11. Реакция кольцепреципитации ............................ 9.12. Метод радиальной иммунодиффузии (по Манчини) .................................................... 9.13. Реакция связывания комплемента ...................... 9.14. Тесты с ингибированием гемагглютинации эритроцитов ...................................................... Глава 10 Иммунологические методы. Гибридомная технология. Получение моноклональных антител ................................ 10.1. Гибридомы ....................................................... 10.2. Культивирование и поддержание гибридом .......... 10.3. Получение иммунных лимфоцитов ...................... 10.4. Культивирование клеток перевиваемой мышиной миеломы Sp2/0 ................................... 10.5. Кондиционированная среда ................................ 10.6. Приготовление культур мышиных перитонеальных макрофагов .............................. 174 174 176 177 179 180 180 182 184 184 187 189 190 190 194 198 199 203 204 205 206 207 7 10.7. Процедура гибридизации ................................... 10.8. Рост и культивирование гибридом ....................... 10.9. Клонирование гибридом ..................................... 10.10. Определение класса и подкласса гибридомных антител ...................................... 10.11. Получение асцитов у мышей ............................. 10.12. Применение моноклональных антител ............... 208 211 213 215 215 217 Глава 11 Методы иммунологии. Метод флуоресцирующих антител, иммуноферментный анализ и радиоиммунный анализ для выявления патогенных бактерий и определения антител к ним ............ 219 11.1. Метод флуоресцирующих антител ....................... 219 11.2. Иммуноферментный анализ ............................... 222 11.3. Радиоиммунный анализ ..................................... 228 Глава 12 Методы иммунологии. Генодиагностика: полимеразная цепная реакция в идентификации патогенных бактерий ............................ 12.1. Определение полимеразной цепной реакции ......... 12.2. История ПЦР .................................................... 12.3. Проведение ПЦР ............................................... 12.4. Компоненты реакции ......................................... 12.5. Праймеры ........................................................ 12.6. Амплификатор .................................................. 12.7. Ход реакции ..................................................... 12.8. Разновидности ПЦР .......................................... 12.9. Применение ПЦР .............................................. 12.10. Преимущества ПЦР как метода диагностики ...... 12.11. Ошибки при использовании метода ПЦР ............ Глава 13 Методы иммунологии. Изучение неспецифической резистентности организма ....... 13.1. Количественное определение лизоцима в сыворотке крови ............................................. 13.2. Количественное определение комплемента в сыворотке крови ............................................. 13.3. Фагоцитоз бактерий лейкоцитами крови .............. 232 232 232 234 234 235 236 236 237 240 241 244 247 247 248 249 Глава 14 Методы иммунологии. Клиническое значение результатов исследования иммунного статуса ......................................................... 253 14.1. Оценка гемограммы (относительное и абсолютное количество лимфоцитов, лейкоцитов и эритроцитов) ................................. 253 8 14.2. Подсчет лейкоцитов в камере Горяева .................. 14.3. Определение относительного и абсолютного содержания лимфоцитов в крови. Понятие лимфоцитоза и лимфопении .................. 14.4. Иммунодиагностика нарушений иммунной системы ............................................ 14.4.1.Тесты 1го уровня .................................... 14.4.2.Тесты 2го уровня .................................... 14.5. Определение чувствительности к иммуномодуляторам ....................................... Глава 15 Вакцинация .................................................................. 15.1. История вакцинации ....................................... 15.2. Антигенные препараты, используемые как вакцины ................................................... 15.3. Эффективность вакцин .................................... 15.4. Безвредность вакцин ........................................ 15.5. Стоимость вакцинации ..................................... 15.6. Пассивная иммунизация .................................. 15.7. Иммунные сыворотки и иммуноглобулины ........ 15.8. Иммуноглобулины ........................................... 15.9. Антитоксические сыворотки ............................. 15.10. Диагностические антигены и аллергены ............. 15.11. Бактериофагивирусы ...................................... 256 256 257 259 259 260 262 262 263 268 269 270 270 271 273 274 275 276 Глава 16 Техника безопасности при постановке иммунологических методов ............................................. 280 Глава 17 Биобезопасность при постановке иммунологических методов ......................................................................... 17.1. Понятие биобезопасности и биорисков ................. 17.2. Рекомендации для безопасной работы .................. 17.3. Правила использования и хранения биопрепаратов, их транспортировка .................... 17.4. Лиофилизация микроорганизмов (биологических препаратов) ............................... 284 284 287 289 291 Словарь иммунологических терминов ............................... 293 9 ПРЕДИСЛОВИЕ Быстрое развитие иммунологии требует адекватного от ражения ее основ и новых открытий в учебных пособиях раз личного уровня. На этом фоне весьма заметно отсутствие учебных пособий по ветеринарной иммунологии, в которых бы в краткой и доходчивой форме были изложены как теоре тические, так и прикладные вопросы иммунологии. В связи с этим студенческая аудитория вынуждена использовать изда ния не всегда соответствующего своей специальности профи ля (чаще медицинского). Именно поэтому публикация учеб ного пособия по ветеринарной иммунологии для широкой аудитории студентов, аспирантов и научных работников яв ляется актуальной. В целом авторам удалось в довольно сконцентрированном виде, ясным и доступным языком представить все основные разделы современной фундаментальной иммунологии. Материал по стилю изложения весьма полезен для студен тов, аспирантов, преподавателей ветеринарных вузов, для широкого круга биологов и специалистов других дисциплин, интересующихся проблемами иммунологической науки и обеспечения биологической безопасности. 10 ВВЕДЕНИЕ Иммунология характеризуется высокой скоростью разви тия с первых лет ее становления и вплоть до наших дней, и во многом поэтому основные достижения иммунологов отмече ны большим числом Нобелевских премий, а сами иммуноло гические подходы и методы внедрены в широкую клиниче скую практику. Многолетние наблюдения ученых и клиници стов ведущих отечественных и зарубежных клинических центров показали, что имеется лишь относительно небольшое число заболеваний, не индуцированных нарушениями в сис теме иммунитета, или заболеваний, не приводящих к ее на рушениям. Для диагностики иммунопатологий, выявления нарушений в системе иммунитета, контроля применяемой те рапии и массовой оценки иммунного статуса с целью выявле ния иммунодефицитов и прогнозирования возможного их развития были разработаны панели моноклональных антител и тестсистемы на их основе, которые играют огромную роль в разработке фундаментальных проблем иммунологии. В ре зультате разработаны и создаются новые иммунодиагности кумы, иммунотропные и иммуномодулирующие лекарствен ные средства, адъюванты и вакцинные препараты, разраба тываются новые приемы иммунотерапии заболеваний. И сей час запросы клинической практики являются мощным сти мулом для дальнейшего развития фундаментальной иммуно логии. Востребованность иммунологии в клинической меди цинской практике, в фундаментальных и прикладных иссле дованиях нашла широкое отражение в создании кафедр им мунологии, курсов и кафедр повышения квалификации вра чей аллергологовиммунологов во многих вузах страны. Опубликовано как за рубежом, так и в России большое коли чество учебников, различных учебных пособий и монографий по медицинской иммунологии, многие из которых стали на стольными. Так, например, помимо известных учебников по иммунологии В.И. Иоффе (1968), А.Е. Вершигоры (1975, 1980), Р.В. Петрова (1982, 1987), А.Я. Кульберга (1985), В.Г. Галактионова (1998, 2000, 2004), А.А. Ярилина (1999, 11 2010), А.В. Караулова и соавт. (1999, 2005), Г.Н. Дранника (1999, 2003, 2006), Р.М. Хаитова и соавт. (2000, 2002, 2010), Н.Н. Попова и соавт. (2004), Р.М. Хаитова (2006, 2008, 2010) и др. известны трехтомники по иммунологии (под редакцией У. Пола, 1987–1989) и по клинической иммунологии и аллер гологии (под ред. Л. Йегера, 1990), руководство по клиниче ской иммунологии и аллергологии (под ред. Г. Лолора младшего и др., 2000). В течение ряда лет в России издается и переиздается перевод учебника по иммунологии И. Ройта и соавт. В 2007–2008 гг. выпущены руководства по наглядной иммунологии (Г.Р. Бурместер и соавт.) и по наглядной ал лергологии (М. Рекен и соавт.), в 2003 и 2008 гг. — атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии (под ред. А.С. Быкова, А.А. Воробьева и В.В. Зверева), в 2010 г. Р.М. Хаитовым, А.А. Ярилиным и Б.Б. Пинегиным издан атлас по иммунологии и др. В то же время учебные пособия по современной ветери нарной иммунологии практически отсутствуют. Ранее издан ные учебники по ветеринарной иммунологии (P.M. Outteridge, 1985; Я.Е. Коляков, 1986; Е.С. Воронин и соавт., 2002) не полностью отражают достижения современ ной иммунологической науки. Имеется лишь одно недавно изданное зарубежное пособие по ветеринарной иммунологии (I.R. Tizard, 2009), и то оно пока не переведено. Между тем в последние годы появились новые данные, существенным об разом углубляющие наши представления о строении и функ циях иммунной системы животных, высокозначимые для клинической практики. Учитывая большой интерес студен ческой аудитории, аспирантов, ветеринарных врачей и биоло гов к проблемам иммунологии, мы решили хотя бы в малой степени заполнить образовавшийся вакуум. Данное учебное пособие представляет собой доступно из ложенный материал по основным вопросам иммунологии, включая ее теоретические и практические вопросы. Представляемая читателю книга рассматривает цен тральные проблемы иммунологической науки — строение и функции системы иммунитета, даны представления о функ 12 ционально различных клеточных системах, популяциях и субпопуляциях Т и Всистем иммунитета, обеспечивающих поддержание генетического гомеостаза животных в ответ на поступление в организм разных форм антигена, о механизмах формирования иммунологических реакций врожденного и адаптивного иммунитета. Особое внимание уделено описанию центральных эффекторов врожденного иммунитета, обеспе чивающих основы для формирования реакций адаптивного иммунитета и являющихся первой линией противомикробной защиты организма. Даны представления о клетках миелоид ного ряда, участвующих в реакциях иммунитета. Описаны молекулярные механизмы формирования антигенраспозна ющего рецепторного аппарата лимфоцитов, клеточных взаи модействий и сигнальных путей, приводящих к активации клеток системы иммунитета. Описаны и охарактеризованы растворимые продукты иммуноцитов (цитокины, антитела, пептидыантибиотики, система комплемента и др.), через ко торые опосредуются функции эффекторных клеток. Даны со временные представления о генетических механизмах кон троля индукции и развития реакций иммунитета, о главном комплексе гистосовместимости человека и животных и его биологических функциях. Описаны первичные и вторичные иммунодефициты животных и иммуномодуляторы, приме няемые для нормализации приобретенных нарушений имму нитета. Описаны модельные системы, применяемые для исследо вательских целей в области иммунологии. Нами впервые в подобных изданиях представлено описание правил биобезо пасности при проведении экспериментов с использованием микроорганизмов. В приложениях даны терминологический словарь и рекомендуемая литература. Таким образом, широкий контингент студентов, ордина торов, аспирантов, преподавателей не только ветеринарных, но и биологических вузов и исследователей получает самые последние сведения по современной иммунологии. Все заме чания и пожелания будут приняты авторами с благодарно стью.
